自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的運(yùn)用研究

李西鋒

(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西西安 710300)

近年來(lái),進(jìn)入智能制造時(shí)代,即工業(yè)4.0時(shí)代,機(jī)械設(shè)計(jì)制造趨于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。關(guān)于自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用不斷增強(qiáng),相關(guān)的研究文獻(xiàn)也不斷增多。曹靜(2011)在《試論機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用》一文中,提出,機(jī)械制造業(yè)在新時(shí)代下發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變,制造方式將更加柔性自動(dòng)化、智能化和集成化,因此需要加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用。劉斌(2013)在《論機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用》一文中,認(rèn)為機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)可以降低企業(yè)生產(chǎn)的成本,也是提高企業(yè)生產(chǎn)效率的重點(diǎn)。王玲維、占建民(2016)在《試論機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用》一文中,提出機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于機(jī)械制造業(yè)的作用重要,不僅可以提升產(chǎn)品的可靠性,還能提高資源的利用率,且能改善產(chǎn)品的性能。

目前已有的文獻(xiàn)大多集中在自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用,本文闡述自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用的重要性,還研究自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體運(yùn)用及其發(fā)展趨勢(shì)。

1 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的重要性

自動(dòng)化技術(shù)綜合了多項(xiàng)技術(shù),包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子學(xué)、液壓氣壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等[1],自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械合計(jì)制造中的意義重大,不僅可以提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的生產(chǎn)效率,也能改善機(jī)械制造生產(chǎn)環(huán)境,有效地提升制造類(lèi)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.1 提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)效率

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù),構(gòu)建智能制造系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)高度集成化和智能化,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的全自動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中加工、裝配、檢測(cè)的自動(dòng)化、智能化[2],減少了人力資源在生產(chǎn)過(guò)程中的低效率,以及獲取的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方案優(yōu)化,有效地提升企業(yè)的生產(chǎn)效益。

1.2 改善機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)環(huán)境

新形勢(shì)下,國(guó)家提倡“綠色”制造業(yè),中國(guó)制造業(yè)需要改善和優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中通過(guò)運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析處理,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方案優(yōu)化,從而不僅可以檢測(cè)、控制生產(chǎn)耗能,而且可以減少能源消耗,減少環(huán)境污染,進(jìn)而促進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化[3]。

1.3 有效地提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益

自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造中,自動(dòng)化技術(shù)讓機(jī)械設(shè)計(jì)制造更加智能化,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)無(wú)人化,從而減少人員成本;應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù),通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置生產(chǎn)計(jì)劃,大大提高了生產(chǎn)效率,減少制造企業(yè)的生產(chǎn)成本,減少生產(chǎn)原料的消耗,生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品更加高質(zhì)量,有效地提高了制造類(lèi)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)大量地在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用,具體包括計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)、自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)、柔性自動(dòng)化技術(shù)等。

2.1 計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)集成有助于制造類(lèi)企業(yè)生產(chǎn)能力和水平的不斷[4]。提高自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的集成應(yīng)用,就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)對(duì)制造流程進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)合計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)和信息網(wǎng)絡(luò)支持,整合各類(lèi)生產(chǎn)元素,改造生產(chǎn)過(guò)程,提高了生產(chǎn)效益,提升了生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.2 自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)

制造企業(yè)有多少生產(chǎn)線,生產(chǎn)多少產(chǎn)品,依賴(lài)生產(chǎn)的自動(dòng)化技術(shù)。自動(dòng)化技術(shù)以智能裝備為基礎(chǔ),結(jié)合自動(dòng)化、電子、計(jì)算機(jī)、控制工程、信息處理技術(shù),可以建立自動(dòng)化生產(chǎn)線、裝配線和檢測(cè)線,能夠?qū)ιa(chǎn)狀況,設(shè)備狀況自動(dòng)、有機(jī)檢測(cè),監(jiān)測(cè)能源消耗和物料,可以減少加工誤差,提高生產(chǎn)加工的精度,大大提高了生產(chǎn)效率[5]。

2.3 柔性自動(dòng)化技術(shù)

自動(dòng)化技術(shù)基于比較完善的信息管理系統(tǒng),生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、透明化、可視化、精益化[6],能夠快速適應(yīng)市場(chǎng)需求以及技術(shù)更新,減少了人為的一些干預(yù),能夠有效地提高機(jī)械制造生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于外界因素的適應(yīng)能力,使得制造出來(lái)的產(chǎn)品能夠更好地滿足市場(chǎng)需求,實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化生產(chǎn)。

2.4 應(yīng)用智能化

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用更加智能化[7]。自動(dòng)化技術(shù)有效地結(jié)合了機(jī)械制造技術(shù)和人工智能技術(shù),將這兩類(lèi)技術(shù)運(yùn)用到制造業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中,代替了一些人力活動(dòng),有助于實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程的自動(dòng)化檢測(cè)、監(jiān)測(cè),能夠?qū)崟r(shí)地針對(duì)問(wèn)題提出改進(jìn)或者預(yù)防措施。

3 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的運(yùn)用趨勢(shì)

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的運(yùn)用趨勢(shì)將結(jié)合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)等,趨于機(jī)電一體化、控制智能化和應(yīng)用虛擬化。

3.1 機(jī)電一體化

機(jī)電一體化是機(jī)械工程與自動(dòng)化的一種。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展,機(jī)電一體化已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合,實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化就需要運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)等,綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)制造的無(wú)人化、智能化。

3.2 控制智能化

自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合了熟悉化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化技術(shù)[8],實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的控制智能化。通過(guò)創(chuàng)新信息化建設(shè),實(shí)現(xiàn)技術(shù)自動(dòng)化,使得生產(chǎn)過(guò)程可進(jìn)行高效的管理,生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)得以有效控制,充分利用了資源,優(yōu)化了作業(yè)流程,更加規(guī)范了現(xiàn)場(chǎng)次序,同時(shí)提供了可靠的質(zhì)量保證體系,大大提升了生產(chǎn)效率,通過(guò)效率和質(zhì)量的提升為制造業(yè)企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 應(yīng)用虛擬化

加強(qiáng)制造類(lèi)企業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用,就是加強(qiáng)制造類(lèi)企業(yè)的信息化建設(shè),未來(lái)不僅需要單純的技術(shù),而是更多的技術(shù)組合形成的基礎(chǔ)平臺(tái),制造類(lèi)企業(yè)要獲得更好的應(yīng)用和體驗(yàn),就可能需要應(yīng)用虛擬化技術(shù)?；趹?yīng)用/服務(wù)器計(jì)算A/S架構(gòu),采用類(lèi)似虛擬終端的技術(shù),把應(yīng)用程序的人機(jī)交互邏輯(應(yīng)用程序界面、鍵盤(pán)及鼠標(biāo)的操作、音頻輸入輸出、讀卡器、打印輸出等)與計(jì)算邏輯隔離開(kāi)來(lái)。在用戶(hù)訪問(wèn)一個(gè)服務(wù)器虛擬化后的應(yīng)用時(shí),用戶(hù)計(jì)算機(jī)只需要把人機(jī)交互邏輯傳送到服務(wù)器端,服務(wù)器端為用戶(hù)開(kāi)設(shè)獨(dú)立的會(huì)話空間,應(yīng)用程序的計(jì)算邏輯在這個(gè)會(huì)話空間中運(yùn)行,把變化后的人機(jī)交互邏輯傳送給客戶(hù)端,并且在客戶(hù)端相應(yīng)設(shè)備展示出來(lái),從而使用戶(hù)獲得如同運(yùn)行本地應(yīng)用程序一樣的訪問(wèn)感受。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之,制造業(yè)所處的大環(huán)境發(fā)生了很大變化,制造生產(chǎn)需要更加綠色、智能化,將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中已經(jīng)成為一種必然的趨勢(shì),不僅可以改善企業(yè)生產(chǎn)管理水平,也能提高企業(yè)效能,而且促進(jìn)制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí),提高制造類(lèi)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,實(shí)現(xiàn)綠色、智能化制造業(yè)。

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