自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用

李睿霄

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民群眾對于工業(yè)產(chǎn)品的需求持續(xù)增加。在這一過程中，自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用不僅提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，而且有助于確保工作人員的生產(chǎn)安全。因此，本文主要介紹了自動化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢、自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用要點，期待在突出自動化技術(shù)優(yōu)勢的同時推動機械制造自動化技術(shù)的進一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù);機械設(shè)計;制造

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）20-0025-03

Application of Automation Technology in

Mechanical Design and Manufacture

LI Ruixiao

（The School of Technology of ， Beijing Forestry University，Beijing 100000）

Abstract： With the rapid development of China's economy， the people's demand for industrial products is also increasing. In this process， the application of automation technology in mechanical manufacturing not only improves the production efficiency and production quality of the products， but also helps to ensure the safety of the production of the workers. Therefore， this paper mainly introduced the application advantages of automation technology and the application points of automation technology in mechanical manufacturing， expecting to promote the further development of mechanical manufacturing automation technology while highlighting the advantages of automation technology.

Keywords： automation technology; mechanical design;manufacturing

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，計算機化已經(jīng)與人民群眾的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了緊密的聯(lián)系。為了順應(yīng)時代的快速發(fā)展要求，當前有必要對制造業(yè)中的傳統(tǒng)技術(shù)進行自動化改革，因為許多舊的制造技術(shù)都存在顯著的生產(chǎn)能力差距且正在變得不適用，企業(yè)要充分利用先進的新技術(shù)。作為工業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)，機械設(shè)計和制造技術(shù)起著核心作用，因此機械設(shè)計和制造自動化的全面實施可以有效地減少工作人員的工作量并節(jié)省大量勞動力，同時保證機械設(shè)計和制造效率[1-3]。所以，為了實現(xiàn)機械設(shè)計和制造的長期穩(wěn)定發(fā)展，人們要對自動化技術(shù)進行深入分析和探索。

1 自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中應(yīng)用的必要性

1.1 廣泛性

在工業(yè)產(chǎn)品的制造過程中，機械設(shè)備往往是整個流水線的基礎(chǔ)，其間，很多機械設(shè)備可以在大多數(shù)地區(qū)有效使用，促進社會建設(shè)。這在事實上決定了機械設(shè)計和制造自動化技術(shù)的應(yīng)用程度。與此同時，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，機械設(shè)計和制造自動化技術(shù)日新月異，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷影響著人民群眾生活的方方面面。機械設(shè)計與制造自動化能夠顯著提高生產(chǎn)效率，使企業(yè)在單位時間生產(chǎn)更多產(chǎn)品，解放勞動力，同時提高生產(chǎn)的安全性，有效促進了社會發(fā)展并提高整體生產(chǎn)水平。

1.2 節(jié)能性

當前，我國正處于社會快速發(fā)展階段，工業(yè)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了許多環(huán)境問題。例如，機械設(shè)計和生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的污染物嚴重污染環(huán)境并破壞了生態(tài)系統(tǒng)平衡。因此，為了實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，人們開始大力保護自然環(huán)境，對產(chǎn)業(yè)節(jié)能提出了更高的要求。機械制造自動化技術(shù)具有顯著的節(jié)能性和環(huán)保性。目前，很多自動化設(shè)備正處于開發(fā)階段，其往往具有較高的精度，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。此外，機械自動化生產(chǎn)比手動和半自動生產(chǎn)更快，并且可以長時間持續(xù)運行。這不僅提高了產(chǎn)品生產(chǎn)效率，還有效降低了生產(chǎn)成本。因此，自動化設(shè)備通常與高投資相關(guān)并且適用于大規(guī)模生產(chǎn)，對于小批量的自動化生產(chǎn)，自動化系統(tǒng)增加了生產(chǎn)成本[4，5]。

1.3 安全性

自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用顯著提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，同時有效消除了許多潛在的安全風(fēng)險，保護了員工的人身安全，確保了機器的正常運行。機械制造自動化是社會發(fā)展的客觀要求，不僅為員工提供了解放雙手的機會，也保證了生產(chǎn)的可靠性和產(chǎn)品的質(zhì)量。自動化技術(shù)具有生產(chǎn)質(zhì)量好和生產(chǎn)效率高的優(yōu)勢，無需工作人員參與，相對地，半自動生產(chǎn)模式需要大量人工操作，容易導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的不確定性。因此，自動化技術(shù)重新定義了制造業(yè)產(chǎn)品處理過程中的每個步驟和操作，這確保了生產(chǎn)的高度一致性，從而顯著減少了產(chǎn)品的生產(chǎn)停工時間。

2 自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用要點

2.1 應(yīng)用環(huán)境較高

機械設(shè)計制造中有許多危險的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，因此工人面臨較大的人身安全風(fēng)險。而自動化設(shè)備取代手動生產(chǎn)，可以減少人身健康損害。許多制造企業(yè)的工作環(huán)境都較差，存在高溫、高壓強、高濕度等特殊的生產(chǎn)環(huán)境，這些生產(chǎn)環(huán)境對工作人員的身體健康存在負面影響，因此自動化設(shè)備更適用于環(huán)境要求高的場合。目前，產(chǎn)品趨于小型化，定位越來越準確。自動化設(shè)備必須支持常見的精密產(chǎn)品，如微型計算機、微傳感器和微電機。機械制造自動化可以提高生產(chǎn)效率，保證高精度和高質(zhì)量，生產(chǎn)自動化已成為信息時代的發(fā)展趨勢，也成為衡量一國制造業(yè)發(fā)展狀況的重要標準。如今國際競爭日趨激烈，自動化生產(chǎn)是一流生產(chǎn)設(shè)備的基本特征，也是企業(yè)持續(xù)發(fā)展的客觀要求。

2.2 新技術(shù)有效融合

自動化技術(shù)是現(xiàn)代機械制造業(yè)發(fā)展的基石，憑借革命性的突破以及信息技術(shù)、新能源、新材料和大數(shù)據(jù)等要素的整合，它引發(fā)了新一輪的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，自動化技術(shù)是制造企業(yè)實現(xiàn)智能制造的核心要素。自動化技術(shù)可以應(yīng)用在在集成機械工程中，機械工程集成是指將技術(shù)和管理集成到機械制造過程中。簡單地說，將信息技術(shù)引入機械生產(chǎn)中，精確監(jiān)控制造過程，實現(xiàn)制造過程的整體優(yōu)化，保證產(chǎn)品質(zhì)量。例如，以前技術(shù)部門和管理部門的工作是完全分開的，部門之間的聯(lián)系很少。集成技術(shù)的引入實現(xiàn)了部門之間的動態(tài)集成，滿足了不同部門的需求。同時，機械自動化技術(shù)促進了機械制造與傳感器單元、ECU的集成，大大提高了它們的自動化程度。

2.3 提高技術(shù)信息化水平

機械設(shè)計和制造自動化在國民經(jīng)濟中占據(jù)極其重要的地位，是工業(yè)快速發(fā)展的重要驅(qū)動力。機械工業(yè)的發(fā)展必將帶動其他行業(yè)的發(fā)展。各種自動化機械設(shè)備大大提高了勞動生產(chǎn)率，降低了工人的勞動強度，各種大型成套設(shè)備的開發(fā)使得各種重點工程的建設(shè)成為可能;機械設(shè)備的精密化帶動了微電子工業(yè)和計算機工業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)了集成電路的高度集成制造，使存儲器的容量成倍提高;航空航天設(shè)備和各種武器裝備的研制與生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)和教育事業(yè)的發(fā)展均依賴于機械設(shè)計與制造技術(shù)的進步。在這一過程中，集成制造已成為工業(yè)企業(yè)常見的生產(chǎn)方法，集成的引入加強了企業(yè)各部門之間的聯(lián)系，實現(xiàn)了質(zhì)量控制系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成管理。集成制造技術(shù)制造技術(shù)的引入不僅加速了產(chǎn)品生產(chǎn)的自動化，而且有效地連接了整個制造系統(tǒng)，確保了生產(chǎn)和管理的高效化。此外，機械制造企業(yè)要合理運用自動化技術(shù)，有效地改善單組件系統(tǒng)的連接，提高機械制造效率，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進資源共享和信息技術(shù)發(fā)展。

3 自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用優(yōu)化

3.1 采用人工智能系統(tǒng)

自動化技術(shù)可以應(yīng)用于智能機器生產(chǎn)中，其具有跨學(xué)科特征。人們需要研究計算機技術(shù)、自動化技術(shù)、人工智能和機械生產(chǎn)技術(shù)。智能生產(chǎn)要求有效優(yōu)化生產(chǎn)流程，人工智能在生產(chǎn)過程中起著重要作用。例如，人工智能技術(shù)可以通過編程、采集和其他控制實現(xiàn)專業(yè)制造的智能化和自動化，提高工業(yè)制造的速度和質(zhì)量。通常，機器由人工智能控制，就可以使生產(chǎn)變得智能化，智能系統(tǒng)可以根據(jù)分析結(jié)果分析生產(chǎn)狀態(tài)，對其進行智能管理。

3.2 增強系統(tǒng)適應(yīng)性

智能機械制造系統(tǒng)友好、適應(yīng)性強，減少了管理人員與生產(chǎn)人員之間的矛盾，使管理流程適應(yīng)實際生產(chǎn)條件。智能制造設(shè)備的引入不僅可以顯著提高生產(chǎn)過程的安全性，減少環(huán)境污染，還可以使產(chǎn)品性能更接近市場需求。智能機械工程需要利用傳感器和其他技術(shù)實現(xiàn)人工智能，以進一步推動機械制造技術(shù)的發(fā)展。智能機器人的出現(xiàn)大大減輕了人員部署的壓力，例如，重型機械工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，工人在工作場所的人身安全風(fēng)險很高，智能機器人正在逐步取代工人操作，以提高工作的安全性和精確性，保證產(chǎn)品質(zhì)量。此外，智能機械工程可以實現(xiàn)產(chǎn)品的高精度生產(chǎn)，可以根據(jù)生產(chǎn)速度和尺寸要求，優(yōu)化機器生產(chǎn)流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，促進制造業(yè)的長期發(fā)展。

3.3 合理應(yīng)用虛擬化制造

機械制造自動化理論將信息技術(shù)與機械制造技術(shù)有效地結(jié)合，釋放出巨大的生產(chǎn)力。換句話說，虛擬制造技術(shù)主要依靠計算機和自動化技術(shù)來評估和預(yù)測機械制造中的潛在問題。機械制造業(yè)想要提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，預(yù)防故障和進行診斷是前提條件。其間，機械制造部門要盡可能地協(xié)同工作，在最短的時間內(nèi)解決潛在的制造問題，響應(yīng)客戶需求，提高生產(chǎn)能力，實現(xiàn)高質(zhì)量和高效率生產(chǎn)的目標，增強企業(yè)的市場競爭力。企業(yè)要明確未來發(fā)展方向，有效采取預(yù)防措施，確保制造業(yè)健康有序發(fā)展。

4 結(jié)語

機械工程是一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要體現(xiàn)，而自動化技術(shù)的引入不僅可以提高機械制造生產(chǎn)效率，還可以提升工業(yè)技術(shù)水平。通常，傳統(tǒng)的機械工程與惡劣的環(huán)境、長時間工作和廉價勞動力相伴。集成、智能和虛擬化等技術(shù)是機械工程實現(xiàn)快速高效生產(chǎn)的重要技術(shù)保障，可以改善生產(chǎn)環(huán)境，提高產(chǎn)品質(zhì)量，因此具有重要的現(xiàn)實意義。當前，機械設(shè)計與制造企業(yè)要大力引入自動化技術(shù)，促進制造業(yè)跟上時代發(fā)展步伐，為社會經(jīng)濟發(fā)展提供必要的裝備基礎(chǔ)。

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