自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用探討

陳敏

摘 要：經(jīng)濟(jì)全球化趨勢勢不可擋，在各個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，自動(dòng)化技術(shù)升級(jí)創(chuàng)新已經(jīng)成為必然趨勢。而作為經(jīng)濟(jì)重要組成部分的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)使得機(jī)械制造效率大幅提升，以智能技術(shù)替代人工，成本大大降低，充分對(duì)資源加以整合和運(yùn)用，為工業(yè)機(jī)械制造領(lǐng)域的大發(fā)展提供了技術(shù)的動(dòng)力。本文對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行分析，著重探討自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用以及在機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮的重要作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動(dòng)化;機(jī)械制造;自動(dòng)化技術(shù)

中圖分類號(hào)：TH164 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）09-0046-02

1 機(jī)械制造技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)概述

機(jī)械制造技術(shù)使用各種工具，如機(jī)床設(shè)備等，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，在社會(huì)制造中機(jī)械制造技術(shù)涵蓋農(nóng)業(yè)、軍事、汽車等諸多領(lǐng)域。機(jī)械設(shè)備專業(yè)性強(qiáng)、生產(chǎn)工藝復(fù)雜，在工業(yè)化發(fā)展過程中，衡量一個(gè)國家的重要標(biāo)志就是機(jī)械制造技術(shù)的水平。

（1）隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，當(dāng)前機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)在自動(dòng)化程度上飛速發(fā)展，機(jī)械設(shè)備性能和技術(shù)精密程度等方面都予以提升，這其中自動(dòng)化技術(shù)發(fā)揮了巨大的作用，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是適應(yīng)新興市場和行業(yè)發(fā)展需求，在信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)等融入后，構(gòu)成了新型的機(jī)械制造生產(chǎn)模式。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用使得人工勞動(dòng)強(qiáng)度被大大降低，無人或少量人員生產(chǎn)模式已經(jīng)成為當(dāng)代自動(dòng)化技術(shù)的重要特征，依賴于集成電路信息技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)對(duì)機(jī)械制造生產(chǎn)作業(yè)流程無人化的操作要求，簡化作業(yè)步驟，節(jié)約生產(chǎn)成本，避免因人為錯(cuò)誤導(dǎo)致失誤率提高，例如智能AI技術(shù)的應(yīng)用在自動(dòng)化技術(shù)中得到了完善，通過預(yù)先設(shè)定程序?qū)崿F(xiàn)智能化控制。在生產(chǎn)模式上相關(guān)故障設(shè)備經(jīng)過檢修和檢測，能夠運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)提高檢測率，為企業(yè)節(jié)約大量的資源，提升經(jīng)濟(jì)效益[1]。

（2）機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)融合了諸多現(xiàn)代化學(xué)科知識(shí)，技術(shù)綜合性和系統(tǒng)性非常強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了智能化、系統(tǒng)化、自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用。機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)節(jié)省了大量的人力成本。產(chǎn)品生產(chǎn)安全性能不斷提升。由于信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的融入，機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)診斷、自動(dòng)報(bào)警，對(duì)于不可避免的故障進(jìn)行快速自動(dòng)識(shí)別，并進(jìn)行自動(dòng)的分析和故障檢修[2]。在生產(chǎn)過程中，通過機(jī)械制造自動(dòng)化預(yù)警、報(bào)警、故障排除等，防止出現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行過程中突然終止生產(chǎn)活動(dòng)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。而且當(dāng)前利用電子信息控制系統(tǒng)，采用全過程控制的方法，也避免了人為操作失誤帶來的設(shè)備損壞，極大提升了生產(chǎn)的安全性。機(jī)械制造自動(dòng)化轉(zhuǎn)變了勞動(dòng)模式，將傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)方式加以顛覆，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化技術(shù)替代生產(chǎn)制造技術(shù)。大量的人工勞動(dòng)力已經(jīng)不再被現(xiàn)代機(jī)械制造領(lǐng)域所應(yīng)用，復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)節(jié)在機(jī)械自動(dòng)化運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)、更高效的生產(chǎn)。多樣化多功能的產(chǎn)品，使得企業(yè)具有更強(qiáng)的市場競爭。如智能制造當(dāng)前要求實(shí)現(xiàn)全過程智能化管理：企業(yè)車間設(shè)備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的感知，對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的加工、識(shí)別和處理;根據(jù)處理數(shù)據(jù)得到精準(zhǔn)執(zhí)行命令;對(duì)設(shè)備狀態(tài)車間和生產(chǎn)線的計(jì)劃作出調(diào)整，進(jìn)行自主決策。按照設(shè)定的規(guī)則，根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行判斷和選擇。

2 機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

自動(dòng)化、機(jī)械制造有效的節(jié)約企業(yè)成本，提升機(jī)械制造水平。作為核心技術(shù)手段，機(jī)械制造自動(dòng)化成為當(dāng)前主要的機(jī)械制造發(fā)展趨勢，例如現(xiàn)代機(jī)械制造設(shè)備中的智能農(nóng)用機(jī)械、智能紡織機(jī)械等在精密程度上不斷提升，盡管結(jié)構(gòu)和形狀日趨復(fù)雜，但是零部件智能化水平不斷提高，應(yīng)用在生產(chǎn)上效率不斷提升，生產(chǎn)環(huán)節(jié)系統(tǒng)替代人工驅(qū)動(dòng)，制造的工序中運(yùn)用機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)能夠在軟硬件驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行智能運(yùn)行，生產(chǎn)線在復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能上得以有效融合。以系統(tǒng)為依托，將各子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用控制信號(hào)進(jìn)行軟件系統(tǒng)的處理，采用模塊化設(shè)計(jì)，將各模塊進(jìn)行獨(dú)立性和兼容性問題的解決[3]。

當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開機(jī)械制造行業(yè)，自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)概念，對(duì)于設(shè)備工作原理組成、材料形狀尺寸、軟件驅(qū)動(dòng)等經(jīng)過設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員的構(gòu)思分析計(jì)算以及技術(shù)實(shí)現(xiàn)，使得自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造中，將人力指導(dǎo)和機(jī)械設(shè)計(jì)工序緊密結(jié)合，注重自動(dòng)化和機(jī)械制造特征的體現(xiàn)，智能性和調(diào)控性，是自動(dòng)化機(jī)械制造的創(chuàng)新焦點(diǎn)，具體應(yīng)用在機(jī)械制造中，例如信息化技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造生產(chǎn)活動(dòng)中，能夠?qū)C(jī)械生產(chǎn)中輸出的過程進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行事先設(shè)定，并對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行分析，改變傳統(tǒng)的機(jī)械制造中人工操作比重過大的問題，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，制造通過生產(chǎn)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)和制造操作過程的改進(jìn)，講各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，充分的重新進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)定。裝備的自動(dòng)化體現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過程中，按照一定的規(guī)程進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的各類零部件的形狀和性能的設(shè)計(jì)，同時(shí)形成一條可高效進(jìn)行生產(chǎn)制作的系統(tǒng)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造組裝時(shí)間生產(chǎn)效率得以提升[4]。

3 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)總的具體應(yīng)用

3.1 集成化應(yīng)用

表現(xiàn)為機(jī)械制造領(lǐng)域融合計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、微電子、大數(shù)據(jù)及自動(dòng)化技術(shù)，通過創(chuàng)新和發(fā)展，運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，數(shù)控加工技術(shù)體現(xiàn)出集成制造系統(tǒng)的重要特征，將綜合信息技術(shù)體現(xiàn)在企業(yè)生產(chǎn)流程中，并經(jīng)過重組和精簡的手段，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化協(xié)調(diào)工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)信息，核心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的管理，將企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)質(zhì)量和成本以及時(shí)間周期等通過計(jì)算分析獲得最好的應(yīng)用效果，契合了當(dāng)下國家所推行的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

3.2智能機(jī)械制造應(yīng)用

通過全新的技術(shù)種類的綜合和相互滲透，將多項(xiàng)技術(shù)予以融合，以智能技術(shù)為代表，將機(jī)械制造專家技術(shù)等形成系統(tǒng)化的智能活動(dòng)。利用智能診斷、智能推理、智能判斷、智能決策信息提供專家經(jīng)驗(yàn)、制造機(jī)械和人工智能等有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)制造工序各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化控制，減少了人力疲勞造成的操作誤差，融合專家經(jīng)驗(yàn)和智能化自動(dòng)化機(jī)械制造，對(duì)系統(tǒng)控制的機(jī)械運(yùn)行狀況進(jìn)行了分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并對(duì)故障進(jìn)行處理和提交。對(duì)故障通過預(yù)測突發(fā)事件的處理，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的調(diào)整，應(yīng)對(duì)不同的環(huán)境，使得企業(yè)能夠在市場中面對(duì)變化因素和風(fēng)險(xiǎn)，提高判斷能力，解決能力和快速反應(yīng)能力[5]。

3.3 機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

目標(biāo)就是要制造技術(shù)包括AM計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、FMS柔性制造系統(tǒng)、CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等應(yīng)用在傳統(tǒng)的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)中，具體建造智能加工中心、數(shù)控中心等，密切結(jié)合機(jī)電集成一體化，實(shí)現(xiàn)機(jī)械電氣控制、PLC應(yīng)用、設(shè)備故障診斷和維修、生產(chǎn)組織管理。

3.4 綠色智能制造的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)備的控制系統(tǒng)中，積極研發(fā)新材料，智能制造意味著機(jī)械制造過程已經(jīng)可以運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話、自動(dòng)變成和人工智能模擬，很多生產(chǎn)環(huán)節(jié)直接取代傳統(tǒng)的依靠人腦判斷、決策的腦力勞動(dòng)。目前，高頻CPU、RIS芯片和多核CPU等，通過自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)工作的自動(dòng)化智能化運(yùn)作，由智能化系統(tǒng)發(fā)出指令已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，自動(dòng)化和智能化集于一體，向綠色化發(fā)展[6]。綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展給機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)走向綠色化發(fā)展提出新的行業(yè)要求，真正將綠色智能制造列為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展改革的重要內(nèi)容。近年來傳統(tǒng)制造企業(yè)的污染性較大，生產(chǎn)效率低，已經(jīng)不能滿足當(dāng)前行業(yè)發(fā)展要求，走上綠色化發(fā)展的道路受到高度重視。積極研發(fā)新型的低碳環(huán)保材料，對(duì)制造材料實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，在不影響產(chǎn)品功能要求的基礎(chǔ)上重視產(chǎn)品回收利用，創(chuàng)新制造生產(chǎn)的工藝流程，精簡生產(chǎn)工藝，包括生產(chǎn)管理、設(shè)計(jì)銷售、包裝運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)均實(shí)現(xiàn)綠色流程，實(shí)現(xiàn)資源的最大優(yōu)化配置。

4 自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)中的發(fā)展前景

隨著我國機(jī)械制造水平的快速提升，自動(dòng)化、機(jī)械化、智能化的人工智能時(shí)代已經(jīng)到來。在各個(gè)領(lǐng)域機(jī)械技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了特別是工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，很大程度上提升生產(chǎn)效率，節(jié)約人力、物力、財(cái)力，有效保證生產(chǎn)質(zhì)量，使得機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)邁進(jìn)了現(xiàn)代化機(jī)械制造新的發(fā)展階段。從20世紀(jì)60年代開始，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用引起了西方發(fā)達(dá)國家的關(guān)注。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中獲得了相應(yīng)的技術(shù)發(fā)展趨勢。機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)推動(dòng)機(jī)械設(shè)備向機(jī)電一體化發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和智能化技術(shù)發(fā)展擁有了發(fā)展契機(jī)。而我國在進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的機(jī)械制造中，對(duì)于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不匹配以及不同產(chǎn)品統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行了優(yōu)化和完善，確保產(chǎn)品結(jié)合和其他因素統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化技術(shù)的模塊化?，F(xiàn)時(shí)期自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入迅猛發(fā)展的階段，專用的機(jī)械制造自動(dòng)化裝備、技術(shù)脫穎而出，更加專業(yè)的技術(shù)人員擁有更高的自動(dòng)化素養(yǎng)，機(jī)械制造綠色發(fā)展促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，機(jī)械語電控系統(tǒng)的組成，使得機(jī)電一體化向著微型化、高精度的方向邁進(jìn)。如微型化自動(dòng)化技術(shù)占地面積小，在我國已經(jīng)得到了很廣泛的應(yīng)用。尤其是在機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)中，通過機(jī)械智能化自控和檢測技術(shù)的應(yīng)用，將原有的技術(shù)問題加以解決，推動(dòng)企業(yè)更好地進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，獲得更好的市場地位[7]。機(jī)械制造領(lǐng)域的產(chǎn)品更加智能，運(yùn)行趨于人性化，滿足各類環(huán)境下的模擬人類的生產(chǎn)，機(jī)械系統(tǒng)擁有了自主判斷、決策能力，達(dá)到為人類社會(huì)自動(dòng)化服務(wù)的水準(zhǔn)。

5 結(jié)語

自動(dòng)化技術(shù)融入智能化要素，運(yùn)用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)社會(huì)形成良好的全面覆蓋。人們對(duì)于智能化機(jī)械設(shè)備制造的認(rèn)知也不斷提升，借助智能化設(shè)備對(duì)機(jī)械進(jìn)行監(jiān)管管理和調(diào)試，減少機(jī)械制造中的勞動(dòng)強(qiáng)度投入。這種高度智能機(jī)械制造生產(chǎn)必將成為未來的發(fā)展趨勢。目前我國的機(jī)械制造行業(yè)不斷運(yùn)用科技進(jìn)行改進(jìn)，以綠色技術(shù)為主導(dǎo)，將機(jī)械制造自動(dòng)化視為重點(diǎn)培育的產(chǎn)業(yè)之一。未來機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)將向著集約化、智能化、系統(tǒng)化、綠色低碳的目標(biāo)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)虛擬化和真實(shí)還原設(shè)備制造也將不斷完善。隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)水平不斷提升，通過技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，我國在工業(yè)化發(fā)展上將獲得更好的成果，機(jī)械設(shè)備制造在自動(dòng)化智能化技術(shù)應(yīng)用下必將邁向更高的臺(tái)階。

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