淺析機械設(shè)計制造及其自動化應(yīng)用

辛菲 孫建鵬 付元勤

摘 要：機械設(shè)計以及制造領(lǐng)域當(dāng)中，對精密度的要求高于很多其他的制造行業(yè)，尤其是用于研究的高精度機械的制造，需要更進一步地提升設(shè)計和制造過程的精度。而人工生產(chǎn)最大的缺陷即在于個人因素對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的影響極大，因此存在較大的質(zhì)量變化范圍，精準(zhǔn)度方面人工生產(chǎn)的模式始終難以保證高精度的要求。而伴隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)生以及與其他技術(shù)的結(jié)合，機械設(shè)計和生產(chǎn)行業(yè)當(dāng)中，不部分的生產(chǎn)工序均能夠使用計算機操作的形式，通過信息網(wǎng)絡(luò)進行控制，實現(xiàn)自動化的真正高精度生產(chǎn)。本文就該技術(shù)的使用模式以及發(fā)展方向，進行了梳理和匯總。

關(guān)鍵詞：自動化發(fā)展;機械產(chǎn)業(yè);產(chǎn)業(yè)升級

引言

科學(xué)研究的發(fā)展，對技術(shù)發(fā)展的推動作用在歷史當(dāng)中的影響一直極為顯著。對能量轉(zhuǎn)化研究的深入使得蒸汽機的生產(chǎn)和普及成為可能，此后人類真正進入到工業(yè)時代。如今，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，與其他技術(shù)的不斷融合，無人化的自動操作已經(jīng)能夠得到普及，并且憑借自動操作的精密控制，進行更高精度的生產(chǎn)，滿足社會發(fā)展的進一步需要。

1 機械設(shè)計以及生產(chǎn)自動化進程中現(xiàn)存的問題以及成因

當(dāng)前，自動化的技術(shù)在我國獲得了極快的發(fā)展，并且已經(jīng)取得了一定的發(fā)展成果。我國生產(chǎn)行業(yè)當(dāng)中自動化的生產(chǎn)模式已經(jīng)獲得了一定的普及成果。然而相對工業(yè)化水準(zhǔn)更高的國家和地區(qū)而言，我國整體生產(chǎn)行業(yè)的自動化程度依然較低，自動化技術(shù)水準(zhǔn)同樣不高。

造成這一現(xiàn)象的主要原因在于近代歷史當(dāng)中，我國工業(yè)化開始的時間較晚，實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化已經(jīng)耗費較長的時間，因此用于實現(xiàn)信息化的時間較短，造成當(dāng)前行業(yè)的整體發(fā)展水平不佳的問題。而由于缺少水平更高的人才團隊，因此至今我國自動化的發(fā)展依然難以達到國家頂級水準(zhǔn)。

2 當(dāng)前技術(shù)條件下自動化技術(shù)使用的基本方法

2.1 技術(shù)自動化的柔性技術(shù)的使用和效果

柔性化的自動化技術(shù)是很多生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程當(dāng)中普遍采用達到技術(shù)方法，該方法相對整體的自動化技術(shù)而言，對成本的需求較小且能夠?qū)ιa(chǎn)產(chǎn)生較大變化。柔性技術(shù)使用當(dāng)中，采用計算機控制的形式，對材料的運輸、成品的轉(zhuǎn)運等環(huán)節(jié)進行控制，實現(xiàn)該種類型環(huán)節(jié)的自動運轉(zhuǎn)。

該種技術(shù)主要影響的為生產(chǎn)的技術(shù)以及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)，對信息系統(tǒng)的依賴較大而對自動化屬性設(shè)備的依賴較小，因此從成本而言其要求較低。該種技術(shù)使用當(dāng)中采用分層管理的形式，每個控制設(shè)備對本身控制范圍內(nèi)的生產(chǎn)進行管理，高一級的設(shè)備對底層管理設(shè)備進行綜合的控制。

2.2 完全自動化生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)以及普及使用

當(dāng)前完全自動化的生產(chǎn)線已經(jīng)具備市場使用的價值，完全自動化的生產(chǎn)線即在生產(chǎn)過程中完全不依賴人工的操作，而能從原料使用開始到成品產(chǎn)出為止進行全部環(huán)節(jié)的自動化生產(chǎn)。完全自動生產(chǎn)線需要依賴設(shè)備的更新以及升級。

自動化生產(chǎn)設(shè)備，按照生產(chǎn)管理的先進制度，通過信息技術(shù)下的物聯(lián)設(shè)備，實現(xiàn)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的自動進行。完全自動化的生產(chǎn)過程當(dāng)中，需要設(shè)備對生產(chǎn)過程進行更為精準(zhǔn)的控制，能夠?qū)ιa(chǎn)中出現(xiàn)的偏差進行及時的預(yù)警，并且能夠在問題發(fā)生時及時處置。

2.3 傳感技術(shù)升級對生產(chǎn)監(jiān)控產(chǎn)生深刻影響與改變

自動化技術(shù)使用前，生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)能夠?qū)ιa(chǎn)過程進行必要的檢測，然而由于傳感以及信息傳輸技術(shù)的落后，傳統(tǒng)模式當(dāng)中即便能夠及時監(jiān)測到生長過程中出現(xiàn)的問題，也難以進行有效的警告和及時的處理。

而采用自動化技術(shù)后，傳感技術(shù)能夠與信息數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)合并使用，該種情況下生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題，能夠通過信息傳輸及時上傳，并且在該環(huán)節(jié)管控中樞處形成標(biāo)準(zhǔn)化的警告，用于提醒負責(zé)人員及時進行處理。該種模式下監(jiān)測的效果能夠得到更好地體現(xiàn)。

3 自動化技術(shù)在機械設(shè)計以及生產(chǎn)領(lǐng)域中的發(fā)展方向

3.1 多種模式自動化技術(shù)的綜合運用

如上所述，自動化的發(fā)展方向以及技術(shù)類型較多，不同方向發(fā)展的自動化技術(shù)使用的效果存在一定的區(qū)別，根據(jù)生產(chǎn)的各方面需求，綜合運用不同類型的自動化技術(shù)以提升整體生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動化水平，是設(shè)計以及生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)完全自動化的必然方向。

如設(shè)計自動化技術(shù)使用時，能夠通過自動化模型的使用，對生產(chǎn)進行模擬，以此明確生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的實際需求包括材料的需要等。生產(chǎn)設(shè)備的自動化作為自動化生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)，能夠極大程度上降低對人力的需求。監(jiān)測的自動化能夠避免生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題。因此綜合使用以上各種類型技術(shù)，是實現(xiàn)完全自動化的基本方法。

3.2 生產(chǎn)執(zhí)行與生產(chǎn)管理進一步區(qū)分的集成化模式

當(dāng)前由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)對人力的需求依然較高，而人工需要管理人員進行必要的管理，因此目前生產(chǎn)企業(yè)包括機械行業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)中，管理的工作與生產(chǎn)執(zhí)行的工作間無法完全進行劃分，依然處于較為緊密結(jié)合的狀態(tài)。

這種狀況造成的結(jié)果是管理部門無法完全將重點集中于生產(chǎn)計劃的確定、宣傳銷售的進行，大部分精力依然需要集中在日常事務(wù)管理方面。而自動化生產(chǎn)實現(xiàn)后，生產(chǎn)環(huán)節(jié)對人力的需求將大幅降低，生產(chǎn)管理的工作從對人力的管理轉(zhuǎn)向?qū)υO(shè)備的管理，因此企業(yè)的管理崗位能夠真正將精力集中于上述真正重要的管理內(nèi)容，進一步促進企業(yè)的發(fā)展。

3.3 智能決策系統(tǒng)在自動化體系中的核心作用

按照目前自動化技術(shù)的發(fā)展水平，生產(chǎn)決策方面依然需要依賴于人工，因此在效率方面依然存在一定的斷層問題：即必要在人工管理完成生產(chǎn)計劃后才能夠投入生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中出現(xiàn)任何計劃外問題的情況下，同樣需要管理人員進行決斷才能夠?qū)栴}進行排除。

而智能化的生產(chǎn)模式當(dāng)中，在規(guī)劃確定的情況下，生產(chǎn)的整個過程包括生產(chǎn)的決策過程，均不需要管理決策者介入，生產(chǎn)由計劃到最后的質(zhì)量控制均能夠由自動化系統(tǒng)自主完成。智能化水平的升高以及高智能化系統(tǒng)的普及，能夠更近一步提高生產(chǎn)的效率，并且改善生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的材料等浪費的問題。

3.4 整體管控形式下節(jié)能優(yōu)勢的進一步體現(xiàn)

自動化程度提升過程當(dāng)中，自動化帶來的生產(chǎn)節(jié)約化特征得到了有效的體現(xiàn)。在非自動化生產(chǎn)的模式當(dāng)中，包括材料的購入、能源的利用和重復(fù)利用、運輸?shù)倪M行等，均需要人工確定，人工決斷的過程中出現(xiàn)考慮不全面的可能性極高，由此造成的材料或能源浪費的情況同樣較為常見。

而生產(chǎn)自動化后，由于自動化系統(tǒng)能夠進行更為全方位的考量，在整體考量方面的優(yōu)勢更為明顯，因此采用自動化的生產(chǎn)模式能夠有效降低生產(chǎn)浪費的問題。

結(jié)語

自動化的生產(chǎn)是生產(chǎn)技術(shù)進步的必然結(jié)果，生產(chǎn)自動化對產(chǎn)品品質(zhì)的提升、市場的優(yōu)化均能夠發(fā)揮極為重要的作用。機械設(shè)計以及生產(chǎn)自動化的發(fā)展，需要以技術(shù)進步、成本降低以及規(guī)劃合理為前提。如何更進一步發(fā)揮自動化對生產(chǎn)的促進作用，是自動化發(fā)展未來的重要考量。

參考文獻：

[1]王中興.機械設(shè)計制造及自動化應(yīng)用程序的多元化探析[J].中國機械.2020，（3）.53-54.

[2]封鑫.多元化分析視角下機械設(shè)計制造及自動化應(yīng)用[J].科技風(fēng).2019，（3）.52.

[3]彭利利.關(guān)于機械設(shè)計制造及自動化應(yīng)用程序的多元化研究[J].中國金屬通報.2019，（9）.78，80.

[4]李安松，李紅偉.機械設(shè)計制造及自動化應(yīng)用程序的多元化探析[J].河南科技.2018，（16）.44-45.

[5]張朋，王家態(tài)，劉暢.多元化分析視角下機械設(shè)計制造及自動化應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修.2018，（16）.158-159.E6B660F5-F53E-44C3-A504-7121E4F62FE2