淺析機(jī)械制造業(yè)中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用

楊鑫

（南京理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 南京 210094）

當(dāng)前，機(jī)械制品越來(lái)越趨向于大型化，同時(shí)其參數(shù)以及可靠程度不斷提高，因此制造手段也變得越來(lái)越密集，而且需要很高的額外價(jià)值。機(jī)械制品的發(fā)展變化如此迅速，究其原因，其中一個(gè)關(guān)鍵因素就是科技的不斷發(fā)展，以及消費(fèi)需求的不斷增加和變化。目前機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)一改以往的大量及種類少的生產(chǎn)特點(diǎn)，取而代之的是少量但種類繁多的生產(chǎn)。而且目前的發(fā)展趨勢(shì)，主要是圍繞著消費(fèi)者的需要進(jìn)行。

1 生產(chǎn)過(guò)程的智能制造

當(dāng)前的制造手段，如果還是單純的工藝方法以及對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的話，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際的需要。時(shí)代的發(fā)展，要求制造業(yè)要以最后的消費(fèi)品以及其過(guò)程為主要內(nèi)容，功能系統(tǒng)結(jié)合信息處理系統(tǒng)，是當(dāng)前的制造手段的主要特征。智能化加工技術(shù)，具有很強(qiáng)的綜合性，其主要包括自動(dòng)化和加工技術(shù)等，其相互之間彼此交叉，互相影響。該技術(shù)手段的目的，是把以往一些單獨(dú)的生產(chǎn)進(jìn)行有效的融合，比如適應(yīng)市場(chǎng)的程度，以及社會(huì)自然的適應(yīng)性等。簡(jiǎn)而言之，人工智能緊密地與制造手段結(jié)合使用，就是所謂的智能化制造技術(shù)。

智能化制造的主要工作，就是把人工智能很好地與制造過(guò)程的每個(gè)步驟進(jìn)行有效結(jié)合，采取對(duì)專家的智能進(jìn)行模仿的措施，取代或延伸制造環(huán)境中應(yīng)由專家完成的那部分活動(dòng)。

在智能制造系統(tǒng)中，系統(tǒng)具有部分專家的智能，有能力自動(dòng)監(jiān)視自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或預(yù)測(cè)錯(cuò)誤的發(fā)生，并加以改進(jìn)或預(yù)防。同時(shí)，還具有應(yīng)付外界突發(fā)事件的能力,能夠自動(dòng)調(diào)整自身參數(shù)，來(lái)適應(yīng)外部環(huán)境，使自己始終運(yùn)行在最佳狀態(tài)。自己進(jìn)行學(xué)習(xí)，組織以及適應(yīng)，是智能制造的主要表現(xiàn)，這與一般的制造系統(tǒng)是有很大區(qū)別的。

智能制造體系的組織，是合理有序的，除了重視組織以外，還需要一些信息，其具有明確的目標(biāo)。所以該體系一直在不斷和周圍的環(huán)境進(jìn)行聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)信息以及能量的互換，此外，該體系的構(gòu)成，耗是散型的，不具有平衡性，以消耗大且具有開(kāi)放特征的自組織體系為支撐。

當(dāng)前，全球很多國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始高度關(guān)注智能技術(shù)并積極展開(kāi)探究工作，并對(duì)相關(guān)的探究工作給予資金方面的保障，主要針對(duì)的是在制造業(yè)中引進(jìn)人工智能技術(shù)，而且研究出了一些新型的智能技術(shù)，比如CAD，CAPP以及機(jī)器人等。

該體系包括的領(lǐng)域，已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。剛開(kāi)始的時(shí)候，僅僅局限于一個(gè)公司的內(nèi)部，主要是為市場(chǎng)的預(yù)測(cè)、生產(chǎn)的規(guī)劃以及制造過(guò)程和原料的管理等提供服務(wù)。但是到目前為止，該體系的服務(wù)范圍，已經(jīng)大大擴(kuò)展，其范圍已經(jīng)囊括全球，主要是針對(duì)制造業(yè)的環(huán)境以及組織進(jìn)行服務(wù)。

2 生產(chǎn)過(guò)程的柔性及其自動(dòng)化

目前的公司一定要快速地反應(yīng)、及時(shí)地了解掌握客戶的需要，還要有與時(shí)俱進(jìn)的素質(zhì)，即能夠以瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)以及日新月異的科技為依據(jù)，及時(shí)改變產(chǎn)品的類型以及其組成。以往的生產(chǎn)主要是機(jī)械制造，其生產(chǎn)過(guò)程缺乏柔性，所以在很多時(shí)候是做不到這些的。要很好地滿足上述的要求，就需要對(duì)機(jī)械生產(chǎn)進(jìn)行一定的變革，例如使其更具靈活性，且使用在技術(shù)水平上更勝一籌的柔性及其自動(dòng)化。

柔性指的是能夠很好地隨著外界的變化而做出調(diào)整，以更好地符合要求。如果是商品的話，那么就要求其能夠很好地符合瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)。

要具備這種柔性，首先要對(duì)市場(chǎng)非常地了解掌握。這就要求以大量的調(diào)研和認(rèn)真的探析為前提，還要能通過(guò)對(duì)公司內(nèi)部實(shí)施某種改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣的話，柔性的制造體系就取代了柔性的加工體系。如果在生產(chǎn)中要把設(shè)計(jì)以及制造相結(jié)合，那么運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理，是非常不錯(cuò)的。該手段能夠直接接觸市場(chǎng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。此外，還能進(jìn)行規(guī)模各異、種類繁多的同步生產(chǎn)。

強(qiáng)化信息處理的能力，為企業(yè)第一時(shí)刻了解外界的信息提供服務(wù)，根據(jù)市場(chǎng)狀況及時(shí)作出調(diào)整，用最低的成本實(shí)現(xiàn)更加靈活多樣的信息處理，來(lái)不斷適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)于新產(chǎn)品的要求。

隨著不斷發(fā)展的柔性化，一些國(guó)家針對(duì)此問(wèn)題研究出了新型的制造方式，即敏捷制造。生產(chǎn)過(guò)程極大的柔性化，是敏捷制造的關(guān)鍵。

在我國(guó)，從柔性制造出現(xiàn)至今，共分為3個(gè)時(shí)期：第一時(shí)期，是從國(guó)外學(xué)習(xí)引進(jìn)；第二時(shí)期，是自己生產(chǎn)；第三個(gè)時(shí)期，是自主研發(fā)。

經(jīng)過(guò)對(duì)MFS的使用，可以得出，MFS是一種規(guī)模適中、種類繁多的生產(chǎn)方式。在生產(chǎn)過(guò)程中，能夠極大地提高效率，同時(shí)還能保證優(yōu)良的品質(zhì)，而且能夠做到如期完工，其在一些方面的運(yùn)用上，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)利益，尤其是在信息系統(tǒng)安全性方面的提升，以及公司對(duì)市場(chǎng)反應(yīng)的靈敏度的強(qiáng)化方面。

自動(dòng)化在實(shí)際生產(chǎn)中的有效使用，大大地縮減了人力資源的需求量。而且該技術(shù)還能做一些人力所不能及的工作，比如一些存在安全隱患的工作，或者是對(duì)身體不益的工作。

該技術(shù)促進(jìn)了生產(chǎn)力的巨大發(fā)展，而這正是當(dāng)前瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)以及競(jìng)爭(zhēng)狀況日益嚴(yán)峻的時(shí)代所要求的。該技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的不斷普及運(yùn)用，改變了以往倡導(dǎo)的“徹底解放勞動(dòng)力，全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)”的觀點(diǎn)。取而代之的觀點(diǎn)，是在目前以至于將來(lái)的生產(chǎn)中，要把人的作用和自動(dòng)化技術(shù)有效地結(jié)合使用，尤其是對(duì)人的作用要高度關(guān)注。而且，自動(dòng)化技術(shù)在堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)適用性的基礎(chǔ)上，已經(jīng)開(kāi)始向更大的范圍擴(kuò)展使用，比如一些規(guī)模不大的公司，也開(kāi)始使用該技術(shù)，從而來(lái)更好地符合市場(chǎng)的需求。

3 集成化在生產(chǎn)中的使用

使用計(jì)算機(jī)手段，對(duì)企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，是計(jì)算機(jī)集成制造的基本思想。要想有效地實(shí)現(xiàn)技術(shù)的功能和經(jīng)營(yíng)的集成，那么首先要以系統(tǒng)工程思想和手段為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)所有的技術(shù)以及原料和資源信息進(jìn)行有效的集成，在此基礎(chǔ)上來(lái)實(shí)現(xiàn)。在集成過(guò)程中，企業(yè)要根據(jù)組織內(nèi)部呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化的集成為目的，來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)之間的集成。這樣的話，符合經(jīng)濟(jì)全球化的標(biāo)準(zhǔn)。

機(jī)械制造一直以來(lái)對(duì)一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)都在積極吸收引用，比如信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)等，因此機(jī)械制造擁有大量的先進(jìn)技術(shù)手段，例如為設(shè)計(jì)以及檢測(cè)等進(jìn)行服務(wù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、MS系統(tǒng)以及柔性化。

對(duì)上述所有的技術(shù)，首先實(shí)現(xiàn)部分也可以是整體的集成，能有效地進(jìn)行局部與整體、剛性與柔性、低級(jí)到高級(jí)的不同層次的集成，從而形成一個(gè)集成制造系統(tǒng)，這是最便捷有效的方式。

CIMS，全稱計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)流程的重新組建以及對(duì)部門的精簡(jiǎn)，堅(jiān)持系統(tǒng)工程的思想，堅(jiān)持適度原則使用自動(dòng)化技術(shù)，以信息網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)為技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)對(duì)公司的所有人員、技術(shù)手段和其在日常的運(yùn)作中的所有人員技術(shù)，以及整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的集成，使其成為一個(gè)全面系統(tǒng)的整體，達(dá)到在柔性化的生產(chǎn)中，一切工作圍繞人而展開(kāi)的目標(biāo)，促進(jìn)新產(chǎn)品的研制，保證產(chǎn)品品質(zhì)，減少開(kāi)支，提高服務(wù)水準(zhǔn)，按時(shí)完成生產(chǎn)計(jì)劃，同時(shí)還要承擔(dān)環(huán)保的社會(huì)責(zé)任。

在我國(guó)，一些科研人員對(duì)CIMS進(jìn)行了深入的探究以及實(shí)踐，其探究范圍涉及到數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、CAD/CAM以及MS系統(tǒng)等。而在其涉及的所有探究中，最重要的有：針對(duì)難度較大的工業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行的模仿設(shè)計(jì)，以及STEP或者是CAD為技術(shù)支撐的集成系統(tǒng)等。展望未來(lái)，在新世紀(jì)，機(jī)械制造的基本生產(chǎn)手段將會(huì)是CIMS技術(shù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上的闡述，可以得出，經(jīng)濟(jì)全球化在不斷發(fā)展，競(jìng)爭(zhēng)狀況也變得日益嚴(yán)峻，市場(chǎng)環(huán)境瞬息萬(wàn)變。經(jīng)濟(jì)全球化的高速發(fā)展，要求更劇烈的競(jìng)爭(zhēng)來(lái)促使其進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)也為公司在市場(chǎng)中的立足，帶來(lái)了更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。制造企業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中脫穎而出，那么就必須使用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)

[1]林述書(shū)，陳 沁.工業(yè)企業(yè)中存在的若干事故隱患原因分析及對(duì)策[J].安全與健康，2004，(11)：56-57.

[2]宋天虎.先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展與未來(lái)[J].中國(guó)機(jī)械工程，2002，(4)：24-25.

[3]陳偉康.歐洲法規(guī)對(duì)工業(yè)機(jī)器安全控制系統(tǒng)的要求介紹[J].機(jī)床電器，2001，(3)：79-80.

[4]葉偉昌.先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展動(dòng)向與我們的策略[J].機(jī)械制造，1996，(5)：33-34.

[5]孫志學(xué).機(jī)械制造業(yè)中事故原因的分析與控制[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2006，(8)：98-99.