機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

孟盛楠 武傳芳

（1.肥城礦業(yè)集團(tuán) 菏澤聚隆能源有限公司，山東 菏澤274000；2.肥城曹莊煤礦有限公司，山東 肥城271601）

1 機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)概述

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。機(jī)械自動(dòng)化，主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加工對(duì)象的連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動(dòng)速度。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)水準(zhǔn)，不僅影響整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，而且對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響。

如何發(fā)展我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù), 應(yīng)實(shí)事求是, 一切從我國(guó)的具體國(guó)情出發(fā), 做好各項(xiàng)基礎(chǔ)工作, 走中國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展之路。

2 機(jī)械制造技術(shù)的特點(diǎn)

做好基礎(chǔ)自動(dòng)化得工作仍是我國(guó)制造企業(yè)一項(xiàng)緊迫而艱巨的任務(wù)。但加工中心無(wú)論是數(shù)量還是利用率都很低，可編程控制器的使用并不普及，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用還很有限。因此，我們要立足于我國(guó)的實(shí)際情況，在看到國(guó)際上制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的同時(shí)扎扎實(shí)實(shí)地做好基礎(chǔ)工作。

3 機(jī)械自動(dòng)化在我國(guó)的特點(diǎn)及作用

機(jī)械自動(dòng)化, 主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù),實(shí)現(xiàn)加工對(duì)象的連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn), 實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程, 加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動(dòng)速度。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展, 是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、 技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。

機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)水準(zhǔn), 不僅影響整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展, 而且對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響。如何發(fā)展我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù), 應(yīng)實(shí)事求是, 一切從我國(guó)的體國(guó)情出發(fā), 做好各項(xiàng)基礎(chǔ)工作, 走中國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展之路。

4 機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)從上世紀(jì)20 年代開始發(fā)展應(yīng)用以來(lái),在各行各業(yè)都得到了迅速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用, 特別是近年來(lái)計(jì)算機(jī)的高度集成化,開始采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),大大加快了機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展,但我國(guó)讓處于初級(jí)操作階段的自動(dòng)化。

近年來(lái),我國(guó)的制造業(yè)不斷采用先進(jìn)制造技術(shù),但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比,仍然存在一個(gè)階段性的整體上的差距。

4.1 管理方面

工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛采用計(jì)算機(jī)管理, 重視組織和管理體制、生產(chǎn)模式的更新發(fā)展,推出了準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(chǎn)(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術(shù)。我國(guó)只有少數(shù)大型企業(yè)拒不采用了計(jì)算機(jī)輔助管理, 多數(shù)小型企業(yè)仍處于經(jīng)驗(yàn)管理階段。

4.2 設(shè)計(jì)方面

工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家不斷更新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和準(zhǔn)則, 采用新的設(shè)計(jì)方法,廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD),大型企業(yè)開始無(wú)圖紙的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。我國(guó)采用CAD 技術(shù)的比例比較低。

4.3 制造工藝方面

工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家較廣泛的采用高精密加工、 精細(xì)加工、微細(xì)加工、微型機(jī)械和微米、納米技術(shù)、激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)、 超塑加工技術(shù)以及復(fù)合加工技術(shù)等新型加工方法。我國(guó)普及率不高,尚在開發(fā)、掌握之中。

4.4 自動(dòng)化技術(shù)方面

工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用數(shù)控機(jī)床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS),實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化、只是智能化、集成化。我國(guó)尚處在單機(jī)自動(dòng)化、剛性自動(dòng)化階段,柔性制造單元和系統(tǒng)僅在少數(shù)企業(yè)可見。

5 機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展歷程

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)從20 世紀(jì)20 年代首先在機(jī)械制造冷加工大批量生產(chǎn)過(guò)程中開始發(fā)展應(yīng)用，20 世紀(jì)60 年代后為適應(yīng)市場(chǎng)的需求和變化，為增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)靈活快速反應(yīng)的能力，開始建立可變性自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，即圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)的柔性自動(dòng)化。它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下，機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)管理過(guò)程通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)、信息處理、分析判斷自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的操作或某種過(guò)程，并能夠自動(dòng)地從制造一種零件轉(zhuǎn)換到制造另一種不同的零件。

目前，世界各國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化水準(zhǔn)除少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的某些生產(chǎn)部門外，大多數(shù)還處于操作階段的自動(dòng)化。我國(guó)也不例外，需要循序漸進(jìn)，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動(dòng)化的高級(jí)理想階段邁進(jìn)。實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，不可能一蹴而就。我國(guó)機(jī)械制造業(yè)目前有11.4 萬(wàn)個(gè)企業(yè)，發(fā)展很不平衡，有大量落后于現(xiàn)代水準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)，大部分企業(yè)還比較落后，手工勞動(dòng)占有相當(dāng)?shù)谋戎?，我?guó)能獨(dú)立開發(fā)現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的企業(yè)可以說(shuō)沒有；我國(guó)機(jī)械制造業(yè)企業(yè)中自動(dòng)化裝備少、水準(zhǔn)低，不僅在數(shù)量上同世界先進(jìn)國(guó)家有較大差距，而且在品種上、質(zhì)量上、使用上，同世界先進(jìn)水準(zhǔn)也存在階段性差距。

6 機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)和方向

6.1 機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)——農(nóng)業(yè)自動(dòng)化

近些年來(lái), 國(guó)外農(nóng)業(yè)自動(dòng)化飛速發(fā)展, 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)向高速、寬幅、大功率、舒適的方向發(fā)展。自動(dòng)化控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及, 一些著名廠商把自動(dòng)控制、信息處理、全球定位系統(tǒng)和激光、遙感等現(xiàn)代尖端技術(shù)、裝備應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械上。由于歷史、觀念和技術(shù)等方面的原因, 我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大差距, 已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)的科技進(jìn)步。近些年來(lái), 自動(dòng)化的研究逐漸被人們所認(rèn)識(shí), 自動(dòng)控制在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用越來(lái)越受到重視。

6.2 我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向

先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，既保持了過(guò)去制造技術(shù)中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術(shù)成果，并滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過(guò)程。

現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩個(gè)方向上：一是，精密工程技術(shù)，以超精密加工的前沿部分、微細(xì)加工、納米技術(shù)為代表，將進(jìn)入微型機(jī)械電子技術(shù)和微型機(jī)器人得時(shí)代；二是，機(jī)械制造的高度自動(dòng)化，以CIMS 和敏捷制造等的進(jìn)一步發(fā)展為代表。

以上工藝和技術(shù)不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發(fā)周期、減少了成本，而且有些工藝的改進(jìn)對(duì)環(huán)境起到保護(hù)作用，因此被稱為綠色制造工藝。綠色制造是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展在制造業(yè)中的體現(xiàn)。這一切除了工藝革新外，還必須依靠信息技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的模擬、仿真，才能實(shí)現(xiàn)。

7 結(jié)論

通過(guò)對(duì)我國(guó)目前制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展趨勢(shì)的了解，在新的世紀(jì)里,科學(xué)技術(shù)必將以更快的速度發(fā)展，更快更緊密得融合到各個(gè)領(lǐng)域中, 而這一切都將大大拓寬機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向。它的發(fā)展趨勢(shì)可以歸結(jié)為“四個(gè)化”：柔性化、靈捷化、智能化、信息化。我國(guó)要搞好機(jī)械自動(dòng)化,不但要起點(diǎn)高,瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水準(zhǔn),而且必須包括各種靈活的提成本、見效快的技術(shù),堅(jiān)持提高與普及相結(jié)合的方針,同時(shí)從我國(guó)具體的基本國(guó)情出發(fā), 使我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)揮應(yīng)有的才能健康地走上高速度、高質(zhì)量和高效益之路。

［1］翁貽方,趙長(zhǎng)德.現(xiàn)代控制技術(shù)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2003,4.