機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與優(yōu)化技術(shù)分析

陶承虎 張強(qiáng) 宋海東 劉洋

【摘 要】隨著時(shí)代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們?cè)絹碓街匾暭夹g(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，特別是在工業(yè)生產(chǎn)方面，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的范圍越來越廣，不管是關(guān)系民生的輕工業(yè)，還是關(guān)系國家安全的重工業(yè)，都可以看到機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的身影。本文簡(jiǎn)要闡述了機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，然后重點(diǎn)分析了機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的優(yōu)化技術(shù)，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械自動(dòng)化；發(fā)展趨勢(shì)；優(yōu)化技術(shù)

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)具有很多的優(yōu)勢(shì)，在降低人力資源和金錢資源投入的基礎(chǔ)上，還可以在很大程度上提高產(chǎn)品生產(chǎn)和加工的效率，這樣就可以符合時(shí)代發(fā)展的特點(diǎn)。從某種程度上來講，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展程度會(huì)在很大程度上受到機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)水平的直接影響，并且機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)也會(huì)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生直接的推動(dòng)作用。

1.機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

實(shí)用型機(jī)械自動(dòng)化：依據(jù)目前的工業(yè)化發(fā)展程度和全球經(jīng)濟(jì)的大背景，我們可以了解到現(xiàn)代化機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)是從低端到高端、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，在生產(chǎn)現(xiàn)代化機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的時(shí)候，首先需要考慮的就是實(shí)用，那么，實(shí)用型機(jī)械自動(dòng)化就成為一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)，從而滿足生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)效益提高的要求。

經(jīng)濟(jì)型機(jī)械自動(dòng)化：在應(yīng)用和推廣機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的時(shí)候，主要的目的就是為了能夠節(jié)省大部分的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)成本主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容，人力方面、材料方面以及資金方面，并且還需要將生產(chǎn)效率的提高作為一個(gè)還總有的因素來進(jìn)行考慮。隨著機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在我國的應(yīng)用范圍越來越廣，在這些年的發(fā)展過程中，摸索出了一條適應(yīng)社會(huì)主義初級(jí)階段發(fā)展特點(diǎn)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，那就是經(jīng)濟(jì)型機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。目前，世界各國都開始對(duì)機(jī)械自動(dòng)化的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行研究和實(shí)踐，并且也取得了不錯(cuò)的成果。其實(shí)，這種發(fā)展模式就是我國的經(jīng)濟(jì)型機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。

配套型機(jī)械自動(dòng)化：在機(jī)械自動(dòng)化迅速發(fā)展的時(shí)候，也需要保證配套的設(shè)施和技術(shù)能夠滿足發(fā)展的需求，要想將自動(dòng)化設(shè)備的科學(xué)效益和經(jīng)濟(jì)效益充分的發(fā)揮出來，就需要將基礎(chǔ)打好。在發(fā)展的過程中，應(yīng)該將生產(chǎn)目標(biāo)作為考慮的一個(gè)重點(diǎn)，然后將自動(dòng)化生產(chǎn)理念給有效的推廣出去，在提高主設(shè)備技術(shù)的同時(shí)，還需要全面提高配套的設(shè)施和技術(shù)，只有這樣，才能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)電一體化，并且將產(chǎn)品的效能給充分的發(fā)揮出來。

綠色化機(jī)械自動(dòng)化：隨著時(shí)代的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加快，環(huán)境和資源問題越來越突出，并且引起了人們足夠的重視；機(jī)械自動(dòng)化方面也是如此。在提高機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的時(shí)候，需要將對(duì)環(huán)境的索取和破壞程度充分的納入考慮的范圍，然后將一些環(huán)境保護(hù)措施落到實(shí)處，成立環(huán)境保護(hù)方面的運(yùn)行機(jī)制。

2.機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)化分析

本文以某廠的自動(dòng)包裝機(jī)設(shè)備為例，分析了如何對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。

算法的提出：在現(xiàn)實(shí)中的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)過程，都是十分復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)。在分析如何優(yōu)化的時(shí)候，不能局限于某一個(gè)細(xì)節(jié)，需要站在整體的角度上進(jìn)行考慮；如果在某一個(gè)作業(yè)階段出現(xiàn)了問題，勢(shì)必會(huì)對(duì)生產(chǎn)效率產(chǎn)生重大的影響。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)方面，如果在配合方面出現(xiàn)了問題，也會(huì)出現(xiàn)很嚴(yán)重的問題；因此，就需要將靈敏度作為主要的參數(shù)來對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，然后將這個(gè)優(yōu)化方案轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)生產(chǎn)周期和生產(chǎn)成本等目標(biāo)的優(yōu)化工作。

數(shù)學(xué)模型：如果生產(chǎn)設(shè)備是處于合理運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，那么如果改變了任意一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，都會(huì)在很大程度上影響到設(shè)備整體的生產(chǎn)周期，本文依據(jù)自動(dòng)包裝機(jī)的具體情況，將整個(gè)生產(chǎn)設(shè)備配置的參數(shù)定義為自動(dòng)包裝機(jī)的生產(chǎn)周期，如公式（1）所示：。那么這個(gè)公式就可以將自動(dòng)包裝機(jī)各個(gè)環(huán)節(jié)所組成的數(shù)量向量給有機(jī)的表示出來，具體結(jié)果只需要對(duì)生產(chǎn)周期T（N）進(jìn)行計(jì)算就可以有效的得出來。

在此基礎(chǔ)上，因?yàn)橹苯淤M(fèi)用和間接費(fèi)用共同組成了自動(dòng)包裝機(jī)所涉及到的成產(chǎn)成本，直接費(fèi)用主要指的是材料費(fèi)、操作員工費(fèi)、電費(fèi)以及設(shè)備折損費(fèi)用等；而一些不適宜或者不能夠直接納入成本中的部分就被稱為間接費(fèi)用，比如采購費(fèi)、銀行利息、企業(yè)管理費(fèi)用等。因此，在機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)的過程中，需要綜合考慮這兩方面的成本問題，為了更加方便的進(jìn)行理解，可以采用一個(gè)函數(shù)關(guān)系式將其直觀的表現(xiàn)出來，如公式（2）所示： （2），在這個(gè)公式，生產(chǎn)成本用C來表示，種類采用的是i來表示，同時(shí)還包括了生產(chǎn)設(shè)備每臺(tái)每天的費(fèi)用、某一種生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)量、生產(chǎn)周期等內(nèi)容；這樣就可以將生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期C（N，T）有效的結(jié)合起來，從而建立一個(gè)周期函數(shù)，這個(gè)數(shù)學(xué)模型可以通過公式（3）來表示出來：

數(shù)值求解：本文采用的是線性加權(quán)法來對(duì)函數(shù)進(jìn)行求解，這樣可以在有效的降低計(jì)算難度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算過程減少的目的；可以采用數(shù)學(xué)方法來處理生產(chǎn)周期和生產(chǎn)成本等目標(biāo)的優(yōu)化工作，本文在處理這些方面時(shí)主要是對(duì)其進(jìn)行無綱量化。這樣，在對(duì)自動(dòng)包裝機(jī)生產(chǎn)配置模型進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，然后進(jìn)行了加權(quán)處理，就可以得出求解模型，如下文所示：

在這組公式中，目標(biāo)函數(shù)線性加權(quán)之和用Y來表示，然后將求解結(jié)果代入到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的限制和實(shí)際條件中去，將相關(guān)的可能情況給羅列出來，然后按照一定的原則來進(jìn)行排除選優(yōu)的工序。在選擇優(yōu)化方案的時(shí)候，在增加生產(chǎn)投入的基礎(chǔ)上，還需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)周期縮短和經(jīng)濟(jì)效益有效得到提高的目的。

可行性分析：對(duì)比和分析多目標(biāo)優(yōu)化法和靈敏度分析法的一致度問題。從某個(gè)方面上來講，靈敏度分析法是多目標(biāo)函數(shù)確立的前提；站在靈敏度的角度上來看，可以得出一個(gè)公式：

經(jīng)過相關(guān)的仔細(xì)分析計(jì)算我們可以發(fā)現(xiàn)，兩種方法的計(jì)算結(jié)果是不會(huì)因?yàn)閅的取值而發(fā)生變化的。這就說明了上文所講的生產(chǎn)線優(yōu)化方法是可行的。

3.結(jié)語

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)可以有效的降低生產(chǎn)的成本，并且還可以有效的提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量；因此，應(yīng)用的范圍就越來越廣，不論是重工業(yè)還是輕工業(yè)，都可以有效的應(yīng)用到機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)勢(shì)必會(huì)朝著更遠(yuǎn)的方向發(fā)展，從而更好地促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，滿足人們的生產(chǎn)需求。本文簡(jiǎn)要分析了機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，然后以某自動(dòng)包裝機(jī)為例，分析了機(jī)械自動(dòng)化的優(yōu)化技術(shù)，并且通過實(shí)踐研究發(fā)展，這種優(yōu)化技術(shù)是可行的，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見，促進(jìn)我國機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)更好地發(fā)展。

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