機(jī)械工程自動(dòng)化應(yīng)用的探討

邵士杰

摘要：廣泛應(yīng)用于機(jī)械工程中的自動(dòng)化技術(shù)，隨著國(guó)家機(jī)械工程制造的快速發(fā)展也得到了全新進(jìn)展。相對(duì)于原來(lái)單機(jī)的、局部形式的自動(dòng)化技術(shù)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在采用了智能化設(shè)備與高科技的自動(dòng)化技術(shù)在生產(chǎn)率上得到了大幅度的提高。所以說(shuō)，機(jī)械工程的產(chǎn)業(yè)因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)的發(fā)展而得到了全新的變化。本文主要是對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程；自動(dòng)化；應(yīng)用方式

中圖分類號(hào)：F416.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

在機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，不可避免需要自動(dòng)化技術(shù)作為保障，科學(xué)技術(shù)的不斷向前發(fā)展可以極大地推動(dòng)機(jī)械工程的進(jìn)步，目前我們強(qiáng)調(diào)將機(jī)械工程與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，就是為了能夠進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，而且也有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械工程及自動(dòng)化的創(chuàng)新實(shí)踐開(kāi)發(fā)，創(chuàng)新是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力，同樣也能夠作用于我國(guó)的工業(yè)化發(fā)展，因此，想要實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，我們就必須要進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐改革。

一、國(guó)內(nèi)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中運(yùn)用發(fā)展現(xiàn)狀

目前，雖然國(guó)內(nèi)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在改革開(kāi)放后有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但相對(duì)于國(guó)外先進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，國(guó)內(nèi)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的發(fā)展運(yùn)用仍然處于早期階段，在技術(shù)發(fā)展方面，國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品流水線大部分是以半自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床等機(jī)械設(shè)備硬性組合配置而成的自動(dòng)線，而發(fā)達(dá)國(guó)家早已實(shí)現(xiàn)了全機(jī)器智能生產(chǎn)線；在設(shè)備生產(chǎn)管理方面，國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)管理模式落后單一，與自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展、制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新日新月異的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)脫離；在人才教育儲(chǔ)備方面，國(guó)內(nèi)教育與生產(chǎn)分離，人才管理機(jī)制落后，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)研究仍然處在理論階段，自動(dòng)化實(shí)用型人才缺乏；在自動(dòng)化設(shè)計(jì)創(chuàng)新方面，雖然國(guó)內(nèi)大力引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，但對(duì)其沒(méi)有融會(huì)貫通，技術(shù)消化吸收不夠，對(duì)國(guó)內(nèi)自身自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)水平提升沒(méi)有產(chǎn)生較大幫助；在工藝水平方面，國(guó)內(nèi)機(jī)械加工精度、自動(dòng)化運(yùn)用水平則仍然停留在初級(jí)階段。

就自動(dòng)化技術(shù)在國(guó)家機(jī)械制造領(lǐng)域運(yùn)用而言，國(guó)內(nèi)沒(méi)有形成既帶有社會(huì)主義特色又與國(guó)際自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展相結(jié)合的自動(dòng)化運(yùn)用體系，機(jī)械自動(dòng)化運(yùn)用領(lǐng)域較少，科研投入及管理制度等相對(duì)都比較缺乏。

二、機(jī)械工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

1、集成自動(dòng)化技術(shù)

集成自動(dòng)化技術(shù)是指在現(xiàn)有的信息技術(shù)基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，使整個(gè)機(jī)械工程中的制造過(guò)程更加的具體，與此同時(shí)把生產(chǎn)流程中所有相關(guān)的生產(chǎn)信息與技術(shù)有效地集成在一起的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的目的是加強(qiáng)集成功能、開(kāi)拓機(jī)械生產(chǎn)。目前為止，集成自動(dòng)化技術(shù)憑借著上述優(yōu)勢(shì)得到了國(guó)家機(jī)械工程制造中的廣泛認(rèn)可。與此同時(shí)，集成自動(dòng)化技術(shù)隨著目前計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的日益改善，也逐漸的包含了許多方面。從當(dāng)今的市場(chǎng)發(fā)展上來(lái)看，這項(xiàng)技術(shù)從研發(fā)產(chǎn)品開(kāi)始，到生產(chǎn)與控制產(chǎn)品，都能夠獲取最高的效益。

2、智能自動(dòng)化技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)不光采用了智能化的機(jī)械，并且還使用了集成化手段來(lái)達(dá)到自動(dòng)控制。所以，可以把它看作是一項(xiàng)將集成與智能集為一體的自動(dòng)化技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)把產(chǎn)品的制造過(guò)程和人工的智能技術(shù)在機(jī)械工程技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中有效的融合在了一起，這樣做具有以下兩點(diǎn)好處：①有利于監(jiān)控自動(dòng)化生產(chǎn)的全部流程，在大幅度提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，還能夠節(jié)省人力資源；②由于此項(xiàng)技術(shù)借助了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別信息的功能，使機(jī)械的制造系統(tǒng)在工作的過(guò)程中獲得相對(duì)較強(qiáng)的適應(yīng)能力與自主組織學(xué)習(xí)能力，以便在機(jī)械生產(chǎn)的過(guò)程中遇到緊急的突發(fā)狀況時(shí)快速的反應(yīng)，并予以適當(dāng)?shù)慕鉀Q。

3、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的集成運(yùn)用

自動(dòng)化技術(shù)集成是將整個(gè)生產(chǎn)制造過(guò)程中涉及到的設(shè)計(jì)、評(píng)估、生產(chǎn)及銷售信息進(jìn)行整合優(yōu)化，對(duì)各類技術(shù)、原材料及物流等信息實(shí)施集成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)線的高效運(yùn)行。隨著電子、計(jì)算機(jī)、通信等高科技不斷推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展，機(jī)械制造系統(tǒng)不斷吸收其最新成果用于機(jī)械生產(chǎn)指導(dǎo)，逐漸形成了以自動(dòng)化技術(shù)為核心的機(jī)械制造集成系統(tǒng)，融合了從單機(jī)到系統(tǒng)，從單一形勢(shì)到軟硬件結(jié)合，從簡(jiǎn)到繁的各個(gè)階段的集成制造系統(tǒng)，廣泛適用于各種機(jī)械加工制造領(lǐng)域。

4、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的智能運(yùn)用

智能制造是近代發(fā)展起來(lái)的新興學(xué)科，以人工智能技術(shù)接管產(chǎn)品生產(chǎn)制造控制系統(tǒng)，并能解決大部分復(fù)雜的決策問(wèn)題，大幅提高自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)水平及其實(shí)用性。智能制造系統(tǒng)由專家系統(tǒng)、自動(dòng)化制造技術(shù)、系統(tǒng)工程、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工智能等相互結(jié)合，在孤立的生產(chǎn)系統(tǒng)（如市場(chǎng)實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、兼容性等）之間建立有效溝通鏈接。

智能制造系統(tǒng)以人工智能為首，機(jī)械制造技術(shù)為身，在制造系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)人工智能取代人的控制操作，運(yùn)用相關(guān)理論技術(shù)使人工智能發(fā)揮出人類的作用，從而弱化甚至解除人類在機(jī)械制造過(guò)程中的作用，實(shí)現(xiàn)跟人腦工作機(jī)理類似的自動(dòng)化技術(shù)。在該技術(shù)中，系統(tǒng)可以像專家一樣進(jìn)行決策分析，對(duì)自身生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行及時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)督，對(duì)可能發(fā)生的錯(cuò)誤進(jìn)行預(yù)防并對(duì)已發(fā)生的錯(cuò)誤進(jìn)行自動(dòng)更正，同時(shí)，對(duì)突發(fā)事件能夠進(jìn)行正確及時(shí)的處理，調(diào)整自身系統(tǒng)以適應(yīng)外界環(huán)境變化。

5、柔性自動(dòng)化技術(shù)

柔性自動(dòng)化技術(shù)是一種伴著計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生的新型的自動(dòng)化技術(shù)，這種技術(shù)既能夠自動(dòng)的進(jìn)行技術(shù)性的操作，也能夠完成已經(jīng)明確了的加工目標(biāo)。在當(dāng)今的機(jī)械工程制造產(chǎn)業(yè)中，就是需要這種能大大提高生產(chǎn)率的技術(shù)，從而推動(dòng)工業(yè)化的發(fā)展。目前，在機(jī)械工程制造中柔性自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為了不可缺少的一部分，它主要將數(shù)控技術(shù)作為核心，通過(guò)有機(jī)的結(jié)合先進(jìn)的信息科學(xué)技術(shù)、機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)以及高端的計(jì)算機(jī)設(shè)備來(lái)發(fā)展機(jī)械工業(yè)制造。對(duì)于工業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)把自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械工程中也有著重要意義：①可以大大的提高生產(chǎn)效率、增加生產(chǎn)數(shù)量，進(jìn)而大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。②既能夠降低生產(chǎn)成本，又能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，從而大大的增加了產(chǎn)品的效益。通過(guò)以上兩點(diǎn)可以看出，現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)制造行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是柔性自動(dòng)化技術(shù)。

三、機(jī)械工程自動(dòng)化的進(jìn)步

1、精密機(jī)械

精密機(jī)械是高科技制造業(yè)的基礎(chǔ)，兩者互動(dòng)密切，相輔相成。機(jī)密機(jī)械工業(yè)的推動(dòng)，可加速高科技產(chǎn)業(yè)升級(jí)，全面調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，又可相對(duì)擴(kuò)大對(duì)精密機(jī)械的市場(chǎng)需求，帶動(dòng)機(jī)械成長(zhǎng)茁壯。精密機(jī)械技術(shù)包含了NG工具機(jī)，超精密加工技術(shù)，納米加工技術(shù)，新精密機(jī)械技術(shù)等領(lǐng)域。

2、工具機(jī)技術(shù)

未來(lái)工具機(jī)產(chǎn)業(yè)將以發(fā)展高速切削、硬切削技術(shù)為主，而高速切削加工機(jī)的主要發(fā)展項(xiàng)目應(yīng)以高速主軸及高速進(jìn)給技術(shù)為主。在進(jìn)給系統(tǒng)高速化方面，未來(lái)線性馬達(dá)的應(yīng)用應(yīng)會(huì)普及化，故硬加速協(xié)助業(yè)者進(jìn)行高速切削工具機(jī)相關(guān)技術(shù)之研發(fā)。

3、半導(dǎo)體制程設(shè)備技術(shù)

我國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)在過(guò)去十年來(lái)蓬勃發(fā)展，已為半導(dǎo)體工業(yè)相關(guān)技術(shù)扎根，也帶來(lái)信息相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。目前Ⅲ－Ⅴ族半導(dǎo)體晶園廠量產(chǎn)技術(shù)尚在萌芽階段，生產(chǎn)制程與設(shè)備尚有很大的改善空間。我國(guó)灣砷化鎵產(chǎn)業(yè)已成型，且為全球唯一投入砷化鎵晶園代工的地區(qū)，依各業(yè)者規(guī)劃的產(chǎn)能計(jì)算，不僅可拿下近五成的晶圓制造市場(chǎng)，并有機(jī)會(huì)延續(xù)硅晶圓發(fā)展模式，再創(chuàng)另一個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高峰。

結(jié)語(yǔ)：

當(dāng)今科技的進(jìn)步與市場(chǎng)的需求對(duì)于機(jī)械工程的建設(shè)提出了前所未有的挑戰(zhàn)，同時(shí)又提供了更廣闊的發(fā)展空間。正是這種挑戰(zhàn)與機(jī)遇共存成為了機(jī)械工程發(fā)展的動(dòng)力，在自身不斷完善發(fā)展的同時(shí)又從各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中獲得新的啟示與技術(shù)支持提高改進(jìn)和創(chuàng)新的能力。在廣闊的市場(chǎng)需求與人才不斷擴(kuò)充的前提下，我們不僅要加強(qiáng)自身的建設(shè)與發(fā)展更要積極的向國(guó)際最尖端的領(lǐng)域?qū)W習(xí)借鑒，相信我國(guó)的機(jī)械工程會(huì)引領(lǐng)世界。

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