智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

戚洪峰 邵珠晨

摘要：我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得的成就世界矚目，為了進(jìn)一步提升我國(guó)的國(guó)際地位，增強(qiáng)我國(guó)的綜合實(shí)力，需要提升我國(guó)的工業(yè)技術(shù)發(fā)展水平。智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的重要組成部分，作為一項(xiàng)涵蓋自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、機(jī)械電路設(shè)計(jì)等一系列優(yōu)秀現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的科技，其發(fā)展進(jìn)步對(duì)于中國(guó)未來(lái)工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)起著不可撼動(dòng)的關(guān)鍵作用。本文將分析我國(guó)智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的現(xiàn)狀，并探討其未來(lái)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，希望能給同行業(yè)提供可靠的參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：智能機(jī)械制造;制造自動(dòng)化;未來(lái)發(fā)展

機(jī)械設(shè)計(jì)制造的智能化自動(dòng)化能夠滿足人們對(duì)當(dāng)代的多元化生產(chǎn)生活的基本訴求，實(shí)現(xiàn)信息能量的成功轉(zhuǎn)換，截獲所需的信息流程，完成技術(shù)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)的有機(jī)融合，構(gòu)建完整的自動(dòng)化工作體系。從機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)功能出發(fā)，建立各個(gè)內(nèi)部部件之間的有機(jī)關(guān)聯(lián)，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，提高企業(yè)占據(jù)市場(chǎng)份額的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

1智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則

1.1滿足機(jī)器本身功能的要求

每個(gè)機(jī)器在生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)候都需要滿足人們的需要，在加工的過(guò)程中也需要解決好機(jī)械設(shè)備中本身存在的問(wèn)題。廠家在生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)候也需要按照要求進(jìn)行修改，盡量減少每個(gè)產(chǎn)品之間的差異。

1.2借助先進(jìn)技術(shù)的幫助

智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化在設(shè)計(jì)的時(shí)候可以多使用一些信息處理機(jī)械，信息處理機(jī)械能夠幫助人們傳遞需要的信息，同時(shí)還可以在設(shè)計(jì)的時(shí)候多引入一些加工設(shè)備的幫助。如果在生產(chǎn)的時(shí)候只靠一臺(tái)機(jī)床的幫助根本沒(méi)有辦法生產(chǎn)出人們需要的產(chǎn)品。加工設(shè)備的使用不僅能夠降低整個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)品的成本，還能最大限度地提高生產(chǎn)的效率，最終生產(chǎn)出更多人們滿意的產(chǎn)品。

2智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的問(wèn)題

2.1該技術(shù)在我國(guó)當(dāng)前的發(fā)展緩慢

從總體而言，我國(guó)機(jī)械化門類齊全，其中很大一部分機(jī)械門類已經(jīng)開(kāi)始適應(yīng)和嘗試，機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)和制造接替?zhèn)鹘y(tǒng)的生產(chǎn)模式，其覆蓋范圍和作用門類越來(lái)越多，從整體發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，我國(guó)的制造業(yè)總體現(xiàn)代化，覆蓋面會(huì)不斷增加。但考慮當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r，我國(guó)制造業(yè)自動(dòng)化現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中，所面臨的問(wèn)題主要包括兩部分，第1部分是由于我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域的涉足時(shí)間較短，普及范圍不夠廣泛，因此很多地區(qū)對(duì)于智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的必要性以及能夠產(chǎn)生的積極作用，缺乏全面有效的認(rèn)識(shí)部分地區(qū)，受限于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平的限制，在普及過(guò)程中會(huì)存在更多的問(wèn)題。由于缺乏長(zhǎng)時(shí)間的接觸和磨合，所以在關(guān)鍵領(lǐng)域的技術(shù)還需進(jìn)行不斷的完善技術(shù)，發(fā)展速度較慢，缺乏專業(yè)人才支持，相關(guān)資源的傾斜和制度建立還需要一段時(shí)間的磨合和調(diào)整。

2.2技術(shù)差異大

自動(dòng)化設(shè)計(jì)與制造的前提在于能夠?qū)ΜF(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)計(jì)制造流程進(jìn)行全面直觀的了解。需要長(zhǎng)時(shí)間的磨合和觀察，發(fā)現(xiàn)對(duì)于生產(chǎn)效率產(chǎn)生關(guān)鍵影響的領(lǐng)域和環(huán)節(jié)，通過(guò)磨合與嘗試來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的過(guò)渡。完全實(shí)現(xiàn)智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化之后，能夠極大提升企業(yè)的生產(chǎn)效率和執(zhí)行力，讓企業(yè)的管理模式能夠更加貼近現(xiàn)代化并且該技術(shù)的普及，能夠迅速使企業(yè)在同行競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)位置，但是各個(gè)企業(yè)所面對(duì)的具體生產(chǎn)和應(yīng)用的機(jī)械差異較大，企業(yè)自身的使用經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力也有很大的區(qū)別，因此智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)在各企業(yè)之間的磨合并不能達(dá)到一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員數(shù)量較少

進(jìn)行機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)制造轉(zhuǎn)型，需要有一批具有較強(qiáng)執(zhí)行力，對(duì)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)制造有深刻認(rèn)識(shí)并具備一定操作經(jīng)驗(yàn)，能夠?qū)λ鶎?duì)接的機(jī)械生產(chǎn)模式和設(shè)計(jì)模式了如指掌的專業(yè)團(tuán)隊(duì)來(lái)進(jìn)行實(shí)際的操作。目前我國(guó)自動(dòng)化專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)模式還沒(méi)有完全摸索到位，各高校與企業(yè)在進(jìn)行相關(guān)人才培養(yǎng)時(shí)，更多的是一種實(shí)驗(yàn)性的心態(tài)在進(jìn)行，沒(méi)有放大投資規(guī)模和覆蓋范圍，這使得即使培養(yǎng)出具備足夠?qū)W習(xí)時(shí)長(zhǎng)和專業(yè)技術(shù)的人才，其專業(yè)對(duì)口也非常局限，而且往往無(wú)法跟上技術(shù)演變的速度。另一方面是企業(yè)對(duì)于這部分專業(yè)人才的人力資源管理缺乏重視，導(dǎo)致培養(yǎng)出的專業(yè)人才與現(xiàn)有管理模式之間產(chǎn)生矛盾，造成專業(yè)人才流失，影響企業(yè)進(jìn)行自動(dòng)化轉(zhuǎn)型升級(jí)的決策執(zhí)行。

3智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)

我國(guó)的智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化已經(jīng)投入實(shí)際生產(chǎn)中了，但是在現(xiàn)階段由于技術(shù)水平的欠缺導(dǎo)致短期內(nèi)甚至很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)人工成本低于智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的成本。尤其對(duì)一些中小企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)法負(fù)擔(dān)成本高昂的智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化操作系統(tǒng)。更無(wú)法在短期內(nèi)回收成本，這都對(duì)智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的推廣發(fā)展很不利。我國(guó)的中小型企業(yè)很多，這就意味著急需成本低、見(jiàn)效快的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備?？梢杂嗅槍?duì)性地選擇特定的操作困難、安全系數(shù)低下的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，這樣就可以有效地降低成本，提高生產(chǎn)效率。最重要的是這樣的機(jī)械成本造價(jià)相對(duì)低，更加符合我國(guó)的國(guó)情，有助于加快智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。當(dāng)前提出的智能密集型生產(chǎn)方式，是我國(guó)生產(chǎn)企業(yè)未來(lái)研發(fā)的目標(biāo)，其便捷、高效、高水準(zhǔn)的優(yōu)越性能為工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)更多的可能性。

3.1提高相關(guān)配套技術(shù)

智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化在實(shí)際生產(chǎn)中不僅需要控制機(jī)械設(shè)備，還需要結(jié)合機(jī)械設(shè)備、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等復(fù)雜的技術(shù)相結(jié)合。最重要的是需要人員時(shí)刻監(jiān)控智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的運(yùn)行狀況，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行配合。事實(shí)上，智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展會(huì)促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，這對(duì)于我國(guó)的科技進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。

在目前智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用之中主要是用電控系統(tǒng)來(lái)保證整體機(jī)械的自動(dòng)運(yùn)行管理，最常見(jiàn)的控制系統(tǒng)是PLC控制器。這是一種常見(jiàn)的可編程序控制器，這種設(shè)計(jì)可以提高整體控制的穩(wěn)定性的同時(shí)便于工人操作。相較于傳統(tǒng)的機(jī)械觸點(diǎn)式繼電器控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定性更強(qiáng)、更容易適應(yīng)于惡劣的自然環(huán)境不容易出現(xiàn)故障，所以PLC的可靠性更強(qiáng)，操作更簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)人員會(huì)在設(shè)計(jì)的時(shí)候就進(jìn)行優(yōu)化以求整體電控系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定，主要采用的方法是在設(shè)計(jì)之中選擇質(zhì)量過(guò)關(guān)且安全可靠的微電子元件，從根本上保證整體運(yùn)行系統(tǒng)的高質(zhì)運(yùn)行，保證有足夠的微電子元件不會(huì)影響到整體的工程進(jìn)度。盡可能挑選集成度高的微電子元件作為控制系統(tǒng)元件，在保證整體系統(tǒng)的運(yùn)作質(zhì)量的同時(shí)減少零件的個(gè)數(shù)降低成本。降額使用元件，這樣可以保證元件的性能和在實(shí)際使用之中不至于破壞元件。降低元件在工作之中的壓力減少溫度，提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性，PLC控制系統(tǒng)主要是微機(jī)控制，所以提高PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大貢獻(xiàn)。因?yàn)镻LC控制系統(tǒng)靈敏度高很容易受到周圍電磁輻射的影響，這對(duì)于它應(yīng)用與智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)很不利，可以適當(dāng)?shù)匕惭b噪聲濾波器等電子設(shè)備免于PLC控制器受到多余電磁波的干擾，其次可以把PLC控制系通過(guò)安裝在遠(yuǎn)離變頻器等輻射干擾源。除此之外，還可以采用電磁屏蔽、電磁隔離的方法進(jìn)行人工隔離無(wú)用電磁輻射。

3.2綠色發(fā)展

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造使用的人工的生產(chǎn)方式，因人工生產(chǎn)失誤而產(chǎn)生的廢品零件數(shù)量遠(yuǎn)比智能機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)生的數(shù)量要多。生產(chǎn)的廢品處理會(huì)給當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境造成污染，長(zhǎng)久會(huì)對(duì)企業(yè)所在當(dāng)?shù)氐睦幚碓斐韶?fù)擔(dān)。將機(jī)械生產(chǎn)提升到自動(dòng)化和智能化，能夠減少生產(chǎn)失誤的殘次品。增加生產(chǎn)精度提升產(chǎn)品的性能，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的行業(yè)綠色發(fā)展。

3.3生產(chǎn)安全

智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化能夠保證企業(yè)生產(chǎn)流程的安全，減少因?yàn)槿斯て趯?dǎo)致操作精度下降產(chǎn)生生產(chǎn)事故，進(jìn)而造成生產(chǎn)延誤的可能。智能化自動(dòng)化的生產(chǎn)模式能夠計(jì)算出科學(xué)的工作物料使用、工人工時(shí)設(shè)置、輪班設(shè)置等生產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)，且智能化自動(dòng)化生產(chǎn)的過(guò)程會(huì)減少人工的使用，從根源上就減少了出現(xiàn)生產(chǎn)安全事故的可能。這就使得為了保持生產(chǎn)安全從傳統(tǒng)的控制工人合規(guī)操作轉(zhuǎn)向定期維修生產(chǎn)機(jī)械，檢查智能機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)編程的安全穩(wěn)定，保證生產(chǎn)安全性的提升。當(dāng)一旦出現(xiàn)生產(chǎn)故障時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的自發(fā)暫停生產(chǎn)，減少造成更大的生產(chǎn)安全事故的可能。通過(guò)集控手段完成對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流水線的遠(yuǎn)程監(jiān)控達(dá)成一鍵式緊急控制以應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況。

3.4生產(chǎn)一體化和超精密化發(fā)展

智能化機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展目標(biāo)是需要完成生產(chǎn)的一體化集約化，轉(zhuǎn)變以往單一生產(chǎn)一種零件的模式，擴(kuò)大零件生產(chǎn)范圍，拓展更多的業(yè)務(wù)版圖，這樣才能滿足變化莫測(cè)的市場(chǎng)需求，增加企業(yè)獲得更多商機(jī)的可能。隨著人工智能、信息技術(shù)的發(fā)展能夠匹配人們對(duì)于超精密的要求，且當(dāng)下已經(jīng)形成成熟的模式，具體涵蓋的范圍有超精密磨削、超精密切削、超精密特種加工、精密研磨等。我國(guó)的中小型企業(yè)很多，這就意味著亟須成本低、見(jiàn)效快的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備。可以有針對(duì)性地選擇特定的操作困難、安全系數(shù)低下的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，這樣就可以有效地降低成本，提高生產(chǎn)效率。最重要的是這樣的機(jī)械成本造價(jià)相對(duì)低，更加符合我國(guó)的國(guó)情，有助于加快智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

4結(jié)語(yǔ)

完成企業(yè)的智能化、機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化升級(jí)對(duì)于中小企業(yè)來(lái)說(shuō)雖然短期內(nèi)所帶來(lái)的成效并不十分突出，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)判斷，會(huì)為企業(yè)的生產(chǎn)多樣化、集約化提供更多的可能性。直觀表現(xiàn)為生產(chǎn)安全性提高，生產(chǎn)浪費(fèi)減少，人工成本花費(fèi)減少，人員操作更加簡(jiǎn)便。未來(lái)智能化機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化會(huì)加深超精密化和生產(chǎn)一體化建設(shè)，帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)成效。

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