淺析機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用

牟森　張宏生

摘 要：文章對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，說(shuō)明了機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展過(guò)程，提出了其技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動(dòng)化；工業(yè)生產(chǎn)；工程應(yīng)用

1 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)簡(jiǎn)介

自動(dòng)化是指機(jī)械設(shè)備、過(guò)程或系統(tǒng)在沒(méi)人或者人比較少的條件下，按照人的指令要求，通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)、分析判斷、信息處理、操縱控制來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的過(guò)程。機(jī)械自動(dòng)化就是機(jī)器或裝置通過(guò)機(jī)械方式將自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展極大地推動(dòng)了機(jī)械制造行業(yè)的技術(shù)水平提高，而且對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)產(chǎn)生了極為重要的影響。在傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)方式中融入自動(dòng)化技術(shù)可以更好地提高工作效率以及產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)過(guò)程中的勞動(dòng)強(qiáng)度以及生產(chǎn)時(shí)間。機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用水平體現(xiàn)著一個(gè)國(guó)家機(jī)械設(shè)備制造水平。

2 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

從時(shí)間上看，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展可分為四個(gè)階段。

第一階段：上世紀(jì)20年代至60年代，此階段是機(jī)械制造開(kāi)始發(fā)展應(yīng)用的起始階段。第二階段：上世紀(jì)60年代至70年代，伴隨著市場(chǎng)發(fā)展需要，機(jī)械制造業(yè)逐漸向自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變，但由于技術(shù)水平的限制，此階段自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用還不能大規(guī)模的提高生產(chǎn)效率。第三階段：上世紀(jì)70年代至80年代，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)出現(xiàn)了，但由于需要投入巨額資金，致使企業(yè)需要承擔(dān)較大的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)，此外當(dāng)時(shí)的技術(shù)問(wèn)題也有限，造成了機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在此階段處于停滯狀態(tài)。第四階段：上世紀(jì)90年代至今，大部分的企業(yè)已在生產(chǎn)過(guò)程中采用了機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。伴隨著科技水平不斷提高，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)也在向前發(fā)展。

目前，世界各國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)水平參差不齊，除少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家水平比較高，其余國(guó)家還處于操作階段自動(dòng)化的水平。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，因此，我國(guó)發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)要根據(jù)自身情況，借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)時(shí)要考慮其技術(shù)是否符合我國(guó)現(xiàn)有國(guó)情。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)涉及到機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等技術(shù)，是這些技術(shù)的有機(jī)融合，因而，我國(guó)在發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)時(shí)必須要做到以上技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，同時(shí)此項(xiàng)技術(shù)對(duì)操作人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系要求很高，這就需要各高校適時(shí)制定合理的培養(yǎng)方案，加緊人才培養(yǎng)，企業(yè)根據(jù)科技發(fā)展的情況提升員工現(xiàn)有的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，掌握各項(xiàng)技術(shù)的原理、方法。

3 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面

機(jī)械專(zhuān)業(yè)遍布各院校，各農(nóng)業(yè)院校都偏向機(jī)械自動(dòng)化在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究，主要涉及的方向包括農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的加工、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏等方面，我國(guó)人民對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程的效率重視程度在逐漸提高，這使得農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)得到了發(fā)展空間，具體體現(xiàn)在以下方面：（1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械及裝置實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng)化或者無(wú)人自動(dòng)操作控制，生產(chǎn)裝置實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng)化可以提高工作效率和操作的精度，同時(shí)使操作環(huán)境變得更為舒適，無(wú)人自動(dòng)操作可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)人運(yùn)轉(zhuǎn)，減少了工人在長(zhǎng)時(shí)間過(guò)程中的重復(fù)作業(yè)現(xiàn)象，具體體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)耕作、灌溉及收割等方面。（2）精準(zhǔn)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，具體體現(xiàn)在精確地進(jìn)行水果采摘、修剪羊毛及GPS定位、室溫控制等方面，從而降低了生產(chǎn)成本、提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。

3.2 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在工程施工方面

現(xiàn)階段，我國(guó)的工程施工遍布全國(guó)大江南北，而且大多工程是在地形條件復(fù)雜、環(huán)境十分惡劣情況下進(jìn)行的，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)可以識(shí)別自己位置，能夠嚴(yán)格按照規(guī)定的路線移動(dòng)，當(dāng)出現(xiàn)偏離路線情況時(shí)能夠自動(dòng)復(fù)位，機(jī)械接受信號(hào)后執(zhí)行命令，保證施工安全進(jìn)行并且節(jié)省資源，使機(jī)械之間互相配合、實(shí)現(xiàn)獨(dú)立判斷，最終使工程施工協(xié)調(diào)有序且快速安全進(jìn)行。

在今后的工程自動(dòng)化研究中，高校和科研單位的重心主要放在研究具有高精度感知功能的傳感元件，能夠自行確定最優(yōu)工作路線的系統(tǒng)，深水作業(yè)無(wú)人施工技術(shù)研究等方面。

3.3 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)方面

3.3.1 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在食品包裝方面

食品包裝業(yè)是食品生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。食品包裝機(jī)械自動(dòng)化可以使食品包裝業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率全面提高，保證食品包裝業(yè)再生產(chǎn)過(guò)程中高精度、高效率，達(dá)到行業(yè)高收益。

3.3.2 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)方面

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)方面具體體現(xiàn)在掘進(jìn)、開(kāi)采、提升和運(yùn)輸?shù)确矫?。在掘進(jìn)工序中掘進(jìn)機(jī)配備的一系列機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)與執(zhí)行掘進(jìn)工作的液壓系統(tǒng)進(jìn)行配合，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)工作自動(dòng)化進(jìn)行，提高了掘進(jìn)生產(chǎn)的效率。電牽引采煤機(jī)在沒(méi)有人操作的情況下，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序指令，能夠自動(dòng)在井下完成采煤作業(yè)，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此，在煤礦開(kāi)采中獲得了廣泛的應(yīng)用。采用自動(dòng)化技術(shù)的礦井提升機(jī)進(jìn)行煤炭提升，可以增加提升機(jī)提升效率，并且避免出現(xiàn)人身安全事故。利用自動(dòng)的煤炭輸送設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)輸送過(guò)程中無(wú)人化，從而提高了煤炭運(yùn)輸?shù)男?，達(dá)到降低了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度的目的。

3.3.3 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造方面

機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用在機(jī)械制造業(yè)方面具體體現(xiàn)在柔性自動(dòng)化、智能自動(dòng)化、集成自動(dòng)化、虛擬自動(dòng)化等方面。柔性自動(dòng)化技術(shù)具體是指在柔性生產(chǎn)的前提條件下盡可能地來(lái)完善信息系統(tǒng)，并且充分利用計(jì)算機(jī)來(lái)管理企業(yè)的效率，柔性自動(dòng)化能夠很好地應(yīng)變市場(chǎng)。智能自動(dòng)化技術(shù)融合了當(dāng)今的人工智能以及機(jī)械制造技術(shù)，人工智能的有機(jī)融入使得機(jī)械制造技術(shù)能夠自動(dòng)地完成一系列復(fù)雜的活動(dòng)。在機(jī)械制造生產(chǎn)的過(guò)程中，智能自動(dòng)化技術(shù)能夠自行完成監(jiān)測(cè)運(yùn)行，對(duì)產(chǎn)生的缺點(diǎn)能夠及時(shí)地做出相應(yīng)措施。集成自動(dòng)化包括信息統(tǒng)計(jì)、制造、計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算、數(shù)控加工等技術(shù)。企業(yè)的整體優(yōu)化提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和勞動(dòng)效率。企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、制造以及銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)都有了很大的進(jìn)步。集成自動(dòng)化的應(yīng)用可以使產(chǎn)品的質(zhì)量提高、產(chǎn)品的生產(chǎn)成本降低、企業(yè)的整體服務(wù)水平優(yōu)化等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)代先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)中加入CAD等先進(jìn)機(jī)械制造工藝以及計(jì)算機(jī)作圖技術(shù)。這些技術(shù)完善了以往傳統(tǒng)的人工作圖的技術(shù)，減少了技術(shù)人員勞動(dòng)力并且使作圖的水平和速度提高了。CAD技術(shù)能夠快速地完成技術(shù)創(chuàng)造，如果有錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)CAD能迅速地修改。虛擬自動(dòng)化可以利用信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)當(dāng)今機(jī)械制造活動(dòng)進(jìn)行仿真。此項(xiàng)技術(shù)縮短了生產(chǎn)周期，使產(chǎn)品的種類(lèi)增加了，適應(yīng)市場(chǎng)需要。

4 結(jié)束語(yǔ)

雖然我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化在生產(chǎn)技術(shù)方面與世界先進(jìn)水平存在一定的差距，但是我們的技術(shù)具有很大的提升空間。伴隨著機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展，其技術(shù)會(huì)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到其他各個(gè)領(lǐng)域中。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展為解決人才就業(yè)問(wèn)題貢獻(xiàn)了力量。隨著今后科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)也會(huì)不斷地發(fā)展和進(jìn)步。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)滲透到了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)，如今，我們應(yīng)該立足國(guó)情，走自己的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展道路，勇于實(shí)踐、敢于探索創(chuàng)新，這樣才能形成高質(zhì)量、高效益的機(jī)械自動(dòng)化之路。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：牟森（1983-），男，滿族，現(xiàn)工作于阜新華通管道有限公司，于2007年畢業(yè)于沈陽(yáng)理工大學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，助理工程師。