關(guān)于機(jī)械制造與自動(dòng)化應(yīng)用的研究

袁金金

【摘 要】目前，機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)被大量應(yīng)用到生產(chǎn)生活中，而自從機(jī)械制造自動(dòng)化得到廣泛的應(yīng)用以后，生產(chǎn)效率突飛猛進(jìn)，由此，機(jī)械制造自動(dòng)化也得到社會(huì)、人類的認(rèn)可和關(guān)注，對(duì)其需求量大大增加。現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)不僅能夠提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，加快產(chǎn)品產(chǎn)出頻率，還能節(jié)約成本，有效提高生產(chǎn)力，從而使企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益?；诖?，本文就將對(duì)機(jī)械制造中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行分析探討。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械制造；自動(dòng)化；應(yīng)用

1、機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展特點(diǎn)及背景

機(jī)械制造自動(dòng)化是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)為主體，多門技術(shù)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的產(chǎn)物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興的邊緣學(xué)科，機(jī)械制造及其自動(dòng)化使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電器化”邁入了以“機(jī)械制造自動(dòng)化”為特征的發(fā)展階段。機(jī)械制造自動(dòng)化區(qū)別于傳統(tǒng)的機(jī)械制造，其智能化與自動(dòng)化是本質(zhì)區(qū)別。機(jī)械制造自動(dòng)化是多種技術(shù)的應(yīng)用，但絕不意味著機(jī)械制造自動(dòng)化是多種技術(shù)的簡(jiǎn)單疊加，而是在各種技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了整體上的統(tǒng)一，使得現(xiàn)代的機(jī)械制造自動(dòng)化具有智能化的特點(diǎn)。

機(jī)械自動(dòng)化早在1920年就應(yīng)用到機(jī)械制造冷加工生產(chǎn)中，經(jīng)過40多年的發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)需求不斷擴(kuò)增，為了順應(yīng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的發(fā)展潮流，提高行業(yè)機(jī)械制造市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和企業(yè)生產(chǎn)力，自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)逐漸被研發(fā)引用到機(jī)械制造生產(chǎn)中。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)主要就是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)生產(chǎn)過程中的信息進(jìn)行自動(dòng)收集、判斷分析、自動(dòng)處理和檢測(cè)，最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。在生產(chǎn)過程中，可以自動(dòng)切換制造模式，然后通過自動(dòng)轉(zhuǎn)化來(lái)制造出不同的零件。隨著現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的深入研究和探索，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)完成了機(jī)械制造向機(jī)械自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變，有機(jī)融合了自動(dòng)化技術(shù)、集成制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息輔助技術(shù)，從而最終使得企業(yè)機(jī)械制造生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效益都大步提高，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)效益和社會(huì)效益共贏。最近幾年，我國(guó)大力發(fā)展工業(yè)經(jīng)濟(jì)，積極探索自動(dòng)化技術(shù)，在為我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域注入新的活力的同時(shí)，也促進(jìn)了我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的深入推廣和應(yīng)用，當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)也不斷朝著虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化和綠色化等更高層次的方向發(fā)展。

2、機(jī)械工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

2.1、集成自動(dòng)化技術(shù)

目前，在機(jī)械工程中，集成技術(shù)獨(dú)占鰲頭，評(píng)價(jià)最高。集成技術(shù)總體來(lái)說(shuō)就是改善原來(lái)的信息技術(shù)，得以更加完善地改造機(jī)械制造過程。集成技術(shù)擁有自身的運(yùn)作系統(tǒng)，用來(lái)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)和信息，再經(jīng)過和生產(chǎn)實(shí)際的相互結(jié)合，主動(dòng)對(duì)系統(tǒng)自身進(jìn)行更新和完善。比如在生產(chǎn)零配件的過程中，可以通過自身系統(tǒng)來(lái)收集生產(chǎn)信息，把信息應(yīng)用到生產(chǎn)中，接著根據(jù)返回的信息對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)控與修改，在修改之后，要對(duì)此信息進(jìn)行儲(chǔ)存，并且要完善相關(guān)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，可以在下次的生產(chǎn)中使用。最后要包裝生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，依靠質(zhì)量系統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)達(dá)到目標(biāo)。集成自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械生產(chǎn)中逐漸得到了相當(dāng)?shù)闹匾暫桶l(fā)展，不但得到了各企業(yè)的認(rèn)同，并且在應(yīng)用方面也逐漸加深。與此同時(shí)，集成技術(shù)在企業(yè)機(jī)械制造過程中得到了大力發(fā)展與完善，促使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益不斷增長(zhǎng)的同時(shí)也促進(jìn)了其自身的發(fā)展與提高。

2.2、柔性自動(dòng)化技術(shù)

與其他機(jī)械技術(shù)相比較，柔性自動(dòng)化技術(shù)具備自身的特點(diǎn)。柔性自動(dòng)化技術(shù)不但展現(xiàn)出了高科技下的自動(dòng)化形式，而且在生產(chǎn)中有不可替代的實(shí)際操作性。在機(jī)械生產(chǎn)工程中應(yīng)用柔性技術(shù)不僅對(duì)機(jī)械工程技術(shù)的自動(dòng)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)有重大意義，并且能夠?qū)ιa(chǎn)目標(biāo)進(jìn)行智能性操作。柔性技術(shù)在生產(chǎn)中，不但可以對(duì)機(jī)械自動(dòng)化程度有所提高，而且對(duì)生產(chǎn)效率有很大的意義。柔性技術(shù)在生產(chǎn)的過程中，最重要的是可以對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行更改，從而優(yōu)化生產(chǎn)過程。比如以微機(jī)為平臺(tái)，為柔性自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備的生產(chǎn)創(chuàng)造融合的大環(huán)境，用來(lái)提高生產(chǎn)制造程度，并且可以節(jié)約勞動(dòng)力，節(jié)省生產(chǎn)成本?？梢酝ㄟ^計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性技術(shù)的控制，不但可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，也可以節(jié)約生產(chǎn)成本。在柔性自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中，通過把信息科技技術(shù)和現(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)在機(jī)械工程中加以結(jié)合應(yīng)用，在數(shù)控技術(shù)的指導(dǎo)下，不斷推進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。

2.3、虛擬化應(yīng)用

現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)將CAD、CAPP等制造工藝與計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)有機(jī)融合，這些技術(shù)極大的完善了傳統(tǒng)人工制圖技術(shù)，一方面降低了勞動(dòng)力成本，另一方面也提供了制圖質(zhì)量和水平，在精準(zhǔn)度和速度方面有質(zhì)的提升。CAD技術(shù)不僅在作圖速度方面有較大優(yōu)勢(shì)，并且在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)可以及時(shí)修改。虛擬自動(dòng)化可以利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)機(jī)械制造活動(dòng)進(jìn)行仿真，不僅縮短了生產(chǎn)周期，豐富了產(chǎn)品種類，并且有更高的能力應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜多變的市場(chǎng)需求。

2.3、智能自動(dòng)化技術(shù)

智能化應(yīng)用是指通過各種現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，例如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能技術(shù)、編程技術(shù)等實(shí)現(xiàn)的具有高度智能化的應(yīng)用，它是科學(xué)發(fā)展的必然。智能化應(yīng)用于現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)，要求拋棄原有的落后制造技術(shù)和理念，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，充分考慮商品和人為因素，通過人性化的加工商品來(lái)理解和制造更加符合人們要求的加工方案。智能化在機(jī)械制造領(lǐng)域應(yīng)用主要是指為全面提高機(jī)械性能，將自動(dòng)化技術(shù)與人工智能技術(shù)完美結(jié)合，相互滲透融合而形成的綜合制造技術(shù)。智能化制造技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)高度人性化的人工智能，還能夠在制造加工過程中對(duì)專家和相關(guān)技術(shù)人員的思維活動(dòng)和技能進(jìn)行模仿，取代專家的思維方式。

3、自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造中的發(fā)展前景

我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及民族的崛起，在很大程度上受機(jī)械制造行業(yè)的影響。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)自動(dòng)化水平偏低，所以企業(yè)都在尋求快速發(fā)展之路，但是要提高我國(guó)的自動(dòng)化水平，必須循序漸進(jìn)，有計(jì)劃、有步驟的開展。在發(fā)展過程中，我們不能不加選擇的照搬國(guó)外自動(dòng)化技術(shù)，而要從我國(guó)具體國(guó)情出發(fā)，制定出長(zhǎng)期有效的發(fā)展規(guī)劃，逐步提升我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的自動(dòng)化水平。

相較于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)尚處于起步階段，自動(dòng)化水平較低，但是隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)越來(lái)越多的應(yīng)用到機(jī)械制造領(lǐng)域。機(jī)械制造企業(yè)要取得長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和進(jìn)步，就要始終堅(jiān)持國(guó)家的政策導(dǎo)向，時(shí)刻以推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展為導(dǎo)向，順應(yīng)企業(yè)發(fā)展形勢(shì)，堅(jiān)持實(shí)事求是，引進(jìn)并借鑒外國(guó)先進(jìn)技術(shù)，為我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的健康、穩(wěn)定發(fā)展奠定基礎(chǔ)，不斷提高機(jī)械制造領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益，加快實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化的偉大目標(biāo)，提升我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。具體發(fā)展方向分析如下：

3.1、網(wǎng)絡(luò)虛擬化的制造方式

網(wǎng)絡(luò)虛擬制造技術(shù)是一種新的人機(jī)界面形式，它是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、強(qiáng)大的軟硬件功能和其他交互設(shè)備，在計(jì)算機(jī)工作平臺(tái)上，產(chǎn)生一個(gè)虛擬環(huán)境。應(yīng)用人類的知識(shí)、技術(shù)與感知能力，與虛擬世界中的對(duì)象進(jìn)行交互作用，對(duì)所要進(jìn)行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造活動(dòng)進(jìn)行全面的建模和仿真，在產(chǎn)品未生產(chǎn)出來(lái)前就實(shí)際地模擬出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)和制造全過程，并對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行全面模擬試驗(yàn)，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造合理性、產(chǎn)品性能和制造周期等，以達(dá)到最佳化。使產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)周期最短、成本最低、質(zhì)量最佳。

3.2、綠色化的制造方式

“綠色”是從環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中引用來(lái)的，人類社會(huì)的發(fā)展必將走向人類社會(huì)與自然界的和諧、人與人類社會(huì)本質(zhì)上也是自然世界的一個(gè)部分。部分不能脫離整體，更不能對(duì)抗與破壞整體。人類必須從各方面促使人與人類社會(huì)同自然界和諧一致，制造技術(shù)的自動(dòng)化也不能例外。發(fā)展與采用一項(xiàng)新技術(shù)時(shí)，應(yīng)站在哲學(xué)高度，必須充分考慮可持續(xù)發(fā)展，保持環(huán)境文明、制造自動(dòng)化必然要走向“綠色”自動(dòng)化。

3.3、靈捷化制造方式

靈捷制造即是在政府部門協(xié)調(diào)下，企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)結(jié)合，建立社會(huì)化虛擬公司，革新制造企業(yè)的組織機(jī)構(gòu)、管理策略與制度，提高從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造到銷售全過程的整體柔性，發(fā)揮人因和信息的作用、其主要特色應(yīng)該體現(xiàn)在：持續(xù)變化性，快速反應(yīng)性；質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)、綜合成本能耗最低。它主要依靠虛擬公司的競(jìng)爭(zhēng)與合作、用戶參與設(shè)計(jì)與制造、兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益、增加信息服務(wù)和系統(tǒng)管理功能等方式來(lái)實(shí)施。

總言之，機(jī)械制造是推動(dòng)社會(huì)快速發(fā)展的重要?jiǎng)恿?，而自?dòng)化技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)量和質(zhì)量雙重飛躍的最佳助力器。這就要求我們?cè)谝院蟮膶?shí)際工作中，相關(guān)人員要充分認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化技術(shù)對(duì)機(jī)械制造發(fā)展帶來(lái)的巨大影響力和前所未有的發(fā)展前景，切實(shí)加強(qiáng)機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用，并且要不斷提高自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展水平，以此為相關(guān)企業(yè)贏得更多的經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)效益，促進(jìn)整體行業(yè)健康、持續(xù)發(fā)展。

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