機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與分析

王來成+孟國慶

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)增長的重要內(nèi)容，自動(dòng)化技術(shù)作為機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的重要構(gòu)成部分，其技術(shù)水平的高低直接關(guān)系著整個(gè)行業(yè)的發(fā)展?；诖?，相關(guān)部門及管理人員必須重視自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，努力實(shí)現(xiàn)創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；自動(dòng)化技術(shù)；現(xiàn)狀；應(yīng)用

1 機(jī)械制造中自動(dòng)化技術(shù)的概況

自動(dòng)化是指機(jī)械設(shè)備、過程或系統(tǒng)在沒人或者人比較少的條件下，按照人的指令要求，通過自動(dòng)檢測、分析判斷、信息處理、操縱控制來實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的過程。機(jī)械自動(dòng)化就是機(jī)器或裝置通過機(jī)械方式將自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)的過程。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)國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門產(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)國家機(jī)械設(shè)備制造水平。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。

2 機(jī)械制造中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

1、柔性的自動(dòng)化

競爭日益激烈的市場要求各大制造企業(yè)的應(yīng)變能力要強(qiáng)，必須要能根據(jù)市場的需求進(jìn)行及時(shí)調(diào)整自身產(chǎn)品的種類。市場所產(chǎn)生的每一個(gè)變化都有可能是一種新的商機(jī)，因此筆者認(rèn)為現(xiàn)階段的柔性自動(dòng)化，敏捷制造是其今后的發(fā)展趨勢。其的主線就是生產(chǎn)高度柔性化產(chǎn)品。mfs的應(yīng)用研究結(jié)果顯示，mfs是一種中批量的多品種的生產(chǎn)模式，其在提高企業(yè)生產(chǎn)率、確保交貨期、提高信息完整可靠以及產(chǎn)品質(zhì)量等方面均有較好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著實(shí)踐的不斷深入，以往無人化的全自動(dòng)化的概念逐漸被更新，在自動(dòng)化的系統(tǒng)之中，人的作用受到越來越多的關(guān)注，機(jī)械自動(dòng)化日益向小型化以及多樣化的方向轉(zhuǎn)移，因人的作用日益增強(qiáng)，所以對(duì)人的素質(zhì)以及技能方面的要求也在不斷提高，企業(yè)在發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的過程中，同時(shí)要重視培養(yǎng)員工的機(jī)械自動(dòng)化知識(shí)。

2、集成化

計(jì)算機(jī)集成制造是采取信息技術(shù)，對(duì)企業(yè)全部制造過程進(jìn)行整體優(yōu)化的思想，是技術(shù)功能以及技術(shù)經(jīng)營的雙重集成。企業(yè)間的動(dòng)態(tài)集成應(yīng)以內(nèi)部的動(dòng)態(tài)集成為目標(biāo)，加速與國際化、全球化競爭需要接軌。在機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展過程中，對(duì)于計(jì)算機(jī)和機(jī)械自動(dòng)化的引進(jìn)和吸收從未終止。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)控加工以及企業(yè)管理信息系統(tǒng)等應(yīng)用也逐步得到了普及應(yīng)用。從單機(jī)到系統(tǒng)，從簡單到復(fù)雜，從剛性到柔性的轉(zhuǎn)變，最為有效的方法就是對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成。隨著我國的科研人員開展CIMS工程研究的深入，CAD/CAM、系統(tǒng)集成技術(shù)、質(zhì)量系統(tǒng)工程、管理決策信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫等應(yīng)用均得到了有效覆蓋，可以預(yù)見CIMS將成為今后機(jī)械制造主導(dǎo)生產(chǎn)方式之一。

3、智能化

伴隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，商品制造技術(shù)不再是簡單的對(duì)商品進(jìn)行設(shè)計(jì)以及制造，它已經(jīng)從最原始的商品概念設(shè)計(jì)發(fā)展為一系列商品的集成活動(dòng)，所以在另一個(gè)層面上來說制造技術(shù)是一個(gè)把信息處理與功能體系結(jié)合起來的多功能技術(shù)，也可以稱為智能制造技術(shù)，這個(gè)是一種融合了自動(dòng)化技術(shù)、人工智能、制造技術(shù)的先進(jìn)技術(shù)，他不僅具備了某一部分專家的智能功能，還能對(duì)自身的運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，能夠及時(shí)地對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測并且在出現(xiàn)故障后馬上做出應(yīng)對(duì)措施。相較于傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)，智能制造技術(shù)最先進(jìn)的一點(diǎn)則是它有著自主組織、適應(yīng)、學(xué)習(xí)能力，是以往每一種制造技術(shù)所不能具備的。目前，已經(jīng)取得一定成果的智能技術(shù)有：智能機(jī)器人、智能式故障診斷以及維護(hù)系統(tǒng)、制造單元控制系統(tǒng)、智能式cad以及智能式capp，這些研究在全球范圍內(nèi)都引起了一定的反響。智能制造系統(tǒng)的運(yùn)用從最原始的市場分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造以及加工過程控制、產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃及其材料處理、企業(yè)信息管理、設(shè)備維護(hù)等技術(shù)自動(dòng)化方面，延伸到其自主組織能力與制造環(huán)境的集成化層面?？偠灾?，智能制造系統(tǒng)能給制造技術(shù)帶來質(zhì)的飛躍，并且其前景廣闊，因此，在制造過程中有必要將其融入自身機(jī)械制造環(huán)境中。

4、虛擬化

虛擬化的技術(shù)通常包括當(dāng)代制造工藝、計(jì)算機(jī)的圖形學(xué)、人工智能、信息與多媒體技術(shù)等方面，其中主要以計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)建模及仿真技術(shù)為根本，而構(gòu)成的一種綜合多門學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)技術(shù)。虛擬制造通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真與信息技術(shù)，以全面仿真實(shí)際活動(dòng)中的制造過程、信息以及人事物等，便于發(fā)現(xiàn)問題以及選取相應(yīng)的預(yù)防對(duì)策，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的一次成功制造，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，提高市場競爭力的目標(biāo)。

3 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展趨勢

發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是以企業(yè)的生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的需求為目標(biāo)。我國發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，注重實(shí)用，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供效益。自動(dòng)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念，現(xiàn)今它的主要研究表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、系統(tǒng)技術(shù)、制造過程的計(jì)劃、制造單元技術(shù)、調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。

先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)在控制理論的指導(dǎo)下應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)，對(duì)人的作用和生產(chǎn)的物流進(jìn)行研究，在進(jìn)行研究時(shí)，它主要涉及微電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)的關(guān)鍵是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，使它能智能化可以處理更多的復(fù)雜問題。在發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，要抓好自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的工作，以及相關(guān)人員要從實(shí)際應(yīng)用工作出發(fā)進(jìn)行推廣，不僅要有發(fā)展動(dòng)機(jī)，還要有配套發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)和元件。發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)，相關(guān)人員必須要關(guān)注計(jì)算機(jī)技術(shù)、零件檢測、機(jī)床裝料和電子學(xué)自動(dòng)化，采用對(duì)應(yīng)的程序數(shù)控機(jī)床，研制高效可靠的計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)信息系統(tǒng)、自動(dòng)化生產(chǎn)線和自動(dòng)化控制系統(tǒng)等方面。機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)基礎(chǔ)主要包括傳感器、可編程控制器、新型刀具、微處理機(jī)、電子計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)軟件和控制系統(tǒng)。發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)的關(guān)鍵是生產(chǎn)水準(zhǔn)較高及優(yōu)良的機(jī)電產(chǎn)品。

4 結(jié)束語

綜上所述，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械制造發(fā)展中的重要技術(shù)。在機(jī)械制造發(fā)展中，由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及新村料、新工藝、新設(shè)備的涌現(xiàn)，也為工作質(zhì)量及效率的提升奠定了基礎(chǔ)。隨著時(shí)代的發(fā)展，在機(jī)械制造發(fā)展中應(yīng)對(duì)其自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行有效控制，只有這樣才能為整個(gè)行業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障。

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