機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用探析

羅毓西

摘 要 在科技快速發(fā)展的形勢下，電子技術(shù)的更新日新月異，計(jì)算機(jī)技術(shù)取得巨大進(jìn)展，改變?nèi)藗儗ψ詣?dòng)化的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為依托機(jī)械替代人工開展體力活動(dòng)能大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率。本文分別對機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用重要性、主要應(yīng)用方式以及實(shí)際應(yīng)用、發(fā)展進(jìn)行分析、探討，助力機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化水平的提升。

關(guān)鍵詞 工業(yè)生產(chǎn)；自動(dòng)化技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)制造；應(yīng)用

中圖分類號 TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號 2095-6363（2017）11-0088-01

在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，機(jī)械制造業(yè)顯著加快發(fā)展步伐，不但為發(fā)展經(jīng)濟(jì)迎來機(jī)遇，還對機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)生巨大沖擊，原因在于國家機(jī)械制造業(yè)的自動(dòng)化水平和發(fā)達(dá)國家還在較大差距，如果不加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，勢必會(huì)對工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生消極影響。所以機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用就成為人們深入研究并加強(qiáng)實(shí)踐的重要課題。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的重要性

應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)能促進(jìn)整體工業(yè)生產(chǎn)效率的提高，能促使自動(dòng)化技術(shù)充分發(fā)揮其優(yōu)勢。對于機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)勢，較為顯著的就是其多樣化功能，最大限度發(fā)揮出處理信息的能力、自動(dòng)化控制的能力，有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化與智能化程度。同時(shí)，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)還能有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的生產(chǎn)力水平，保障工作效率、工作質(zhì)量等的提高，顯著增強(qiáng)工業(yè)生產(chǎn)的安全性[1]。因自動(dòng)化技術(shù)能替代人工操作，所以大大降低人工失誤率，能及時(shí)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，保證安全生產(chǎn)。且應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)比較方便，能輕松發(fā)揮優(yōu)勢，加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用就顯得至關(guān)重要。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的主要方式

2.1 信息流應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)催生全自動(dòng)的工業(yè)生產(chǎn)模式，人們只需通過計(jì)算機(jī)把生產(chǎn)程序設(shè)計(jì)好，就能完全控制生產(chǎn)機(jī)械。信息流則是自動(dòng)化技術(shù)的重要應(yīng)用方式，它涵蓋計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)、輔助制造、輔助工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等，能高效而精準(zhǔn)地計(jì)算各種數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)出機(jī)械產(chǎn)品的最佳結(jié)構(gòu)與最佳生產(chǎn)模式，讓整個(gè)機(jī)械生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)精密化、標(biāo)準(zhǔn)化。

2.2 集成化應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)持續(xù)快速發(fā)展，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中衍生出各種各樣的新技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)輔助測試技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、數(shù)控加工自動(dòng)化控制技術(shù)等。為優(yōu)化級別不同、類型不同的機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)，在自動(dòng)化技術(shù)融入系統(tǒng)加以集成是相對簡單的方式，即集成化應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)。這主要是按照系統(tǒng)工程理論優(yōu)化、控制工業(yè)生產(chǎn)流程、機(jī)械制造流程，并依托重組過程、精簡機(jī)構(gòu)等方式促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)的自動(dòng)化，在信息網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)的支撐下把生產(chǎn)制造系統(tǒng)、經(jīng)營管理活動(dòng)等集成整體，基于客戶需求實(shí)現(xiàn)機(jī)械的柔性化生產(chǎn)。

2.3 智能化應(yīng)用

智能機(jī)械的設(shè)計(jì)制造技術(shù)是綜合性技術(shù)，包括自動(dòng)化技術(shù)、人工系統(tǒng)工程以及機(jī)械制造技術(shù)，它是典型的一種人工智能系統(tǒng)，能開展分析、推理、判斷、決策等智能活動(dòng)[2]。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)分析生產(chǎn)的行為或結(jié)果的質(zhì)量，并判斷問題、推理成因、提出整改決策等。當(dāng)生產(chǎn)某個(gè)機(jī)器元件之后，依托傳感器就能統(tǒng)計(jì)相關(guān)參數(shù)，再通過分析各方面參數(shù)明確元件存在問題與否，如有問題則要判斷其類型、發(fā)生原因，推理形成問題的最終環(huán)節(jié)等，最后決策整改方式。通過實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)的智能化應(yīng)用，能有效減少人工成本，真正實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造工序的自動(dòng)化。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用與發(fā)展

3.1 在實(shí)際中的應(yīng)用

在實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)制造操作中，應(yīng)更重視應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)。隨著人們不斷深入研究機(jī)械制造自動(dòng)化理論，自動(dòng)化的目的日益明確，自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)制造實(shí)際中也更適用。所以在應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身發(fā)展需要，重視突破生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使生產(chǎn)與需求更貼近，并實(shí)現(xiàn)有效的自動(dòng)化，在提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)不斷應(yīng)用并發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)。

現(xiàn)如今，很多機(jī)械制造企業(yè)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的自動(dòng)化控制，并在實(shí)際操作中逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化的機(jī)械控制。在機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)中，可依托單機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)施促進(jìn)自動(dòng)化的生產(chǎn)線的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)依托綜合自動(dòng)化設(shè)備管理生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)更有效的控制，快速提高生產(chǎn)效率，使機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化效果更理想。例如，機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)在汽車制造行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用PLC技術(shù)就使覆蓋率超過90%，應(yīng)用變頻器技術(shù)幾乎涉及汽車制造中的全部調(diào)速以及軟啟動(dòng)過程，機(jī)械變速基本被取代。另外，應(yīng)用IT技術(shù)更是覆蓋機(jī)械設(shè)計(jì)制造的辦公、物流等環(huán)節(jié)，還涵蓋采集產(chǎn)品、裝配防錯(cuò)、管理設(shè)備故障等，成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造的生產(chǎn)支柱。大多數(shù)工業(yè)企業(yè)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中融入了識(shí)別系統(tǒng)、柔性生產(chǎn)，基于IT系統(tǒng)與識(shí)別技術(shù)，形成柔性大、多品種混流生產(chǎn)，而在制造汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、地盤等機(jī)械時(shí)，依托對數(shù)控設(shè)備、加工中心的應(yīng)用，逐漸形成柔性生產(chǎn)線，有效節(jié)約成本，促使機(jī)械產(chǎn)品不斷更新并換代。

只是在機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平的限制下，很多企業(yè)并未將自動(dòng)化技術(shù)完全應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，在追求高度自動(dòng)化上也稍有欠缺，針對關(guān)鍵的制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)也只是應(yīng)用能節(jié)省成本的自動(dòng)化手段，通過改革促進(jìn)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，之后就以此為基礎(chǔ)不斷積累應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，并不斷改進(jìn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化生產(chǎn)，爭取最終做到高度自動(dòng)化的CIMS生產(chǎn)。國家在不斷發(fā)展機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化，其技術(shù)水平越來越高，一些工業(yè)企業(yè)特別是勞動(dòng)密集型的企業(yè)，它們在機(jī)械的自動(dòng)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理等方面都有顯著的提升。所以機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)逐漸朝著高級的自動(dòng)化、集成化、智能化的方向發(fā)展，促使機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)體系不斷趨于成熟。

3.2 發(fā)展路徑多樣化

市場發(fā)展的個(gè)性化使得我國的機(jī)械設(shè)計(jì)制造在國際競爭中面臨越來越激烈的競爭，且國家機(jī)械設(shè)計(jì)制造的技術(shù)、金融手段等的發(fā)展相對滯后，使西方發(fā)達(dá)國家獲得將其機(jī)械產(chǎn)品傾銷至國內(nèi)的途徑，嚴(yán)重影響國家機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的成長與發(fā)展。為此，務(wù)必要加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，并及時(shí)改革、更新自動(dòng)化技術(shù)，在各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用新的科技成果，促使機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)有多樣化的應(yīng)用與發(fā)展路徑。如應(yīng)用納米技術(shù)就能顯著提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的精度，使其達(dá)到納米級水準(zhǔn)，依托納米尺度研究原子、分子，讓機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)更先進(jìn)、更實(shí)用，以便有效拓展應(yīng)用范圍。而為自主研發(fā)科技成果，機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)需綜合應(yīng)用納米加工技術(shù)、機(jī)械納米材料技術(shù)[3]。應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)能顯著提高工程精密度，這涉及納米技術(shù)、微細(xì)加工等模塊，使電子技術(shù)或微型機(jī)器人能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中得到更充分的應(yīng)用。機(jī)械設(shè)計(jì)制造的高度自動(dòng)化模塊則可以適應(yīng)國際化發(fā)展要求，提高機(jī)械制造企業(yè)的國際競爭力。另外，應(yīng)用融化沉積制造、選區(qū)激光燒結(jié)等快速成型技術(shù)，能快速制造出機(jī)械設(shè)計(jì)制造的零件原型，打破傳統(tǒng)去除材料的方式對設(shè)計(jì)的局限，通過累積、添加實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。

4 結(jié)論

科學(xué)技術(shù)事業(yè)的蓬勃發(fā)展使得工業(yè)制造發(fā)生翻天覆地的改變，機(jī)械設(shè)計(jì)制造也因此面臨更高的自動(dòng)化要求，促使機(jī)械產(chǎn)品提高自動(dòng)化水平。如今，機(jī)械設(shè)計(jì)制造已經(jīng)無法和自動(dòng)化系統(tǒng)脫離，機(jī)械設(shè)計(jì)制造必須在新的網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)展形勢下不斷開拓創(chuàng)新對自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，為工業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展提供保障。

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