機(jī)械自動(dòng)化在化工機(jī)械制造中的應(yīng)用分析

王月權(quán) 魏連山

摘要：現(xiàn)如今，科技水平越發(fā)進(jìn)步，信息技術(shù)的不斷更新與完善，在很大程度上促進(jìn)了各行各業(yè)向著自動(dòng)化方向發(fā)展。機(jī)械制造是當(dāng)前比較重點(diǎn)的行業(yè)，其在不斷發(fā)展的過程中，逐漸研發(fā)和應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)。以自動(dòng)化技術(shù)為載體進(jìn)行機(jī)械制造，能夠顯著提高機(jī)械制造作業(yè)效率，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)深入發(fā)展。鑒于此，筆者主要圍繞機(jī)械自動(dòng)化的分類，注意事項(xiàng)、具體應(yīng)用以及發(fā)展方向展開有效分析，從而為機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)改革提供重要的理論依據(jù)。

Abstract： Nowadays， the level of science and technology is getting more and more advanced， and the continuous updating and improvement of information technology has greatly promoted the development of all industries in the direction of automation. Mechanical manufacturing is currently a relatively important industry， and it is gradually developing and applying automation technology in the process of continuous development. Mechanical manufacturing with automation technology as the carrier can significantly improve the efficiency of mechanical manufacturing operations and promote the in-depth development of China's machinery manufacturing field. In view of this， the author mainly focuses on the classification of mechanical automation， the consideration of specific matters， specific applications and development direction， thus providing an important theoretical basis for the realization of technological reform in the field of mechanical manufacturing.

關(guān)鍵詞：化工機(jī)械制造;自動(dòng)化技術(shù);應(yīng)用;分析

Key words： chemical machinery manufacturing;automation technology;application;analysis

中圖分類號(hào)：TH165? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2018）35-0228-03

0? 引言

機(jī)械制造具體致力于機(jī)械設(shè)備、產(chǎn)品以及配件的生產(chǎn)和加工，是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展過程中的重要領(lǐng)域，在很大程度上決定著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展進(jìn)程?；ぎa(chǎn)業(yè)隨著規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)機(jī)械制造技術(shù)要求也有所提高。而自動(dòng)化技術(shù)是新時(shí)期的主流技術(shù)手段，將其應(yīng)用于化工機(jī)械制造中，將呈現(xiàn)出十分高效的作業(yè)效率。因此，針對(duì)化工機(jī)械制造領(lǐng)域的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行深入分析，很有必要，能夠?yàn)榇龠M(jìn)化工產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)深入發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。

1? 化工機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用分類

在化工機(jī)械領(lǐng)域，關(guān)于自動(dòng)化技術(shù)分類，具體總結(jié)為以下幾個(gè)方面：

①工廠建設(shè)工程中利用自動(dòng)化技術(shù)，能夠使工程建設(shè)周期明顯縮短，同時(shí)，也促進(jìn)了工廠建設(shè)體系的系統(tǒng)化發(fā)展，利用自動(dòng)化技術(shù)將物料運(yùn)輸、管理以及設(shè)備生產(chǎn)等各項(xiàng)模塊建立有機(jī)聯(lián)系，從而保證工廠作業(yè)環(huán)境更加安全、穩(wěn)定。

②應(yīng)用于制造單元中，特別是一些規(guī)格較小的單元產(chǎn)品，能夠顯著增強(qiáng)產(chǎn)品靈活性，進(jìn)而優(yōu)化產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)功能。

③利用自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)并建立制造線，能夠使各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)更加系統(tǒng)化和集成化，對(duì)于全面提高作業(yè)效率具有重要意義。

2? 機(jī)械自動(dòng)化在化工機(jī)械制造中的具體應(yīng)用

2.1 模糊控制技術(shù)

所謂的模糊控制技術(shù)，具體依賴的理念以模糊數(shù)學(xué)為主，在控制技術(shù)領(lǐng)域具有的權(quán)威性比較顯著，不僅新穎，同時(shí)所具有的技術(shù)水平也比較先進(jìn)和高級(jí)。其工作原理具體指以模糊數(shù)學(xué)為理論指導(dǎo)，模擬人工決策，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)算法控制，以及機(jī)械設(shè)備內(nèi)部自動(dòng)化系統(tǒng)確立。隨著模糊控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們開始重視將其與其他技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建綜合性、多功能的自動(dòng)化技術(shù)體系。通常情況下，該技術(shù)手段可以與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、專家控制、系統(tǒng)建模等方面相結(jié)合，從而全面提高化工機(jī)械生產(chǎn)作業(yè)效率。此外，部分模糊控制技術(shù)具有一定的自學(xué)特征，能夠根據(jù)機(jī)械設(shè)備反映的指標(biāo)，做出合理的數(shù)據(jù)分析，并根據(jù)具體情況對(duì)設(shè)備內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能進(jìn)行調(diào)整，從而保證設(shè)備本身系統(tǒng)更加穩(wěn)定，運(yùn)行環(huán)境更加安全、可靠。

2.2 CAD輔助設(shè)計(jì)

CAD技術(shù)是一項(xiàng)以計(jì)算機(jī)為載體的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手段，是目前化工機(jī)械制造領(lǐng)域比較常用的設(shè)計(jì)手段。利用CAD技術(shù)，對(duì)具體制造工程項(xiàng)目以及機(jī)械設(shè)備進(jìn)行建模、設(shè)計(jì)圖紙，從而為后續(xù)生產(chǎn)作業(yè)提供重要參考價(jià)值。利用CAD技術(shù)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠使工程信息更加具體與直觀化，方便作業(yè)人員根據(jù)產(chǎn)品參數(shù)情況，進(jìn)行合理生產(chǎn)與作業(yè)加工。同時(shí)，在CAD常規(guī)技術(shù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加3D打印技術(shù)，能夠使產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)和模型更加直觀化。保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)更加精準(zhǔn)，制造效率更高，有效降低化工機(jī)械作業(yè)成本投入，對(duì)于促進(jìn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)深入發(fā)展具有重要意義。3D打印技術(shù)具體工作方式為：先利用計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行掃描，過渡到特殊材質(zhì)的液面，通過固化、粘合之后對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行復(fù)制，還原。

2.3 AEI系統(tǒng)

所謂的AEI系統(tǒng)，具體指人工智能、專家系統(tǒng)和智能傳感器的結(jié)合，是當(dāng)前自動(dòng)化制造領(lǐng)域比較先進(jìn)的技術(shù)手段。AEI系統(tǒng)所具有的功能優(yōu)勢(shì)十分顯著，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)化工機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展，同時(shí)還能夠保證產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)精細(xì)化、功能智能化、多元化發(fā)展。在設(shè)計(jì)AEI系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)化工機(jī)械在制造過程中可能存在的故障和隱患參數(shù)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，并以此為依據(jù)對(duì)系統(tǒng)智能防范措施加以完善和更新。從而保證AEI系統(tǒng)能夠根據(jù)設(shè)備制造真實(shí)情況，通過程序推理和模型假設(shè)，完成生產(chǎn)方案的設(shè)計(jì)，進(jìn)而全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)生產(chǎn)。

2.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

該技術(shù)簡(jiǎn)稱為ANNs，具體指以動(dòng)物為對(duì)象，對(duì)其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模仿，從而構(gòu)建的數(shù)字化模型，其所包含的信息十分豐富，同時(shí)更具有一定的信息分析和處理能力。該技術(shù)在化工機(jī)械作業(yè)中，應(yīng)用比較廣泛，所呈現(xiàn)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)也比較顯著。作為一種運(yùn)算模型，由許多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接而成，所呈現(xiàn)的非線性特征明顯，同時(shí)在信息處理方面具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性。與模糊控制和AEI系統(tǒng)一樣，ANNs同樣具有較大的發(fā)展空間，在化工機(jī)械領(lǐng)域，針對(duì)自動(dòng)化制造技術(shù)進(jìn)行研究時(shí)，應(yīng)重視這一技術(shù)手段的研發(fā)與應(yīng)用，從而顯著提高機(jī)械制造系統(tǒng)自適應(yīng)能力，全面提高機(jī)械制造作業(yè)效率。

3? 機(jī)械自動(dòng)化在化工機(jī)械制造應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

3.1 嚴(yán)格關(guān)注基礎(chǔ)配套

在化工機(jī)械領(lǐng)域，利用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行制造生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)注意基礎(chǔ)設(shè)施要配套，從而保證生產(chǎn)環(huán)境的安全性與穩(wěn)定性。首先，自動(dòng)化系統(tǒng)所包含的技術(shù)模塊比較豐富，通常包括計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、微電子等領(lǐng)域。對(duì)此，研發(fā)人員應(yīng)形成正確認(rèn)知，保證自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)健全，功能完善。在重點(diǎn)研發(fā)自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)之前，先要對(duì)其基礎(chǔ)設(shè)施以及配套元件進(jìn)行研究，保證系統(tǒng)本身所具有的信息搜集、運(yùn)算、決策和處理功能更加健全。同時(shí)，研發(fā)人員應(yīng)重視自動(dòng)化系統(tǒng)材料、元件、零配件的智能化、集成化建設(shè)。重點(diǎn)關(guān)注主機(jī)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)的功能建設(shè)，保證自動(dòng)化制造生產(chǎn)效率更加高效。此外，從宏觀層面考慮自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行功能，其中包括體積參數(shù)、使用周期以及故障風(fēng)險(xiǎn)等。

3.2 重視自動(dòng)化技術(shù)實(shí)用性開發(fā)

在化工機(jī)械領(lǐng)域，關(guān)于自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)，其重點(diǎn)應(yīng)該以實(shí)用性價(jià)值為主。研發(fā)人員應(yīng)該立足于當(dāng)下機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)嶋H情況考慮，合理吸收國(guó)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，并綜合國(guó)內(nèi)機(jī)械制造市場(chǎng)發(fā)展需求，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)內(nèi)部系統(tǒng)、運(yùn)行功能進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，從而研發(fā)出適合國(guó)內(nèi)機(jī)械制造市場(chǎng)發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)手段，和機(jī)械設(shè)備。也就是說，研發(fā)人員在研發(fā)和生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，應(yīng)充分考慮其實(shí)用性功能，從而保證自動(dòng)化制造工作效率更加優(yōu)化。同時(shí)，企業(yè)可以根據(jù)自身資金條件，有側(cè)重地對(duì)部分自動(dòng)化技術(shù)模塊加以優(yōu)化和創(chuàng)新。改善自動(dòng)化作業(yè)生產(chǎn)條件，提高設(shè)備生產(chǎn)效率。比如說，在機(jī)械制造領(lǐng)域合理引進(jìn)CAD技術(shù)手段，并在人工操作的配合下，完成機(jī)械設(shè)備參數(shù)設(shè)計(jì)以及模型確立。

3.3 重視自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用成本控制

在自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用過程中，應(yīng)該重視成本的合理控制，從而保證國(guó)內(nèi)機(jī)械制造領(lǐng)域發(fā)展資金充足，為其實(shí)現(xiàn)深入發(fā)展奠定良好的資金條件。因此，在該領(lǐng)域，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該選擇性價(jià)比較高的自動(dòng)化技術(shù)，投入到機(jī)械制造、生產(chǎn)與加工，最大程度控制制造成本，提高企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益。首先，制造企業(yè)應(yīng)該根據(jù)具體產(chǎn)品加工項(xiàng)目，合理選擇自動(dòng)化技術(shù)類型，保證作業(yè)流程更加有效，作業(yè)效率更高。同時(shí)，加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)化、集成化建設(shè)，能夠有效減少成本損失，促進(jìn)機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)深入發(fā)展。

4? 機(jī)械自動(dòng)化在化工機(jī)械制造中的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 智能化

在化工機(jī)械領(lǐng)域，智能化將成為自動(dòng)化技術(shù)的主流發(fā)展方向，研發(fā)人員應(yīng)將智能化功能作為重點(diǎn)目標(biāo)，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行完善和更新，從而保證其技術(shù)水平，有效滿足機(jī)械制造領(lǐng)域未來發(fā)展需求。對(duì)此，以人工智能為載體，通過對(duì)程序、數(shù)據(jù)、編碼以及模型的建立與處理，健全自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)功能，從而保證自動(dòng)化制造環(huán)境更加穩(wěn)定，制造效率更加高效。利用智能化手段對(duì)機(jī)械制造各項(xiàng)工序進(jìn)行整合，構(gòu)建一體化制造體系，從而有效降低因機(jī)械制造所帶來的資源浪費(fèi)以及環(huán)境污染。

4.2 集成化

在未來化工機(jī)械發(fā)展領(lǐng)域中，自動(dòng)化技術(shù)將向著集成化方向發(fā)展。也就是說，自動(dòng)化技術(shù)內(nèi)部元件將呈現(xiàn)出明顯的集成化特征，自動(dòng)化設(shè)備規(guī)格有所縮小，功能也將更加齊全，能夠有效改善化工機(jī)械生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境。同時(shí)，集成化的發(fā)展，能夠明顯降低因?yàn)槲锪?、元件所帶來的制造成本，?duì)于保證企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。在未來的發(fā)展領(lǐng)域，CIMS將成為機(jī)械制造最為關(guān)鍵的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具體包括四個(gè)子系統(tǒng)，且彼此之間相互獨(dú)立，將其應(yīng)用于化工制造領(lǐng)域，將呈現(xiàn)出理想的作業(yè)效果，不僅有利于工作效率的提高，更有利于機(jī)械領(lǐng)域的實(shí)現(xiàn)整體性、系統(tǒng)化的發(fā)展。

4.3 虛擬化

未來的機(jī)械自動(dòng)化，將呈現(xiàn)出虛擬化的主要特征，以信息技術(shù)為載體，構(gòu)建虛擬仿真模型，是提高機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)精準(zhǔn)度的重要手段，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)水平升級(jí)的重點(diǎn)要素。據(jù)了解，虛擬技術(shù)在當(dāng)前的機(jī)械制造領(lǐng)域已經(jīng)受到了初步的應(yīng)用，比如說在冶金、化石能源生產(chǎn)等方面都有所涉及。在未來的發(fā)展過程中，虛擬化機(jī)械技術(shù)將受到更廣泛的應(yīng)用，隨著科研力度的增加，該類型自動(dòng)化技術(shù)功能將越發(fā)健全。利用虛擬化技術(shù)手段對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行模型構(gòu)建，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)與制造過程中存在的安全隱患以及故障風(fēng)險(xiǎn)及時(shí)地展示出來，從而方便工作人員根據(jù)具體情況，進(jìn)一步對(duì)設(shè)計(jì)方案以及執(zhí)行操作加以改良和完善。

4.4 敏捷化

自動(dòng)化技術(shù)敏捷化功能建設(shè)，是未來機(jī)械發(fā)展過程中的重要趨勢(shì)，研發(fā)人員在針對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)改進(jìn)和功能完善時(shí)，應(yīng)該立足于設(shè)備本身敏捷化功能考慮，提高技術(shù)手段靈活性，保證設(shè)備生產(chǎn)環(huán)境更加穩(wěn)定，同時(shí)也方便設(shè)備制造的調(diào)整與調(diào)試。最重要的是，提供自動(dòng)化技術(shù)敏捷功能，能夠保證機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)有效滿足客戶群要求，全面提高企業(yè)自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

5? 結(jié)論

化工產(chǎn)業(yè)作為當(dāng)今熱門行業(yè)，發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)機(jī)械制造的技術(shù)要求也在不斷提高。為了提高機(jī)械制造效率，必須加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，通過模糊控制、計(jì)算機(jī)輔助、人工智能以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，進(jìn)行化工設(shè)備、產(chǎn)品的研發(fā)與加工。同時(shí)，在使用自動(dòng)化制造技術(shù)時(shí)，應(yīng)注意控制制造成本、重視基礎(chǔ)型、應(yīng)用型設(shè)施開發(fā)與制造。并在應(yīng)用的過程中，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，促使化工機(jī)械向著智能化、集成化等方向發(fā)展。

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