我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化發(fā)展方向研究

韓愛花

（甘肅省核地質(zhì)二一三大隊(duì)，甘肅 天水 741020）

機(jī)械制造及其應(yīng)用在我國國民經(jīng)濟(jì)構(gòu)成中占有較大的基礎(chǔ)比重，特別是礦山機(jī)械，其作為我國礦業(yè)部門的基礎(chǔ)裝備，對于調(diào)整并完善中國的工業(yè)體系具有重要的作用。處于技術(shù)創(chuàng)新時代的今天，礦業(yè)企業(yè)的未來發(fā)展與礦山機(jī)械加工制造技術(shù)的創(chuàng)新密切相關(guān)，因而在目前情況下需要更好的加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化的研究，以便更好的向著發(fā)達(dá)工業(yè)國家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)靠近。更好的完成現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)在技術(shù)方面的創(chuàng)變與革新，推動礦山機(jī)械制造的全面發(fā)展具有重要意義。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化特點(diǎn)

人性化特點(diǎn)：人性化設(shè)計(jì)是一種以人的思維方式、行為習(xí)慣融合到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)方式，也叫“以人為本”的設(shè)計(jì)思想。它給人合適與舒服的感覺，從技術(shù)的角度而言，機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動化系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，就充分地考慮到了其功能要求，產(chǎn)品可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)輸入端產(chǎn)生所需要的輸出。高新技術(shù)特點(diǎn)：這一點(diǎn)體現(xiàn)在礦山機(jī)械中諸如高精度測量定位技術(shù)、末端精度補(bǔ)償技術(shù)、智能規(guī)劃技術(shù)、機(jī)器人的數(shù)字化控制技術(shù)、可重構(gòu)柔性加工單元技術(shù)等創(chuàng)新技術(shù)不斷的集成在機(jī)械設(shè)備身上，并實(shí)現(xiàn)了高效率的生產(chǎn)化應(yīng)用。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造過程可以自動規(guī)劃施工路線，完成鉆孔、噴涂、焊接、切割等一系列的工作。還可實(shí)現(xiàn)云計(jì)算、云存儲、智能學(xué)習(xí)和專家系統(tǒng)等對生產(chǎn)制造大有幫助的尖端智能。

2 航空制造機(jī)器人的發(fā)展趨勢

2.1 高智能化

現(xiàn)有礦山機(jī)械設(shè)備需要通過人工示教或者離線編程才能執(zhí)行作業(yè)。提高定位能力、智能化作業(yè)規(guī)劃以便縮短生產(chǎn)時間，而在未來，人工介入機(jī)械設(shè)備工作的可能性將會大大降低，機(jī)械設(shè)備將實(shí)現(xiàn)獨(dú)立自主工作的能力，能夠通過簡單的信號對自身行為進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)人力的極大解放。同時，在生產(chǎn)過程中，機(jī)械設(shè)備也將可以實(shí)現(xiàn)可視以及可聽操作，通過對生產(chǎn)過程的記錄幫助人類實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程是否科學(xué)有效進(jìn)行判定?，F(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備及其自動化開發(fā)需要更好的體現(xiàn)出其開發(fā)與實(shí)際工作環(huán)境相結(jié)合的創(chuàng)新方法，而智能化體系是這其中較為重要的支持環(huán)節(jié)，現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備想要取得發(fā)展要更加凸顯對互聯(lián)網(wǎng)時代的兼容發(fā)展，更要圍繞職業(yè)發(fā)展的所有業(yè)務(wù)活動完善開發(fā)過程?？梢哉f，機(jī)械設(shè)備的智能化貫穿了整個機(jī)械設(shè)備自動化的發(fā)展過程。

2.2 大型化發(fā)展

由于經(jīng)濟(jì)建設(shè)中對于能源的消耗逐漸增多，礦產(chǎn)資源的供給與需求趨勢都不斷增多。為了更好的保證生產(chǎn)建設(shè)的穩(wěn)定發(fā)展，保證礦產(chǎn)資源的產(chǎn)出規(guī)模。很多企業(yè)在礦產(chǎn)資源的開采中不斷加大力度，應(yīng)用更大噸位和智能化控制水平更高的大型機(jī)械進(jìn)行開采。比如較大直徑的露天穿孔設(shè)備、大斗容的轉(zhuǎn)載設(shè)備等，目前已經(jīng)有數(shù)倍于傳統(tǒng)磕頭鉆的露天穿孔設(shè)備得以應(yīng)用，同時礦石轉(zhuǎn)載車輛的噸位達(dá)到60噸或更高，同時程序化的電路控制系統(tǒng)更加完備，不僅增加了礦產(chǎn)的開采能力，同時也使得開采過程更加舒適，使得機(jī)械操作人員通過更簡單、輕松的操作便能完成產(chǎn)能的提升。礦山機(jī)械的大型化發(fā)展伴隨著自動化控制體系的成熟，大型機(jī)械的控制往往更為不易，如果要利用其實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能發(fā)展必須具有良好的多功能控制體系加以配合。

2.3 綠色制造與清潔生產(chǎn)趨勢凸顯

機(jī)械制造的傳統(tǒng)材料比如鋼、鐵、鋁等在制造水平和發(fā)展空間上都已經(jīng)不再具有吸引力，諸如發(fā)動機(jī)缸體、缸套、活塞、曲軸、連桿、軸瓦的使用材料都已經(jīng)向著輕量化和環(huán)保方向進(jìn)步。諸如汽車公司將其全新的發(fā)動機(jī)的缸體換用輕質(zhì)的鋁鎂合金、為了保證動力輸出還將活塞換用鈦合金、氣門涂覆低密度鈷、軸承也換用了新型合金材料。這類材料除了質(zhì)量輕、韌性好等特點(diǎn)，最重要的仍然是其環(huán)保與低耗。

清潔生產(chǎn)是指將綜合預(yù)防的環(huán)境保護(hù)策略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品中，以期減少對人類和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。清潔生產(chǎn)從本質(zhì)上來說是一種針對生產(chǎn)過程和生產(chǎn)產(chǎn)品的長效化、整體式的環(huán)境預(yù)防策略，旨在通過生產(chǎn)環(huán)節(jié)對清潔技術(shù)、環(huán)保材料的使用最大限度的減少企業(yè)生產(chǎn)和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的過程中對人類環(huán)境可能造成的損害，同時利用環(huán)保效益最大化經(jīng)濟(jì)利益的一種生產(chǎn)模式。綠色制造體系要求從材料的選取、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制、銷售以及售后服務(wù)的管理、產(chǎn)品使用過程中污染物的排放水平或者資源耗量入手，以節(jié)能減排、低碳降耗為核心訴求，打造更加良好的生態(tài)制造、環(huán)保制造氛圍，使得更多的工業(yè)產(chǎn)品、機(jī)械產(chǎn)品在原有的資源消耗與廢物排放水平上實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步優(yōu)化，保證整個社會的環(huán)保效率提升。具有顯著意義的便是汽車的制造過程，從發(fā)動機(jī)以及車身材料逐漸淘汰鋼材而使用輕量化、高阻熱的鋁合金或者鈦合金材料，不但降低了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的資源消耗水平，同時也保證了機(jī)械設(shè)備的輕量化和排放量的降低，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境友好型生產(chǎn)。

2.4 形成大數(shù)據(jù)庫，機(jī)械設(shè)備管理過程中信息掌握的準(zhǔn)確性提升

基于大數(shù)據(jù)而建設(shè)的大數(shù)據(jù)庫是目前我國機(jī)械工業(yè)中現(xiàn)代化的體現(xiàn)。大數(shù)據(jù)是一種有效的信息資產(chǎn)，在利用全新的處理模式之時會將紛繁雜亂的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)稱為對決策、分析十分有利的關(guān)鍵性信息。機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的大數(shù)據(jù)建設(shè)與其他行業(yè)類型相同，利用大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢完善對機(jī)械生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行以及系統(tǒng)中故障原因的具體分析，將某一足夠長的時間段內(nèi)產(chǎn)生的機(jī)械設(shè)備的故障信息通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行記錄，在出現(xiàn)問題時可以及時準(zhǔn)確的對問題原因進(jìn)行定向分析，從而節(jié)省了排除故障和尋找故障的時間耗費(fèi)和人力資源耗費(fèi)。這對于現(xiàn)代化高效率運(yùn)行的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作無疑是極為重要的。

同時，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化未來的發(fā)展，人工智能的應(yīng)用也已成為新的趨勢，人工智能既具備模擬人類的智能思維，也具有模擬人類的形象思維，集成了人工智能的機(jī)械設(shè)備故障診斷應(yīng)用程序可以極大的減少計(jì)劃停擺的時間，并在機(jī)械設(shè)備故障初期就及時的發(fā)現(xiàn)并反饋，降低機(jī)械設(shè)備的大型故障率，更加完善了機(jī)械制造管理的全面性，對于未來智能化時代下的機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)發(fā)展及采礦設(shè)備開發(fā)顯然具有重要價(jià)值。

3 總結(jié)

綜上所述，本文針對目前我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化發(fā)展過程中的特點(diǎn)及未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了綜合的分析研究，以礦山機(jī)械為重點(diǎn)分析對象，明確了機(jī)械設(shè)備在未來將以高智能化、綠色化、大型化、數(shù)據(jù)集成化發(fā)展為主要方向。通過本文的研究可以為我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化的發(fā)展提供一定的經(jīng)驗(yàn)借鑒和理論指導(dǎo)，對于更好的完善機(jī)械工業(yè)發(fā)展具有重要意義，同時也對礦山機(jī)械的現(xiàn)代化發(fā)展具有實(shí)踐指引作用，有助于我國機(jī)械工業(yè)的全面發(fā)展。