針對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展現(xiàn)狀的研究

譚浩迪 萬祥 任成康

摘 要：隨著當(dāng)前科技水平日新月異的快速發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)也逐步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，同時(shí)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步又促進(jìn)了機(jī)械制造的發(fā)展，彼此之間相輔相成，形成了一個(gè)良性循環(huán)。本文主要針對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行研究。

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

引言

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用是制造業(yè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點(diǎn)之一。自動(dòng)化的實(shí)行使機(jī)械能夠擺脫人的控制，且產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率都有明顯改善，在這樣的背景下，人們可以憑借計(jì)算機(jī)信息技術(shù)更直觀的對(duì)機(jī)械制進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)機(jī)械運(yùn)行加強(qiáng)控制。同時(shí)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，為機(jī)械的安全、維修和升級(jí)提供了保障，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。本文通過分析自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用，了解其發(fā)展現(xiàn)狀。

1機(jī)械自動(dòng)化簡述

1.1機(jī)械自動(dòng)化的含義

機(jī)械制造中的自動(dòng)化，是指機(jī)械在沒有外力協(xié)助下自身可以持續(xù)的、獨(dú)立的完成對(duì)原材料的加工。再生產(chǎn)時(shí)使用自動(dòng)化技術(shù)，使制造程序更加連續(xù)，并可以在自動(dòng)化審查方面得到快速落實(shí)，使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)大批量高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)[1]，其應(yīng)用體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一、代替生產(chǎn)環(huán)節(jié)中人的勞動(dòng)環(huán)節(jié)，使得機(jī)械制造系統(tǒng)與勞動(dòng)加工協(xié)調(diào)一致，自動(dòng)化可以使生產(chǎn)更加精確，時(shí)間可控性性強(qiáng)，可以有效避免生產(chǎn)過程中人工的誤差和錯(cuò)誤；二、能夠在部分環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)完全代替人為的體力和腦力勞動(dòng)，最大程度的實(shí)現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)的自動(dòng)化，使整個(gè)過程形成完整的流程化的體系；三、在產(chǎn)品的后期生產(chǎn)和使用過程也加入自動(dòng)化技術(shù)，使整個(gè)生產(chǎn)周期實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

1.2機(jī)械自動(dòng)化的特點(diǎn)

成本低，效率高使機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)最突出的特點(diǎn)。自動(dòng)化的目的是減少人工勞動(dòng)的強(qiáng)度，在無人或僅使用少量人的情況下生產(chǎn)。在進(jìn)行生產(chǎn)制造時(shí)通過相關(guān)的電子產(chǎn)品提前設(shè)定好程序讓機(jī)械設(shè)備可以自動(dòng)完成一系列的生產(chǎn)指令，降低生產(chǎn)中人力和物力的投入，實(shí)現(xiàn)無人或少量人的生產(chǎn)方式，這樣也讓整個(gè)生產(chǎn)過程更加簡單，簡化了作業(yè)中的一些步驟，避免人為錯(cuò)誤的發(fā)生，產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量好，規(guī)格高且成本低，極其受用戶的歡迎。除了前期需要購買設(shè)備需要投入資金外，后期的使用過程中占用資金量極少，并且規(guī)范化的生產(chǎn)程序也減少了生產(chǎn)材料的損耗，降低了成本。

此外，自動(dòng)化的生產(chǎn)方式還能提高生產(chǎn)的安全性，故障時(shí)設(shè)備能夠自動(dòng)檢測并發(fā)出警報(bào)，使得設(shè)備的檢測難度降低，運(yùn)行成本降低，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[2]。同時(shí)也減少了安全事故的發(fā)生，提高安全效率。

2 機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)根據(jù)時(shí)間可劃分為四個(gè)階段。機(jī)械制造的起始階段可追溯到20世紀(jì)20～60年代；隨著市場發(fā)展需要，在60～70年代逐漸向自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變，但有礙于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，還不能大規(guī)模使用，且在效率方面也沒有太大的提高；在70～80年代出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，但需要投入的資金量較大，給企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)較重，承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)也較大，且技術(shù)也有限，在此階段基本處于停滯發(fā)展的狀況；從90年代到現(xiàn)在，科技水平方面的發(fā)展突飛猛進(jìn)，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中也取得了新的進(jìn)展，大多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)過程中都選擇了機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)，大大促進(jìn)了機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展及技術(shù)的改革。

目前世界上各個(gè)國家的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的水平高低不一，發(fā)達(dá)國家在這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)水平處于領(lǐng)先地位，其余國家基本上還僅限于操作階段。處于發(fā)展中的中國，在借鑒發(fā)達(dá)國家先進(jìn)技術(shù)時(shí)要考慮其與中國國情的相容性。機(jī)械自動(dòng)化還需要計(jì)算機(jī)、機(jī)械工程、自動(dòng)控制等技術(shù)的配合使用，因此在機(jī)械制造中使用自動(dòng)化技術(shù)時(shí)需要輔助技術(shù)的高度協(xié)調(diào)，對(duì)操作人員的專業(yè)技能及知識(shí)體系的要求極高。該領(lǐng)域人才的培養(yǎng)需要各高校根據(jù)發(fā)展?fàn)顩r制定合理的方案，企業(yè)也需要根據(jù)科技水平的發(fā)展加強(qiáng)員工的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，使其能夠更好的掌握新技術(shù)的原理及操作方法。

3 自動(dòng)化技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用

早期，機(jī)械制造業(yè)的自動(dòng)化是通過電氣部件或機(jī)械達(dá)到簡單的機(jī)械制造，主要運(yùn)用在在機(jī)器設(shè)備和生產(chǎn)線上，20世紀(jì)60年代后，電子計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備領(lǐng)域大力發(fā)展，自動(dòng)化在制造業(yè)的技術(shù)不斷提高，也隨之得到了快速發(fā)展，技術(shù)不斷提高，為滿足產(chǎn)品多樣化和小批量的要求，管理車間的自動(dòng)化也應(yīng)運(yùn)而生， 形成計(jì)算機(jī)的機(jī)械管理系統(tǒng)。自動(dòng)化應(yīng)用于機(jī)械制造的許多方面，如智能化、集成化、柔性自動(dòng)化等。自動(dòng)化與信息化在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用順應(yīng)了市場及行業(yè)的發(fā)展需求，提高了生產(chǎn)效率，構(gòu)建了新型的生產(chǎn)模式[3]。

3.1高度集成化的應(yīng)用

在當(dāng)今機(jī)械制造的發(fā)展中，集成化制造技術(shù)方向的研究成為最重要的發(fā)展趨勢，也是當(dāng)下企業(yè)生產(chǎn)模式改革的重要方向[4]。機(jī)械制造自動(dòng)化的集成應(yīng)用是憑借工程體系理論的指導(dǎo)和信息技術(shù)對(duì)制造流程進(jìn)行整體優(yōu)化，利用精簡生產(chǎn)單元和過程的重新組合等促進(jìn)自動(dòng)化，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)大數(shù)據(jù)和信息互聯(lián)網(wǎng)，將企業(yè)的各方面的要點(diǎn)及日常管理和正常運(yùn)營集合為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)中以人為主的人文化生產(chǎn)模式。集成化應(yīng)用有效提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了新品研發(fā)成本，對(duì)環(huán)境保護(hù)也起到了非常重要的作用。

3.2柔性自動(dòng)化的應(yīng)用

隨著制造業(yè)的全面發(fā)展，針對(duì)不同時(shí)期市場及客戶快速變化的需求，對(duì)企業(yè)的反應(yīng)能力有了更高的要求。需要企業(yè)能夠根據(jù)不同階段市場的需求和相關(guān)技術(shù)的更新等外部原因及時(shí)對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)及種類及時(shí)作出合理調(diào)整[5]，這是柔性自動(dòng)化就顯得尤為重要。

柔性自動(dòng)化的出現(xiàn)可以讓生產(chǎn)過程變得靈活，使企業(yè)可以在市場的不斷變化中及時(shí)作出調(diào)整，在競爭中占取絕對(duì)優(yōu)勢的地。柔性自動(dòng)化能夠根據(jù)市場不同時(shí)期的需求對(duì)生產(chǎn)單位和生產(chǎn)流程作出不同的反應(yīng)，提高了整體質(zhì)量和效率，使產(chǎn)品的生產(chǎn)及出售順利進(jìn)行，順應(yīng)民之所需。

3.3智能化的應(yīng)用

智能化是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化的管理，使機(jī)械加工的集成化和系統(tǒng)化得以實(shí)現(xiàn)，整個(gè)過程使用全自動(dòng)智能操作，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模式的智能化。自動(dòng)化在機(jī)械制造的集成化既可以看作是生產(chǎn)技術(shù)，也可以將其歸屬為一種生產(chǎn)模式，是自動(dòng)技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的集成應(yīng)用[6]。主要對(duì)具體的局域功能進(jìn)行制定，對(duì)整體的生產(chǎn)工作加以制定，用線性排序來明確系統(tǒng)分工，確保生產(chǎn)制造高質(zhì)高量的完成。

4 機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展存在的不足之處

我國近幾年在機(jī)械自動(dòng)化方面雖發(fā)展迅速，范圍也不斷擴(kuò)大，但同發(fā)達(dá)國家相比，仍有不小的差距。主要是因?yàn)槲覈詣?dòng)化技術(shù)水平低下，且對(duì)問題產(chǎn)品的后期處理不到位。實(shí)際情況中，由于一些自動(dòng)化產(chǎn)品存在某些問題，不能正常使用，使其原本的功能不能充分發(fā)揮，有的甚至連一半的都發(fā)揮不出，嚴(yán)重違背了自動(dòng)化本身成本低效能高的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)不到預(yù)期效果。

5 結(jié)束語

自動(dòng)化主要用于機(jī)械制造業(yè)中低投資高回報(bào)的項(xiàng)目，我國機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展具有規(guī)律性，經(jīng)歷了從低級(jí)到高級(jí)、由簡到繁、循序漸進(jìn)的過程，機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展與時(shí)代的發(fā)展緊密相連，有時(shí)代特性，能使自動(dòng)化管理水平隨社會(huì)發(fā)展而提高。國內(nèi)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展日新月異，機(jī)械制造業(yè)的水平也不斷隨之提高，對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的問題的改進(jìn)方法也會(huì)不斷得到完善，有利于機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化水平和技術(shù)的更加完善成熟。

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