探討自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

曾英金 李彥翔

摘要：科技的進(jìn)步和發(fā)展為機(jī)械制造工業(yè)帶來了很好的發(fā)展機(jī)遇。自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造有著必然的聯(lián)系，并且自動(dòng)化技術(shù)還促進(jìn)著機(jī)械設(shè)計(jì)制造的高速發(fā)展。同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)能夠使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造的成本降低，并且在提升生產(chǎn)品質(zhì)的同時(shí)加快生產(chǎn)速度并占據(jù)著經(jīng)濟(jì)市場的重要位置。本文對其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，以此來提出相關(guān)建議和策略以使得其成本降低、效率提高，使其在激烈的市場競爭中能夠平穩(wěn)長遠(yuǎn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用

一、自動(dòng)化技術(shù)的概述

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對加工對象的連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動(dòng)化生產(chǎn)過程，從而加快生產(chǎn)投入原料的加工變換和流動(dòng)速度，節(jié)約人力資源。

機(jī)械自動(dòng)化所帶來的優(yōu)點(diǎn)主要有：提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、縮短生產(chǎn)周期、促進(jìn)產(chǎn)品更新、降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)環(huán)境、帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、升級和進(jìn)步的主要手段，是未來機(jī)械制造業(yè)技術(shù)發(fā)展的主要方向。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是保證獲得最高生產(chǎn)率、最優(yōu)產(chǎn)品質(zhì)量和最低成本的最好手段。

二、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的重要性

自動(dòng)化技術(shù)是強(qiáng)調(diào)各種機(jī)器設(shè)施設(shè)備均是于無人操作情況下，根據(jù)規(guī)定的程度展開各種

工作，且機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化則是強(qiáng)調(diào)基于機(jī)械來達(dá)到制造整個(gè)流程的自動(dòng)化控制及其管理，其屬于新興生產(chǎn)過程，打破了傳統(tǒng)機(jī)械制造方式，更是一種非常有效的技術(shù)手段，可快速提高制造生產(chǎn)效率且確保其質(zhì)量較高。自動(dòng)化技術(shù)能夠使得各類生產(chǎn)制造企業(yè)平穩(wěn)高速發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)搭建出一套屬于自身發(fā)展的生產(chǎn)體系，并且能夠基于這項(xiàng)技術(shù)打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造方法的束縛，進(jìn)而設(shè)計(jì)出滿足現(xiàn)代化社會發(fā)展需求的產(chǎn)物。自動(dòng)化技術(shù)可以加快工業(yè)生產(chǎn)制造的進(jìn)程，機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)可以根據(jù)這類技術(shù)加大對自身的開發(fā)力度，并且能夠適當(dāng)?shù)販p少人力生產(chǎn)勞動(dòng)成本，在滿足生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)提高各項(xiàng)性能指標(biāo)。

三、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

（一）自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用之集成化應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的集成化應(yīng)用，主要是借助系統(tǒng)工程理論的有效指導(dǎo)和信息技術(shù)對企業(yè)的制造流程進(jìn)行整體上的優(yōu)化，通過精簡機(jī)構(gòu)和過程重組等手段促進(jìn)適度自動(dòng)化，并在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫和信息網(wǎng)絡(luò)的支持下，將機(jī)械制造企業(yè)的各種要素以及經(jīng)營管理活動(dòng)集成為一個(gè)有機(jī)整體，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造以人為中心的柔性化生產(chǎn)。

自動(dòng)化及相關(guān)技術(shù)的集成化應(yīng)用有很多優(yōu)點(diǎn)，例如，自動(dòng)化及相關(guān)技術(shù)的集成化應(yīng)用在提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，降低新產(chǎn)品的研發(fā)成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境這三個(gè)方面都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（二）自動(dòng)化技術(shù)在智能機(jī)械制造中的應(yīng)用

智能機(jī)械制造技術(shù)是一個(gè)由機(jī)械制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程和人工智能等相互滲透，相互交織所形成的一門綜合性的技術(shù)。它是由智能機(jī)械和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)在機(jī)械制造過程中能進(jìn)行一些智能活動(dòng)，如分析、推理、判斷、決策等。也就是說，智能機(jī)械制造技術(shù)就是把人工智能和機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，將人工智能融入到機(jī)械制造系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，通過模擬專家的智力活動(dòng)，取代或延伸機(jī)械制造環(huán)境中應(yīng)由專家完成的那部分活動(dòng)。在智能機(jī)械制造系統(tǒng)中，系統(tǒng)具有專家的智能，能自動(dòng)監(jiān)視自身的運(yùn)行狀況，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或預(yù)測錯(cuò)誤的發(fā)生，并且自身含有改進(jìn)和預(yù)防的功能。除此之外，智能機(jī)械制造系統(tǒng)還具有應(yīng)付外界突發(fā)事件的能力，能夠自動(dòng)調(diào)整自身參數(shù)來適應(yīng)外部環(huán)境的需求，使自己始終運(yùn)行在最佳狀態(tài)。

（三）自動(dòng)化技術(shù)在柔韌自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用

柔韌自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)是由英國提出的，是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的基本概念。柔韌自動(dòng)化以產(chǎn)品的生產(chǎn)信息為基礎(chǔ)，對產(chǎn)品的系統(tǒng)和數(shù)字進(jìn)行加工，以適應(yīng)一些不同的產(chǎn)品生產(chǎn)與加工對象。在柔性自動(dòng)化系統(tǒng)中，自動(dòng)化設(shè)備可能與普通設(shè)備是共同存在的，而且在機(jī)械制造的個(gè)別環(huán)節(jié)允許人為干預(yù)的出現(xiàn)，因而有效提高了機(jī)械制造對外界因素變化的適應(yīng)能力，使得制造出的產(chǎn)品可以更好地適應(yīng)市場的需求。柔韌自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)在生產(chǎn)和應(yīng)用中和組成技術(shù)類似。組成技術(shù)是指根據(jù)需要加工的產(chǎn)品進(jìn)行對應(yīng)排序，方便設(shè)備的加工與儲運(yùn)，如果出現(xiàn)問題，要能很好地進(jìn)行調(diào)整。柔韌自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)根據(jù)金字塔的控制模型，以計(jì)算機(jī)為整個(gè)信息想控制中心，在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品進(jìn)行對應(yīng)的監(jiān)測。同時(shí)，它還負(fù)責(zé)組群實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)控制，把下層計(jì)算機(jī)生產(chǎn)狀況向上報(bào)告，實(shí)現(xiàn)信息傳遞。底層計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)信息工藝設(shè)備連接，監(jiān)測各個(gè)生產(chǎn)口的信息，向上級提送報(bào)告，并根據(jù)上層給出的指令進(jìn)行調(diào)整。柔韌自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)可以有效對系統(tǒng)的毛胚工件、加工工具、加工廢料進(jìn)行運(yùn)輸與儲存，其整個(gè)操作過程都由計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)行。柔韌自動(dòng)化技術(shù)將數(shù)據(jù)機(jī)床進(jìn)行加工，從而提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。此外，使用過程中還可以采用更換主軸箱進(jìn)行加工。

（四）自動(dòng)化技術(shù)虛擬化的應(yīng)用

機(jī)械制造中的虛擬制造技術(shù)是由包括現(xiàn)代機(jī)械制造工藝、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、并行工程、人工智能、多媒體技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)，并以仿真技術(shù)和系統(tǒng)建模為基礎(chǔ)，組成的一項(xiàng)由多學(xué)科構(gòu)成的綜合系統(tǒng)技術(shù)。

機(jī)械虛擬制造是利用信息技術(shù)、仿真計(jì)算機(jī)技術(shù)對現(xiàn)實(shí)機(jī)械制造活動(dòng)過程進(jìn)行仿真，以發(fā)現(xiàn)和解決機(jī)械制造中可能出現(xiàn)的問題，進(jìn)而達(dá)到機(jī)械產(chǎn)品制造成功的目標(biāo)。將機(jī)械虛擬制造應(yīng)用的好，還可以降低成本、縮短機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)周期，增強(qiáng)機(jī)械產(chǎn)品的競爭力。

四、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用的前景展望

在當(dāng)前形勢下，我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的自動(dòng)化技術(shù)水平有了顯著的提升，在很大程度上決定了我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量和民族的偉大復(fù)興，但是由于我國的自動(dòng)化水平相對較低，因此我國相關(guān)工作人員應(yīng)該加速尋求更快、更省的發(fā)展之路，但也絕不是對國外自動(dòng)化技術(shù)的盲目引進(jìn)和照搬照抄，而是應(yīng)當(dāng)制定長遠(yuǎn)的發(fā)展規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)從簡單到復(fù)雜，從低級到高級，從不完善到完善的逐步發(fā)展。

1.智能化。自動(dòng)技術(shù)的智能化已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到社會的需求，因此需要繼續(xù)鉆研，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、混沌動(dòng)力學(xué)技術(shù)等科學(xué)方法結(jié)合起來，建立一個(gè)更加智能生產(chǎn)模式，徹底解放人類的雙手，為人類理想中的生活?yuàn)^斗。

2.綠色化。綠色化是機(jī)械設(shè)計(jì)制造的最終目標(biāo)――無論機(jī)械設(shè)計(jì)制造未來發(fā)展到什么程度，最終都是要為生態(tài)環(huán)境考慮的。由于現(xiàn)階段機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)在為人們的生產(chǎn)生活提供便利的時(shí)候，給生態(tài)環(huán)境帶來了一些無法忽視的損害。如果未來技術(shù)人員在自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中，無法對機(jī)械設(shè)計(jì)制造進(jìn)行有效的綠色處理、為生態(tài)環(huán)境的保護(hù)做好考慮，那么無論未來的科技發(fā)展到什么程度都只能是自掘墳?zāi)埂?/p>

3.微型化。微型化是機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)乃至整個(gè)制造領(lǐng)域未來發(fā)展的趨勢，是機(jī)械制造行業(yè)對相關(guān)儀器設(shè)備提出的核心要求。機(jī)械設(shè)計(jì)制造相關(guān)設(shè)備的“便捷”與“便攜”也成為了當(dāng)前所有技術(shù)人員渴望實(shí)現(xiàn)的一個(gè)目標(biāo)。微型化的發(fā)展，在一定程度上保障了自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用價(jià)值，減輕設(shè)備搬運(yùn)的困難程度，為企業(yè)減少了人力與物力資源的投入，降低成本，增加收益。

五、結(jié)語

對于機(jī)械制造企業(yè)而言，只有堅(jiān)持以國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展需要以及廣大世界人民生活水平的發(fā)展需要為導(dǎo)向，實(shí)事求是，腳踏實(shí)地，不斷的學(xué)習(xí)、研究和借鑒世界其他國家的先進(jìn)技術(shù)，只有這樣，才能確保機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的健康、可持續(xù)發(fā)展。在生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化技術(shù)既能提高生產(chǎn)效率，也可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。對于機(jī)械制造業(yè)來說，這項(xiàng)技術(shù)在生產(chǎn)中已經(jīng)具備了不可替代的作用。相信隨著時(shí)間的推移，我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化技術(shù)將更加健全，我國的機(jī)械制造業(yè)也會朝著更遠(yuǎn)的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李俊峰，王志堅(jiān).淺析機(jī)械制造技術(shù)智能化發(fā)展趨勢[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2012（1）

[2]楊建平，劉艷玲.自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械應(yīng)用中的發(fā)展研究[J].中小企業(yè)管理與科技，2008.

[3]于守澎.自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用探討[J].黑龍江科學(xué)，2016（01）

[4]王英.機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展前景[J].科技傳播，2010，12（下）：40