關(guān)于智能自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

摘 要：本文首先分析了我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化現(xiàn)狀，包括生產(chǎn)能力、制造技術(shù)、管理水平等方面，隨后介紹了機(jī)械設(shè)計(jì)中的智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，例如集成化應(yīng)用、柔性自動(dòng)化、自動(dòng)供應(yīng)生產(chǎn)資料、虛擬化應(yīng)用、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)等方面，希望能給相關(guān)人士提供一些參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化；機(jī)械設(shè)計(jì)；制造技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.017

0 引言

隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，我國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也越來越成熟，智能自動(dòng)化技術(shù)就是在機(jī)械設(shè)計(jì)中將機(jī)械和計(jì)算機(jī)有效地結(jié)合起來。機(jī)械制造業(yè)是工業(yè)發(fā)展中的重要力量，目前機(jī)械制造行業(yè)中使用智能化自動(dòng)技術(shù)的范圍越來越廣泛，在機(jī)械制造中融合了現(xiàn)代化的控制技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)得到了有效的提高，有助于我國(guó)工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化現(xiàn)狀

（1）生產(chǎn)能力方面。從我國(guó)進(jìn)入二十一世紀(jì)之后，我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)在質(zhì)量和數(shù)量方面都得到了明顯的提升，但由于我國(guó)自動(dòng)化機(jī)械制造起步較晚，因此相關(guān)的核心技術(shù)還沒有發(fā)展成熟，自主生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量較低，機(jī)械制造中的大部分機(jī)器和重要零件都是從智能化自動(dòng)技術(shù)發(fā)展水平較高的國(guó)家引入進(jìn)來的，例如德國(guó)和美國(guó)。由此我們能夠看出和世界發(fā)展水平相比，我國(guó)在技術(shù)方面還需要進(jìn)一步提高。

（2）制造技術(shù)方面。我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)起步較晚，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家來說，至少晚了幾年的時(shí)間，到二十世紀(jì)七十年代為止，我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)才開始引進(jìn)了自動(dòng)化機(jī)械制造技術(shù)，由于受到相關(guān)技術(shù)的阻礙，導(dǎo)致我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的工作效率并沒有明顯的的提高。而目前，我國(guó)的智能化自動(dòng)技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的使用程度已經(jīng)較為普遍，但在整體工程生產(chǎn)過程中，更多的工作還是需要依靠人力來進(jìn)行。

（3）管理水平方面。工業(yè)發(fā)展較為發(fā)達(dá)的國(guó)家對(duì)于管理體制的重視程度較高，大部分在管理過程中都會(huì)使用計(jì)算機(jī)來管理。我國(guó)到目前為止也有許多企業(yè)在管理過程中利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行輔助工作，但仍存在部分企業(yè)在管理過程中依然使用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，由于缺少相關(guān)的創(chuàng)新型技術(shù)人才，使我國(guó)關(guān)于重要技術(shù)的研發(fā)工作需要借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

（1）集成化應(yīng)用。近幾年來，隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)也逐漸普及了智能化自動(dòng)技術(shù)，同時(shí)也衍生出了其他的新興技術(shù)。比如柔性制造技術(shù)、信息管理技術(shù)、加工數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)等。這些技術(shù)的出現(xiàn)在一定程度上滿足了機(jī)械制造程序相關(guān)設(shè)計(jì)中的不同需求。因此在設(shè)計(jì)級(jí)別不同的相關(guān)集成制造系統(tǒng)時(shí)，首先可以將相關(guān)智能化自動(dòng)技術(shù)進(jìn)行整合，從而讓這些技術(shù)形成一種集成化的狀態(tài)。在設(shè)計(jì)機(jī)械制造的過程中將自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行集成化應(yīng)用，就是將一些系統(tǒng)工程理論作為基礎(chǔ)的指導(dǎo)，并通過相關(guān)信息技術(shù)的使用，達(dá)到制造流程智能化操作的目的。在這一發(fā)展過程中，要將企業(yè)中的全部經(jīng)營(yíng)活動(dòng)和生產(chǎn)活動(dòng)融合成一個(gè)有機(jī)整體，隨后要立足于整體角度，對(duì)企業(yè)中各種活動(dòng)要進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧，經(jīng)過精簡(jiǎn)相關(guān)機(jī)構(gòu)，或是重新拆分整合一些科學(xué)活動(dòng)，從而能夠優(yōu)化整體的生產(chǎn)流程，為高效率、高質(zhì)量的機(jī)械制造設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過智能化自動(dòng)技術(shù)的集成化應(yīng)用可以幫助企業(yè)內(nèi)部精簡(jiǎn)組織結(jié)構(gòu)，優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)流程，從而提高公司的生產(chǎn)效率，提高公司管理水平。除此之外，智能化自動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，也有利于自然環(huán)境的發(fā)展，具有極高的使用價(jià)值。

（2）柔性自動(dòng)化。隨著我國(guó)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的現(xiàn)代化，人們對(duì)機(jī)械制造行業(yè)的適應(yīng)能力和反映能力也有了不同的要求。由此，企業(yè)需要以顧客的消費(fèi)需求和市場(chǎng)的環(huán)境變化為基礎(chǔ)，對(duì)企業(yè)的發(fā)展模式進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，同時(shí)根據(jù)時(shí)代的發(fā)展，及時(shí)更新相關(guān)智能化自動(dòng)技術(shù)，優(yōu)化企業(yè)的內(nèi)部生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，從而讓企業(yè)的生產(chǎn)模式能夠符合社會(huì)不斷發(fā)展的市場(chǎng)需求，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，讓企業(yè)能在日漸激烈的市場(chǎng)環(huán)境中得到更好的發(fā)展。柔性智能化自動(dòng)系統(tǒng)的產(chǎn)生使機(jī)械制造行業(yè)有了新的發(fā)展出路。這種系統(tǒng)的作用主要是通過網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的使用，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)過程通過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行管理，從而使企業(yè)的管理工作和生產(chǎn)作業(yè)更加方便、快捷，提高企業(yè)運(yùn)營(yíng)效率，在最大程度上增加企業(yè)的生產(chǎn)效益。柔性自動(dòng)化技術(shù)主要是將計(jì)算機(jī)作為整體的信息控制中心，根據(jù)一定的控制模型，來監(jiān)測(cè)企業(yè)的生產(chǎn)過程，檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量。比如智能化柔性技術(shù)可以應(yīng)用到企業(yè)的生產(chǎn)廢料、生產(chǎn)設(shè)備、毛胚工件的存儲(chǔ)和運(yùn)輸中，這一流程的全部過程也都是通過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行操控的。在使用著這種系統(tǒng)過程中，依然可以保持普通設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，兩者不會(huì)發(fā)生沖突。

（3）自動(dòng)供應(yīng)生產(chǎn)資料。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)機(jī)械制造的過程中，涉及到的內(nèi)容主要包括運(yùn)輸相關(guān)生產(chǎn)材料，這一項(xiàng)工作如果單靠人力來輸送，就會(huì)降低企業(yè)的生產(chǎn)效率。也因此，智能化自動(dòng)技術(shù)成為機(jī)械制造行業(yè)備受歡迎的一種生產(chǎn)技術(shù)。智能化自動(dòng)技術(shù)在制造行業(yè)的使用也促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。與此同時(shí)，機(jī)械制造設(shè)計(jì)中應(yīng)用智能化自動(dòng)技術(shù)，能夠幫助企業(yè)在生產(chǎn)過程中減少材料浪費(fèi)的現(xiàn)象，節(jié)約更多的生產(chǎn)資料，實(shí)現(xiàn)供給上的自給自足[1]。自動(dòng)化物資供應(yīng)是智能化自動(dòng)機(jī)械制造在生產(chǎn)中不能缺失的細(xì)分系統(tǒng)，是能夠連接自動(dòng)傳送設(shè)備、自動(dòng)化系統(tǒng)軟件組件、自動(dòng)單機(jī)裝置的重要技術(shù)手段，能夠按照相關(guān)的要求標(biāo)準(zhǔn)將企業(yè)生產(chǎn)過程中的各種材料進(jìn)行科學(xué)的分配，從而減少生產(chǎn)材料混亂放置的問題，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的物資供應(yīng)。智能化自動(dòng)技術(shù)的綜合應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)的自動(dòng)化運(yùn)輸，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合使用能夠?qū)蝹€(gè)的技術(shù)結(jié)合起來，從而有效構(gòu)建一個(gè)可以共享信息和數(shù)據(jù)分析的平臺(tái)，提高企業(yè)生產(chǎn)效率。從技術(shù)構(gòu)成上來看，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)包括現(xiàn)代化的管理技術(shù)、材料制造技術(shù)和電子信息技術(shù)。

（4）虛擬化應(yīng)用。近幾年來，我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展速度逐漸加快，相關(guān)企業(yè)對(duì)于智能化自動(dòng)技術(shù)的研究工作也越來越重視，企業(yè)加快智能化自動(dòng)技術(shù)的研究是為了提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)技術(shù)[2]。實(shí)現(xiàn)企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)，同時(shí)也能提高企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益。虛擬化主要就是利用一些先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，根據(jù)已經(jīng)制造出的相關(guān)模型來生產(chǎn)和設(shè)計(jì)相關(guān)機(jī)械，通過利用虛擬技術(shù)來模擬機(jī)械的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程，能夠促進(jìn)生產(chǎn)質(zhì)量的有效提高，提升產(chǎn)品的檢查效果，如此就能保證在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)工作時(shí)，有效降低發(fā)生故障的可能性，減少維修費(fèi)用的支出，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

（5）自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)。自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)就是以智能化虛擬技術(shù)為基礎(chǔ)，來檢測(cè)已經(jīng)完成生產(chǎn)的相關(guān)產(chǎn)品，在這個(gè)檢測(cè)過程中不需要使用人力，只需要利用計(jì)算機(jī)的相關(guān)技術(shù)，根據(jù)相關(guān)的信息標(biāo)準(zhǔn)來檢驗(yàn)產(chǎn)品的使用性能和內(nèi)外的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，看其是否符合市場(chǎng)和企業(yè)的相關(guān)要求[3]。此外，計(jì)算機(jī)的智能化自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)還可以在機(jī)械實(shí)際操作過程中體現(xiàn)出來，如果在機(jī)械的某個(gè)環(huán)節(jié)中發(fā)生運(yùn)行故障問題，就可以通過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行及時(shí)的檢驗(yàn)，同時(shí)發(fā)出警示信號(hào)，促進(jìn)生產(chǎn)者盡快發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決故障問題，保證機(jī)械制造的順利生產(chǎn)。比如根據(jù)下列公式就可以將異常信號(hào)分類問題變成對(duì)偶問題，通過這一公式將a的解求出來，對(duì)控制信號(hào)的每一幀小波變換Haar，就能得出這一控制信號(hào)的樣本特點(diǎn)，從而能夠準(zhǔn)確檢測(cè)智能化自動(dòng)生產(chǎn)流程中的異常信號(hào)。具體計(jì)算公式為：

3 結(jié)語(yǔ)

綜上分析可知，在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，智能化自動(dòng)技術(shù)的使用使其產(chǎn)生了巨大的變化，促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)生產(chǎn)效率的有效提高，幫助機(jī)械制造行業(yè)節(jié)約了生產(chǎn)成本，有利于我國(guó)整體機(jī)械制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，為此我們需要抓住機(jī)會(huì)，及時(shí)進(jìn)行機(jī)械制造業(yè)的科學(xué)轉(zhuǎn)型，智能化自動(dòng)技術(shù)將是機(jī)械制造業(yè)在未來的主要發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)應(yīng)該加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)的研究，爭(zhēng)取縮短和發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。

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作者簡(jiǎn)介：楊陸凡（1987-），男，河南陜縣人，大專，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化開發(fā)。