自動化技術在機械制造中的應用

韓小英，王明娟， 方加根，金維新

（1.浙江思納克熱流道科技有限公司，浙江 紹興 312300；2 紹興市昊特熱能科技有限公司，浙江 紹興 312300）

隨著社會生產力的發(fā)展與變革，不同時期社會的發(fā)展體現出來不同的特征。我們當前所處的信息時代，計算機應用范圍較廣，信息化程度應用較高，為現代的生產生活提供了方便。在生活中，計算機技術的高速發(fā)展為人們的信息交流與信息共享提供便捷，為遠程管理提供了途徑，在生產中，計算機技術為遠程控制系統(tǒng)的發(fā)展提供了技術基礎，為工業(yè)化機械制造業(yè)的發(fā)展提供了更多的發(fā)展空間。與傳統(tǒng)的機械制造生產相比，隨著勞動力成本的增加，導致一些中小型制造企業(yè)逐漸失去了競爭優(yōu)勢，一些大企業(yè)已經意識到這個問題，大力開發(fā)自動化技術，從而在機械制造市場中站穩(wěn)了腳跟，為企業(yè)的長期發(fā)展贏得了較多的競爭優(yōu)勢。這些大的機械制造企業(yè)通過生產設備和生產技術的升級改造，將自動化技術應用到機械制造中，通過統(tǒng)一的管理與控制有效配置了有限的資源，大大節(jié)省生產與管理成本[1]。

1 自動化技術的發(fā)展概況

自動化技術最初由埃德蒙·李應用并申請專利，該項技術應用于1788年瓦特改良蒸汽機時所用的離心調速裝置，而正式開始應用此技術是在20世界40年代，直到20世紀60年代才真正的應用于工業(yè)生產與機械制造中。當人們發(fā)現自動化技術能夠顯著提升生產效果、提高生產質量時，這一技術的研究與應用才開始深入到數字計算機和現代控制理論，并且才有了現代的自動化技術在機械制造中的廣泛應用。

2 自動化技術在機械制造中的具體應用

2.1 智能化技術

智能化技術借助智能化監(jiān)測設備、智能化管理系統(tǒng)以及計算機技術等方式，是機械制造在生產流程和生產方式更加安全、便捷、智能、高效的技術，這一技術在當前主要體現在生產的集成性和生產系統(tǒng)的智能化。智能化技術在目前僅限使用于部分機械制造中，但智能化應用受外界環(huán)境的干擾性很大。當受到較強的干擾時，就會影響自動化設備綜合分析和判斷的能力，從而影響生產的質量和效率。目前，只能通過智能化監(jiān)控和不斷的調整來改變自動化生產的效率。

2.2 柔性制造技術

柔性制造技術是指以消費者為導向和需求定制的生產技術，在機械制造中主要應用于生產線與產業(yè)鏈，柔性制造技術系統(tǒng)能夠根據實際的外界因素差異性進行生產調整，因此具有較強的適應能力。柔性自動化技術在機械制造中是一種相對而言的系統(tǒng)適應技術，因此適合單一產品的大批量生產，在產品的創(chuàng)新生產方面缺乏發(fā)展優(yōu)勢。雖然自動化技術對制造產品調整的類型是單一的，但也因為在生產線和產業(yè)鏈中的靈活性，提高了企業(yè)產品適應市場的需求，一定程度上合理的控制了生產成本。柔性制造技術的可調整性可以促使企業(yè)在市場競爭的環(huán)境中變得更加靈活，從而根據產品的變化可以快速針對性的調整，從而提升機械制造的整體水平和綜合效率 ，為產品的市場銷售打好基礎[2]。

2.3 虛擬化技術

自動化機械制造中的虛擬化應用，主要是通過運用計算機模擬運算，對產品實際工藝操作和制作過程進行可視化。通過將機械制造產品進行模擬，可以及時的發(fā)現其中存在的一些缺陷，從而及時的調整生產工藝和方案，做出產品生產的風險性評估。計算機數字模擬技術在機械制造生產中的應用，降低了制造產品的規(guī)劃成本和產品風險評估，能夠直接降低因盲目生產造成的成本浪費，科學有效的控制生產成本，增加企業(yè)的經濟效益，使企業(yè)在市場中具有較好的競爭優(yōu)勢[3]。

2.4 遠程控制技術

遠程控制技術是在現代機械制造中，利用計算機控制系統(tǒng)對所有的機械設備和生產流程進行遠距離管理和操作的重要技術，這一技術是為機械制造的設備與計算機建立連接，將機械制造的設備參數及其操作管理接入計算機系統(tǒng)中，并統(tǒng)一管理，使其達到綜合控制和分析的作用。遠程控制技術是機械制造企業(yè)在實現自動化生產改革的第一步，也是機械自動化、標準化和智能化生產線不可或缺的管理技術[4]。

2.5 集成化技術

集成化技術是現代機械制造產業(yè)中必不可少的技術之一，是利用計算機網絡技術與綜合集成系統(tǒng)等，將各類的技術進行分類和數據整合，從而使各類技術集成于一個系統(tǒng)中，達到系統(tǒng)之間的相互關聯，為機械制造中應用多項技術及其相互操作提供便捷。集成技術是機械制造技術現實標準化、高效化和便捷性管理的關鍵技術，是機械制造自動化、智能化和標準化生產的前提。

3 自動化技術在未來機械制造業(yè)中的應用前景

3.1 機械功能多元化

機械工業(yè)產品已趨向精細化及多元化，在大環(huán)境變化下，多元化、彈性化且具有多種通用性功能的制造設備將是市場的主要需求?，F代機械制造的生產需要適應更加多元化的市場條件，因此，未來機械制造的數字化、自動化設備的生產和計劃都將以多元化的生產為主。

3.2 控制智能化

原來普遍使用PLC可編程控制器，雖然彈性很大，但仍未具有定制計算機軟件所擁有的強大功能。未來機械控制必須具備多功能化、調整操作簡單等條件，基于電腦的智能控制將成為機械制造的新趨勢。

3.3 結構設計標準化、模塊化

結構設計標準化、模塊化是現代自動化機械制造中應用最廣泛的系統(tǒng)設計基礎，主要是利用計算機輔助設計將原有結構進行模塊化設計，通過結合計算機技術、遠程控制技術、信息化技術等，為原有的設備設計可供轉化的模型塊，從而實現機械制造生產的遠程操作和模塊化管理。未來，機構設計標準化、模塊化將由計算機輔助設計向計算機智能化設計過度，充分體現計算機技術的設計功能，以實現更加高效快速的自動化制造產業(yè)鏈的調整。

3.4 工業(yè)機器人

工業(yè)機器人是現代工業(yè)領域新型產業(yè)，它具有自動執(zhí)行、代替大量勞動力的功能，且還能夠智能化控制。工業(yè)機器人實現的原理是對其所需要執(zhí)行的指令進行預先編程，通過預先編程為其建立一系列行動能力和人工智能，從而使其在機械制造中按照預先編程的指令完成相關任務。富士康做為一種勞動力為導向的機械制造企業(yè)，已經開始了工業(yè)機器人的應用，通過工業(yè)機器人來解放人工勞動力，開啟了 “機器勞動力”生產的新時代。當前，工業(yè)機器人在機械制造業(yè)中的應用還在不斷的研究和探索中，不可忽視的是這一技術的應用，在勞動力密集型機械制造行業(yè)未來有著較好的發(fā)展前景。

3.5 物聯網自動化

物聯網自動化技術在現代制造行業(yè)中的應用范圍較廣，常見的物聯網技術應用包括個性化服務方案、傳感器數據采集與儲存、數據自動分析處理、流程執(zhí)行、產品售后監(jiān)測等。由于智能化設備和設施在物聯網中的植入，未來物聯網將完成較長距離和較大規(guī)模的集成系統(tǒng)。一些職能監(jiān)測、報警聯動系統(tǒng)的植入將為機械制造的全程智能化生產提供更廣闊的發(fā)展空間。

4 結語

綜上所述，機械制造業(yè)在我國的社會經濟中占有較大的比重，對我國社會與經濟的發(fā)展有著重要的影響，現階段，創(chuàng)新與綠色發(fā)展是我國新時期五大發(fā)展理念中的關鍵內容，也是中國機械制造業(yè)發(fā)展的指導方向。自動化技術作為一種高效、低能的生產技術，應用于機械制造產業(yè)，能夠極大的提高機械制造企業(yè)的生產量，且能夠在同等生產條件下縮短加工周期，提供標準化的精致產品，不僅能為制造企業(yè)的產品增加市場競爭優(yōu)勢，還能加強生產環(huán)節(jié)與管理環(huán)節(jié)中的成本控制，降低生產成本，為企業(yè)帶來更高的利潤空間。因此，建議我國的制造企業(yè)加大自動化技術在機械制造中的技術投入與應用范圍。