自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用

陳財星 林溫靜 蘇子祺 蔡嘉佳

摘 要：自動化技術(shù)在我國是一項新興的現(xiàn)代化技術(shù)，在現(xiàn)代社會的生產(chǎn)生活中應(yīng)用較為普遍，但是在高精度的設(shè)備設(shè)計制造上還是依賴于國外進口，對我國企業(yè)的進步以發(fā)展造成了阻礙。當前在我國機械設(shè)計制造行業(yè)中，對自動化技術(shù)的應(yīng)用需求越來越大，實現(xiàn)機械自動化技術(shù)和機械制造行業(yè)發(fā)展的有機結(jié)合已經(jīng)成為現(xiàn)代化機械制造行業(yè)發(fā)展必經(jīng)之路。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)；機械設(shè)計；制造；應(yīng)用

前言：機械制造能夠涉及多個領(lǐng)域，例如動力機械、農(nóng)業(yè)機械、紡織機械等生產(chǎn)設(shè)備，是現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中不可或缺的一項技術(shù)。在計算機技術(shù)的帶動下，能夠取替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工生產(chǎn)，并輔助人類大腦進行工作。可以在最短的周期內(nèi)生產(chǎn)出產(chǎn)品，提高生產(chǎn)質(zhì)量的同時，還能夠降低成本支出，進而促進資源的合理配置，減少環(huán)境污染。

一、機械自動化的概況與組成成分

（一）概況

自動化，即機械或在無人干預(yù)的環(huán)境下按照原本已經(jīng)設(shè)置好的程序或指令進行操作，進而實現(xiàn)自動化的控制過程。機械自動化技術(shù)的出現(xiàn)在一定程度上取替了人工的操作，不僅能夠降低勞動支出成本，還能夠提升生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量。相比于發(fā)達國家，我國的自動化技術(shù)水平相對落后，但是伴隨科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我國機械制造的自動化技術(shù)水平也取得了顯著的效果，并將其合理地應(yīng)用在實際操作中，為我國的工業(yè)生產(chǎn)帶來一定的技術(shù)支持。

（二）組成成分

機械自動化技術(shù)，會涉及到諸多領(lǐng)域與學科，是一項綜合技術(shù)。我國機械制造自動化技術(shù)主要包括以下5個系統(tǒng)：傳感系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)以及指令系統(tǒng)。傳感系統(tǒng)，能夠在自動化系統(tǒng)內(nèi)展開全面的檢查，并接收信號；操作系統(tǒng)，將系統(tǒng)中的載重負荷通過定量的方式進行全面分析；信息處理系統(tǒng)，能夠?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)接收的信號及時進行處理，并將指令發(fā)布各個下一個系統(tǒng)，進而展開操作；信息傳輸系統(tǒng)，在經(jīng)過信息處理系統(tǒng)所傳遞的信息進行二次傳輸；指令系統(tǒng)，將系統(tǒng)內(nèi)接收的信息與制定進行操作，并引領(lǐng)整個系統(tǒng)展開具體的操作。通過以上5個系統(tǒng)，構(gòu)成了自動化系統(tǒng)的整個部分，在一條線路的指令下，將具體的工作內(nèi)容進行指令與操作，以此實現(xiàn)機械制造的自動化。

二、自動化技術(shù)概述及應(yīng)用現(xiàn)狀

在這里所說的自動化技術(shù)主要就是指機械自動化技術(shù)，主要就是通過在機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù)來實現(xiàn)對各種加工或制造對象的連續(xù)自動生產(chǎn)，從而實現(xiàn)自動化生產(chǎn)過程，以此來減少人力成本并加快生產(chǎn)投入原料的流動速度及加工變換效率。通過在機械設(shè)計制造中應(yīng)用自動化技術(shù)可以在保證產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的同時在很大程度上降低人力成本，高度的技術(shù)集中度也可以促進產(chǎn)品更新和技術(shù)更新。

三、自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的具體應(yīng)用

（一）集成化的應(yīng)用

一個企業(yè)的制造系統(tǒng)往往包含許多個功能不同的子系統(tǒng)，而自動化技術(shù)的應(yīng)用就可以對各種技術(shù)進行系統(tǒng)集成，以便實現(xiàn)不同級別集成制造系統(tǒng)的構(gòu)造，當前，高度集成化運營模式也是現(xiàn)代企業(yè)在機械設(shè)計制造生產(chǎn)中最常用的一種模式，其在實際應(yīng)用中可以將多個系統(tǒng)整合到一個系統(tǒng)中去，形成計算機組合，從而對企業(yè)的生產(chǎn)制造進行統(tǒng)一的管理，并且還能夠通過精簡機構(gòu)和過程重組等技術(shù)手段實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，進一步提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

（二）智能化的應(yīng)用

智能化的應(yīng)用主要成果就是人機一體化機械制造設(shè)備，將該設(shè)備應(yīng)用在機械制造系統(tǒng)中，可以使其生產(chǎn)過程中的各個步驟都能模擬生產(chǎn)專家的人工智力活動，并依據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果下達生產(chǎn)指令，大大減少了人工生產(chǎn)下可能出現(xiàn)的誤差，并降低了人工成本。同時，人機一體化機械制造設(shè)備還能夠?qū)ψ陨淼纳a(chǎn)活動進行監(jiān)視，及時發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整，避免生產(chǎn)錯誤，而且人機一體化機械制造設(shè)備面對外界可能的突發(fā)時間也有一定的應(yīng)付能力，可以根據(jù)實際情況自動調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，以便設(shè)備在生產(chǎn)過程中的運行狀態(tài)保持在最佳。

（三）柔性自動化的應(yīng)用

柔性自動化技術(shù)是一種靈活的自動化技術(shù)，將其投入生產(chǎn)當中主要就是通過建立完善的信息管理系統(tǒng)來優(yōu)化人機界面并提高其自動化水平，能夠促使企業(yè)在計算機管理生產(chǎn)下獲得更高的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)企業(yè)的進一步發(fā)展。當前在該系統(tǒng)中，處理新型的自動化設(shè)備以外，也有傳統(tǒng)的普通設(shè)備，兩者的結(jié)合生產(chǎn)也能夠最大程度上提高機械制造對外界因素變化的適應(yīng)能力，而且經(jīng)由柔性自動化系統(tǒng)生產(chǎn)出的產(chǎn)品也能夠較好的滿足復(fù)雜的市場需求。

四、促進機械自動化技術(shù)在機械制造應(yīng)用中的實施策略

（一）創(chuàng)新自動化技術(shù)應(yīng)用

面對激烈的市場競爭環(huán)境，自動化技術(shù)也逐漸成為提升機械制造企業(yè)發(fā)展效率提升的關(guān)鍵性因素，因此需要從企業(yè)發(fā)展的實際出發(fā)，進一步對技術(shù)應(yīng)用進行創(chuàng)新，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新引導(dǎo)技術(shù)發(fā)展和企業(yè)發(fā)展，從而不斷提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。同時，還需要加強對機械生產(chǎn)中的技術(shù)管理創(chuàng)新性發(fā)展，以便提高企業(yè)的生產(chǎn)能力。

（二）加強機械自動化人才培養(yǎng)

人才時企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)保障，人才培養(yǎng)也是企業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新性發(fā)展的主要任務(wù)之一，因此，要想進一步加強自動化技術(shù)的應(yīng)用，還需要加強機械自動化人才的培養(yǎng)工作。一是要加強對機械自動化技術(shù)應(yīng)用教育建設(shè)和發(fā)展，可以在高校教育中創(chuàng)建機械自動化技術(shù)應(yīng)用的課程，為機械設(shè)計制造企業(yè)的發(fā)展儲備人才；二是企業(yè)自身要加強內(nèi)部的人才培養(yǎng)，通過培訓等方式不斷提高企業(yè)人員機械自動化技術(shù)的應(yīng)用能力。通過以上人才培養(yǎng)方式確保機械制造企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展。

（三）虛擬化應(yīng)用

現(xiàn)階段，虛擬化技術(shù)在機械制造中被廣泛地應(yīng)用。伴隨近年來技術(shù)的進步，其附帶技術(shù)也在隨之產(chǎn)生，并在多個領(lǐng)域取得了效果顯著的效果。目前我國的虛擬化技術(shù)中已經(jīng)成功應(yīng)用在人工智能、信息存儲、工藝制造等。將機械自動化與虛擬化技術(shù)進行有機的結(jié)合，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)機械制造過程中的方針模擬，還能夠提升其在實際操作中的應(yīng)用價值。相關(guān)技術(shù)人員造實際操作前期，可以在第一時間針對其中出現(xiàn)的問題進行故障修復(fù)，并以數(shù)據(jù)的形式將問題產(chǎn)生的原因得以呈現(xiàn)，將其改進，進而減少實際運行過程中設(shè)備維修的時間，這樣能夠在最大限度上保證操作人員的安全，避免危險事故的產(chǎn)生。虛擬化技術(shù)與機械自動化的有效結(jié)合，企業(yè)能夠節(jié)省花在研究過程中的時間與精力，降低生產(chǎn)前期與后期的投入成本，進而達到提升生產(chǎn)率的目的，確保企業(yè)營業(yè)收入長期穩(wěn)定的增長。

（四）智能化應(yīng)用

智能化制造技術(shù)，是在系統(tǒng)生產(chǎn)與制造過程中融入互聯(lián)網(wǎng)科技的一項生產(chǎn)技術(shù)。智能化在機械制造技術(shù)中的應(yīng)用，代表著人類機械制造技術(shù)的進一步提升。在實際應(yīng)用中，主要在生產(chǎn)過程中有所體現(xiàn)，生產(chǎn)系統(tǒng)通過模仿人類的行為來作為合理的決策，并進行判斷與分析。計算機智能技術(shù)通過指令的方式將信號傳輸至信號系統(tǒng)的終端平臺，進而將信號傳出至生產(chǎn)設(shè)備中，通過這一系列的操作完成正確的生產(chǎn)與操作。借助智能化技術(shù)，專業(yè)的技術(shù)人員在機械的支持下完成監(jiān)督工作，如果生產(chǎn)制造過程中出現(xiàn)故障或者紕漏，人工智能能夠在第一時間將其發(fā)展，并通過產(chǎn)生的原因傳達相應(yīng)的指令，進行修復(fù)，以此實現(xiàn)安全生產(chǎn)的目的。在未來的機械自動化發(fā)展過程中，智能技術(shù)能夠全面進行應(yīng)用，實現(xiàn)智能生產(chǎn)、智能操作、智能監(jiān)督等，真正做到防患于未然。

結(jié)論：總之，自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用，不僅能夠提升產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率，還能夠有效地降低勞動成本，在根本上增強機械制造產(chǎn)業(yè)的綜合能力。但是，結(jié)合現(xiàn)階段我國機械自動化生產(chǎn)的實際情況來看，不論是人才還是技術(shù)尚未達到成熟的地步，因此需要政府與相關(guān)企業(yè)的努力，培養(yǎng)專業(yè)的機械人才，為其創(chuàng)造核心技術(shù)。

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