淺析自動化技術(shù)在機械設(shè)計及制造領(lǐng)域的應(yīng)用

汪雨航

摘 要：隨著科學(xué)發(fā)展的日益強盛，我國生產(chǎn)制造行業(yè)的創(chuàng)新和改進也上升到了一個新的臺階，自動化技術(shù)以其自身的先進性和實用價值成為了當(dāng)今社會制造業(yè)中的研究風(fēng)口。目前自動化技術(shù)的全面應(yīng)用改進了生產(chǎn)制造的工藝技術(shù)，調(diào)整并優(yōu)化了傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，在提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時還減少了生產(chǎn)成本，從而大幅度地推動了機械行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。我國目前的機械行業(yè)正在朝著高集成化、高智能化的方向上發(fā)展，這也為自動化技術(shù)的提升提出了新的要求。本文通過闡述自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造領(lǐng)域中的重要性，指出目前機械制造行業(yè)的現(xiàn)狀，提出自動化技術(shù)在機械設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用中的應(yīng)用問題。

關(guān)鍵詞：自動化; 機械設(shè)計; 機械制造; 自動化應(yīng)用

世界工業(yè)化革命中的一個重要主題就是機械自動化，機械自動化也是制造型工業(yè)企業(yè)都關(guān)注的一個重要方向。在目前的機械行業(yè)發(fā)展的大局中，企業(yè)利用自動化科學(xué)技術(shù)可以在實現(xiàn)技術(shù)改進的情況下獲得較好的經(jīng)濟效益。

1 機械自動化設(shè)計制造概述

現(xiàn)代機械設(shè)計制造自動化是圍繞著計算機電子技術(shù)展開的一種新型技術(shù)形式，它既結(jié)合了傳統(tǒng)機械設(shè)計的理念又融合了多項現(xiàn)代尖端的現(xiàn)代機械操控技術(shù)，在滿足內(nèi)在需求的同時，實現(xiàn)了企業(yè)的價值，使工作效率達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)。舉例來說，現(xiàn)場總線控制體統(tǒng)是早期發(fā)展起來的新型工業(yè)技術(shù)，它從原來面向設(shè)備選擇控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)選擇控制方式。

目前，現(xiàn)場總線控制體統(tǒng)已經(jīng)成為了工業(yè)控制自動化技術(shù)中使用率最高的情況存在。除了此項技術(shù)外，還有很多自動化的升級技術(shù)在工業(yè)行業(yè)中運行，為我國工業(yè)行業(yè)的進步做出了突出的貢獻(xiàn)。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，帶動了整個工業(yè)環(huán)境的飛速提升，自動化技術(shù)的應(yīng)用也成為了一種必然的趨勢?？偟膩碚f，單靠傳統(tǒng)的工人機械生產(chǎn)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場的生產(chǎn)需求，將自動化技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)中會讓整個生產(chǎn)體系變得更加的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這不僅會提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，增加其核心競爭力，從長遠(yuǎn)的角度更能加強我國機械行業(yè)的總體水平，提升國際工業(yè)行業(yè)競爭力。

2 自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造領(lǐng)域中的重要性

機械設(shè)計與自動化指的是研究各種工業(yè)機械裝備及機電產(chǎn)品從產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造、系統(tǒng)運營、系統(tǒng)控制、生產(chǎn)運營的綜合技術(shù)性學(xué)科。它融入了計算機的理念，信息技術(shù)和自動技術(shù)相交叉的理論方式方法。是目前機械行業(yè)最為熱點的技術(shù)形式。我國自動化技術(shù)在社會進步和科學(xué)技術(shù)水平提升的背景下逐漸走向成熟。作為我國目前機械制造技術(shù)中最為重要的技術(shù)，自動化技術(shù)的核心理念是企業(yè)利用動態(tài)的發(fā)展觀念，引入到實際的工作中去，自動化的應(yīng)用程度對于整個機械制造領(lǐng)域有著重要的意義和作用，直接決定行業(yè)的發(fā)展進步，從機械發(fā)展的歷史上看，自動化技術(shù)的應(yīng)用為機械制造行業(yè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。

2.1 自動化技術(shù)的應(yīng)用降低了資源成本

在傳統(tǒng)的機械設(shè)計領(lǐng)域一般都屬于粗狂型工業(yè)，在實際的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的資源浪費，這樣高成本的機械設(shè)計對企業(yè)的發(fā)展一定有影響的。將自動化技術(shù)全面應(yīng)用到機械制造中會大幅度的提升生產(chǎn)制造過程中的精細(xì)化程度，與此同時，自動化技術(shù)體系中會將生產(chǎn)廢料進行合理化重新利用，這不僅會降低生產(chǎn)成本，還提升了企業(yè)的直接經(jīng)濟效益。自動化技術(shù)取締了傳統(tǒng)機械設(shè)計會將生產(chǎn)作業(yè)中的每個環(huán)節(jié)優(yōu)化完善，增加了生產(chǎn)原材料和企業(yè)機械設(shè)備的匹配度，這樣更加能夠減少耗材的使用，更大程度上減少浪費。

2.2 自動化技術(shù)的應(yīng)用提高企業(yè)生產(chǎn)效率

我國城市化進程的推進和經(jīng)濟的發(fā)展對機械制造行業(yè)的要求與日俱增，傳統(tǒng)機械制造的方式比較落伍，已經(jīng)沒有辦法滿足目前新時代下社會發(fā)展和市場發(fā)展的去求，對企業(yè)自身的發(fā)展有一定的阻礙作用。將自動化技術(shù)應(yīng)用到機械設(shè)計制造的行業(yè)中提升了生產(chǎn)效率，智能化的水平提升也拉動了產(chǎn)品質(zhì)量，從而增加了企業(yè)自身的核心競爭力，在擴大市場份額方面起到推動性作用。

2.3 自動化技術(shù)的應(yīng)用實機構(gòu)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級

自動化技術(shù)在機械制造中應(yīng)用后便取代了傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)，實現(xiàn)了企業(yè)勞動力的解放，也將企業(yè)帶入到技術(shù)潮流方向上前行。在機械行業(yè)上一個傳統(tǒng)時代中，行業(yè)的競爭點為人力競爭和經(jīng)驗競爭，而自動化技術(shù)普及后便成為了技術(shù)競爭。這要求所有的都朝著提升機械設(shè)備參數(shù)精密度提升的方向上努力。從表面上看，雖然僅僅是一項技術(shù)得到了更新和發(fā)展，但是這項技術(shù)卻帶動了整個行業(yè)，實現(xiàn)了整體的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，迎著時代的潮流，積極打破技術(shù)壁壘永遠(yuǎn)是機械制造行業(yè)需要奮斗的方向。

3 機械設(shè)計制造自動化技術(shù)現(xiàn)狀分析

3.1 制造工藝現(xiàn)狀分析

機械工藝是工業(yè)生產(chǎn)中最為總要的一個產(chǎn)品質(zhì)量要點，它直接決定了產(chǎn)品品質(zhì)和技術(shù)強度。雖然我國很多機械制造企業(yè)已經(jīng)實行了自動化技術(shù)，但是從精細(xì)化程度和智能化程度上與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還存在著一定的差距。尤其是在激光加工、復(fù)合加工、納米加工等方向，我國的技術(shù)還需要較大的提升空間，提高機械自動化的普及率和精細(xì)度是我國需要關(guān)注的要點。

3.2 自動化現(xiàn)狀分析

在機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，自動化技術(shù)技術(shù)不僅在生產(chǎn)過程起到作用，而且在機械設(shè)計階段也可以參與其中，從自動化的角度可以在機械設(shè)計初期獲得新穎的產(chǎn)品理念，能夠從不能的禪位維度，對設(shè)計的信息整理，滿足企業(yè)的實際需要。

4 自動化技術(shù)在機械設(shè)計及制造領(lǐng)域的應(yīng)用

4.1 集成化模式在自動化技術(shù)中的應(yīng)用

互聯(lián)網(wǎng)的普及促使計算機技術(shù)應(yīng)用到了各行各業(yè)中，自動化技術(shù)的產(chǎn)生，不同系統(tǒng)和不同技術(shù)類型的衍生就依托于計算機技術(shù)的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，單一的子系統(tǒng)或者單一的某項技術(shù)已經(jīng)不能滿足于當(dāng)今企業(yè)機械制造的需求，只有計算將多系統(tǒng)、多技術(shù)融合在一起，形成集成化的管理運營模式，才能實現(xiàn)機械制造想達(dá)到的效果。另外，計算機的云計算功能實現(xiàn)了企業(yè)從機械設(shè)計到機械制造，最后到機械運營的全過程集成化效果，為整個系統(tǒng)提供更加嚴(yán)密的技術(shù)支持。

4.2 智能化模式在自動化技術(shù)中的應(yīng)用

智能化在科技技術(shù)飛速發(fā)展的背景下也被機械制造領(lǐng)域充分利用，其中把計算機技術(shù)和自動化技術(shù)有機的結(jié)合，形成了智能化、一體化的制造設(shè)備，這就是機械智能化的基本思路。智能化的機械制造技術(shù)一般是由機械制造技術(shù)、自動化技術(shù)、人工智能技術(shù)等構(gòu)成，這幾個部分之間相互滲透，相互影響，相互制約，從而形成了對于企業(yè)來說最為理想的機械制造體系。在這個系統(tǒng)中主要是根據(jù)人工智能為標(biāo)準(zhǔn)，將這種思維深入到機械制造中的每個環(huán)節(jié)，這樣便能把自身的優(yōu)勢充分地發(fā)揮出來，另外，人工智能還有一個很大的功能，它能夠及時地發(fā)現(xiàn)機械制造中存在的問題，并能在第一時間提出有效的改進方案和措施。

4.3 柔性化模式在自動化技術(shù)中的應(yīng)用

在機械制造的企業(yè)中一般有半自動、全自動、柔性等類型的生產(chǎn)線，在這些類型的生產(chǎn)線中柔性生產(chǎn)是最受歡迎的一種。因為柔性自動化技術(shù)比較靈活，在技術(shù)革新飛速的時代背景下顯得特別重要，以我國目前大型企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備上看，基本已經(jīng)全面建立了柔性生產(chǎn)體系，實現(xiàn)了人機界面等多方面的系統(tǒng)操作優(yōu)化，提升了計算機管理的實際效益。在柔性化模式中可以實現(xiàn)普通行業(yè)和自動化設(shè)備在同一個系統(tǒng)中，機械制造對外界環(huán)境變化的適應(yīng)能力得到了提升，自動化程度提高了。

4.4 數(shù)控化模式在自動化技術(shù)中的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)一般指的是將計算機中的數(shù)字化技術(shù)、機械自動化技術(shù)、控制技術(shù)等有機的結(jié)合在一起。這樣就能夠?qū)⒆詣踊夹g(shù)應(yīng)用到數(shù)控技術(shù)上，可以有效協(xié)助機械設(shè)計制造的全過程。數(shù)控化模式是機械制造行業(yè)中的重要環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)的控制方式對比，數(shù)控的優(yōu)勢是十分明顯的。

4.5 虛擬化模式在自動化技術(shù)中的應(yīng)用

虛擬化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是將多媒體、人工智能、電子信息等技術(shù)融合在一起，實現(xiàn)機械制造的仿真效果。尤其是在機械高端制造行業(yè)遇到困難的時候，利用虛擬化的仿真系統(tǒng)可以模擬實際發(fā)生的情況，有效找出存在的問題，明確解決問題的方式，保證企業(yè)的正常運轉(zhuǎn)。具體來說，在石油測驗的試驗中，在傳感器的協(xié)助下，虛擬一個全仿真具有視覺、嗅覺、聽覺的真實環(huán)境，通過工作人員和虛擬環(huán)境的互動影響，互相聯(lián)系，工作人員所有的感受與真實情況都是相同的，這樣就可以判斷不合格產(chǎn)品產(chǎn)生的原因，減少企業(yè)的生產(chǎn)成本。當(dāng)然我國虛擬自動化技術(shù)還處于萌芽階段，與其他國家相比還有一定的差距，但是這個仿真虛擬系統(tǒng)在自動化技術(shù)中確實是一項好的方向，需要我國機械設(shè)計的專家學(xué)者進行進一步的開發(fā)和研究。

5 結(jié)語

綜上所述，自動化技術(shù)的進步推動了整個工業(yè)的發(fā)展，尤其是針對機械制造領(lǐng)域，其作用和意義更是明顯。從可持續(xù)性發(fā)展的方向來看，自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢是向著綠色、環(huán)保的角度出個發(fā)的，這也是全球工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。傳統(tǒng)的機械設(shè)計過于粗獷和浪費，沒有能夠把資源合理的運用，自動化技術(shù)的應(yīng)用降低成本和資源的浪費是工業(yè)行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。雖然我國的自動化技術(shù)水平與工業(yè)先進國家的水平相比還有一定的差距，但憑著我國機械工程師們的努力一定可以將我國先進的自動化技術(shù)推向一個新的高度。

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（武漢輕工大學(xué)，湖北 武漢 430000）