機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)及應(yīng)用

武曉東

摘要：為提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的生產(chǎn)效率、質(zhì)量和安全性水平，確保機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)能夠更好地被應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化綠色生態(tài)、高效利用、品質(zhì)安全的特點(diǎn)，對(duì)其操作程序、控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行闡述，分析得出機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化未來(lái)將逐步形成操作過(guò)程精準(zhǔn)、生產(chǎn)流程簡(jiǎn)潔、網(wǎng)絡(luò)一體化的生產(chǎn)格局，助力我國(guó)走向“智造大國(guó)”。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造;自動(dòng)化;特點(diǎn)及應(yīng)用

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化概述

傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中需要借助于人為操作，過(guò)去需要幾十、幾百甚至上千人的密切配合才能完成一批產(chǎn)品的生產(chǎn)，且為了避免因機(jī)械故障問(wèn)題帶來(lái)的損失，需要工作人員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制每臺(tái)機(jī)械的運(yùn)行情況。傳統(tǒng)的機(jī)械制造方式在花費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力的同時(shí)，因生產(chǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低，其生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品科技含量和質(zhì)量都不達(dá)標(biāo)，再加上耗能較大，使得資源浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重，不僅增加了生產(chǎn)成本，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。因此，隨著時(shí)代的發(fā)展進(jìn)步，機(jī)械制造行業(yè)也與時(shí)俱進(jìn)，擺脫了過(guò)去傳統(tǒng)的人為操作方式，開(kāi)始朝著自動(dòng)化方向不斷發(fā)展，基本取代了傳統(tǒng)的人為操作方式，有效提升了生產(chǎn)的安全性、快捷性和環(huán)保性。

2機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化特點(diǎn)

2.1綠色生態(tài)

現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)計(jì)制造改變了以往人們對(duì)專業(yè)人員的依賴和要求，大部分的操作生產(chǎn)都通過(guò)自動(dòng)化機(jī)械來(lái)完成，有效避免了因?qū)I(yè)人員的操作失誤而影響到生產(chǎn)的精準(zhǔn)度，減少了人為因素對(duì)生產(chǎn)的干擾，使得回收和低檔次產(chǎn)品數(shù)量大幅度降低，實(shí)現(xiàn)了資源的高效利用。目前的機(jī)械生產(chǎn)制造主要依靠電能，與我國(guó)可持續(xù)發(fā)展理念相吻合?，F(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)計(jì)制造弱化了對(duì)專業(yè)人員的依賴，借助于電腦程序來(lái)控制機(jī)械生產(chǎn)質(zhì)量，規(guī)避了因機(jī)械設(shè)計(jì)制造的出錯(cuò)率，在確保產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，也避免了企業(yè)能源的浪費(fèi)。此外，由于機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則是綠色、生態(tài)和人性化，從設(shè)計(jì)之初便對(duì)傳統(tǒng)的制造模式做出改變，確保機(jī)械產(chǎn)品功能的環(huán)保性，以及機(jī)械制造中具有綠色生態(tài)特征，這在很大程度上減少了產(chǎn)品對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)了綠色可持續(xù)的發(fā)展理念。即設(shè)計(jì)決定生產(chǎn)，設(shè)計(jì)理念改革帶動(dòng)生產(chǎn)變化。

2.2高效利用

高效主要體現(xiàn)在生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)材質(zhì)、資源和能耗兩個(gè)方面。對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，工作人員需要在依據(jù)生產(chǎn)規(guī)則和規(guī)范的基礎(chǔ)上進(jìn)行操作和監(jiān)督，會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間;而現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造只需要通過(guò)機(jī)械和電腦程序?qū)ιa(chǎn)進(jìn)行控制，有效降低人工成本的同時(shí)，還可體現(xiàn)出生產(chǎn)操作的規(guī)范性水平，有效縮短了生產(chǎn)時(shí)間，使得機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)效率得到了提升。此外，通過(guò)先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)連接網(wǎng)絡(luò)處理各種信息，相較于傳統(tǒng)人工操作，其處理速度和準(zhǔn)確率均得到了提升。由于網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)具有較高的技術(shù)水平，將各種先進(jìn)的信息技術(shù)應(yīng)用到自動(dòng)化生產(chǎn)中，可以有效提升自動(dòng)化水平，確保機(jī)械制造產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量及效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的精準(zhǔn)化，進(jìn)而推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)高效發(fā)展。

2.3品質(zhì)安全

對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械制造生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，因其主要以手工機(jī)械操作為主，人工操作過(guò)程中有較大的失誤率，且容易發(fā)生安全方面的事故，存在較大的安全隱患，嚴(yán)重影響著工業(yè)發(fā)展。當(dāng)前，在機(jī)械生產(chǎn)的過(guò)程中對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)行了充分利用，工作人員借助于電腦程序控制，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械生產(chǎn)的自動(dòng)化。同時(shí)將各種信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相結(jié)合，實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)械制造情況，可在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)安全隱患，并采取科學(xué)有效的處理方法。此外，自動(dòng)化生產(chǎn)還改變了工作環(huán)境，在實(shí)時(shí)監(jiān)控體系的基礎(chǔ)上確保了機(jī)械生產(chǎn)的連續(xù)性，解決了機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程出現(xiàn)的各種問(wèn)題，進(jìn)一步保障了生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)安全。

3自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用分析

制造業(yè)需要升級(jí)原始的機(jī)械零件和設(shè)備。通過(guò)全面監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并結(jié)合裝置的發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)，突出顯示該行業(yè)的創(chuàng)新價(jià)值以及該設(shè)備的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用趨勢(shì)?？梢钥闯觯枰獙?duì)傳統(tǒng)操作和運(yùn)行中存在的缺陷進(jìn)行改變，將新型變成邏輯語(yǔ)言應(yīng)用到生產(chǎn)制造中，有助于提高編程機(jī)組的運(yùn)算速度。另外，自動(dòng)化技術(shù)也應(yīng)該進(jìn)行必要的改進(jìn)和創(chuàng)新，將PLC技術(shù)和AI技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)加以整合，并在實(shí)際生產(chǎn)中加以應(yīng)用，同時(shí)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)以控制成本的投入。自動(dòng)化控制技術(shù)不能完全應(yīng)用機(jī)械操作思維，應(yīng)該在制造過(guò)程中加以人工輔助評(píng)價(jià)。這樣不僅可以高度實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，還可以用規(guī)范的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)元件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量加以鞏固。

3.1自動(dòng)化技術(shù)的智能化應(yīng)用

智能化技術(shù)可以改變現(xiàn)有的制造生產(chǎn)模式，應(yīng)用相關(guān)性強(qiáng)的學(xué)科內(nèi)容對(duì)組件進(jìn)行全面處理。其中，零件加工過(guò)程需要具有良好的邏輯功能，并通過(guò)更新技術(shù)應(yīng)用特性，強(qiáng)調(diào)人機(jī)交互和生產(chǎn)操作功能的優(yōu)勢(shì)，使得整個(gè)機(jī)組具有較好的生產(chǎn)效率和精度。此外，在智能生產(chǎn)中，有必要通過(guò)相應(yīng)的研究工作來(lái)測(cè)試污染排放并減少工業(yè)廢物排放，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減排非常有用。此外，在模擬生產(chǎn)過(guò)程中，必須通過(guò)分析不同項(xiàng)目和流程的相關(guān)性和以及對(duì)主題內(nèi)容來(lái)進(jìn)行模擬分析，這有助于在生產(chǎn)管理模式下進(jìn)行宏觀監(jiān)控。通過(guò)不斷提出相關(guān)的生產(chǎn)問(wèn)題，并使用模擬系統(tǒng)進(jìn)行反饋，為工作人員提供生產(chǎn)、管理和運(yùn)營(yíng)的可靠數(shù)據(jù)，不斷減少不規(guī)范生產(chǎn)帶來(lái)的影響。

3.2自動(dòng)化技術(shù)的柔性化應(yīng)用

英國(guó)提出了有關(guān)柔性自動(dòng)化技術(shù)的概念。它主要基于產(chǎn)品的生產(chǎn)信息，結(jié)合了物料存儲(chǔ)和運(yùn)輸系統(tǒng)以及數(shù)字處理技術(shù)和設(shè)備，以適應(yīng)各種目的的生產(chǎn)和加工對(duì)象。柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)是通過(guò)組技術(shù)的形成而產(chǎn)生的。組技術(shù)應(yīng)根據(jù)加工要求有序地組織加工對(duì)象，以方便選擇相應(yīng)的加工設(shè)備。靈活的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)所擁有的信息控制結(jié)構(gòu)呈金字塔形，以計(jì)算機(jī)為核心，在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)信息進(jìn)行控制，監(jiān)視和測(cè)試，并對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行合理的修改。另外，負(fù)責(zé)組生產(chǎn)控制的計(jì)算機(jī)可以將下層計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)狀態(tài)傳輸?shù)缴蠈印Ｆ渲?，最下面的主要是過(guò)程設(shè)備接口的計(jì)算機(jī)監(jiān)控，它收集并檢測(cè)生產(chǎn)接口的生產(chǎn)情況，并根據(jù)上級(jí)傳達(dá)的指令進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。柔性自動(dòng)化存儲(chǔ)和運(yùn)輸系統(tǒng)主要在零件，加工設(shè)備和材料上執(zhí)行相關(guān)操作，其操作過(guò)程主要由信息系統(tǒng)控制。在使用柔性自動(dòng)化技術(shù)的過(guò)程中，有必要避免設(shè)備，設(shè)施和技術(shù)水平等的不完善，以有效、合理地提高生產(chǎn)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，并確保產(chǎn)品的可持續(xù)性，為機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)在未來(lái)奠定良好的發(fā)展基礎(chǔ)。

3.3自動(dòng)化技術(shù)的虛擬化應(yīng)用

機(jī)械制造中使用的模擬制造技術(shù)主要是現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，人工智能以及多個(gè)行業(yè)中的其他系統(tǒng)技術(shù)。虛擬化的應(yīng)用主要包括應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)根據(jù)新的模擬模型來(lái)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)機(jī)械模型。通過(guò)這種方式，可以發(fā)現(xiàn)并解決在機(jī)械制造過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，從而獲得機(jī)械產(chǎn)品。通過(guò)產(chǎn)品仿真和生產(chǎn)可以提高制造成功率，檢驗(yàn)效果和檢驗(yàn)質(zhì)量。虛擬制造技術(shù)可以有效減少機(jī)械故障并降低維護(hù)成本降低維護(hù)成本并提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，同時(shí)，它還可以縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期并提高公司的競(jìng)爭(zhēng)力。

4結(jié)束語(yǔ)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展為我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的發(fā)展提供了新的契機(jī)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的應(yīng)用不但降低了機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，而且為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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