試析機(jī)電自動(dòng)化在現(xiàn)代工程機(jī)械制造中的應(yīng)用

吳國(guó)兵

（宜興高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 江蘇 宜興 214206）

1 引言

伴隨著高新技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)在我國(guó)機(jī)械領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，機(jī)械制造行業(yè)在前進(jìn)道路上不斷改革創(chuàng)新，并得到較快發(fā)展，同樣現(xiàn)代工業(yè)也遭遇了前所未有的調(diào)整，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，使得我國(guó)機(jī)械行業(yè)更加信息化、智能化、高效化[1]。

2 機(jī)電自動(dòng)化在現(xiàn)代工程機(jī)械制造中的需求分析

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平中機(jī)械制造業(yè)的影響十分重大。如今經(jīng)濟(jì)全球化深入發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)逐漸嚴(yán)峻，面臨復(fù)雜多變的工業(yè)制造環(huán)境，機(jī)械制造相關(guān)企業(yè)需要出臺(tái)積極高效的措施解決各種各樣的問(wèn)題。

另外，時(shí)代進(jìn)步與市場(chǎng)發(fā)展背景下，機(jī)械制造行業(yè)對(duì)高新技術(shù)型人才需求日益增加，現(xiàn)代工程的機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須要重視人才的培養(yǎng)。此外，企業(yè)還應(yīng)重視管理型人員與技術(shù)人才的融合工作，讓自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用更加具備多樣化、個(gè)性化與高效化特征，使企業(yè)人才可以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，不斷促進(jìn)企業(yè)自動(dòng)化能力的提升，推動(dòng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3 機(jī)電自動(dòng)化在現(xiàn)代工程機(jī)械制造中的應(yīng)用意義

信息技術(shù)發(fā)展歷程中，機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)，是此行業(yè)在人工智能研究的初始化產(chǎn)物。在工作過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備提前設(shè)置芯片，確保其能夠高效應(yīng)用在機(jī)械工作過(guò)程，并不斷完善現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)施的自動(dòng)化[2]。從具體方面來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代化工程機(jī)械制造在開(kāi)始使用自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，主要應(yīng)用于機(jī)電設(shè)施工作過(guò)程，可以自動(dòng)開(kāi)機(jī)及關(guān)閉，不需要進(jìn)行任何操作過(guò)程?，F(xiàn)代化工程機(jī)械還可以建立預(yù)警機(jī)制，自動(dòng)化處理運(yùn)行的各種故障。機(jī)電自動(dòng)化處理系統(tǒng)能夠自行記憶機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如果出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)可以自動(dòng)干預(yù)，保護(hù)機(jī)械設(shè)施。

和傳統(tǒng)機(jī)械制造相比，自動(dòng)化機(jī)械生產(chǎn)方式更加多樣化，傳統(tǒng)機(jī)械工作內(nèi)容多，生產(chǎn)線單一，工時(shí)長(zhǎng)。機(jī)械制造方式跟隨時(shí)代的發(fā)展在不斷改進(jìn)，在生產(chǎn)制造過(guò)程中更加重視機(jī)械生產(chǎn)的便捷性、靈活性，能夠在制造全過(guò)程中降低成本，提高生產(chǎn)效率。另外，還能夠充分滿足機(jī)械制造對(duì)于各個(gè)環(huán)節(jié)的需求。

3.1 多樣性

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的穩(wěn)步提升，科學(xué)技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到充分發(fā)展，為人民生產(chǎn)生活帶來(lái)極大的便利，機(jī)械制造行業(yè)同樣如此，改變了傳統(tǒng)落后生產(chǎn)方式，使制造業(yè)生產(chǎn)生活更加多樣化。生產(chǎn)方式的多樣化為生產(chǎn)技術(shù)提供了多種可能性，自動(dòng)化機(jī)械制造方式由此展開(kāi)，進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。

3.2 減少人力，提高效率

和自動(dòng)化機(jī)械制造工藝相比較，傳統(tǒng)機(jī)械制造通過(guò)人工操作的方式浪費(fèi)大量成本與人工費(fèi)用，生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、商品價(jià)格高，因人為原因經(jīng)常出現(xiàn)生產(chǎn)問(wèn)題，容易造成產(chǎn)品質(zhì)量上的瑕疵，無(wú)法保證生產(chǎn)的精確度。機(jī)械制造過(guò)程應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，在設(shè)備操作時(shí)能夠以機(jī)器替代人工，大大減少了人工操作環(huán)節(jié)，有效解決耗時(shí)問(wèn)題，并從源頭上保證生產(chǎn)準(zhǔn)確程度。此外，在整個(gè)環(huán)節(jié)中還能夠有效降低物力成本與人工成本，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的大幅提升。

3.3 安全性

機(jī)械制造進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中，一定要注重生產(chǎn)安全性。由于自動(dòng)化機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備不能及時(shí)采取有效防范措施，在機(jī)械制造過(guò)程時(shí)常產(chǎn)生安全事故。機(jī)械生產(chǎn)安全不僅包括工作人員自身安全，還包括產(chǎn)品質(zhì)量的安全。應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)創(chuàng)造，采取科學(xué)的方法，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控到全自動(dòng)機(jī)械實(shí)時(shí)運(yùn)作過(guò)程，從而保證了生產(chǎn)安全性，降低意外產(chǎn)生的次數(shù)，防止工作失效問(wèn)題的出現(xiàn)。因此，自動(dòng)化機(jī)械能夠避免工作人員在某環(huán)節(jié)出現(xiàn)的重大失誤，推動(dòng)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)制造工作的不斷實(shí)施。自動(dòng)化生產(chǎn)方式能夠在確保機(jī)械設(shè)施各個(gè)環(huán)節(jié)工作完善基礎(chǔ)上，與實(shí)際生產(chǎn)生活相結(jié)合，與工人勞動(dòng)特征相結(jié)合，進(jìn)而促進(jìn)機(jī)械制造生產(chǎn)工作的平穩(wěn)運(yùn)行，這與安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)相符合。在機(jī)械制造工作過(guò)程，各種突發(fā)事故、機(jī)械故障等問(wèn)題與機(jī)械設(shè)備制造技術(shù)的完善性息息相關(guān)。而自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)在此基礎(chǔ)上從各個(gè)環(huán)節(jié)的操作中避免或預(yù)防這些問(wèn)題發(fā)生的可能性，并避免因人為因素造成重大質(zhì)量事故的產(chǎn)生，為相關(guān)企業(yè)減少了不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

4 機(jī)電自動(dòng)化在現(xiàn)代工程機(jī)械制造中的應(yīng)用策略

自動(dòng)化技術(shù)種類具備綜合化特征，包括多種自動(dòng)化處理技術(shù)，可分為集成自動(dòng)化、自動(dòng)化與智能自動(dòng)化等技術(shù)，在現(xiàn)代化工程機(jī)械制造環(huán)節(jié)中這3個(gè)方面產(chǎn)生的影響極其重大。例如，山東弘創(chuàng)液壓機(jī)械有限公司在不斷對(duì)液壓制造技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，通過(guò)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)液壓制作的現(xiàn)代化工藝，工藝更加先進(jìn)合理。

4.1 智能自動(dòng)化進(jìn)行機(jī)械設(shè)備控制工作

在機(jī)械設(shè)備的故障檢測(cè)中，通過(guò)智能化技術(shù)對(duì)其實(shí)現(xiàn)有效控制效果，可以達(dá)到工程中較高的質(zhì)量監(jiān)控效率，當(dāng)設(shè)備運(yùn)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，智能化技術(shù)可以迅速將錯(cuò)誤信息傳入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中[3]。這些先進(jìn)的智能技術(shù)在以往的傳統(tǒng)生產(chǎn)建設(shè)中沒(méi)有應(yīng)用，也從未涉及智能信息領(lǐng)域。目前，大多數(shù)企業(yè)在應(yīng)用智能化技術(shù)過(guò)程中不斷對(duì)其進(jìn)行改革創(chuàng)新，以達(dá)到機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的高效率。應(yīng)用智能化技術(shù)，能夠節(jié)約機(jī)械運(yùn)作成本，可以有效節(jié)省時(shí)間并極大地提高生產(chǎn)工程的工作效率，防止出現(xiàn)安全隱患或是施工問(wèn)題，進(jìn)而保證現(xiàn)代化機(jī)械制造工作的順利進(jìn)行。

4.2 柔性自動(dòng)化技術(shù)

在自動(dòng)化技術(shù)中柔性自動(dòng)化是其核心技術(shù)，是一種新型制造手段。柔性自動(dòng)化核心優(yōu)勢(shì)在于應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，進(jìn)行機(jī)械制造工序的操作，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)高效率的數(shù)字化生產(chǎn)。比如在現(xiàn)代化機(jī)械制造過(guò)程中，柔性自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)一些小部件實(shí)施精密化的操作，以保證零部件誤差降到最低，進(jìn)而能夠防止因設(shè)計(jì)不科學(xué)導(dǎo)致生產(chǎn)資料浪費(fèi)的情況。從另外一方面來(lái)講，大幅降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)激增。另外，柔性自動(dòng)化可以精密設(shè)計(jì)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使生產(chǎn)效率顯著提升。

4.3 集成自動(dòng)化技術(shù)

集成自動(dòng)化是把機(jī)械制造環(huán)節(jié)的技術(shù)與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式結(jié)合為一體，形成集中管理的制造模式，此種技術(shù)可以在生產(chǎn)全過(guò)程中實(shí)現(xiàn)集中控制，提高生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)機(jī)械制造工作，每個(gè)環(huán)節(jié)是獨(dú)立存在的，不僅可以有效降低生產(chǎn)效率，各個(gè)部門之間協(xié)作性較差，造成生產(chǎn)設(shè)施問(wèn)題多發(fā)，最終給生產(chǎn)質(zhì)量帶來(lái)不良影響。應(yīng)用集成自動(dòng)化技術(shù)，可以建立起各個(gè)部門的連接機(jī)制，實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)的不良問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)信息共享[4]。比如利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化處理，將其應(yīng)用于現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)中，進(jìn)而滿足生產(chǎn)制造要求。

4.4 人工智能技術(shù)在數(shù)控機(jī)械制造中的應(yīng)用

4.4.1 知識(shí)庫(kù)的創(chuàng)建與使用

智能化控制加工的整個(gè)過(guò)程包括多種難度較大的制造工藝，比如選擇制造工序與安排，這種機(jī)械制造存在模糊性的可能，尤其是人為操作帶來(lái)的模糊性更大，因此，現(xiàn)代自動(dòng)化加工模式運(yùn)用人工智能技術(shù)較多，并普遍采用自動(dòng)化機(jī)械為主，人工操作為輔的方式，通過(guò)這種有效配合，能夠大大提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械制造精準(zhǔn)度。在獲取知識(shí)方面，包括人工知識(shí)與半自動(dòng)知識(shí)以及全自動(dòng)知識(shí)獲取的3個(gè)不同方面。獲取人工智能數(shù)據(jù)是取得這種制造方法的基礎(chǔ)內(nèi)容，將人們對(duì)制造技術(shù)的設(shè)計(jì)過(guò)程，包括確定制造尺寸的精準(zhǔn)度、選擇機(jī)床、加工流程等方面融入智能化生產(chǎn)中，不斷豐富人工智能制造系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)，對(duì)數(shù)控加工的各個(gè)決策環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管[5]。

4.4.2 機(jī)械制造過(guò)程中通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行誤差補(bǔ)償

數(shù)控制造全過(guò)程，產(chǎn)生故障及質(zhì)量問(wèn)題的因素有很多。所以，在智能數(shù)控機(jī)械制造零件與產(chǎn)品中，就需要通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比與分析處理，以進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的自我調(diào)節(jié)，以此來(lái)提升產(chǎn)品制造過(guò)程的自動(dòng)化工作效率，保證各個(gè)設(shè)施在工作時(shí)的最優(yōu)狀態(tài)。在機(jī)械制造尤其是數(shù)控加工中容易出現(xiàn)熱誤差，這種誤差又具有時(shí)滯、非線性等特征，所以熱誤差的出現(xiàn)是動(dòng)態(tài)生產(chǎn)中產(chǎn)生的，通過(guò)傳統(tǒng)處理方式無(wú)法解決。而人工智能中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理系統(tǒng)以自身的應(yīng)變能力與柔性可以很好地處理熱誤差隱藏因素。通過(guò)熱傳感器收集數(shù)控機(jī)械的溫度，然后輸入到智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，將處理結(jié)果反饋到控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)給出指令，解決誤差各類問(wèn)題，進(jìn)而提高數(shù)控加工的精準(zhǔn)度。

4.5 培養(yǎng)高技能人才

先進(jìn)的智能化工藝與自動(dòng)化技術(shù)離不開(kāi)新型人才的支持，為了滿足我國(guó)社會(huì)對(duì)于人才的需求，提升機(jī)械制造水平，所以在機(jī)械制造階段，有必要與實(shí)際案例相結(jié)合，重視復(fù)合型人才的培養(yǎng)。相關(guān)器械制造企業(yè)需要和各大高校構(gòu)建合作互惠關(guān)系，培養(yǎng)出大量與制造行業(yè)相關(guān)的高素質(zhì)、高水平人才，重視學(xué)生發(fā)展與創(chuàng)造的核心，深入研究機(jī)械制造行業(yè)的本質(zhì)需求，從而有效提升機(jī)械制造技術(shù)和工資的水平與效率。與此同時(shí)，我國(guó)職業(yè)學(xué)校與專業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)機(jī)械制造智能化工藝和自動(dòng)化技術(shù)高技能人才培養(yǎng)力度，積極要求各地專業(yè)學(xué)校開(kāi)設(shè)新型專業(yè)課程，與我國(guó)制造業(yè)目前實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r相結(jié)合前提下，培養(yǎng)出大量可應(yīng)用新技術(shù)的相關(guān)人才，更好地提高我國(guó)智能化工藝與自動(dòng)化制造技術(shù)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，對(duì)機(jī)械制造企業(yè)設(shè)備的發(fā)展提出的要求越來(lái)越高，機(jī)械制造及其自動(dòng)化制造技術(shù)對(duì)于我國(guó)制造行業(yè)整體發(fā)展水平起到?jīng)Q定性影響作用，所以無(wú)論是相關(guān)企業(yè)還是政府相關(guān)部門一定要充分認(rèn)識(shí)到技術(shù)、工藝自動(dòng)化應(yīng)用的重要意義，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，積極采取有效生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)措施，進(jìn)一步提高我國(guó)制造業(yè)的生產(chǎn)加工水平，為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。