機械設(shè)備自動化在化工機械制造中的應(yīng)用探討

蓋云峰，秦 暉

（1中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司 遼寧 鞍山 114000）（2鞍鋼化學(xué)科技有限公司針狀焦作業(yè)區(qū) 遼寧 鞍山 114000）

1 引言

隨著經(jīng)濟增長生產(chǎn)力不足的問題越來越明顯，機械設(shè)備自動化技術(shù)應(yīng)運而生，該技術(shù)可以對原有的生產(chǎn)線進行自動化改造，使其工作效率得到提高的同時對人力資源的需求降低，而剩余的人力資源可從中解放出來繼續(xù)開辟新的機械設(shè)備自動化生產(chǎn)線，這樣生產(chǎn)力不足的矛盾才能得到緩解，化工機械制造的效率才能得到提高，機械設(shè)備自動化是整個行業(yè)的大趨勢。

2 機械設(shè)備自動化

2.1 機械設(shè)備自動化的概念

機械設(shè)備自動化指的是由專業(yè)人員先設(shè)計自動化生產(chǎn)線，然后按照生產(chǎn)制造的需求配置自動化生產(chǎn)設(shè)備，最后編寫機械設(shè)備自動化控制程序即可實現(xiàn)產(chǎn)品的自動生產(chǎn)。這種生產(chǎn)方式一旦建立對人力資源的需要將大大降低，只需要少量人力資源保證機械設(shè)備自動化生產(chǎn)線自動運行，不會出現(xiàn)故障即可。機械設(shè)備自動化的優(yōu)點是工作效率高且穩(wěn)定、工作危險性低，缺點是對設(shè)計人員和控制人員的要求比較高，因此機械設(shè)備自動化對技術(shù)人員的依賴性比較強，對普通工人不存在復(fù)雜要求。

2.2 機械設(shè)備自動化在化工機械制造中的意義

機械設(shè)備自動化在化工機械制造中的應(yīng)用，可以極大地提高行業(yè)生產(chǎn)總值，有利于提高化工機械制造的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)工作人員的工作壓力、提高化工機械制造生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，因此化工機械制造對機械設(shè)備自動化的應(yīng)用非常重要。化工機械制造中容易出現(xiàn)安全事故，而且一旦發(fā)生安全事故對工人身體的損傷通常比較大，有些崗位工作人員不愿意擔(dān)任，機械設(shè)備自動化之后該問題將不再成為困擾工作人員的問題，因為機械設(shè)備自動化完全可以通過機械臂或者其他自動化設(shè)備代替人工進行危險操作，機械設(shè)備自動化在化工機械制造中的應(yīng)用可以使IT更加穩(wěn)定、安全、高效地進行可持續(xù)生產(chǎn)。

3 機械設(shè)備自動化在化工機械制造中的應(yīng)用技術(shù)

3.1 CAD輔助設(shè)計

CAD繪圖技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計中比較常見，化工機械制造圖紙可以通過該技術(shù)完成模型設(shè)計，通過建模等方式可以對化工機械制造商品進行更加詳盡的了解，有利于提高化工機械制造的精度。同時，CAD輔助設(shè)計技術(shù)還可以與更加先進的機械制造技術(shù)進行結(jié)合，利于3D打印技術(shù)，該技術(shù)可以直接按照CAD繪圖模型直接將化工機械設(shè)備制造出來，這樣一來機械設(shè)備自動化在化工機械制造中的應(yīng)用即可由理論轉(zhuǎn)為實踐[1]。

3.2 模糊控制技術(shù)

模糊控制技術(shù)是一種基于模糊數(shù)學(xué)研發(fā)的新型技術(shù)，該技術(shù)可以通過程序和算法完成對工業(yè)設(shè)備的自動化控制，從而提高化工機械制造生產(chǎn)線的自動化水平，可以認(rèn)為模糊控制技術(shù)是機械設(shè)備自動化生產(chǎn)的核心技術(shù)?；C械制造想要從人工制造走向自動化制造，則必須制定出一套完善、合理的控制程序，該程序可以保證生產(chǎn)線各個流程的自動化設(shè)備能夠按照預(yù)定計劃進行工作，最終各個生產(chǎn)流程進行有機結(jié)合，可直接將原材料加工成最終商品，該技術(shù)與算法進行融合可以進一步提高機械設(shè)備的自動化水平[2]。

3.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)指的是一種基于動物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的數(shù)學(xué)模型，該技術(shù)可以通過大量的數(shù)據(jù)信息使自身的處理能力和分析能力得到最大化發(fā)揮，從而為機械設(shè)備取代人工操作打下堅實的基礎(chǔ)，機械設(shè)備自動化流水線上經(jīng)常使用一些工業(yè)機器人或者機械臂執(zhí)行化工機械制造工作，這種自動化技術(shù)相比人工操作具有工作效率高、安全性高、適應(yīng)性強等優(yōu)點，但是該技術(shù)的應(yīng)用需要一定的數(shù)據(jù)積累，否則無法推動人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進一步發(fā)展。

3.4 AEI系統(tǒng)

AEI系統(tǒng)是一種智能識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過傳感器對機械設(shè)備自動化生產(chǎn)線進行編號分類，然后在識別過程中按照編號規(guī)則進行匹配，最后即可合理分配生產(chǎn)原料和生產(chǎn)線制造出不同類型的產(chǎn)品?？傮w來說AEI系統(tǒng)的智能化和自動化水平比較高，因此該技術(shù)需要一定的人工智能技術(shù)作為支撐。如果化工機械制造生產(chǎn)產(chǎn)品的類型比較多，則必須要采用AEI系統(tǒng)才能保證進料與生產(chǎn)線相互匹配，否則在生產(chǎn)多樣化產(chǎn)品時會非?；靵y，不利于對機械設(shè)備自動化生產(chǎn)線進行監(jiān)控和管理。

3.5 CAE技術(shù)

CAE技術(shù)指的計算機輔助工程技術(shù)，該技術(shù)在機械設(shè)備自動化中的重要性比較強，因為該技術(shù)的功能強大，能夠從力學(xué)分析的角度對化工機械制造產(chǎn)品進行更加詳盡的分析。但是CAE技術(shù)在不同應(yīng)用軟件中的使用方法存在一定的差異性，當(dāng)前CAE技術(shù)一般在ANSYS軟件和NASTRAN軟件中使用，前者可以通過軟件對其進行數(shù)據(jù)分析得到設(shè)備的性能結(jié)果，后者可以通過模型可視化直觀地了解不同化工機械制造設(shè)備的各個流程。

4 機械設(shè)備自動化在化工機械制造中的應(yīng)用成果

4.1 提高化工機械制造的生產(chǎn)效率

機械設(shè)備自動化應(yīng)用之后化工機械制造整個流程的人工工作基本全部由機械設(shè)備替代，人工工作的職責(zé)由從事具體生產(chǎn)工作轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控生產(chǎn)流水線正常運行，此時相同的人力資源可以同時完成更多化工機械制造產(chǎn)品的生產(chǎn)。

4.2 提高化工機械制造的智能化水平

機械設(shè)備自動化會將人工智能技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等智能化技術(shù)應(yīng)用其中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用可以由自動化控制系統(tǒng)代替工作人員，對簡單的生產(chǎn)設(shè)備故障進行判斷，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以代替人工進行復(fù)雜繁瑣的生產(chǎn)工作，因此化工機械制造的智能化水平必然會得到提高。

4.3 提高化工機械制造的自動化檢測水平

機械設(shè)備自動化能夠在生產(chǎn)的同時保證化工機械制造產(chǎn)品的質(zhì)量不會出現(xiàn)太大偏差，從某種程度上講，機械設(shè)備自動化能夠提高化工機械制造產(chǎn)品的規(guī)范性，因此技術(shù)人員只需要不斷對影響產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)的生產(chǎn)流程進行優(yōu)化，即可代替檢測設(shè)備，從而提高其自動化檢測水平。

4.4 提高化工機械制造的設(shè)計效率

機械設(shè)備自動化應(yīng)用在化工機械制造后可以先利用繪圖軟件制造產(chǎn)品模型，然后將其代入虛擬仿真軟件，即可對化工機械制造設(shè)計產(chǎn)品的質(zhì)量和性能進行模擬，最后按照仿真結(jié)果對設(shè)計圖紙進行修改，提高化工機械制造的設(shè)計效率。

5 機械設(shè)備自動化在化工機械制造中的應(yīng)用注意事項

5.1 重視技術(shù)開發(fā)工作

機械設(shè)備自動化雖然能夠提高化工機械制造的生產(chǎn)效率、智能化水平，但是其基礎(chǔ)技術(shù)水平如果不夠先進，則整個機械設(shè)備自動化生產(chǎn)線的智能化水平也不會太高，因此，技術(shù)開發(fā)工作是機械設(shè)備自動化在化工機械制造中的應(yīng)用基礎(chǔ)。機械設(shè)備自動化比較依賴技術(shù)的使用性，技術(shù)開發(fā)過程中應(yīng)該朝實用性技術(shù)的方向努力。

5.2 關(guān)注自動化設(shè)備的配套性

機械設(shè)備自動化主要憑借自動化設(shè)備以及自動化控制系統(tǒng)完成化工機械制造，如果自動化設(shè)備與操作系統(tǒng)不匹配，則操作系統(tǒng)無法對自動化設(shè)備進行操作。此時機械設(shè)備自動化生產(chǎn)線會存在一定的問題，甚至?xí)驗樽詣踊O(shè)備與控制系統(tǒng)不匹配而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，因此技術(shù)人員必須對整個自動化操控系統(tǒng)進行功能和結(jié)構(gòu)等方面的全面優(yōu)化，務(wù)必保證設(shè)備、元件、零部件對操作系統(tǒng)的影響最低。

5.3 加強自動化應(yīng)用成本控制

機械設(shè)備自動化主要在于對自動化化工機械制造生產(chǎn)線的設(shè)計，其中不同產(chǎn)品對應(yīng)的生產(chǎn)線存在一定的差異，因此為了降低機械設(shè)備自動化的成本，應(yīng)該盡量采用模塊化設(shè)計方式，針對不同產(chǎn)品選擇替換的方式對自動化化工機械制造生產(chǎn)線設(shè)計進行部分替換，這樣才能達到自動化應(yīng)用成本控制的效果。

5.4 提高工作人員的自動化控制水平

機械設(shè)備自動化應(yīng)用到化工機械制造之后，傳統(tǒng)的人工工作思維和內(nèi)容都會發(fā)生極大變化，這種情況下工作人員必須經(jīng)過系統(tǒng)專業(yè)的培訓(xùn)之后才能重新上崗，也才能保證工作人員的自動化控制水平能夠勝任崗位工作，否則工作人員的能力跟不上，仍然會導(dǎo)致生產(chǎn)安全事故的發(fā)生。

6 結(jié)語

綜上所述，機械設(shè)備自動化是大多數(shù)行業(yè)未來的發(fā)展方向，化工機械制造行業(yè)也不例外，機械設(shè)備自動化的應(yīng)用可以使化工機械制造領(lǐng)域出現(xiàn)質(zhì)的飛躍，未來機械設(shè)備自動化還會進一步與智能化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、集成技術(shù)進行結(jié)合，不斷提高化工機械制造的安全性、穩(wěn)定性，并且?guī)由a(chǎn)效率和經(jīng)濟效益的增長，使之成為機械制造領(lǐng)域的支柱技術(shù)。