機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)及其在機(jī)械制造中的應(yīng)用分析

劉順華，王延申

（許昌電氣職業(yè)學(xué)院，河南 許昌 461000）

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度持續(xù)加快，帶動(dòng)了科學(xué)創(chuàng)新能力以及科學(xué)技術(shù)水平提升，給我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)帶來(lái)全新的發(fā)展空間。在新時(shí)代背景下，人們始終處于快節(jié)奏的生活狀態(tài)，而應(yīng)用傳統(tǒng)模式進(jìn)行機(jī)械化生產(chǎn)，已經(jīng)難以滿足社會(huì)快節(jié)奏的生產(chǎn)要求，把自動(dòng)化技術(shù)引入機(jī)械生產(chǎn)中已經(jīng)成為推進(jìn)社會(huì)發(fā)展的重要力量，能夠大幅度提高機(jī)械制造行業(yè)的生產(chǎn)實(shí)效性及機(jī)械制造企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

1 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的組成

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)涵蓋諸多學(xué)科知識(shí)，其技術(shù)本身不僅具有較高的應(yīng)用價(jià)值，而且應(yīng)用范圍也非常廣泛。從本質(zhì)上說(shuō)，自動(dòng)化控制技術(shù)在系統(tǒng)工程中屬于一種表現(xiàn)形式，其內(nèi)部的所有單元都要緊密銜接在一起，相互作用，才能實(shí)現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用效能最大化［1］。

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)主要由5 個(gè)方面構(gòu)成。第一，程序單元。這是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分，主要解決使用技術(shù)時(shí)遇到的問(wèn)題。第二，作用單元。將自動(dòng)化控制技術(shù)引入機(jī)械加工工藝中，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造系統(tǒng)自動(dòng)化，并且系統(tǒng)在運(yùn)行初期，需要依托于作用單元對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際作用進(jìn)行準(zhǔn)確定位，根據(jù)控制器指令施加能量。第三，傳感單元。在機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)中，傳感單元是最基礎(chǔ)的單元，其主要作用是在實(shí)時(shí)狀態(tài)下對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，檢測(cè)其中各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)。第四，制定單元。機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行需要依靠制定單元對(duì)運(yùn)行中的各個(gè)環(huán)節(jié)加以控制，對(duì)傳感單元中的輸出數(shù)據(jù)展開(kāi)系統(tǒng)計(jì)算與分析，從而制定出正確的生產(chǎn)運(yùn)行軌跡。第五，控制單元。這一單元的主要作用是確保自動(dòng)化生產(chǎn)能夠順利進(jìn)行，根據(jù)機(jī)械制造的具體要求，保障單元制定的內(nèi)容符合要求，并對(duì)機(jī)械的自動(dòng)化生產(chǎn)運(yùn)行做出適當(dāng)調(diào)整。

2 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用意義

在傳統(tǒng)的機(jī)械制造中引進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，機(jī)械系統(tǒng)能夠自動(dòng)完成機(jī)械制造與生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化。優(yōu)化機(jī)械制造生產(chǎn)過(guò)程，借助于先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，大幅度提升實(shí)際生產(chǎn)的效率。這樣可以使企業(yè)節(jié)省下大量的人力成本，對(duì)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到積極推動(dòng)作用［2］。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用給我國(guó)的機(jī)械行業(yè)帶來(lái)巨大轉(zhuǎn)變，使機(jī)械行業(yè)擺脫了傳統(tǒng)人力生產(chǎn)的局面，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。這樣不僅引進(jìn)了自動(dòng)化技術(shù)，還讓以往過(guò)于笨重的機(jī)械操作靈活了起來(lái)，提高了機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，并且讓機(jī)械制造行業(yè)更加具有人文性特點(diǎn)，相關(guān)企業(yè)也把知識(shí)技術(shù)和人文素質(zhì)作為自己追求的目標(biāo)。

在我國(guó)，自動(dòng)化技術(shù)是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為載體，預(yù)先在計(jì)算機(jī)中設(shè)置好程序，以便操控生產(chǎn)過(guò)程，所以這種技術(shù)屬于柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)。其以經(jīng)濟(jì)利益為主導(dǎo)，偏離了市場(chǎng)的實(shí)際需求［3］。目前，世界上僅有少部分歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化生產(chǎn)，而大部分發(fā)展中國(guó)家的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)依舊處于初級(jí)階段。要客觀看待歐美國(guó)家的技術(shù)發(fā)展，借鑒他們的經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢(shì)，將適合我國(guó)國(guó)情的技術(shù)融入我國(guó)的自動(dòng)化技術(shù)改革中，滿足我國(guó)當(dāng)前機(jī)械生產(chǎn)的實(shí)際需求。

3 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用分析

3.1 集成化應(yīng)用

在機(jī)械制造行業(yè)中，應(yīng)用集成化的主要作用就是集成各項(xiàng)制造技術(shù)的功能，提高技術(shù)的應(yīng)用效能。在機(jī)械制造過(guò)程中，人工技能和機(jī)械制造技能兩者要結(jié)合使用，通過(guò)技術(shù)的融合來(lái)完成各類人工管理的項(xiàng)目活動(dòng)，讓機(jī)械化生產(chǎn)具備智能化分析的功能，同時(shí)可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，針對(duì)存在的錯(cuò)誤操作及時(shí)做出調(diào)試，并生成具體報(bào)告［4］。集成化的機(jī)械制造系統(tǒng)就是將機(jī)械管理環(huán)節(jié)的人工管理轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔X管理。電腦作為管理者會(huì)發(fā)出各項(xiàng)操作指令，從而使機(jī)械制造工作順利進(jìn)行，并按照指示在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成生產(chǎn)任務(wù)。從事機(jī)械制造的企業(yè)還可以根據(jù)產(chǎn)品的制造要求，將數(shù)控加工技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息管理技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用其中，構(gòu)建趨于完善的控制系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)對(duì)集成化生產(chǎn)中各個(gè)環(huán)節(jié)的有效監(jiān)管和控制，提升企業(yè)生產(chǎn)的制造技術(shù)。

企業(yè)實(shí)現(xiàn)了集成化，不斷擴(kuò)大實(shí)際生產(chǎn)規(guī)模。從理論層面來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大滿足了市場(chǎng)持續(xù)增加的生產(chǎn)需求；從本質(zhì)層面來(lái)說(shuō)，集成化高效生產(chǎn)出的高質(zhì)量產(chǎn)品讓企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益不斷增加，使其在社會(huì)中樹(shù)立起良好的企業(yè)形象。集成化的應(yīng)用使企業(yè)將不良品控的問(wèn)題嚴(yán)格控制在標(biāo)準(zhǔn)線以下，最大化利用現(xiàn)有的資源，有利于企業(yè)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。

3.2 柔性應(yīng)用

柔性應(yīng)用最為顯著的特點(diǎn)就是靈活性和適應(yīng)性，企業(yè)可以根據(jù)市場(chǎng)以及客戶等外部作用力，對(duì)當(dāng)下的生產(chǎn)工程進(jìn)行調(diào)整。機(jī)械制造行業(yè)在柔性應(yīng)用的過(guò)程中可以準(zhǔn)確把握市場(chǎng)的發(fā)展方向，讓制造出的產(chǎn)品與市場(chǎng)的需求高度一致，從而使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。企業(yè)也要深入分析機(jī)械制造行業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展中的需求，并以此為基礎(chǔ)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行測(cè)試，提高技術(shù)的反應(yīng)能力。如此，在日后的生產(chǎn)中，通過(guò)相關(guān)技術(shù)優(yōu)化產(chǎn)品類型和產(chǎn)品屬性，可以進(jìn)一步提升機(jī)械化制造出的產(chǎn)品質(zhì)量［5］。因此，在先進(jìn)的機(jī)械技術(shù)輔助下，相關(guān)企業(yè)只有依托于柔性應(yīng)用來(lái)提高機(jī)械生產(chǎn)的技術(shù)能力，才能使自己的產(chǎn)品在同行業(yè)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

企業(yè)在機(jī)械制造中的柔性應(yīng)用，可以使企業(yè)獲得多種優(yōu)勢(shì)。第一，提高企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，從而滿足企業(yè)的發(fā)展需求。第二，確保企業(yè)按照規(guī)定時(shí)間交貨，提升客戶滿意度。第三，利用企業(yè)信息系統(tǒng)的安全性，為企業(yè)未來(lái)進(jìn)行更具難度的自動(dòng)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。第四，增強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部管理的有效性，面對(duì)外部的環(huán)境變化，提高企業(yè)的適應(yīng)能力。在實(shí)現(xiàn)初級(jí)生產(chǎn)的同時(shí)，滿足機(jī)械制造中各項(xiàng)個(gè)性化技術(shù)要求。

3.3 智能化應(yīng)用

在機(jī)械制造技術(shù)中，智能化應(yīng)用主要是將機(jī)械制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與人工智能技術(shù)3 種技術(shù)相結(jié)合，因此智能化技術(shù)屬于一門(mén)綜合性技術(shù)。機(jī)械制造技術(shù)中的智能化是以智能芯片或者軟件作為基礎(chǔ)，在人工輔助下建立起的人機(jī)一體化系統(tǒng)。在機(jī)械化生產(chǎn)中，這項(xiàng)系統(tǒng)可以密切監(jiān)控生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)的機(jī)械自動(dòng)化制造相對(duì)比，具有較強(qiáng)的判斷、分析和推理能力［6］。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)就是將人工智能與機(jī)械制造兩項(xiàng)內(nèi)容融合起來(lái)，對(duì)人的思維模式進(jìn)行精準(zhǔn)模擬，所有人力機(jī)械制造環(huán)節(jié)由智能操作代替，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化生產(chǎn)。在機(jī)械制造系統(tǒng)中，智能化技術(shù)的引進(jìn)讓系統(tǒng)擁有了人一般的思維方式，使其可以以動(dòng)態(tài)化形式對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施監(jiān)督和管理，防止出現(xiàn)操作失誤，并針對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的錯(cuò)位在第一時(shí)間加以糾正。智能化應(yīng)用在受到外界因素影響時(shí)，還能發(fā)揮出靈活的應(yīng)變能力，如遇到異物對(duì)生產(chǎn)造成影響或者人工操作錯(cuò)誤等，能夠根據(jù)外部環(huán)境的需求自主地對(duì)系統(tǒng)參數(shù)做出修改，確保生產(chǎn)系統(tǒng)始終穩(wěn)定安全地運(yùn)行。

3.4 虛擬化應(yīng)用

在機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，虛擬化應(yīng)用屬于綜合性的系統(tǒng)技術(shù)，其本質(zhì)是將多門(mén)學(xué)科重新組合起來(lái)，依托于仿真技術(shù)以及系統(tǒng)建模，再將先進(jìn)的機(jī)械制造工藝、多媒體技術(shù)和信息技術(shù)等多種技術(shù)引入生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。虛擬化技術(shù)應(yīng)用于新產(chǎn)品時(shí)表現(xiàn)出的作用尤為突出。它指的是企業(yè)在產(chǎn)品正式投入生產(chǎn)之前，通過(guò)虛擬化技術(shù)手段，將全部生產(chǎn)過(guò)程模擬出來(lái)，對(duì)模擬結(jié)果展開(kāi)檢測(cè)，觀察企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)是否可以保證生產(chǎn)順利進(jìn)行，同時(shí)找出生產(chǎn)過(guò)程中潛在的隱患問(wèn)題。這樣的方式有效縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，使產(chǎn)品可以在短時(shí)間內(nèi)投入市場(chǎng)，從而讓企業(yè)占領(lǐng)市場(chǎng)先機(jī)。虛擬化技術(shù)在現(xiàn)代化生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)不僅具有極強(qiáng)的可信度，還大大降低了系統(tǒng)故障和生產(chǎn)問(wèn)題發(fā)生概率，讓企業(yè)減少不必要的資源和時(shí)間消耗，給企業(yè)帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)收益。

4 機(jī)械自動(dòng)化的推廣和培育

機(jī)械自動(dòng)化起源于機(jī)械制造行業(yè)，但是要想機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)獲得可持續(xù)發(fā)展，就要在各個(gè)行業(yè)中大力推進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，讓更多行業(yè)都能借助該技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線自動(dòng)化。因此，相關(guān)部門(mén)要加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研究，使自動(dòng)化技術(shù)成為支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)的重要力量。相關(guān)部門(mén)還要集中力量積極培養(yǎng)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用人才，建立起完善的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和管理部門(mén)，并設(shè)置合理的管理機(jī)制，以便對(duì)各種教育行為實(shí)行有效監(jiān)督，增加資金投入，逐步完善各項(xiàng)硬件設(shè)施，使硬件水平能夠與現(xiàn)有的技術(shù)水平保持一致。

5 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械制造行業(yè)通過(guò)應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，能夠降低企業(yè)的人力成本，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，幫助企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，使企業(yè)擁有應(yīng)對(duì)市場(chǎng)快速變化的能力。