新形勢下自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用探究

楊寶義

（青島億斯歐管理咨詢有限公司，山東 青島 266400）

中國特色社會主義市場經(jīng)濟的持續(xù)進步，給高新技術(shù)的發(fā)展和更新?lián)Q代帶來了新的可能性，各種各樣的新技術(shù)開始在社會發(fā)展和各行各業(yè)升級過程中發(fā)揮應(yīng)有的作用。特別是自動化技術(shù)更是如此，其在機械設(shè)計、機械制造行業(yè)當中扮演了重要角色，并確實帶動了機械設(shè)計及制造工作的進步，有效地提升了我國工業(yè)化生產(chǎn)的效率和質(zhì)量[1]。根據(jù)實際工作經(jīng)驗來看，將自動化數(shù)控技術(shù)、自動化集成技術(shù)等應(yīng)用到機械設(shè)計及制造過程中去，能夠讓自動化技術(shù)的應(yīng)用價值得到充分的發(fā)揮。

1 機械設(shè)計及制造及自動化技術(shù)概述

中國目前還處于社會主義初級階段，無論是經(jīng)濟發(fā)展水平還是社會建設(shè)成果都并不能盡如人意，特別是機械設(shè)計及制造行業(yè)當中，還存在一定的問題，而充分利用自動化技術(shù)顯然能解決上述問題。經(jīng)過幾十年的演變和發(fā)展以后，我國的自動化技術(shù)較之前更加完善，具有自動化目標實現(xiàn)成本低、自動化技術(shù)發(fā)展迅速等一系列特征，借助自動化技術(shù)進行機械設(shè)計及制造的更新和升級，能夠收獲極其可觀的回報。而我國的機械設(shè)計及制造行業(yè)目前雖然取得了一定的發(fā)展成果，但是其還存在一定的不足之處亟待解決，比如說部分設(shè)計人員缺乏足夠的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力，這使得我國的機械設(shè)計開始出現(xiàn)功能設(shè)計停滯等方面的問題，直接造成了機械制造和生產(chǎn)過程難以為繼、生產(chǎn)質(zhì)量下降等相關(guān)情況，對我國工業(yè)化建設(shè)及社會經(jīng)濟發(fā)展十分不利。而將自動化技術(shù)應(yīng)用到機械設(shè)計及制造行業(yè)當中，能夠有效解決上述問題，自動化技術(shù)所具有的一系列優(yōu)勢，能夠提升機械設(shè)計及制造的質(zhì)量，并使機械設(shè)備更符合市場的需求[2]。在這種情況下，我國的機械設(shè)計及制造業(yè)從業(yè)人員開始根據(jù)自動化技術(shù)的分類和特點，結(jié)合機械設(shè)計制造的實際需求，將部分自動化技術(shù)與機械設(shè)計制造結(jié)合起來，使其擺脫了過去一段時間內(nèi)創(chuàng)新力度不足等問題，保證了機械設(shè)備設(shè)計制造的質(zhì)量。

2 自動化技術(shù)在機械設(shè)計及制造領(lǐng)域的應(yīng)用價值

第一，其能夠合理降低機械設(shè)計及制造成本?，F(xiàn)階段絕大多數(shù)機械設(shè)計制造企業(yè)都開始引入了全自動生產(chǎn)線，以大規(guī)模的機械化流水線代替過去的人工生產(chǎn)，這樣一來車間內(nèi)的生產(chǎn)崗位數(shù)量就會得到有效縮減，企業(yè)在人力資源方面的支出自然而然就會大幅度下降[3]。同時，借助自動化生產(chǎn)線進行機械制造，還能夠降低生產(chǎn)過程的復(fù)雜性，再利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計算技術(shù)對生產(chǎn)特定數(shù)量的機械設(shè)備所需要的原材料進行計算，即可保證原材料使用調(diào)配的合理性，避免原材料的浪費，從而達到控制生產(chǎn)成本的效果。現(xiàn)階段來看，我國的社會經(jīng)濟建設(shè)態(tài)勢發(fā)展極快，機械設(shè)計及制造行業(yè)也必須要跟上這種節(jié)奏變化，而自動化技術(shù)的應(yīng)用則能夠保證機械設(shè)計制造的效率，改變了過去人工生產(chǎn)時效性差、廢棄率高的問題，使機械設(shè)計及制造工作在規(guī)定時間內(nèi)完成。第二，自動化技術(shù)的應(yīng)用有助于規(guī)避生產(chǎn)事故隱患。機械設(shè)計制造工作并非易事，特別是機械制造過程更是包含多種多樣的安全風(fēng)險，人為操作不當、生產(chǎn)制造設(shè)備維護不到位等原因，都可能導(dǎo)致嚴重的安全事故。而在應(yīng)用自動化技術(shù)以后，企業(yè)即可利用在線管理技術(shù)對機械制造流水線進行監(jiān)管，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可視化管理，一旦發(fā)現(xiàn)人為操作失誤或設(shè)備檢修不到位等問題，系統(tǒng)將自動報警，把安全風(fēng)險扼殺在搖籃里。另外，利用自動化生產(chǎn)技術(shù)取代危險崗位的工作人員，也能降低安全事故的危害性，同時在線管理系統(tǒng)還能為維護人員提供零部件替換指示和保養(yǎng)建議，提升設(shè)備維修養(yǎng)護水平，降低安全風(fēng)險。最后，合理應(yīng)用自動化技術(shù)，能夠有效提升機械生產(chǎn)效率。在機械設(shè)計及制造過程中應(yīng)用自動化技術(shù)，能夠提升機械設(shè)計的合理性，并使制造過程更加高效。這主要是因為，自動化生產(chǎn)線不容易出現(xiàn)誤差，每一批生產(chǎn)出來的產(chǎn)品都能直接投入組裝，淘汰率比較低、自然也就無需重復(fù)生產(chǎn)，生產(chǎn)制造效率自然而然會得到提升。在借助自動化技術(shù)進行設(shè)計的過程中，設(shè)計人員的工作效率也將會得到提升，再加上CAD等計算機技術(shù)的支持，機械設(shè)計工作的水平必將會得到有效提升。

3 自動化技術(shù)在機械設(shè)計及制造領(lǐng)域的應(yīng)用方向

在信息化技術(shù)不斷發(fā)展的今天，機械制造企業(yè)開始認識到現(xiàn)代化技術(shù)的重要性，很多企業(yè)都開始在設(shè)計及實際生產(chǎn)當中引入自動化技術(shù)，也確實取得了突出的應(yīng)用效果。自動化技術(shù)的應(yīng)用價值無可非議，它除了能夠幫助機械設(shè)計制造企業(yè)降低成本之外，還能夠提升機械零部件生產(chǎn)的效率和標準性，降低機械制造的誤差率，從根本上優(yōu)化機械設(shè)計制造的水平[4]。而自動化技術(shù)在機械設(shè)計及制造領(lǐng)域的應(yīng)用方向包括：

3.1 自動化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

在機械設(shè)計及制造領(lǐng)域當中應(yīng)用自動化數(shù)控技術(shù)，能夠有效提升設(shè)計制造水平，其主要是通過計算機、數(shù)控設(shè)備和光電感應(yīng)設(shè)備等對機械制造進行有效控制，充分發(fā)揮自動化數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢作用，能夠提升機械設(shè)計制造的精確度。比如，汽車生產(chǎn)制造企業(yè)就可以根據(jù)汽車生產(chǎn)需求，編寫代碼程序等，而后在計算機上運行該程序，進而實現(xiàn)機械生產(chǎn)線的有效控制，對不同零部件的生產(chǎn)過程進行協(xié)調(diào)和統(tǒng)籌，在機械設(shè)計不出問題的情況下，機械制造的效率將會大幅度提升。目前，自動化數(shù)控技術(shù)正在越來越多的機械制造企業(yè)當中發(fā)揮作用，具有自動檢測、自動控制等方面的功能，適用于生產(chǎn)流程比較復(fù)雜、生產(chǎn)環(huán)節(jié)不斷重復(fù)的機械類制造企業(yè)，比較常見的應(yīng)用方向包括航天機械設(shè)計及制造、汽車機械設(shè)計及制造等，未來的應(yīng)用前景一片大好。尤其是汽車機械設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用，一些機械手臂甚至可以在已編輯好的程序下自主工作。與此同時，還可以及時對自主工作過程中遇到的問題或是其他突發(fā)情況進行自主排查，在不需要人工協(xié)助的情況下解決問題，或是給出一些具備參考意義的故障處理措施。

3.2 自動化智能技術(shù)的應(yīng)用

機械設(shè)計及制造的自動化技術(shù)應(yīng)用包含多個方面，而自動化智能技術(shù)的應(yīng)用，具有最為突出的研究價值。在中國制造轉(zhuǎn)變?yōu)橹袊窃斓倪^程中，目前我國的機械設(shè)計及制造業(yè)朝著更加精細化、更加高科技的方向發(fā)展，生產(chǎn)材料、生產(chǎn)零部件都迎來了新一輪的挑戰(zhàn)，利用人工生產(chǎn)顯然無法滿足這樣的高精度要求，因此借助智能自動化技術(shù)進行生產(chǎn)可謂是勢在必行。智能系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機械設(shè)計制造工作的構(gòu)思、評估、決策等目標，并能夠發(fā)揮人工智能技術(shù)、自動生產(chǎn)線和計算機設(shè)備的綜合優(yōu)勢，工作人員和智能系統(tǒng)共同對機械設(shè)計制造過程進行管理調(diào)整，整體精確度非常高。比如，在生產(chǎn)汽車的過程中，企業(yè)就可以利用人工智能的學(xué)習(xí)功能向其中錄入專家思維，而后以此進行需要人工決斷的步驟，并利用智能芯片系統(tǒng)控制機械制造過程，保證制造的質(zhì)量。除此之外，借助自動智能化技術(shù)，還能實現(xiàn)智能感應(yīng)、智能分析等，有助于提升機械制造過程的監(jiān)測水平，并結(jié)合工作環(huán)境的變化調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，確保機械設(shè)計制造的順利進行。伴隨時代的發(fā)展，人工智能技術(shù)的發(fā)展速度也在逐步提升，應(yīng)用領(lǐng)域也在逐步擴大。所以，相信在不久的將來，智能系統(tǒng)在機械設(shè)計制造方面能夠發(fā)揮出更強大的統(tǒng)領(lǐng)作用。與此同時，賦予機械設(shè)備更多的功能，自動化智能技術(shù)屬于綜合型特征較強的未來研究學(xué)科，伴隨此學(xué)科理論的豐富，自動化智能技術(shù)可以融合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)，促使技術(shù)的作用進一步發(fā)揮。

3.3 自動化集成技術(shù)的應(yīng)用

在機械設(shè)計制造過程中，自動化集成技術(shù)同樣十分重要，它能夠進行自動調(diào)節(jié)和重組，借助微電子技術(shù)、通信技術(shù)等一系列先進技術(shù)，改變過去機械生產(chǎn)只能由工作人員進行控制的局面，使指令控制模式正式在機械制造當中發(fā)揮作用。在應(yīng)用自動化集成技術(shù)以后，工作人員可通過電腦向生產(chǎn)系統(tǒng)下達指令，各個制造設(shè)備接收到指令以后，就能夠自動完成高效準確生產(chǎn)，機械設(shè)計制造的效率和管理效果就會由此得到提升。在實際應(yīng)用中，一些企業(yè)已經(jīng)利用集成技術(shù)實現(xiàn)了多設(shè)備的統(tǒng)籌生產(chǎn)管理，技術(shù)人員只需要在操作界面輸入指令即可完成生產(chǎn)過程的控制，整體生產(chǎn)制造效率得到了根本性的提升。自動化集成技術(shù)也將會在航空航天領(lǐng)域、汽車制造生產(chǎn)領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用，尤其是一些對生產(chǎn)制造技術(shù)要求較高的零部件生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如果不能得到自動化集成技術(shù)的輔助，那么這些生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工作落實質(zhì)量就可能會無法滿足相關(guān)標準，致使行業(yè)生產(chǎn)工作的落實過程效率更低、質(zhì)量效果更差。

3.4 自動化虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

自動化虛擬仿真技術(shù)是一種比較新穎的技術(shù)，一出現(xiàn)就得到了人們的廣泛關(guān)注和認可，而將自動化虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到機械設(shè)計制造過程中去，能夠有效提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品性能。根據(jù)應(yīng)用情況來看，自動化虛擬仿真技術(shù)能夠?qū)C械制造過程進行妥善管控，其能夠?qū)ιa(chǎn)過程進行模擬分析，提前模擬出生產(chǎn)過程中可能發(fā)生的一系列問題，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫案例等給出有參考價值的解決應(yīng)對方案，能夠有效解決過去機械設(shè)計制造故障率高、中途停產(chǎn)的問題。隨著這項技術(shù)的發(fā)展，目前已經(jīng)有越來越多的企業(yè)在正式生產(chǎn)之前，借助虛擬仿真技術(shù)模擬機械設(shè)計方案的生產(chǎn)情況，從根本上提升了機械設(shè)備設(shè)計制造的綜合效益。

3.5 柔性自動化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用

柔性自動化生產(chǎn)技術(shù)是一種起源于英國的機械生產(chǎn)技術(shù)，它能夠根據(jù)機械設(shè)計方案和生產(chǎn)信息，對機械制造的原材料儲存運輸系統(tǒng)、加工設(shè)備等進行統(tǒng)籌管理，更好地適應(yīng)不同生產(chǎn)方案的需求。它是以成組技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一種新技術(shù)，所謂的成組技術(shù)指的是能夠根據(jù)生產(chǎn)需求對加工對象進行分組處理的技術(shù)，在這一技術(shù)的支持下，系統(tǒng)才能根據(jù)機械設(shè)計方案對待加工材料進行有效的調(diào)用、運輸盒排列。柔性自動化生產(chǎn)技術(shù)信息控制結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)倒三角形，以計算機設(shè)備為基礎(chǔ)實現(xiàn)信息的高效處理和調(diào)用，能夠?qū)C械制造過程進行妥善監(jiān)測，并根據(jù)實際生產(chǎn)情況調(diào)整接下來的生產(chǎn)計劃。除此之外，柔性自動化儲存運輸管理系統(tǒng)具有一定的研究價值，它能夠?qū)Υ旨庸ち悴考?、生產(chǎn)制造所需工具、生產(chǎn)線廢料等進行妥善地安置和運輸，信息化技術(shù)在這個過程中發(fā)揮著重要作用，其控制工業(yè)機器人對上述材料進行運輸和搬運，實現(xiàn)自動化材料運輸調(diào)配?；谄鋬?yōu)越性可以判斷，在未來的發(fā)展當中，柔性自動化技術(shù)將會在越來越多的方向發(fā)揮作用。

4 結(jié)語

自動化技術(shù)具有一定的綜合性，它指的是以信息化技術(shù)、計算機技術(shù)、電子學(xué)、液壓技術(shù)等為基礎(chǔ)的一系列具有自動控制功能的技術(shù)，在實際應(yīng)用當中發(fā)揮著不可替代的作用。而我國的機械設(shè)計制造行業(yè)近幾年迎來了新一輪的發(fā)展，充分利用自動化虛擬仿真技術(shù)、自動化集成技術(shù)、自動化智能技術(shù)、自動化數(shù)控技術(shù)等自動化技術(shù)進行機械設(shè)計制造，是未來一段時間內(nèi)行業(yè)進步的新抓手。有關(guān)人員必須要根據(jù)工作經(jīng)驗和機械設(shè)計制造的需求，對本課題進行進一步的研究。