工業(yè)機(jī)械制造自動(dòng)化發(fā)展的探討

賈晨

[摘? ? 要]當(dāng)前發(fā)展形勢(shì)下，制造業(yè)依然是我國(guó)支柱性產(chǎn)業(yè)，其在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。隨著信息化時(shí)代的來臨，自動(dòng)化技術(shù)開始更多地被應(yīng)用于工業(yè)機(jī)械制造中，并且隨著虛擬化、智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等技術(shù)的不斷優(yōu)化和更新，工業(yè)機(jī)械制造中的自動(dòng)化特征也表現(xiàn)得越來越明顯。文章主要通過對(duì)機(jī)械制造的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析，并探討其發(fā)展趨勢(shì)。首先對(duì)我國(guó)工業(yè)機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述;然后對(duì)當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)機(jī)械制造中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單描述;最后從六個(gè)不同方面出發(fā)，對(duì)工業(yè)機(jī)械制造自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)和前景進(jìn)行了分析。

[關(guān)鍵詞]工業(yè)機(jī)械制造;自動(dòng)化;技術(shù)特點(diǎn);發(fā)展趨勢(shì)

[中圖分類號(hào)]TH16 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]Under the current development situation， manufacturing industry is still a pillar industry in China， which has played an important role in the national economic development. With the advent of the information age， automation technology began to be more applied to industrial machinery manufacturing， and with the continuous optimization and renewal of virtualization， intelligence， digitization， networking and other technologies， the automation characteristics of industrial machinery manufacturing are becoming more and more obvious. This paper mainly analyzes the technical characteristics of mechanical manufacturing and discusses its development trend. Firstly， this paper briefly expounds the technical characteristics of industrial machinery manufacturing automation in China; Then the application of current automation technology in industrial machinery manufacturing is briefly described; Finally， the development trend and Prospect of industrial machinery manufacturing automation are analyzed from six different aspects.

[Keywords]industrial machinery manufacturing; automation; technical features; development trend

在當(dāng)前我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的過程中，機(jī)械制造技術(shù)的不斷研究，主要是為了提高生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)效益，從而促進(jìn)企業(yè)健康發(fā)展。這一過程中必然會(huì)結(jié)合相應(yīng)科學(xué)技術(shù)，并努力發(fā)揮這些科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，因此，有必要對(duì)機(jī)械制造技術(shù)本身，以及所涉及的全部信息化技術(shù)的未來發(fā)展態(tài)勢(shì)作出詳細(xì)分析。

1 我國(guó)工業(yè)機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)

1.1 系統(tǒng)性

工業(yè)機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)是一種內(nèi)容豐富的綜合性技術(shù)，除了機(jī)械技術(shù)本身外，還融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、信息管理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、感應(yīng)技術(shù)等多種具有現(xiàn)代特征的科學(xué)技術(shù)，應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的多個(gè)方面，其系統(tǒng)性特點(diǎn)非常明顯。在自動(dòng)化技術(shù)支持下，工業(yè)機(jī)械制造的整個(gè)過程得到了有效整合，同時(shí)在具體應(yīng)用中也進(jìn)一步推動(dòng)了自身的發(fā)展，進(jìn)而使工業(yè)機(jī)械制造完成了從傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)制造向傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的生產(chǎn)制造轉(zhuǎn)變。

1.2 全球性

全球性是當(dāng)前我國(guó)工業(yè)機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)主要特點(diǎn)之一，由于自動(dòng)化技術(shù)本身具有很強(qiáng)的科技性，因此其在經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展背景下便得到很好普及。隨著經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，自動(dòng)化技術(shù)也得到了快速更新和完善，其在工業(yè)機(jī)械制造中的應(yīng)用也越來越廣泛，并直接推動(dòng)了工業(yè)化發(fā)展。在這樣的形勢(shì)下，緊跟國(guó)際先進(jìn)發(fā)展趨勢(shì)完善我國(guó)工業(yè)機(jī)械制造自動(dòng)化綜合發(fā)展，被認(rèn)為是一條重要的發(fā)展途徑。

1.3 安全性

在自動(dòng)化技術(shù)支持下，工業(yè)機(jī)械制造自動(dòng)化發(fā)展所具有的安全性特點(diǎn)表現(xiàn)極為明顯，也獲得了比較不錯(cuò)的效果。相比傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)械制造技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)支持下的生產(chǎn)作業(yè)并不需要太多人力進(jìn)行參與，這便降低了因人為操作不當(dāng)所引發(fā)安全事故的概率，在一定程度上保證了人身安全與財(cái)產(chǎn)安全。整個(gè)過程中，安全警報(bào)系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)和檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用，在保障生產(chǎn)安全與機(jī)械應(yīng)用安全的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)質(zhì)量與效率的提升。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷完善和優(yōu)化，系統(tǒng)應(yīng)用穩(wěn)定性也有所提高，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益得到提升。

1.4 高生產(chǎn)能力

工業(yè)機(jī)械制造需要有高精確度、高敏捷度、高精細(xì)度工藝技術(shù)來做支持，相比人工操作，自動(dòng)化技術(shù)更能夠滿足工業(yè)機(jī)械制造的需求。盡管受各種技術(shù)因素困擾，應(yīng)用系統(tǒng)穩(wěn)定性還不是很令人滿意，但其優(yōu)劣性對(duì)比效果卻明顯好于人工操作。加之自動(dòng)化應(yīng)用行為本身也能夠推動(dòng)技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新，因此系統(tǒng)穩(wěn)定性問題將有很大希望得到解決。

1.5 促進(jìn)勞動(dòng)形式轉(zhuǎn)變

在傳統(tǒng)模式下的工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)制造中，人力與成本的過度浪費(fèi)幾乎是不可避免的現(xiàn)象，因?yàn)樵谠撋a(chǎn)模式下，人力勞動(dòng)本身就是最為重要的生產(chǎn)要素，若想不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，人力成本投入就要逐漸增加。但在自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用下，原有人力勞動(dòng)生產(chǎn)模式將會(huì)被知識(shí)技能人才生產(chǎn)模式所取代，人力依然是最關(guān)鍵的生產(chǎn)要素，但資源利用率卻得到大幅度提升，并在自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備及系統(tǒng)幫助下，產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率都將得到有效提升。

2 工業(yè)機(jī)械制造中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 自動(dòng)化物資供輸系統(tǒng)

在當(dāng)前工業(yè)機(jī)械制造中，自動(dòng)化物資供輸系統(tǒng)被認(rèn)為是不可或缺的組成部分，主要由具體軟件系統(tǒng)，相應(yīng)供輸設(shè)備，以及單機(jī)自動(dòng)裝置組成。在自動(dòng)化物資供輸系統(tǒng)的支持下，機(jī)械制造過程中需要的各種成品和原材料將會(huì)被自動(dòng)輸送到指定位置。

2.2 自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)

所謂自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，是指將各種組件進(jìn)行安裝和拆卸，而非指生產(chǎn)本身。工業(yè)機(jī)械制造的自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)會(huì)在程序正常運(yùn)行前提下，完成對(duì)組件的自動(dòng)、持續(xù)裝卸。隨著自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的大范圍應(yīng)用，人力操作行為將大幅度減少，操作失誤率也大幅降低，不僅改善了勞動(dòng)環(huán)境，更加提升了生產(chǎn)質(zhì)量和效率。

2.3 自動(dòng)化設(shè)備裝配系統(tǒng)

設(shè)備裝配是工業(yè)機(jī)械制造過程中比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，所謂自動(dòng)化設(shè)備裝配，是指在較少人力參與下完成機(jī)械零件的組裝和搬運(yùn)，試驗(yàn)和調(diào)試以及驗(yàn)收，由于整個(gè)裝配過程對(duì)零件拼裝要求較高，因此需要較高精確度程序來做支持。在自動(dòng)化設(shè)備裝配系統(tǒng)幫助下，自動(dòng)化生產(chǎn)制造流水線逐漸形成，整個(gè)生產(chǎn)過程僅需要少數(shù)技術(shù)人員進(jìn)行參與，極大提高了生產(chǎn)質(zhì)量和效率。

3 工業(yè)機(jī)械制造自動(dòng)化未來發(fā)展趨勢(shì)

3.1 網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)化是未來工業(yè)機(jī)械制造發(fā)展的趨勢(shì)之一，不過這一趨勢(shì)特征在當(dāng)前發(fā)展中已經(jīng)被表現(xiàn)出來，并在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。受“互聯(lián)網(wǎng)+”理念影響，當(dāng)前工業(yè)機(jī)械制造正積極融入網(wǎng)絡(luò)化元素，從網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備到軟件產(chǎn)品，再到管理方式和思路，網(wǎng)絡(luò)化特征表現(xiàn)得非常明顯。在網(wǎng)絡(luò)功能支持下，工業(yè)機(jī)械制造生產(chǎn)流程的各主要環(huán)節(jié)均被更好地連接在一起，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一性動(dòng)態(tài)化管理。對(duì)于操作人員和管理人員來說，可充分利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能來實(shí)現(xiàn)對(duì)具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)督和控制，便于在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)問題。

3.2 虛擬化

虛擬化技術(shù)在其他領(lǐng)域中早已得到有效應(yīng)用，但在工業(yè)機(jī)械制造中卻很少會(huì)涉及。隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展與“互聯(lián)網(wǎng)+”的不斷普及，虛擬化技術(shù)將會(huì)在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用。結(jié)合工業(yè)機(jī)械制造特點(diǎn)和工藝生產(chǎn)特性，虛擬化技術(shù)有望在圖樣設(shè)計(jì)中得到發(fā)揮。在當(dāng)前工業(yè)機(jī)械制造圖樣設(shè)計(jì)中，幾乎全部工作都需要依靠人工手繪來完成，這樣的設(shè)計(jì)方式或手段根本無(wú)法適應(yīng)未來激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。在虛擬化技術(shù)支持下，生產(chǎn)前的全部圖樣設(shè)計(jì)與修改，都可以在虛擬仿真環(huán)境中去完成，并且更為重要的是，隨著虛擬化技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，虛擬化環(huán)境的仿真度也會(huì)越來越高。而對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)來說，只需要付出相應(yīng)硬件設(shè)備和軟件成本即可，并不需要投入過多人力，大大降低了成本，并且也縮短了生產(chǎn)時(shí)間，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 智能化

智能化是各行業(yè)未來發(fā)展的主要趨勢(shì)，工業(yè)機(jī)械制造也不例外。人們?cè)趯?duì)智能化認(rèn)識(shí)的過程中，人工智能始終相伴。但事實(shí)上，人工智能僅僅是一種宏觀概念，它自身都很有研究維度和應(yīng)用維度，基于不同目的和內(nèi)容的研究與應(yīng)用，人工智能在實(shí)際生產(chǎn)工作中表現(xiàn)出的效果和所發(fā)揮的作用也是不同的。對(duì)于工業(yè)機(jī)械制造來說，比較理想化的智能生產(chǎn)表現(xiàn)是，實(shí)現(xiàn)全機(jī)器人作業(yè)，無(wú)論是裝卸、輸送、拼裝，還是試驗(yàn)、驗(yàn)收、檢測(cè)，都需要機(jī)器人自主完成。很明顯，這樣的生產(chǎn)模式和效果是很難在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。比較現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)模式是，將各種與工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的智能化技術(shù)應(yīng)用與機(jī)械制造過程中，在局部環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)作業(yè)。全智能化控制是我國(guó)工業(yè)機(jī)械制造的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)，對(duì)于當(dāng)前生產(chǎn)來說，除了精細(xì)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)與嚴(yán)格流程作業(yè)外，還應(yīng)積極研制相關(guān)智能化軟件，將提高生產(chǎn)效率和安全性定位為短期實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，有目的、有計(jì)劃地完成無(wú)人化工業(yè)生產(chǎn)完美轉(zhuǎn)型。

3.4 環(huán)?；?/p>

隨著工業(yè)污染問題日益加劇，生態(tài)環(huán)保已成為人們必須認(rèn)真面對(duì)的問題。工業(yè)生產(chǎn)與人們?nèi)粘Ｉ钣兄Ыz萬(wàn)縷的聯(lián)系，在滿足生活需求的同時(shí)，也給人們身體健康帶來了負(fù)面影響，因此，環(huán)?；匀怀蔀楣I(yè)機(jī)械制造未來的發(fā)展趨勢(shì)之一。當(dāng)前，制造業(yè)是我國(guó)的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展過程中扮演了重要角色，并發(fā)揮了積極作用。但任何事物均具有兩面性，人們?cè)谙硎苤圃鞓I(yè)所帶來的巨大利益的同時(shí)，也應(yīng)該注意到其產(chǎn)生的負(fù)面影響，積極倡導(dǎo)環(huán)保先行的和諧發(fā)展理念，而不是遵循過往先發(fā)展后治理的發(fā)展理念。在具體實(shí)現(xiàn)上，不應(yīng)過分關(guān)注現(xiàn)有元素和模式在環(huán)?；ㄔO(shè)過程中所發(fā)揮的作用，而是將其他未來發(fā)展趨勢(shì)內(nèi)容與環(huán)?；ㄔO(shè)行為聯(lián)系在一起，習(xí)慣用發(fā)展的眼光來看問題。

3.5 集成化

集成化是計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，它伴隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而形成，同時(shí)也推動(dòng)了信息化技術(shù)的發(fā)展。從技術(shù)角度看，集成化與信息化、數(shù)字化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是分不開的，雖然在專業(yè)角度上它們存在明顯差別，但相互間也存在聯(lián)系。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)在工業(yè)機(jī)械制造中占有重要地位，包含了多個(gè)分支系統(tǒng)，比如制造自動(dòng)化分系統(tǒng)和工程技術(shù)信息分系統(tǒng);質(zhì)量信息和管理信息分系統(tǒng)，等等。從當(dāng)前應(yīng)用情況看，盡管集成化在工業(yè)機(jī)械制造中發(fā)揮了一定作用，但比較有限，且并不是所有集成對(duì)象都會(huì)在未來行業(yè)發(fā)展中占有一席之地。隨著新技術(shù)與新模式不斷涌現(xiàn)，集成化特征也將發(fā)生一定程度的改變。若集成化思想和發(fā)展思路不改變，那么其必然會(huì)在工業(yè)機(jī)械制造未來發(fā)展中占有重要地位。

3.6 微型化

回顧電子產(chǎn)品外觀演變歷程會(huì)發(fā)現(xiàn)，幾乎所有設(shè)備和產(chǎn)品外形都在朝著精細(xì)化方向發(fā)展，體積從大到小，重量從重到輕，這幾乎是一個(gè)不可逆的發(fā)展方向。當(dāng)然，工業(yè)機(jī)械制造與電子產(chǎn)品生產(chǎn)畢竟有所不同，但人們的應(yīng)用需求和主觀意愿卻是很難被改變的。在信息化技術(shù)、智能化技術(shù)、虛擬化技術(shù)不斷融入工業(yè)機(jī)械制造的過程中，相應(yīng)的設(shè)計(jì)理念和思想必然也會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與生產(chǎn)造成積極影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前形勢(shì)下，工業(yè)機(jī)械制造發(fā)展的好壞對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步，以及綜合國(guó)力的增強(qiáng)具有重要作用，同時(shí)對(duì)工業(yè)化建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展也有著重要影響。目前，世界一體化加劇，我國(guó)工業(yè)機(jī)械制造若要呈現(xiàn)出長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展態(tài)勢(shì)，就必須積極融入自動(dòng)化技術(shù)，并能夠站在可持續(xù)發(fā)展角度來遠(yuǎn)望各種信息化技術(shù)與設(shè)備在未來發(fā)展中所發(fā)揮的積極作用，同時(shí)還要將當(dāng)前主流應(yīng)用技術(shù)融合進(jìn)建設(shè)中，充分重視工業(yè)生產(chǎn)帶給環(huán)境的惡劣影響，并將其一并列入長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃方案中。

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