郭永鳳
(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 西安 710300)
隨著現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展進(jìn)程的不斷加速,市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定運(yùn)行向機(jī)械自動(dòng)化水平提出了更高要求。我國(guó)正處于由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)期,技術(shù)的創(chuàng)新和模式的變革是提升生產(chǎn)力的必然舉措。在此背景下,機(jī)械制造企業(yè)必須客觀(guān)理性地看待機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在該領(lǐng)域中的應(yīng)用,著力攻克機(jī)械制造中機(jī)械自動(dòng)化制造工藝不完善、設(shè)計(jì)不合理等現(xiàn)實(shí)性問(wèn)題,從戰(zhàn)略角度規(guī)劃?rùn)C(jī)械自動(dòng)化發(fā)展方向,從而為現(xiàn)代化機(jī)械制造行業(yè)的必然性轉(zhuǎn)變奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),推動(dòng)行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。
機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是機(jī)械制造中一項(xiàng)自動(dòng)化水平較高的機(jī)械生產(chǎn)加工技術(shù),該技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)流水線(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn),不僅可以大量節(jié)省人力資源投入,同時(shí),可推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)由量變到質(zhì)變的飛躍。具體來(lái)說(shuō),機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)有四方面含義:1)機(jī)械自動(dòng)化旨在通過(guò)恰當(dāng)技術(shù)的應(yīng)用打造流水線(xiàn)式的機(jī)械制造局面,最大化提升機(jī)械制造效率;2)所謂機(jī)械化、自動(dòng)化,即機(jī)械制造對(duì)于設(shè)備和技術(shù)的需求更高,對(duì)人類(lèi)勞動(dòng)的需求較小,這是對(duì)傳統(tǒng)手工機(jī)械制造模式的一次革新;3)機(jī)械自動(dòng)化對(duì)人力資源數(shù)量要求不高,對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)成本也會(huì)降低,有利于機(jī)械制造企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益;4)機(jī)械自動(dòng)化彰顯了先進(jìn)生產(chǎn)理念,隨著機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)呈現(xiàn)出白熱化態(tài)勢(shì),機(jī)械自動(dòng)化將會(huì)是企業(yè)提升綜合實(shí)力的重要努力方向,只有加速自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,機(jī)械制造企業(yè)才能把握時(shí)代發(fā)展機(jī)遇,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[1]。
縱觀(guān)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用,其整體呈現(xiàn)出較強(qiáng)的綜合性、創(chuàng)新性特點(diǎn),在大范圍的推廣運(yùn)用中效用顯著。具體來(lái)說(shuō),在現(xiàn)有技術(shù)水平下,傳感系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、信息終端輸出系統(tǒng)以及指令系統(tǒng)等共同構(gòu)成了完整的機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng),各個(gè)系統(tǒng)的職能各不相同。其中,用于接收重要信號(hào)、輔助機(jī)械制造管理人員定期監(jiān)測(cè)機(jī)械自動(dòng)化運(yùn)行情況的是傳感系統(tǒng);用于定量分析機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)模塊載重負(fù)荷情況的是操作系統(tǒng);處理信號(hào)傳輸問(wèn)題、為系統(tǒng)指令下達(dá)提供信息支撐的是信息處理系統(tǒng)。除此以外,機(jī)械自動(dòng)化的信息終端系統(tǒng)以及指令系統(tǒng)分別負(fù)責(zé)信息輸出以及指令信息的接收和制定下達(dá)工作。在實(shí)際機(jī)械制造流程中,上述系統(tǒng)相輔相成,協(xié)作完成信號(hào)的接收和傳導(dǎo)、指令的輸出等具體工作,共同構(gòu)成了相對(duì)完整的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)體系,決定機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)工作內(nèi)容,各項(xiàng)系統(tǒng)在機(jī)械自動(dòng)化中缺一不可。
在我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃中,機(jī)械自動(dòng)化的融入使整個(gè)產(chǎn)業(yè)迸發(fā)出蓬勃的生命力,但該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用卻始終未達(dá)到預(yù)期效果。制造工藝不完善、生產(chǎn)粗放且模式單一的問(wèn)題仍舊普遍存在。具體來(lái)說(shuō),有很大一部分機(jī)械制造企業(yè)對(duì)短期經(jīng)濟(jì)效益盲目看重,不能從長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃角度推動(dòng)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展、優(yōu)化資源配置。與此同時(shí),部分機(jī)械制造企業(yè)存在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、生產(chǎn)方式缺乏交替性的問(wèn)題,生產(chǎn)鏈的任何一環(huán)出現(xiàn)斷裂,都會(huì)對(duì)機(jī)械制造整體效率產(chǎn)生制約。除此以外,在解決制造工藝不完善的問(wèn)題時(shí),企業(yè)方面嘗試引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)手段,但由于缺乏自動(dòng)化技術(shù)管理策略,機(jī)械制造交叉管理現(xiàn)象頻繁出現(xiàn),企業(yè)生產(chǎn)管理體系不健全的弊病暴露無(wú)遺。這也是機(jī)械制造企業(yè)在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)必須重點(diǎn)解決的問(wèn)題,否則自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械工程的融合將始終停留在表面層次。
我國(guó)當(dāng)前制造行業(yè)以及機(jī)械制造產(chǎn)品尚未達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水準(zhǔn),這是機(jī)械制造產(chǎn)品設(shè)計(jì)局限的側(cè)面體現(xiàn),同時(shí)也展現(xiàn)出了機(jī)械制造行業(yè)創(chuàng)新和創(chuàng)造能力的不足。事實(shí)上,無(wú)論是機(jī)械設(shè)計(jì)制造本身,還是其自動(dòng)化、智能化發(fā)展趨勢(shì),都是以工業(yè)發(fā)展和市場(chǎng)需求為前提形成的。不可否認(rèn),我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)τ谧詣?dòng)化技術(shù)研究起步較晚,技術(shù)研發(fā)與融合經(jīng)驗(yàn)有限,導(dǎo)致機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用程度尚有待提升。針對(duì)這一問(wèn)題,機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)高度重視專(zhuān)業(yè)化設(shè)計(jì)人員的引進(jìn)與培養(yǎng),通過(guò)必要的政策激勵(lì),促使設(shè)計(jì)人員就機(jī)械自動(dòng)化與機(jī)械制造的深入融合展開(kāi)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐,鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新,為機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)以及相關(guān)體系的完善奠定堅(jiān)實(shí)的環(huán)境基礎(chǔ)。
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的社會(huì)背景下,機(jī)械制造行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力逐年遞增。因此,機(jī)械制造企業(yè)在制定發(fā)展戰(zhàn)略時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮機(jī)械制造行業(yè)科技水平的提升,順應(yīng)市場(chǎng)需求優(yōu)化機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全流程一體化格局。在這一過(guò)程中,企業(yè)既要加強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的引進(jìn),同時(shí)也要打造健全的自動(dòng)化系統(tǒng),滿(mǎn)足機(jī)械制造的創(chuàng)新性要求,如此方能實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化與機(jī)械制造的深層次融合。
機(jī)械自動(dòng)化的概念問(wèn)世于第一次工業(yè)革命時(shí)期。自20世紀(jì)30年代起,工業(yè)領(lǐng)域關(guān)于自動(dòng)化技術(shù)的研究和分析愈加全面,在市場(chǎng)需求導(dǎo)向下,漁業(yè)制冷保鮮領(lǐng)域最早實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體和二極管等電力傳導(dǎo)裝置的優(yōu)化升級(jí),機(jī)械自動(dòng)化與機(jī)械制造行業(yè)的融合開(kāi)始嶄露頭角。在初始階段,機(jī)械自動(dòng)化僅停留在穩(wěn)定性自動(dòng)化層次,而當(dāng)前幾乎可以實(shí)現(xiàn)向調(diào)節(jié)性自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變,機(jī)械制造的靈活指數(shù)驟增,使得新時(shí)期的機(jī)械生產(chǎn)加工與市場(chǎng)需求、客戶(hù)需求高度一致,成為企業(yè)追求更高經(jīng)濟(jì)效益的重要保障。近年來(lái),智能技術(shù)和現(xiàn)代科技不斷與機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)融合,機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)已經(jīng)形成規(guī)模,具備集成化和虛構(gòu)化等特點(diǎn),機(jī)械生產(chǎn)制造服務(wù)更上一層樓[2]。具體來(lái)說(shuō),機(jī)械自動(dòng)化在機(jī)械制造中的應(yīng)用主要集中在以下幾方面。
在現(xiàn)階段機(jī)械自動(dòng)化與機(jī)械制造行業(yè)的融合趨勢(shì)下,智能化應(yīng)用是最主流的特征。智能化應(yīng)用是在編程技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的支持下,推動(dòng)機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)高度智能化。而機(jī)械制造智能化水平的提升既要依托科技的持續(xù)創(chuàng)新,也必須從根源上摒棄傳統(tǒng)的人工機(jī)械制造模式以及相關(guān)技術(shù)理念,分析人為因素和商品因素在市場(chǎng)背景中的重要性,合理制定與用戶(hù)需求相契合的商品加工計(jì)劃。機(jī)械制造領(lǐng)域中智能化技術(shù)的融入,實(shí)質(zhì)上是人工智能技術(shù)以及尖端自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,通過(guò)技術(shù)的融合與相互滲透,推動(dòng)制造技術(shù)的綜合性得到發(fā)展,促使機(jī)械制造中制造工藝不完善的問(wèn)題的消除,達(dá)到智能化加工制造目的。
隨著機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)械制造工作集成化技術(shù)的發(fā)展?jié)摿ν瑯硬蝗菪∮U。作為機(jī)械制造的關(guān)鍵技術(shù),集成化技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、微電子、通信技術(shù)等多類(lèi)現(xiàn)代科技的融合運(yùn)用,在各項(xiàng)技術(shù)的協(xié)調(diào)配合下優(yōu)化機(jī)械制造集成。由此可見(jiàn),機(jī)械自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)之間具有一定的關(guān)聯(lián)性和互補(bǔ)性,制造企業(yè)若想切實(shí)提高機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)效率水平,必須綜合應(yīng)用現(xiàn)代高新技術(shù)和柔性制造技術(shù),對(duì)當(dāng)前應(yīng)用的各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行合理的集成,從而優(yōu)化裝置及系統(tǒng)配置,盡快形成新型管理應(yīng)用技術(shù)。雖然人員的工作量因機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而有所縮減,但是仍舊要保留人在機(jī)械制造中的中心位置,從而為高品質(zhì)產(chǎn)品和服務(wù)提供保障。除此以外,集成化既是技術(shù)的集成也是設(shè)備的集成,單一功能的設(shè)備通過(guò)集成實(shí)現(xiàn)了向多功能的轉(zhuǎn)化。因此,在機(jī)械加工制造過(guò)程中,企業(yè)人員必須加強(qiáng)對(duì)數(shù)字化加工以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的調(diào)節(jié),盡快推動(dòng)集成技術(shù)由單機(jī)向聯(lián)機(jī)的轉(zhuǎn)變,提升自動(dòng)化機(jī)械制造的環(huán)境適應(yīng)能力,促使機(jī)械自動(dòng)化更好地服務(wù)于現(xiàn)代生產(chǎn)生活。
應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)時(shí),機(jī)械制造企業(yè)需要對(duì)市場(chǎng)需求具有良好精確的反應(yīng)速度,借此提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,這也是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的敏捷化應(yīng)用目標(biāo)。機(jī)械制造企業(yè)人員可以借助計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建虛擬的機(jī)械制造平臺(tái),帶入市場(chǎng)參數(shù)信息,合理預(yù)測(cè)機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)需求,從而提升企業(yè)的信息處理能力,避免企業(yè)出現(xiàn)資源配置不合理、戰(zhàn)略規(guī)劃不科學(xué)的問(wèn)題,為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展優(yōu)化內(nèi)外部環(huán)境。值得注意的是,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的敏捷化應(yīng)用要求負(fù)責(zé)人員必須能夠迅速針對(duì)動(dòng)態(tài)環(huán)境作出相關(guān)反應(yīng)。因此,需要聘請(qǐng)精通計(jì)算機(jī)的人才,在循序漸進(jìn)的研究和實(shí)踐中升級(jí)機(jī)械制造技術(shù),提升機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的敏捷性[3]。
在機(jī)械制造行業(yè)的日常生產(chǎn)中,虛擬化制造技術(shù)幾乎隨處可見(jiàn)。近年來(lái),互聯(lián)網(wǎng)人工智能技術(shù)快速崛起,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更新迭代日益加速,帶動(dòng)了虛擬制造技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械制造行業(yè)誕生虛擬化應(yīng)用概念。當(dāng)下,虛擬制造技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用途徑相對(duì)較為廣泛,主要集中在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、機(jī)械化生產(chǎn)控制管理、現(xiàn)代工藝制造等領(lǐng)域,融合多媒體技術(shù)和人工智能技術(shù),使相關(guān)工作人員可以事前對(duì)機(jī)械制造流程進(jìn)行仿真模擬,及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械制造加工中潛在的一些問(wèn)題并制定故障修復(fù)或風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防的預(yù)案,避免后期制造加工中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題或設(shè)備故障,減少設(shè)備維修資金投入,提升機(jī)械制造的效率和質(zhì)量。除此以外,通過(guò)精準(zhǔn)融合自動(dòng)化技術(shù)和虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢(shì),產(chǎn)品的研發(fā)周期可以在最大限度上被壓縮,企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新能力和水平會(huì)因此得到提升。企業(yè)可以在綜合考慮各方參與的基礎(chǔ)上展開(kāi)生產(chǎn)模擬,針對(duì)可能出現(xiàn)的生產(chǎn)問(wèn)題制定解決方案,降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本,提升企業(yè)的機(jī)械制造生產(chǎn)利潤(rùn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,虛擬化技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用將成為企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略落實(shí)的重要保障。
在生產(chǎn)制造機(jī)械時(shí),柔性化技術(shù)應(yīng)用可以推動(dòng)信息控制系統(tǒng)與生產(chǎn)物品儲(chǔ)備系統(tǒng)的結(jié)合,提升儲(chǔ)備物品的環(huán)境適應(yīng)能力。在經(jīng)濟(jì)全球化背景下,機(jī)械制造企業(yè)若想切實(shí)提升核心競(jìng)爭(zhēng)力,必須確保產(chǎn)品存儲(chǔ)和機(jī)械制造具有靈活性,充分滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。柔性自動(dòng)化在機(jī)械制造中不僅可以使生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)速度實(shí)現(xiàn)跳躍式增長(zhǎng),還可以對(duì)客戶(hù)調(diào)研情況以及市場(chǎng)銷(xiāo)售行情實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的追蹤和分析,從而及時(shí)改良產(chǎn)品生產(chǎn),提升交貨期限保障,幫助機(jī)械制造企業(yè)在行業(yè)內(nèi)樹(shù)立良好的口碑與形象。除此以外,柔性化的機(jī)械制造可以有效協(xié)助企業(yè)根據(jù)產(chǎn)品銷(xiāo)量展開(kāi)適應(yīng)性的調(diào)整和變動(dòng),在潛移默化中強(qiáng)化企業(yè)管理層以及生產(chǎn)制造流水線(xiàn)員工的職業(yè)技能,為企業(yè)創(chuàng)造更高的利潤(rùn)。
隨著機(jī)械制造行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,機(jī)械自動(dòng)化在機(jī)械制造中的應(yīng)用已經(jīng)成為時(shí)代發(fā)展的大勢(shì)所趨。基于現(xiàn)代建設(shè)理念,機(jī)械制造行業(yè)不僅要通過(guò)創(chuàng)新創(chuàng)造實(shí)現(xiàn)技術(shù)性的突破,同時(shí),還需要深入貫徹綠色、環(huán)保意識(shí),向?qū)嵱没?、綠色化以及智能化的發(fā)展方向邁進(jìn)。
機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展不能背離實(shí)用化,實(shí)用化是制造業(yè)發(fā)展的本質(zhì)要求。機(jī)械制造企業(yè)必須保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量并駕齊驅(qū),從根源上為利益最大化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)??陀^(guān)來(lái)說(shuō),雖然我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)已經(jīng)逐漸開(kāi)拓出數(shù)字化、自動(dòng)化以及智能化發(fā)展的新局面,但整體資金和技術(shù)投入仍舊較為有限,自動(dòng)化機(jī)械制造尚未形成成熟的體系,仍舊有較大的完善空間。針對(duì)這一問(wèn)題,機(jī)械制造企業(yè)需在未來(lái)發(fā)展中加強(qiáng)前沿技術(shù)的創(chuàng)新,積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備,在機(jī)械自動(dòng)化與機(jī)械制造行業(yè)的融合中推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
在高度推崇可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的時(shí)代背景下,各行業(yè)均將綠色環(huán)保作為發(fā)展主題,機(jī)械制造行業(yè)也不例外。在經(jīng)濟(jì)全球化與一體化趨勢(shì)下,機(jī)械制造行業(yè)必須客觀(guān)看待傳統(tǒng)機(jī)械制造模式產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題,如噪聲污染、污染物排放、能源和材料浪費(fèi)等問(wèn)題,及時(shí)采取有效舉措保護(hù)周邊環(huán)境,推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。此外,機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)制定綠色化、可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo),切忌在發(fā)展中盲目追求經(jīng)濟(jì)利益而忽略環(huán)保問(wèn)題。
隨著信息化時(shí)代的來(lái)臨,以人工智能為代表的新興技術(shù)整體呈現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展態(tài)勢(shì),成為機(jī)械制造行業(yè)智能化發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。人工智能技術(shù)與機(jī)械制造行業(yè)的融合強(qiáng)調(diào)將人腦研究功能分析結(jié)果大量應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)中,極大程度地提升了機(jī)械制造加工質(zhì)量效率。近年來(lái),機(jī)械制造行業(yè)對(duì)加工產(chǎn)品的精密性要求不斷提升,傳統(tǒng)的人工作業(yè)模式已經(jīng)難以滿(mǎn)足機(jī)械制造行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展要求。因此,機(jī)械制造企業(yè)需要側(cè)重推動(dòng)計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)、人工智能等與機(jī)械技術(shù)的融合,打造智能化的機(jī)械自動(dòng)化制造系統(tǒng)[4]。
綜上所述,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展為我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型提供了契機(jī)。針對(duì)機(jī)械制造行業(yè)中存在的制造工藝不完善、設(shè)計(jì)具有局限性的問(wèn)題,機(jī)械制造企業(yè)需要加大自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)投入,汲取國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),打造與機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展需求相一致的人才體系,建設(shè)智能化、集成化、敏捷化、虛擬化以及柔性自動(dòng)化的機(jī)械制造模式,推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的繁榮發(fā)展。