機(jī)電自動化在現(xiàn)代工程機(jī)械制造中的應(yīng)用

張軍林

（榆林學(xué)院能源工程學(xué)院，陜西 榆林 719013）

在我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，工程機(jī)械制造水平直接關(guān)系國家的工業(yè)化程度，影響整個經(jīng)濟(jì)市場的發(fā)展質(zhì)量。其中，將機(jī)電自動化技術(shù)應(yīng)用于工程機(jī)械制造業(yè)，能夠顯著提升工程機(jī)械制造的質(zhì)量與效率，保障工程機(jī)械制造市場的穩(wěn)定發(fā)展。因此，需深入把握機(jī)電自動化技術(shù)的應(yīng)用特點與應(yīng)用價值，在有效融合機(jī)電自動化技術(shù)理念與現(xiàn)代工程機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的基礎(chǔ)上，構(gòu)建完善的工程機(jī)械自動化制造體系，最終促進(jìn)工程機(jī)械制造行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

1 機(jī)電自動化概念及其應(yīng)用價值

1.1 機(jī)電自動化概念

機(jī)電自動化是由機(jī)械設(shè)備自主管理機(jī)械作業(yè)過程的一種管理手段，由操作者事先將指令輸入機(jī)械設(shè)備，借助自動化管理系統(tǒng)所包含的故障預(yù)警與過程管理功能實現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動化管控，大幅降低生產(chǎn)過程所需的人力、物力、資源，在實現(xiàn)精準(zhǔn)化管控的基礎(chǔ)上保障設(shè)備操作管理的整體水平，有助于促進(jìn)我國機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。此外，機(jī)電自動化是計算機(jī)技術(shù)長期發(fā)展過程中應(yīng)運而生的技術(shù)產(chǎn)物，依托計算機(jī)芯片實現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動化操作，因此，機(jī)電自動化具有較為明顯的多學(xué)科交叉特點，不僅涉及多個學(xué)科領(lǐng)域，同時也在多個行業(yè)中有著較為重要的應(yīng)用價值。

1.2 機(jī)電自動化在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用價值

在工程機(jī)械制造過程中，機(jī)電自動化的最大應(yīng)用價值在于能夠?qū)崿F(xiàn)針對機(jī)械制造全過程的精細(xì)化管理，這使因人為管理不當(dāng)所致的各種設(shè)備故障得到充分預(yù)防，有助于確保工程機(jī)械制造作業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行，并提升工程機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)效益。首先，依托機(jī)電自動化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)工程機(jī)械制造機(jī)電設(shè)備的自動開機(jī)與關(guān)機(jī)，幫助生產(chǎn)人員科學(xué)控制生產(chǎn)實踐。同時，在機(jī)電自動化技術(shù)應(yīng)用視角下，可圍繞機(jī)械制造機(jī)電設(shè)備構(gòu)建完善的故障預(yù)防機(jī)制，通過實現(xiàn)機(jī)械制造運行故障的及時預(yù)警幫助管理人員快速做出反應(yīng)，減少設(shè)備故障對生產(chǎn)作業(yè)的影響，最終確保生產(chǎn)企業(yè)的整體效益。其次，構(gòu)建機(jī)電自動化控制系統(tǒng)時，可借助參數(shù)設(shè)置控制整個設(shè)備系統(tǒng)，而當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常參數(shù)時，可通過自動化預(yù)警實現(xiàn)對常見故障的有效預(yù)防。另外，機(jī)電自動化系統(tǒng)包含自動記憶功能，這意味著當(dāng)故障發(fā)生時，系統(tǒng)能夠自動進(jìn)行處理，進(jìn)而避免因人為反應(yīng)不及時所致的設(shè)備損壞。最后，在傳統(tǒng)設(shè)備管理過程中，即使企業(yè)會根據(jù)設(shè)備管理需求制定系統(tǒng)的監(jiān)控體制，但仍不可避免會出現(xiàn)一定的設(shè)備故障，對此，應(yīng)用機(jī)電自動化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備的全過程、不間斷管理，不僅可大幅節(jié)約管理人員的時間和精力，同時也減少了不必要的企業(yè)成本，有助于推動工程機(jī)械制造企業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展[1-2]。

2 機(jī)電自動化在現(xiàn)代工程機(jī)械制造中的應(yīng)用

2.1 集成自動化技術(shù)

集成自動化技術(shù)是生產(chǎn)活動與生產(chǎn)技術(shù)的集合產(chǎn)物，在工程機(jī)械制造過程中，依托信息技術(shù)與機(jī)械制造的融合來搭建自動化管理體系，再加上計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)的導(dǎo)入，能夠最大限度地節(jié)約工程機(jī)械制造所需的人力、物力，提高工程機(jī)械制造的效率和質(zhì)量。此外，集成自動化技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代工程機(jī)械制造體系內(nèi)具備了較為重要的應(yīng)用價值，尤其是依托于集成自動化技術(shù)所實現(xiàn)的生產(chǎn)經(jīng)營與技術(shù)功能的集成，不僅可通過將工程機(jī)械制造所需的資源由“量變”轉(zhuǎn)變?yōu)椤百|(zhì)變”來實現(xiàn)有限生產(chǎn)資源的整合，同時也能在設(shè)計計算機(jī)輔助功能的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對工程機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的全面化管理，最終有效地為生產(chǎn)企業(yè)提供決策指導(dǎo)，推動企業(yè)不斷改進(jìn)自身生產(chǎn)過程，在提高其市場核心競爭力的同時保障其發(fā)展模式滿足市場的發(fā)展需求。

2.2 柔性自動化技術(shù)

柔性自動化技術(shù)以數(shù)控技術(shù)為核心，結(jié)合其他先進(jìn)技術(shù)手段構(gòu)成完整自動化控制體系，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制造全過程的自動化管理。其中，不同于傳統(tǒng)管理模式，柔性自動化技術(shù)能夠滲透至工程機(jī)械制造的整個過程，不僅可顯著提高機(jī)械制造的數(shù)據(jù)精確性，同時也能統(tǒng)一機(jī)械制造的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。此外，在傳統(tǒng)的工程機(jī)械制造過程中，因人為因素影響所致的各種生產(chǎn)問題時常出現(xiàn)，不僅容易造成大量的人力資源浪費，同時也會導(dǎo)致一定的生產(chǎn)參數(shù)不準(zhǔn)確事故，輕則影響產(chǎn)品質(zhì)量，重則導(dǎo)致嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。在此基礎(chǔ)上，柔性自動化技術(shù)關(guān)注每個生產(chǎn)流程的生產(chǎn)要點，以自動化控制系統(tǒng)干預(yù)機(jī)械制造生產(chǎn)，最終根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)需求合理控制生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，有助于擴(kuò)大工程機(jī)械制造產(chǎn)品的規(guī)模和增加種類，并促進(jìn)我國機(jī)械制造業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。

2.3 智能機(jī)電自動化技術(shù)

智能機(jī)電自動化技術(shù)體系內(nèi)，人工智能技術(shù)的應(yīng)用最為常見。依托于人工智能技術(shù)，大幅提高了機(jī)械制造的標(biāo)準(zhǔn)，提升了機(jī)械制造的設(shè)計水平，有助于推動工程機(jī)械制造產(chǎn)品性能的進(jìn)一步改善。但需注意的是，智能機(jī)電自動化技術(shù)對于操作人員的技術(shù)要求相對較高，即需要操作人員具有充足的技術(shù)素養(yǎng)以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，這既是保證設(shè)備故障及時處理的關(guān)鍵所在，又是發(fā)揮人工智能技術(shù)推理、決策、判斷、分析等功能應(yīng)用價值的重要基礎(chǔ)。此外，與柔性自動化技術(shù)相比，智能機(jī)電自動化技術(shù)的自動化水平和智能化水平相對較高，尤其是可通過預(yù)先在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置算法以實現(xiàn)機(jī)械設(shè)備故障的擬人化處理，最大限度地避免機(jī)械設(shè)備維修所致的人力損失，并切實提升工程機(jī)械制造企業(yè)的利潤空間。

3 機(jī)電自動化在現(xiàn)代工程機(jī)械制造中的應(yīng)用策略

3.1 設(shè)備故障診斷

在設(shè)備故障診斷方面，借助自動化控制系統(tǒng)能實現(xiàn)對設(shè)備運行參數(shù)的全面監(jiān)控。一旦參數(shù)出現(xiàn)異常，系統(tǒng)就能夠精確分析設(shè)備的故障種類和故障位置，并幫助維修人員以最及時的處理手段進(jìn)行控制。其中，通過應(yīng)用機(jī)電自動化技術(shù)，能夠在盡可能少破壞設(shè)備結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上系統(tǒng)地評估設(shè)備的運行情況，如設(shè)備的承受應(yīng)力、強(qiáng)度以及設(shè)備的可靠性等。

同時，依托于監(jiān)控系統(tǒng)分析與設(shè)備故障有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，掌握設(shè)備故障的產(chǎn)生原因，在建立設(shè)備故障模型基礎(chǔ)上給出最佳處理方案，最終實現(xiàn)對設(shè)備故障的精確化維修。此外，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障后，機(jī)電自動化控制系統(tǒng)能夠隨時記錄設(shè)備的參數(shù)情況，這使得整個設(shè)備故障從產(chǎn)生到維修的數(shù)據(jù)均能夠得到妥善記錄，有助于在數(shù)據(jù)庫技術(shù)的支撐下實現(xiàn)對常見工程機(jī)械制造設(shè)備故障信息的分析處理，并形成完善的設(shè)備故障預(yù)防體系，最終不斷提高管理人員的設(shè)備故障防范水平。例如，當(dāng)前我國工程機(jī)械制造過程中已經(jīng)使用了智能化的專家系統(tǒng)，能夠精確捕獲設(shè)備的運行狀態(tài)信息，并實現(xiàn)對設(shè)備運行過程的全面監(jiān)控，最終可顯著提高工程機(jī)械制造設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性和安全性[3-4]。

3.2 生產(chǎn)過程調(diào)控

在工程機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，機(jī)電自動化技術(shù)的應(yīng)用價值在于能夠?qū)崿F(xiàn)全過程的精細(xì)化管理，在精確計算各環(huán)節(jié)設(shè)備運行成本及生產(chǎn)效益的基礎(chǔ)上形成最佳的生產(chǎn)方案，最終幫助管理人員正確制訂生產(chǎn)方案。首先，針對材料檢驗階段，機(jī)電自動化技術(shù)能夠配合材料檢驗技術(shù)全面檢測所有材料，不僅可有效避免以往人為檢查采用抽樣檢查方法所存在的弊端，同時也能從根本上杜絕不合格材料流入市場，最終保障工程機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展；其次，依托于機(jī)電自動化系統(tǒng)中存儲的生產(chǎn)算法，能夠?qū)⒎彪s的重復(fù)工序與加工工序全部轉(zhuǎn)交給機(jī)器人負(fù)責(zé)，這使得工程機(jī)械制造流水線作業(yè)對于各類人員的需求顯著降低，既可以降低機(jī)械系統(tǒng)出錯率，保證生產(chǎn)加工的準(zhǔn)確性，又能夠大幅節(jié)約人力、物力，促進(jìn)企業(yè)市場利益的進(jìn)一步提高。

4 機(jī)電自動化在現(xiàn)代工程機(jī)械制造中的發(fā)展趨勢

4.1 虛擬化

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，通過模擬試驗找尋工程機(jī)械制造過程中的潛在隱患已經(jīng)成為現(xiàn)實。根據(jù)工程機(jī)械制造設(shè)計流程搭建生產(chǎn)模型，能夠在模擬整個生產(chǎn)過程的基礎(chǔ)上挖掘生產(chǎn)管理的難點和重點，進(jìn)而提早做好防范工作，并確保設(shè)備故障處理過程的有條不紊。

4.2 網(wǎng)絡(luò)化

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展背景下，對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開發(fā)利用將直接成為工程機(jī)械制造企業(yè)參與市場競爭的關(guān)鍵所在。其中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得多企業(yè)擁有了廣闊的市場發(fā)展空間，不僅可以加快我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的一體化發(fā)展進(jìn)程，同時也能在激烈的市場競爭引導(dǎo)下加快市場資源的有效整合，最終促進(jìn)整個產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

5 結(jié)束語

總之，對于我國工程機(jī)械制造行業(yè)來說，機(jī)電自動化技術(shù)的應(yīng)用極為關(guān)鍵，應(yīng)深入明確以機(jī)電自動化技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建機(jī)械制造管理體系的必要性，在逐步構(gòu)建、完善產(chǎn)品管理體系的基礎(chǔ)上保障工程機(jī)械制造的市場環(huán)境，最終促進(jìn)我國工程機(jī)械制造行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。