大數據背景下機械自動化的發(fā)展趨勢

陳星寧

（福建省科學技術信息研究所，福建 福州 350003）

機械自動化的發(fā)展對于我國的經濟發(fā)展起著重要作用，作為制造大國，機械自動化的水平直接影響著我國的制造水平和效率。全球范圍內的第四次工業(yè)革命已然開始， “互聯網+”的出現，也給予了許多企業(yè)新的發(fā)展機遇，大數據的應用，為機械自動化的進一步發(fā)展奠定了基礎，既是一次機遇，又是一次挑戰(zhàn)。因此，研究大數據背景下的機械自動化發(fā)展趨勢至關重要。

1 大數據的研究背景

大數據 （Big Data）自2012 年首次提出就迅速引起了全球的廣泛關注，在國內也迅速成為了當年的網絡熱門詞匯。大數據之所以能夠迅速受到關注，基于2 個大事件：一是美國谷歌公司利用大數據的分析功能預測出了2013 年美國的流感；二是微軟公司借助大數據預測了當年的奧斯卡獎項，在預測的14 項獎項中命中了13 項。這2 個事件的發(fā)生，讓全球對大數據有了一定的了解，至此，大數據走進了社會大眾的視野。而大數據所蘊含的信息量之大，是不能夠用當前的主流工具來進行計算和分析的。在所有企業(yè)的發(fā)展中，大數據都能夠快速為其收集到有關的信息，大數據并不是一項技術，而是隨著時間的推移和信息量的增加而產生的一種數據現象。在實際應用中，大數據的意義并不在于其信息含量的多少，最關鍵的是大數據的信息處理能力。在企業(yè)和行業(yè)的發(fā)展中，快速準確地處理信息能夠幫助企業(yè)迅速占領市場，這也是大數據受到企業(yè)關注的原因。

2 機械自動化的概念與研究背景

機械自動化顧名思義就是機械技術和自動化技術相結合的產物。機械自動化的發(fā)展經歷了3 個階段：剛性自動化、柔性自動化以及綜合自動化。機械自動化的出現直接提高了機械制造業(yè)的生產效率和水平，代替了大量的人工作業(yè)，大大降低了企業(yè)的生產成本，也提高了產品的生產質量。機械自動化不僅造福了整個機械制造行業(yè)，也大大提高了我國的經濟發(fā)展水平[1]。

3 大數據下機械自動化的主要應用領域

目前的機械自動化技術已經能夠滿足器械的自動加工、裝配以及檢測反饋等功能。這能夠使產品的生產周期大大縮短，提升產品的生產速度和質量。機械自動化技術的應用也十分廣泛，幾乎能夠應用到所有的領域。

3.1 農業(yè)領域的應用

我國作為人口大國，農業(yè)發(fā)展是支持經濟發(fā)展的重要一環(huán)，我國每年在農業(yè)方面都要投入一筆不菲的費用。近年來，我國農業(yè)器械的擁有量不斷上升，農業(yè)自動化水平也有了穩(wěn)步提高。國家的大力支持，讓越來越多的農民意識到機械自動化的重要。目前，機械自動化技術已被應用到農產品的加工、儲存、運輸等多個方面，極大地縮短了農民群眾的勞動時間，提升了農作物的質量，得到了農民的廣泛好評[2]。

3.2 工程領域的應用

我國大多數的施工場地是非常復雜的，工作環(huán)境也十分惡劣。為了保證工程能夠按部就班地進行，大數據下的機械自動化技術就被應用到了其中。例如，在機械上安裝自動識別系統(tǒng)，讓器械能夠自動識別位置，按照已經設計好的線路進行移動，偶爾發(fā)生路線偏移的情況，也可以利用大數據分析進行復位。一些識別系統(tǒng)還擁有較高的感知度，能夠識別沙石等特殊材質。機械自動化在工程中的應用，極大地降低了工人的施工風險，提高了施工質量。

3.3 工業(yè)領域的應用

改革開放以來，我國的國民經濟處于穩(wěn)步增長的狀態(tài)，人民的生活水平和質量有了顯著提高，溫飽問題得到了解決，人們對于食品工業(yè)有了更高的追求。將機械自動化技術應用到食品包裝行業(yè)能夠有效地提高生產率，為企業(yè)實現更高的收益。現代化的自動包裝機械已經能夠將食品檢測、包裝及電子信息等多方面的技術融為一體，極大地提高了食品包裝的質量和速度。

4 大數據下機械自動化的具體特征

4.1 高效率

近年來，隨著我國工業(yè)的繁榮發(fā)展，對于機械的要求也越來越高，因此就有了機械制造及自動化，而大數據的出現又使得機械自動化技術有了進一步的提升。與傳統(tǒng)的機械制造技術相比，大數據下的機械自動化能夠實現遠程操控，只需要將有關的程序和命令輸入到系統(tǒng)中，大數據就會自動處理數據進行操作，節(jié)省了大部分人力資源的同時，也提高了器械的工作效率。

4.2 高安全性

通常情況下，大數據下的機械自動化設備不會導致產品質量問題的發(fā)生。哪怕器械出現了問題，機械也會自動對問題進行分析和處理，即使出現一些較大的問題，工作人員也能夠根據指示很快地找出問題根源并快速解決，這樣就能夠將可能造成的影響降到最低。而傳統(tǒng)的生產方式遠遠不能做到這一點，不只會出現產品的質量問題，在對器械進行檢修時，工作人員也需要逐一排查，耗費大量的時間和人力，有時甚至會發(fā)生誤判的情況，導致問題無法得到及時解決。因此，大數據下的機械自動化擁有非常高的安全性。

4.3 綠色環(huán)保

在傳統(tǒng)的認知中，機械自動化會浪費很多的電力資源，導致大量的污染和資源浪費。但事實恰恰相反，大數據下的機械自動化不僅不會造成資源浪費，反而更加綠色環(huán)保。大數據下的機械自動化器械能夠儲存能源，進行低能耗的運作，再加上一些質量高、體積小的驅動設備，更能夠達到節(jié)約能源的目的。

5 大數據下機械自動化的發(fā)展現狀

大數據推動了機械自動化的發(fā)展進程。數據的出現加快了機械自動化的發(fā)展，機械自動化在收集、分析、處理數據方面發(fā)揮著巨大作用。大數據的應用也使得機械自動化在數據分析和處理上省去了很多不必要的環(huán)節(jié)，實現了高效作業(yè)。當然，目前我國的大數據發(fā)展仍有不足，在機械自動化上的應用還有待進步。

5.1 機械自動化的不足之處

一是我國的機械制造業(yè)比西方發(fā)達國家起步晚，這樣的差距使得我國在機械制造方面的科研和管理落后于發(fā)達國家。盡管我國的機械數量和銷量遠遠高于其他國家，但在機械自動化的創(chuàng)新上知識產權較少，核心技術依舊要依賴其他國家。海爾、美的等知名品牌的產品雖然遠銷海外，但核心技術仍然需要進口。不可否認我國是生產大國，但不是創(chuàng)造大國，想要尋求大數據下的進一步突破，就需要在機械自動化的自主研發(fā)與創(chuàng)新上下功夫。

二是機械自動化的管理方式不夠科學。現階段，我國對大數據下機械自動化的優(yōu)勢普及度還不高，只有極少數的企業(yè)采用了計算機系統(tǒng)管理，而使用電子自動化來進行資料歸檔和整理的就更少了，管理方式欠缺科學性。而在西方國家，早已開始利用計算機自動化系統(tǒng)，在產品生產的前期和中期等階段都使用了電子自動化管理模式。由于對機械自動化的普及程度不夠，導致了我國國民對于機械自動化的認知存在一定的偏差。大多數人認為大數據下的機械自動化能夠實現生產過程的全自動化，完全不需要人為操作，盲目地追求生產過程的全自動化。但這些都需要立足于我國的國情和實際情況來決定，我國是世界上最大的發(fā)展中國家，在經濟發(fā)展水平和科技創(chuàng)新能力等方面還有許多的不確定性，不能盲目發(fā)展。此外，我國對于大數據下機械自動化的發(fā)展也有技術不足、投入少等方面的缺點。在大數據的時代下，最關鍵的是要實現大數據的研發(fā)和推廣，但目前大數據仍然屬于高端技術研究領域，與大部分人的生活關聯甚少，再加上普及度不高，許多人對大數據的認知不足甚至錯誤。

5.2 機械自動化的進步

5.2.1 信息安全的進步

在信息技術高速發(fā)展的時代，無論是企業(yè)還是政府，信息安全都是第一要素。數據時代的到來，也使得網絡信息安全備受人們關注。為了保障各行各業(yè)數據傳輸的安全性，有關人員對此進行了大量的研究，并與自動化技術進行了有效結合，這就能夠解決傳統(tǒng)數據傳輸中存在的問題。在傳統(tǒng)的交互模式下，一旦信息安全受到威脅，系統(tǒng)只能在事后對數據進行修補，信息管理無法掌握主動權。但在大數據的輔助下，信息管理就能夠對數據的安全性進行預測，并自動生成應急方案。可以說，大數據信息可以進行自我防護，從而進一步提高了信息安全性。

5.2.2 保證機械制造設備性能和提高生產效率

在大數據上，機械自動化能夠將更先進的技術和裝置進行合理的應用，這些技術能夠在生產過程中自動對生產設備的質量和性能實時監(jiān)測。如果檢測未達到預期的標準，也會采取相應合理的措施進行調整，保證生產設備以最佳狀態(tài)進行生產。大數據下的機械自動化生產線能夠收集和儲存產品的有關數據和信息，并對這些信息進行分析，不斷調整相關數據，以確保產品的質量。不僅如此，在大數據的支持下，生產設備也會對生產出的產品進行質量檢測，確保產品符合相關標準，對于不符合標準的產品也會自動剔除。在大數據背景下，機械自動化除了能夠保證企業(yè)的生產效率及產品質量之外，還能夠保證生產設備的性能，有利于企業(yè)的獲益和發(fā)展。

6 大數據背景下機械自動化未來發(fā)展趨勢分析

6.1 更加注重實用性

大數據下的機械自動化技術正在進一步成熟，在這個過程中，不能為了快速發(fā)展而忽略我國的實際情況，盲目地引進和擴大技術。這種不基于我國國情的發(fā)展方式是沒有意義的。在未來的機械自動化技術發(fā)展中，需要的是對社會經濟需求進行綜合考量，還要根據不同產品的生產需求來進行研發(fā)，只有這樣才能夠使企業(yè)效益最大化[3]。發(fā)展過程中一定要樹立正確的方向，使機械自動化朝著更加綠色化、數字化、智能化的方向發(fā)展。

6.2 更加綠色化

目前我國是世界上人口最多的國家，資源緊缺已經成為一個現實問題。要降低資源短缺對我國造成的威脅，就要注意節(jié)約資源。一直以來，機械自動化是一個高能源耗費的行業(yè)，盡管機械自動化為國家和企業(yè)帶來了不菲的財富，給人民的生活帶來了便利，但以破壞、污染環(huán)境為代價，巨大的環(huán)境污染不可避免[4]。顯然，我國已經意識到了這樣的問題，目前已在極力改善，在未來機械自動化的發(fā)展中，也會把保護環(huán)境、節(jié)約資源放在首位，爭取做到用最少的能源消耗來實現利益的最大化。例如，適當借鑒其他國家的優(yōu)秀技術，根據實際情況進行改造，達到低能耗、高收益的發(fā)展目標。

6.3 成本更低且效率更高

大數據下機械自動化帶來的高收益、高效率被越來越多的企業(yè)所關注。因此，很多企業(yè)盲目地在機械自動化上投入大筆的資金，但這并不能帶來更多的效益，反而不利于機械自動化的發(fā)展。機械自動化需要朝著成本低、效益高的方向，才能夠發(fā)展得更加持續(xù)穩(wěn)定，可以通過借鑒西方國家大數據下機械自動發(fā)展模式，吸取經驗，再根據我國國情和企業(yè)的發(fā)展目標進行調整。這樣才能避免企業(yè)資金的浪費，也能夠降低產品的生產成本。大多數機械制造企業(yè)都有很多的通用設備，在機械自動化的發(fā)展中可以將這些設備利用起來，加以大數據的應用。不是要將這些設備通通摒棄，重新購買新的設備，這樣只會增加產品的生產成本，而是在舊設備的基礎上進行改造，這樣的方式也最能夠體現投資少、收益快和見效快[5]。

7 結束語

綜上所述，在大數據背景下，我國機械自動化技術正在飛速發(fā)展，盡管在這一過程中仍然存在許多問題，但機械自動化技術的發(fā)展仍然呈現良好態(tài)勢。雖然目前機械自動化技術存在著創(chuàng)新不足、普及度不夠、管理方式不夠科學等缺點，但是在未來的發(fā)展中，企業(yè)將更加重視機械自動化技術，更加注重實用性，更加注重低碳環(huán)保，以 “低成本投入、高效益回報”的發(fā)展理念逐步推進大數據下機械自動化的發(fā)展，以實現企業(yè)效益的最大化。