機械自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景的探索

董 玫

(河北機車技師學院，河北唐山 064000)

隨著我國科技的發(fā)展，機械自動化技術(shù)在國民生產(chǎn)各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，機械自動化不僅能提高勞動生產(chǎn)率，減少經(jīng)濟投入，而且能改進生產(chǎn)技術(shù)，推動社會的發(fā)展。它是一種全新的生產(chǎn)力，它的發(fā)展應(yīng)用在國內(nèi)外受到越來越多的關(guān)注。

科技的進步發(fā)展，是不斷開發(fā)、應(yīng)用、實踐的結(jié)果。大力推廣科技成果，正確判斷、識別并堅持機械自動化技術(shù)的發(fā)展走向，對于機械自動化技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。發(fā)展我國的機械自動化技術(shù)，應(yīng)從實際出發(fā)，注重實用，抓好基礎(chǔ)，配套發(fā)展，統(tǒng)籌規(guī)劃，逐步實施，實行經(jīng)濟效益驅(qū)動政策，并借鑒國外發(fā)展機械自動化技術(shù)經(jīng)驗，優(yōu)先發(fā)展低成本機械自動化技術(shù)，走中國的機械自動化技術(shù)發(fā)展之路。

1 機械自動化及其發(fā)展歷程

機械自動化主要指在機械制造業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù)，實現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn)，實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產(chǎn)過程，加快生產(chǎn)投入物的加工變化和流動速度。機械自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，是機械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。

機械自動化技術(shù)從20世紀40年代首先在機械制造冷加工的大批量生產(chǎn)過程中開始發(fā)展應(yīng)用，20世紀70年代至今為適應(yīng)市場的需求和變化，為提高機械制造業(yè)對市場靈活快速反應(yīng)的能力，開始建立起可變性自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，即圍繞計算機技術(shù)的柔性自動化。它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下，使機器設(shè)備或生產(chǎn)管理過程通過自動檢測、信息處理、分析判斷自動地實現(xiàn)預(yù)期的操作或某種過程，并能夠自動地從制造一種零件轉(zhuǎn)換到制造另一種不同的零件［1］。

改革開放以來，我國雖然在機械制造業(yè)方面投入了很大的精力，但是因為缺乏先進的科學技術(shù)，原有工業(yè)基礎(chǔ)也相對薄弱，致使我國的機械制造行業(yè)的發(fā)展緩慢，我國的機械制造業(yè)在國際上始終處于低水平狀態(tài)［2］。近年來，計算機的高度集成化，即計算機集成制造系統(tǒng)的開發(fā)，雖然大大加快了發(fā)達國家機械自動化的發(fā)展，但在我國仍處于機械自動化的初級階段。因此要大力引進和學習國外機械制造技術(shù)，逐步增強科研實力，使我國的機械制造業(yè)逐漸發(fā)展壯大。

2 我國機械自動化發(fā)展的現(xiàn)狀

目前我國機械制造業(yè)有11．8萬多個企業(yè)，發(fā)展很不平衡，有大量落后于現(xiàn)代水準的產(chǎn)業(yè)，手工勞動占有相當大的比重，且企業(yè)中自動化裝備少，水準低，不僅在數(shù)量上同世界先進國家有較大的差距，而且在品種上、質(zhì)量上、使用上同世界水準也存在階段性差距。因此，在我國推廣機械自動化技術(shù)是一個長期的過程，必須實事求是，一切從我國的具體國情出發(fā)，做好各項基礎(chǔ)工作，走中國的機械自動化技術(shù)發(fā)展之路［2］。

2.1 管理方面

工業(yè)發(fā)達國家廣泛采用計算機管理，重視組織和管理體制、生產(chǎn)模式的更新發(fā)展，推出準時生產(chǎn)線(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(chǎn)(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術(shù)。而我國只有少數(shù)大型企業(yè)采用了計算機輔助管理，多數(shù)小企業(yè)仍處于經(jīng)驗管理階段。

2.2 設(shè)計方面

工業(yè)發(fā)達國家不斷更新設(shè)計數(shù)據(jù)和準則，采用新的設(shè)計方法，廣泛采用計算機輔助設(shè)計技術(shù)(CAD)，大型企業(yè)開始無圖紙的設(shè)計和生產(chǎn)。而我國采用CAD技術(shù)的企業(yè)較少，范圍較小。

2.3 制造工藝方面

工業(yè)發(fā)達國家普遍采用數(shù)控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)，實現(xiàn)了柔性自動化。而我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段，柔性制造單元和系統(tǒng)僅在少數(shù)企業(yè)可見。

3 我國機械自動化技術(shù)的未來

我國是一個發(fā)展中國家，在發(fā)展機械自動化技術(shù)的同時，必須考慮這些技術(shù)是否適用，因此對待國外的先進技術(shù)我們要有針對性的吸收，做好機械自動化技術(shù)的引進、消化、吸收和開發(fā)工作，加強對機械自動化中的基礎(chǔ)技術(shù)的研究工作和開發(fā)建設(shè)工作，以及對機械制造業(yè)的生產(chǎn)工藝現(xiàn)代化、生產(chǎn)過程的基本工序自動化、輔助工序自動化等的研究，進而走適合中國國情的自動化之路。

3.1 發(fā)展實用型機械自動化技術(shù)

先進制造技術(shù)的目的在于應(yīng)用。機械自動化技術(shù)的未來發(fā)展要時刻以企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的實際需求為導(dǎo)向，如果背離了這一原則，將會導(dǎo)致我國機械自動化技術(shù)發(fā)展偏離軌道，不能為社會創(chuàng)造經(jīng)濟效益。只有結(jié)合實際，對機械自動化技術(shù)進行合理應(yīng)用，引入的機械自動化技術(shù)以實用為準，才能使機械自動化技術(shù)產(chǎn)生的效益最大化，從而提高國民經(jīng)濟效益。

發(fā)展機械自動化技術(shù)，應(yīng)以企業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展實際需要、具體條件為導(dǎo)向。只有對合適的產(chǎn)品采用與之相適應(yīng)的自動化方式進行生產(chǎn)，才能取得良好的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會經(jīng)濟效益。據(jù)調(diào)查，我國引進的弧焊機器人，完全正常運轉(zhuǎn)、充分發(fā)揮效益的只占1/3;另外1/3處于負荷不滿或不能完全正常運轉(zhuǎn)狀態(tài);還有1/3不能正常使用，這直接影響了企業(yè)對機器人的開發(fā)［3］。

3.2 發(fā)展投資少、見效快的低成本自動化技術(shù)

在機械自動化技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的初期階段，應(yīng)尋找投資少和見效速度快的自動化技術(shù)。這是因為，低成本的自動化技術(shù)有較大的潛力和發(fā)展前景，其較少的投資和較快的見效速度也讓企業(yè)有能力發(fā)展。率先發(fā)展低成本的機械自動化技術(shù)，其潛力大、前景廣、投資少、見效快。提高自動化程度，可以取得事半功倍的經(jīng)濟效益，這是我國現(xiàn)階段發(fā)展和國情的需要。如：美國麻省理工學院提出的精簡生產(chǎn)LP(Lean Production)模式，就是以最小的投入，取得最大的產(chǎn)出的具體體現(xiàn)。日本豐田公司采用適時生產(chǎn)JIT(Just In Time)、全面質(zhì)量管理TQC(Total Quallty Control)和成組技術(shù)GT(Group Technology)、彈性作業(yè)人數(shù)和以人為本為支柱的生產(chǎn)方式，均取得了良好的效益［4］。

3.3 結(jié)合中國國情，發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術(shù)

機械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復(fù)雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當機械的操作采用自動控制器后，生產(chǎn)方式才從機械化逐步過渡到機械控制自動化、數(shù)字控制自動化、計算機控制自動化。當前，中國機械制造業(yè)同世界先進水準相比仍存在階段性差距。在這種情況下，發(fā)展生產(chǎn)工藝成熟的大批量生產(chǎn)的自動化技術(shù)是適合我國基本國情的一種模式。大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品品種單一，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，產(chǎn)量很大，具有連續(xù)流水作業(yè)和綜合機械化的良好條件。因此，應(yīng)發(fā)展應(yīng)用電子計算機集成制造系統(tǒng)的高度自動化技術(shù)，應(yīng)發(fā)展生產(chǎn)效率高和技術(shù)經(jīng)濟效益良好的生產(chǎn)自動線，應(yīng)發(fā)展在自動線的基礎(chǔ)上按先進的工藝方案建立綜合自動化車間和全盤自動化工廠，應(yīng)發(fā)展采用數(shù)控機床或加工中心，建立柔性制造單元(FMC)，以取得較好的經(jīng)濟效益［5］。

3.4 配套發(fā)展機械自動化技術(shù)，注重人才培養(yǎng)

發(fā)展應(yīng)用機械自動化技術(shù)，基礎(chǔ)工作不容忽視，研究生產(chǎn)大量性能優(yōu)良、自動化水準高的機電產(chǎn)品是發(fā)展應(yīng)用機械自動化技術(shù)的關(guān)鍵。自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用就是在控制理論的指導(dǎo)下，對生產(chǎn)的物流和人的作用進行綜合的研究，涉及到機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制理論和計算機技術(shù)等各個方面。

發(fā)展應(yīng)用各種機械自動化新技術(shù)，需要不斷引入其他許多學科的新理念、新理論、新技術(shù)，將機械制造業(yè)中原有的一些傳統(tǒng)制造技術(shù)、產(chǎn)品和觀念等不斷更新和發(fā)展，這就要求有大量訓(xùn)練有素的工程技術(shù)人員、工人和管理人員。這種新的制造模式對工人、技術(shù)人員和管理人員在技藝、經(jīng)驗上的要求將逐漸降低，而對知識上的要求將迅速提高，隨之工人和技術(shù)人員的界限將逐漸消失，工人必須具有較高層次的知識結(jié)構(gòu)。

可見，抓緊人才培養(yǎng)是當務(wù)之急，機械制造業(yè)的廣大工程技術(shù)人員、工人、管理人員都需要學習和掌握各種自動化技術(shù)的新理念、新理論、新技術(shù)。只有有了充裕的人才資源，才能大面積推廣應(yīng)用自動化技術(shù)，從而提高我國機械制造業(yè)的自動化水準［6］。

4 結(jié)束語

總的說來，我國機械制造業(yè)的發(fā)展要瞄準世界先進水準，包括國際領(lǐng)域內(nèi)已展露鋒芒的某些新技術(shù)，要堅持提高與普及相結(jié)合的方針，這樣才能使我國的機械自動化技術(shù)走上高速度、高質(zhì)量和高效益之路，才能縮小我國的機械制造業(yè)與發(fā)達國家的差距，才能在未來激烈的國際競爭中立于不敗之地。應(yīng)抓住機遇，了解機械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，把握現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，早日使我國現(xiàn)代制造業(yè)與世界發(fā)達國家站在同一起跑線上。

［1］ 張耀．機械加工工藝設(shè)計［M］．北京：航空工業(yè)出版社，2007：15-16．

［2］ 高文龍．現(xiàn)代制造技術(shù)［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2009：52-53．

［3］ 馬志平．機械自動化的未來與現(xiàn)狀［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2007：77-79．

［4］ 張世昌．先進制造技術(shù)［M］．天津：天津大學出版社，2004：19-21．

［5］ 王先逵．機械制造工藝學［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2008：56-57．

［6］ 王世敬，溫鈞．現(xiàn)代機械制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢［J］．石油機械，2009，16(4)：5-6．