機(jī)械工程自動(dòng)化在制造業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用

李建都

（甘肅省慶陽能源化工集團(tuán)慶城天然氣有限公司，甘肅 慶陽 745000）

1 機(jī)械工程自動(dòng)化概述

1.1 機(jī)械工程自動(dòng)化的意義

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在經(jīng)濟(jì)和科技的帶動(dòng)下，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。但我國(guó)與先進(jìn)國(guó)家仍有一定差距，因此未進(jìn)行大規(guī)模的發(fā)展。目前，機(jī)器制造產(chǎn)品的制造能力和企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力在機(jī)械自動(dòng)化的帶動(dòng)下得以大幅度提高，這依賴于企業(yè)越來越重視機(jī)器工序的自動(dòng)化開發(fā)，這也是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的一條必經(jīng)之路。此外，制造業(yè)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率依托于機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)與制造工藝相融合，得到了質(zhì)的飛躍，極大地提高了我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)水平。技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的成功融合有效突破了我國(guó)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的瓶頸，間接為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)做出了巨大貢獻(xiàn)，也帶動(dòng)了其他產(chǎn)業(yè)的復(fù)興。

1.2 機(jī)械工程自動(dòng)化的特點(diǎn)

（1）安全性高。與傳統(tǒng)的機(jī)器制造相比，機(jī)械工程自動(dòng)化的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和安全性都有較大提升，這得益于信息化技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。安全問題是目前機(jī)器制造中設(shè)備運(yùn)行中存在的最大風(fēng)險(xiǎn)，也是最應(yīng)該關(guān)注的問題。因此，保障機(jī)械自動(dòng)化安全生產(chǎn)是制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的支撐。

（2）產(chǎn)品質(zhì)量更好。規(guī)模化和標(biāo)準(zhǔn)化是機(jī)械制造自動(dòng)化的兩大特點(diǎn)，自動(dòng)化技術(shù)保障了產(chǎn)品的安全性和質(zhì)量。工作人員在使用機(jī)械設(shè)備時(shí)，可以根據(jù)不同產(chǎn)品的不同要求對(duì)控制程序進(jìn)行修改，從而以最快的速度將新產(chǎn)品投入生產(chǎn)，可以有效減少生產(chǎn)過程中人為失誤造成的安全或質(zhì)量問題，使生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量得到了更有效的保障。一條自動(dòng)化打造的流水線在有效保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，還可以提升生產(chǎn)速度。自動(dòng)化技術(shù)在監(jiān)督管理工作中起到重要作用，公開透明的工作流程可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，主動(dòng)檢查可能出現(xiàn)的問題并解決，有效保障了對(duì)機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)和維修，預(yù)防潛在問題。自動(dòng)化技術(shù)在提升工作效率的同時(shí)還保障了產(chǎn)品質(zhì)量[1]。

（3）成本更低。機(jī)械工程自動(dòng)化的另一個(gè)作用是利用機(jī)器動(dòng)力代替人工操作，在提升生產(chǎn)效率和提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，能夠降低生產(chǎn)線整體的成本和消耗。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用將人力從生產(chǎn)線上轉(zhuǎn)移到自動(dòng)化控制任務(wù)上，使工作流程自動(dòng)化，更容易將高精尖技術(shù)運(yùn)用到生產(chǎn)中。人力相比于機(jī)器制造的不足主要在于精度的把控，因此，機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的提升，對(duì)成本的控制具有重要的意義[2]。

1.3 機(jī)械工程自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

（1）實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。提升產(chǎn)品精度是機(jī)電一體化技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)，是制造業(yè)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，目前制造業(yè)也在朝著機(jī)電一體化的方向發(fā)展。制造企業(yè)的發(fā)展受機(jī)電一體化發(fā)展的影響[3]。

（2）實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)機(jī)械制造方式逐漸落后，需要對(duì)機(jī)械工程技術(shù)進(jìn)行升級(jí)和革新，以適應(yīng)新時(shí)代的要求。在我國(guó)現(xiàn)代化發(fā)展的背景下，集控制理論、儀器儀表學(xué)等多學(xué)科于一體的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)能夠滿足機(jī)械產(chǎn)品的需求，因此該技術(shù)在廣泛的應(yīng)用中得到了優(yōu)化。

（3）融合信息和自動(dòng)化技術(shù)。自動(dòng)化技術(shù)依托信息技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)被應(yīng)用在人們的生產(chǎn)生活當(dāng)中，特別是結(jié)合了自動(dòng)化和信息技術(shù)的機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用。機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)解放了生產(chǎn)線上的工作人員，使得制造過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都可以得到有效的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)流程的安全管理。對(duì)此，信息化、智能化方向是新時(shí)代發(fā)展潮流下對(duì)制造企業(yè)的必然要求，所以制造企業(yè)應(yīng)該加大力度研究機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，同時(shí)集成機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)和信息化技術(shù)，優(yōu)化設(shè)備控制系統(tǒng)，通過機(jī)電終端遠(yuǎn)程控制設(shè)備，掌握生產(chǎn)過程。

（4）可持續(xù)發(fā)展。過去粗放的生產(chǎn)模式不再適用，其生產(chǎn)活動(dòng)會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染，綠色發(fā)展是所有企業(yè)的發(fā)展方向，我國(guó)制造業(yè)必須圍繞國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)整方向，必須順應(yīng)低碳環(huán)保發(fā)展的要求走可持續(xù)發(fā)展的道路。因此，制造企業(yè)應(yīng)本著綠色低能耗的原則來發(fā)展機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)，讓其在高效幫助制造業(yè)增加產(chǎn)量的同時(shí)，較少各種污染物的排放，真正幫助制造業(yè)走綠色低碳發(fā)展道路[4]。

2 機(jī)械工程自動(dòng)化在制造業(yè)中應(yīng)用存在的問題

2.1 技術(shù)問題

我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展與機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)息息相關(guān)，由于我國(guó)的自動(dòng)化技術(shù)暫未達(dá)到全球頂尖水平，因此封閉式結(jié)構(gòu)生產(chǎn)仍是我國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展的主要生產(chǎn)模式，這限制了智能化發(fā)展的應(yīng)用。因此，只有解除目前我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展影響的限制，才能有效提高我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展速度。在發(fā)展中結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，在自動(dòng)化技術(shù)和數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上探究適合我國(guó)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的綜合性技術(shù)。

2.2 應(yīng)用問題

在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用方面，工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化還未完全覆蓋，由于自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用后并不能保障所有的產(chǎn)品質(zhì)量和性能都符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，因此自動(dòng)化技術(shù)遲遲不能實(shí)現(xiàn)全覆蓋制造業(yè)。

2.3 人才問題

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用需要大量具備專業(yè)知識(shí)的人才支持。缺乏專業(yè)人員的指導(dǎo)，機(jī)械工程自動(dòng)化在制造業(yè)應(yīng)用的過程中將無法可持續(xù)發(fā)展，對(duì)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展十分不利。在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中，監(jiān)控是專業(yè)技術(shù)人員需要進(jìn)行的最重要的一項(xiàng)工作，之后根據(jù)工藝流程對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行不斷的研究和開發(fā)。通過對(duì)國(guó)內(nèi)的專業(yè)人才的培養(yǎng)，首先形成先進(jìn)的師資和實(shí)踐知識(shí)，然后再將由實(shí)踐形成的知識(shí)對(duì)社會(huì)上的人才進(jìn)行有效培養(yǎng)；通過培養(yǎng)更多的具備專業(yè)知識(shí)的人才來有效推動(dòng)我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展速度。

2.4 管理問題

機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，但是在管理上仍存在一些問題有待解決，特別是自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的引入和實(shí)施還存在一些弊端。目前有些機(jī)器制造管理者并沒有準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)到機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的最新發(fā)展，因此對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值產(chǎn)生了一些懷疑，導(dǎo)致機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)推廣存在一定難度。雖然越來越多的企業(yè)采用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，但形式化是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中存在的一大問題，無法對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行充分利用。機(jī)械工程自動(dòng)化管理系統(tǒng)在創(chuàng)新發(fā)展的過程中真正結(jié)合工程項(xiàng)目的很少，這就導(dǎo)致了機(jī)械工程自動(dòng)化管理體系還存在一些弊端。同時(shí)，在技術(shù)管理方面也存在一些缺陷，特別是機(jī)械自動(dòng)化的集成化管理有待進(jìn)一步發(fā)展。

3 機(jī)械工程自動(dòng)化在制造業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，必須從橫向和縱向兩個(gè)維度著手：首先要在技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新；其次要通過技術(shù)的合理應(yīng)用提高技術(shù)管理水平。

近年來，機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)的研究工作越來越受到制造業(yè)的重視，而且在科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)下，機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)幫助制造業(yè)在很多發(fā)展方向上取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前常用的技術(shù)包括集成化技術(shù)、智能自動(dòng)化技術(shù)、虛擬自動(dòng)化技術(shù)、信息化技術(shù)、柔性及功能性自動(dòng)化技術(shù)，下面將對(duì)以上技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

3.1 集成化技術(shù)應(yīng)用分析

在集成應(yīng)用中，自動(dòng)化技術(shù)的方法是系統(tǒng)地集成不同的技術(shù)，借助網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)庫，可以對(duì)原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞和重構(gòu)，從而有效優(yōu)化重構(gòu)后的機(jī)械機(jī)構(gòu)。該工藝結(jié)合了機(jī)械制造領(lǐng)域的各種要素，提高了機(jī)械制造行業(yè)的整體性能。在應(yīng)用集成自動(dòng)化時(shí)，大量的數(shù)據(jù)和信息被收集和統(tǒng)計(jì)后運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行處理和分析。根據(jù)數(shù)據(jù)和信息獲得清晰、有方向性的操作結(jié)果，并將計(jì)算出結(jié)果用于機(jī)器制造過程。集成自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造過程中的應(yīng)用是生產(chǎn)活動(dòng)和內(nèi)部控制的有效結(jié)合，在對(duì)機(jī)械制造生產(chǎn)體系起到優(yōu)化作用的同時(shí)，對(duì)企業(yè)的各項(xiàng)資源進(jìn)行了合理的配置，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量[5]。

3.2 智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用分析

機(jī)器智能自動(dòng)化技術(shù)依托智能化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化，可以有效提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，這就是智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的兩大優(yōu)勢(shì)。目前，機(jī)械工程領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用智能自動(dòng)化技術(shù)，并且有效提高了機(jī)械制造的安全性和穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了我國(guó)機(jī)械工程制造專業(yè)化水平。機(jī)械工程生產(chǎn)的投入成本，良好的經(jīng)濟(jì)效益是機(jī)械工程自動(dòng)化生產(chǎn)的重要優(yōu)勢(shì)，更是提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。傳統(tǒng)機(jī)械工程制造技術(shù)比較落后，智能自動(dòng)化技術(shù)可以幫助工程制造技術(shù)在應(yīng)用和管理上進(jìn)行革新，幫助機(jī)械工程設(shè)備解決生產(chǎn)中存在的問題。在將智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造時(shí)，必須結(jié)合工作需求，以技術(shù)為支撐，創(chuàng)造有效、便捷的管理模式，使生產(chǎn)活動(dòng)能夠可靠、高效地進(jìn)行。此外，通過創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等各種技術(shù)應(yīng)用[6]。

3.3 虛擬自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用分析

虛擬化自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用是一種仿真技術(shù)。其作用是在機(jī)械制造自動(dòng)化應(yīng)用之前對(duì)機(jī)器制造過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行檢查。其主要工作方式是基于仿真技術(shù)對(duì)機(jī)械制造過程進(jìn)行模擬生產(chǎn)，一旦在模擬中發(fā)現(xiàn)問題可以及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。出現(xiàn)各種各樣的問題是傳統(tǒng)的機(jī)器制造過程中常見的現(xiàn)象，問題的出現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。虛擬化技術(shù)可以有效解決此類問題，其在應(yīng)用過程中包含了仿真軟件、人工智能、多媒體、計(jì)算機(jī)等多項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)能夠在生產(chǎn)前根據(jù)客戶需求和市場(chǎng)變化對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量、使用和生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬，對(duì)機(jī)器制造過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行檢查并制定相應(yīng)的改進(jìn)措施[7]。

3.4 信息化技術(shù)應(yīng)用分析

機(jī)電一體化的發(fā)展依托于網(wǎng)格技術(shù)在機(jī)械工程制造自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用。例如在機(jī)械自動(dòng)化制造過程中，可將網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)都得到管理和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)和管理。員工只需操作計(jì)算機(jī)即可完成生產(chǎn)操作，可減少人工，節(jié)省投資成本，減少生產(chǎn)中的危險(xiǎn)工步。但同時(shí)，對(duì)員工的操作技能和信息化水平的要求更高，這就要求員工具備較高的計(jì)算機(jī)技能和操作機(jī)械制造自動(dòng)化設(shè)備的能力，以保證工作質(zhì)量。

3.5 柔性及功能性自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用分析

機(jī)械制造中采用柔性自動(dòng)化技術(shù)能都使信息控制系統(tǒng)和儲(chǔ)備系統(tǒng)有效結(jié)合，從而使得機(jī)械制造的柔性不斷提高，這可以有效針對(duì)市場(chǎng)需求不斷變化的情況，使得機(jī)械制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力不斷提高。當(dāng)機(jī)械制造業(yè)面臨市場(chǎng)需求發(fā)生變化時(shí)，其生產(chǎn)措施變化非常吃力，但是引入柔性自動(dòng)化技術(shù)就可以有效提高產(chǎn)品儲(chǔ)備的靈活性，對(duì)生產(chǎn)技術(shù)調(diào)整游刃有余，對(duì)生產(chǎn)效率的提高和成本的控制起著重要的作用。功能應(yīng)用程序主要通過了解用戶界面要求，將圖形應(yīng)用于用戶界面。功能應(yīng)用程序十分有利于一些非專業(yè)的用戶使用，而且將信息圖形化可以增強(qiáng)工作人員對(duì)信息的理解和認(rèn)識(shí)，有效提升工作人員的效率。功能引用程序可以根據(jù)不同人群的需求進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)，用戶也可利用PLC程序自主對(duì)應(yīng)用升序進(jìn)行改動(dòng)，這有助于實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)的綜合化與自動(dòng)化，進(jìn)而推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)的智能化發(fā)展。

4 結(jié)束語

總體而言，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義，既可以改善工藝流程、提高自動(dòng)化的效率，又可以提高人們的生活水平和生活質(zhì)量。工業(yè)和機(jī)械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。筆者在本文中研究和分析了機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，希望對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、工業(yè)和機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展、人民生活水平的提高具有重要意義?！?/p>