機械工程及自動化在制造中的應用及發(fā)展趨勢

石志銘

（江西贛能股份有限公司居龍?zhí)端姀S，江西贛州 341000）

1 機械工程及自動化的基本概述

機械工程及自動化是一門綜合類學科，其中囊括了很多理論知識，隨著科學技術的不斷發(fā)展，機械工程及自動化具有極強的應用價值，為制造行業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻。在應用機械工程及自動化過程中，技術人員要了解相關的機械理論知識，對機械工程及自動化系統(tǒng)進行開發(fā)與設計，從而提高機械工程及自動化的應用實踐成果。近年來，高速的經(jīng)濟發(fā)展與技術進步，我國機械工程及自動化技術獲得了迅猛發(fā)展，在各個相關領域均得到了廣泛的應用，成為了支撐我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要動力。

2 發(fā)展機械工程及自動化的意義

當前，我國經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)進入到了新的階段，從國家工業(yè)發(fā)展的角度來看，迫切需要將自動化技術融入到機械工程當中，重視對機械工程及自動化技術的研究，增強核心競爭力，將自動化技術作為提振機械制造業(yè)發(fā)展的動能之一。與此同時，智能化技術與自動化技術相互結合，可以進一步提升機械制造企業(yè)的生產(chǎn)效率，緩解工人的工作強度，同時也可起到提升制造精度的作用。最后，生產(chǎn)效率與質量，關系到機械制造企業(yè)的經(jīng)濟效益，注重機械工程及自動化在制造中的應用研究，可以成為未來機械制造行業(yè)發(fā)展的機遇之一，起到提升我國國民經(jīng)濟發(fā)展實力的關鍵作用。

3 機械工程及自動化的應用優(yōu)勢

與傳統(tǒng)機械制造技術相比，自動化技術的加入，不僅可以提升零部件加工效率，而且還具有以下應用優(yōu)勢。

3.1 取代傳統(tǒng)人工作業(yè)

機械工程與自動化技術的結合，可以使機加工作業(yè)更具精準的開展，并可交由計算機時刻跟蹤作業(yè)流程，提升機械工程的自動化水平。在自動化技術的幫助下，整個機械工程作業(yè)系統(tǒng)可以實現(xiàn)在無人監(jiān)控的狀態(tài)運行，運行性能更加可靠。此外，在機械工程中，自動化技術的融入，可以減輕運行維護人員的工作強度。由計算機對整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行監(jiān)管，當系統(tǒng)中出現(xiàn)問題后，計算機可以查找故障位置，給出有針對性的解決方案，維護人員可以快速完成故障問題的修理工作，縮減故障時間。與此同時，由于機械自動化作業(yè)會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)信息，自動化技術可以對數(shù)據(jù)信息進行收集、整理與分類，以數(shù)據(jù)庫的方式存儲在計算機中，當有問題發(fā)生后，計算機可以通過數(shù)據(jù)對比，及時總結各類問題發(fā)生原因，杜絕此類故障問題再次出現(xiàn)。在機械制造企業(yè)中，自動化技術為實現(xiàn)無人操作提供了技術保障，不僅簡單的工作可以交由系統(tǒng)自主完成，復雜的加工程序同樣可以勝任。在遠程監(jiān)控系統(tǒng)的幫助下，機械自動化設備可以具備全天、高質量工作的條件，保證機械加工作業(yè)可以有序開展[1]。

3.2 簡化傳統(tǒng)作業(yè)流程

在傳統(tǒng)生產(chǎn)制造模式下，受制于技術方面的限制，導致機加工的精度無法再次提升，動態(tài)控制只能在比較低的水平下實現(xiàn)。機加工存在很大的誤差，影響機械加工零部件的生產(chǎn)質量，不利于提升機械制造企業(yè)的經(jīng)濟效益。但隨著自動化技術的不斷升級，智能水平相比以往有著巨大的飛躍。在自動化系統(tǒng)的幫助下，計算機可以對整個生產(chǎn)加工流程進行高精度控制，并且可以簡化作業(yè)流程，刪除一些冗余的程序，提升機械制造的效率，有助于降低生產(chǎn)成本。

3.3 電氣系統(tǒng)控制更加便捷

隨著自動化技術在機械工程領域的應用越來越多，成為衡量機械制造企業(yè)技術實力的關鍵要素。在智能化及自動化技術的幫助下，相關機加工設備可以具備全天候的工作條件，人力資源得到大幅度精簡，幫助機械制造企業(yè)減少成本支出，有利于提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。另外，隨著自動化技術的不斷升級，已然成為了制造行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要動力，為行業(yè)發(fā)展提供技術保障。

4 機械工程及自動化應用過程中存在的問題

4.1 編程水平有待提升

機械工程及自動化離不開高水平的編程技術，我國自動化技術雖然在近些年取得了較快的發(fā)展，但是編程水平相比一些發(fā)達國家依然存在一定差距。此外，我國機械制造企業(yè)人才儲備不足，致使優(yōu)質的自動化編程人員數(shù)量相對稀少，人才隊伍建設還需進一步加強，否則將會對機械工程及自動化技術的發(fā)展產(chǎn)生限制作用。

4.2 自動化技術應用水平有待提高

衡量國家的工業(yè)發(fā)展水平是否發(fā)達，重要的是檢驗其自動化技術的應用水平。與國外相比，我國機械工程及自動化技術的發(fā)展時間比較晚，近些年各大機械制造企業(yè)已經(jīng)投入大量人力、物力資源，但是在具體實踐應用中依然不可避免地存在一些缺陷。隨著我國經(jīng)濟實力的不斷提升，自動化技術水平勢必會再上一個臺階。

5 機械工程及自動化在制造業(yè)中的應用

5.1 智能化技術的應用

隨著智能化技術的不斷升級，將其與機械工程自動化技術相結合，將智能制造融入到機械制造企業(yè)的發(fā)展脈絡當中，提升整個生產(chǎn)系統(tǒng)的擬人化能力。在機械工程及自動化中，智能化技術的應用可以概括為以下幾個方面。

（1）將智能化技術應用到日常管理環(huán)節(jié)。在管理系統(tǒng)中融入智能化技術，利用智能化技術對相關軟件的應用進行管理，確保所有生產(chǎn)流程的管理可以依靠智能化管理軟件來實現(xiàn)，有助于及時發(fā)現(xiàn)、解決機械生產(chǎn)制造中的突發(fā)問題。與此同時，生產(chǎn)情況、質量情況等可以智能化地反映到監(jiān)控屏幕中使用管理軟件實施智能化的管控，并有針對性地完成管理計劃的制定工作，使管理計劃更加科學、合理。

（2）在生產(chǎn)設備中融入智能化技術。提升生產(chǎn)設備的智能化水平，生產(chǎn)設備可根據(jù)提前編制好的程序開展生產(chǎn)活動，實現(xiàn)智能化的加工與制造。由此可以縮減人力資源成本支出，同時也有助于加快生產(chǎn)速率，使所生產(chǎn)機加工零部件的精度上升一個臺階。此外，智能化的生產(chǎn)設備可以針對具體環(huán)節(jié)實施管控工作，每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)均可得到監(jiān)控，并且可對收集到的信息進行分析、整理，預測可能存在的故障隱患問題，及時消除故障隱患，保證整個生產(chǎn)線可以長期穩(wěn)定運行[2]。

（3）在產(chǎn)品中應用智能化技術。除了在管理、生產(chǎn)設備中應用智能化技術外，隨著智能化技術的逐步升級，其在機械產(chǎn)品中的應用程度也逐漸加深。產(chǎn)品中應用智能化技術，可以使機械產(chǎn)品的智能化水平提升，增強機械產(chǎn)品在市場中的競爭力，使產(chǎn)品具備更多的智能化功能，對機械制造企業(yè)發(fā)展具有積極作用。

5.2 集成化技術的應用

機械工程及自動化技術十分復雜，需要結合多種技術才可實現(xiàn)全自動化的生產(chǎn)與加工，所以為了提升機械加工的效率，將眾多技術集成為一個整體就成了必然趨勢，同時也可將自動化技術的應用價值顯現(xiàn)出來。在機械工程自動化應用中，除了自動化技術外，還有微電子技術、計算機技術等現(xiàn)代技術型式，將多種新技術集合起來進行應用，可以更好地提升我國機械制造的水平。集成化技術中包括：計算機輔助設計、系統(tǒng)評估與系統(tǒng)測試技術等。為了將各類技術集成到自動化系統(tǒng)中，不僅需要復雜的理論指導，還要技術人員可以將各類技術整合起來，并在實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中高質量應用，確保每個環(huán)節(jié)可以有集成化技術的幫助，從而實現(xiàn)自動化作業(yè)。

5.3 虛擬化技術的應用

傳統(tǒng)機械加工的誤差相對較大，會因為數(shù)值設定不當而產(chǎn)生裝配問題，影響機加工零部件的生產(chǎn)質量，甚至會出現(xiàn)報廢現(xiàn)象，增加了材料的浪費，也有損企業(yè)的經(jīng)濟效益。但隨著虛擬化技術的不斷發(fā)展，機械加工制造企業(yè)可借助虛擬化技術，在計算機中設定有關數(shù)值，模擬零部件的加工過程，并對模擬結果進行比對，有問題可以及時發(fā)現(xiàn)，并最終在產(chǎn)品中應用經(jīng)過測試的數(shù)值，提升產(chǎn)品的加工成功率，確保所加工的產(chǎn)品各方面參數(shù)均符合圖紙要求。在虛擬化技術中，CAD 輔助設計是應用最廣泛的技術形式。借助CAD輔助設計，可對復雜的產(chǎn)品進行三維建模，并生成可用于生產(chǎn)加工的圖紙，同時也可對零部件的強度進行模擬分析，提升產(chǎn)品的設計質量，降低設計難度。此外，借助CAD 輔助設計，可以規(guī)避傳統(tǒng)加工生產(chǎn)中存在的諸多問題，提升產(chǎn)品的制造精度[3]。虛擬化技術的科學使用，可以在計算機中完成待加工零部件的仿真研究，從頭模擬一個零部件的加工過程，及時發(fā)現(xiàn)并解決實際生產(chǎn)階段可能存在的問題，確保整個加工流程可以有序進行。

5.4 柔性自動化技術的應用

機械制造領域市場競爭激烈，為了提高適應市場變化的能力，需要迎合市場需求，及時制定出更具靈活性的設計方案，增強機械產(chǎn)品的功能。對于柔性自動化技術而言，其靈活性突出，可以適應各種自動化系統(tǒng)，提升機械制造企業(yè)適應外界變化的能力，有效應對市場需求，增強機械制造企業(yè)市場競爭力。

6 機械工程及自動化的發(fā)展趨勢

6.1 以智能化技術為支撐，發(fā)展實用型機械工程自動化技術

智能化技術的開發(fā)從未停止，將自動化技術與智能化技術融為整體，是推動機械工程及自動化技術發(fā)展的重要課題。智能化技術的融入，符合工業(yè)一體化的發(fā)展方向。在智能化技術的幫助下，系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息可以得到智能化的分析，具備高速運算能力的計算機可對信息進行收集與整理，并給出智能化的工作建議，提升整個系統(tǒng)的控制精度。作為機械制造企業(yè)的領導者，要注重研究智能化技術，并以智能化技術為導向，努力開發(fā)實用性機械工程自動化技術，提升整個行業(yè)的自動化與智能化水平，最大限度地發(fā)揮智能化與自動化技術帶來的技術優(yōu)勢，增強企業(yè)的經(jīng)濟效益[4]。

6.2 注重網(wǎng)絡化與機械工程自動化技術的融合

互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，整個社會已經(jīng)悄然進入互聯(lián)網(wǎng)時代。對于機械制造行業(yè)而言，同樣要重視將自動化技術與網(wǎng)絡技術融合為一個整體，加快機電設備一體化的發(fā)展速度。在機械制造領域，利用網(wǎng)絡技術，可以實現(xiàn)遠程控制，工作人員在監(jiān)控室便可對整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行控制，降低管理成本。所以，網(wǎng)絡化發(fā)展是機械制造企業(yè)重點的發(fā)展方向，對提升企業(yè)競爭力同樣具有重要作用。

6.3 堅持綠色化的發(fā)展方向

經(jīng)濟的快速發(fā)展對環(huán)境造成了不可逆的影響，當前，綠色經(jīng)濟成為了社會發(fā)展的主旋律。對于機械制造行業(yè)而言，為了降低生產(chǎn)成本，杜絕資源浪費，保護廠區(qū)周邊環(huán)境，同樣要以“綠色發(fā)展理念”作為企業(yè)發(fā)展方向。機械工程及自動化技術恰恰符合綠色發(fā)展理念，借助自動化技術的特點，可以極大地提升資源利用率，減少返工、報廢等問題，所以堅持綠色化的發(fā)展理念，將成為推動自動化技術發(fā)展的重要基石[5]。

6.4 加快節(jié)能與小型化的發(fā)展速度

部分機械制造企業(yè)中的設備占地面積大，需要耗費很多能源，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。隨著自動化技術的發(fā)展，生產(chǎn)設備將逐漸朝著小型化、低能耗的方向發(fā)展，所以可以進一步節(jié)約企業(yè)的土地資源，能耗也可大幅度降低，與綠色環(huán)保理念相契合，滿足低碳、環(huán)保的社會發(fā)展要求，對提升企業(yè)的社會效益大有益處。

6.5 提升機電一體化技術的研究力度

將機械工程與電氣部分相互融合，機電一體化技術在機械制造企業(yè)中進行應用，可以極大地提升機械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，并且可根據(jù)用戶需求，有針對性地改進產(chǎn)品設計與生產(chǎn)理念，保證產(chǎn)品功能可以符合市場需求。因此，加快機電一體化的融合速度，有助于推動機械制造行業(yè)更快的發(fā)展[6]。

7 結束語

機械工程對于整個社會經(jīng)濟的貢獻十分重大，要加強自動化與機械工程的結合，下大力氣研究自動化技術的應用價值，全面在機械工程行業(yè)宣傳自動化技術的應用優(yōu)勢，使自動化技術成為促進機械工程行業(yè)發(fā)展的重要動力，對全面提升我國機械工程及自動化技術應用水平具有重要意義。