自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

摘 要：機(jī)械制造業(yè)所涉及的產(chǎn)品往往體積較大，人工操作不便。自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)，解決了機(jī)械制造業(yè)人工操作的困境與瓶頸，大大提高了機(jī)械制造業(yè)的效率。本文在分析自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，著重分析了自動(dòng)化技術(shù)的主要應(yīng)用現(xiàn)狀，并對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)做了前瞻性分析。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；機(jī)械制造；應(yīng)用；趨勢(shì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.197

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)無(wú)論是生產(chǎn)規(guī)模還是生產(chǎn)技術(shù)都發(fā)生了巨大的變化。傳統(tǒng)的手工操作、半機(jī)械化制作被先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備所替代，生產(chǎn)效率大大提高。這種變化在機(jī)械制造行業(yè)中表現(xiàn)得尤為明顯。機(jī)械制造行業(yè)與其他行業(yè)相比，所生產(chǎn)的產(chǎn)品具有體積大、質(zhì)量高、人力操作困難等特點(diǎn)。因此，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅能夠縮短機(jī)械制造設(shè)備的制造時(shí)間，也可以提升其制造質(zhì)量，拓寬生產(chǎn)領(lǐng)域，推動(dòng)機(jī)械制造向更高層次發(fā)展。

1 自動(dòng)化與自動(dòng)化技術(shù)

自動(dòng)化，顧名思義，是相對(duì)于傳統(tǒng)人工操作而言的，指在不需要人工操作的條件下，由機(jī)械代替人工，實(shí)現(xiàn)某一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)或整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)處理。伴隨著科技的進(jìn)步，自動(dòng)化程度也在不斷提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、編程等在機(jī)械設(shè)備上的運(yùn)用，部分機(jī)械設(shè)備已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)代替人工的操作，而不是簡(jiǎn)單代替人力。從發(fā)展歷程來(lái)看，主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：

一是人力為主，機(jī)械為輔的階段。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用主要在于協(xié)助進(jìn)行人力所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，尤其是大型機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)。

二是人工與機(jī)械運(yùn)作相輔相成。這個(gè)階段，機(jī)械操作自動(dòng)化程度有所提高，但仍無(wú)法代替人腦功能，因此涉及到復(fù)雜環(huán)節(jié)，精度高的環(huán)節(jié)，仍需要人工操作。

三是自動(dòng)化技術(shù)取代人工。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化設(shè)備的智能化程度提高，部分環(huán)節(jié)已經(jīng)完全替代勞動(dòng)力與腦力，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械操作流程化。

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)的運(yùn)用，早期是運(yùn)用機(jī)械或者電氣部件實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的自動(dòng)化，第三次工業(yè)革命以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，使自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新的發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)更復(fù)雜的操作，從而大大提高了機(jī)械制造的速度與效率，也提高了機(jī)械制造的質(zhì)量。

2 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的運(yùn)用，可以說(shuō)對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)生了革命性的影響。隨著自動(dòng)化技術(shù)不斷進(jìn)步，以及在機(jī)械制造領(lǐng)域與企業(yè)生產(chǎn)一線的廣泛應(yīng)用，機(jī)械制造領(lǐng)域的生產(chǎn)效率正在不斷的提升，并不斷突破機(jī)械制造原有的長(zhǎng)度、高度、力度以及精度上的瓶頸，制造出人工狀態(tài)下不可能生產(chǎn)的產(chǎn)品，大大拓展了機(jī)械的市場(chǎng)，在促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提升的同時(shí)，也推動(dòng)了社會(huì)的不斷進(jìn)步。

在中國(guó)，由于工業(yè)起步晚，基礎(chǔ)薄弱，機(jī)械制造業(yè)比較落后，因而自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)也相對(duì)較晚。就目前的情況來(lái)看，投資少回報(bào)快的自動(dòng)化技術(shù)相對(duì)應(yīng)用得較多，投資較大但回報(bào)周期較長(zhǎng)的自動(dòng)化技術(shù)在企業(yè)中應(yīng)用較少。這主要是由于機(jī)械制造企業(yè)在選擇自動(dòng)化技術(shù)的過(guò)程中，主要是從自身需求出發(fā)，由于機(jī)械制造本身就屬于投資較大的行業(yè)，因而在技術(shù)上則希望較快獲得收益，以緩解資金運(yùn)轉(zhuǎn)上的困難，從而使企業(yè)得到發(fā)展。

經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放30多年的發(fā)展，我國(guó)在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用上已經(jīng)取得了明顯的進(jìn)步。在機(jī)械制造領(lǐng)域，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，越來(lái)越多的企業(yè)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化，以降低成本，提高生產(chǎn)效益。尤其在汽車制造、重型機(jī)械設(shè)備制造企業(yè)自動(dòng)化程度處于較高水平。當(dāng)然，與此同時(shí)，我們應(yīng)該仍然看到與世界先進(jìn)水平的差距。一方面是由于我國(guó)暫時(shí)處于人工成本較低的階段，許多企業(yè)缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光，為節(jié)約成本，較少引進(jìn)先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，或者技術(shù)更新較慢；另一方面，機(jī)械制造行業(yè)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研究投入相對(duì)較少，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)較少，很多企業(yè)依靠進(jìn)口來(lái)解決自動(dòng)化技術(shù)更新的問(wèn)題。

3 自動(dòng)化技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

在全球化與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇的今天，通過(guò)自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量，已成為機(jī)械制造業(yè)的必然趨勢(shì)。經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)中自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛與成熟，并呈現(xiàn)出了幾種發(fā)展趨勢(shì)。

3.1 高度集成化

集成化，即是指通過(guò)計(jì)算機(jī)編程等技術(shù)，整合生產(chǎn)系統(tǒng)的各個(gè)模塊，從而使其能夠成為一個(gè)整體來(lái)運(yùn)作。高度集成化，則是在一般集成的基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)復(fù)雜的子模塊相互關(guān)聯(lián)，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行鏈接，實(shí)現(xiàn)全流程自動(dòng)化生產(chǎn)。高度集成化包含了自動(dòng)化的管理系統(tǒng)、信息控制系統(tǒng)、制造系統(tǒng)，是目前機(jī)械制造領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，以及努力實(shí)現(xiàn)突破的方向。

3.2 智能化

智能化的設(shè)備在當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)得到了很好的運(yùn)用，而在機(jī)械制造領(lǐng)域，智能技術(shù)的發(fā)展也是突飛猛進(jìn)。通過(guò)智能化的管理系統(tǒng)、信息系統(tǒng)以及制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器的交流，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、多樣化生產(chǎn)的目的。通過(guò)這種方式不僅能夠提高設(shè)備的適用性，而且能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并進(jìn)行反饋解決。

3.3 虛擬化

傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝當(dāng)中，未測(cè)試設(shè)備的性能或者零件的可靠性，往往需要通過(guò)實(shí)物測(cè)試的方式進(jìn)行多次不同環(huán)境下的試驗(yàn)，耗時(shí)耗力。而隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)以及先進(jìn)的控制技術(shù)，則能夠通過(guò)模擬的方式來(lái)達(dá)到這個(gè)目的，從而大大降低試驗(yàn)成本，提高生產(chǎn)效率。這就是機(jī)械制造的虛擬化，一種能夠?qū)C(jī)械制造過(guò)程模擬，以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品問(wèn)題的技術(shù)。

自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展提供了良好的發(fā)展機(jī)遇。對(duì)于企業(yè)而言，其能夠有效的提高生產(chǎn)效率，節(jié)約企業(yè)成本，增加生產(chǎn)效益，對(duì)于機(jī)械制造行業(yè)而言，則大大提升了機(jī)械制造的精度與質(zhì)量，伴隨著自動(dòng)化技術(shù)朝著高度集成化、智能化、虛擬化方向發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)也將向高精尖領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新的突破與發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：姚秋文（1985-），男，廣東平遠(yuǎn)人，本科，助理工程師，研究方向：機(jī)械制造。