機械自動化及其應用前景

益聰　孫希堯　王宇梟

摘 要：自動化的一個分支——機械自動化是最早出現的自動控制系統。機械自動化的產生將機械生產帶向了一個全新的領域，通過自動控制系統，真正達到了大工業生產及減小勞動強度的效果，提高勞動效率，令整個世界的生產水平邁上了一個新的臺階，并由此延伸出了電氣自動化。

關鍵詞：自動化發展前景；智能化；集成化；虛擬化

現今，自動化已經深深扎根于各個領域。從機械行業發展來看，印刷機械、數控機床、發電設備、工程機械等重頭產品前景仍看好。除了這些傳統工業領域，該行業將進一步向機光電一體化發展，向光加工、環保這樣的新興領域拓展。本論文主要講述機械自動化及其應用前景。

1 機械自動化的發展歷程

在20世紀初，機械自動化的概念就早早被提出，當時主要只是應用于制冷領域，經過人們更加廣泛地使用和推廣，漸漸在整個機械制造行業普及開來。20世紀60年代，市場經濟以飛快的速度發展，為適應市場的變化和滿足市場各方面的需求，可變的自動化的生產加工系統應運而生了，通過計算機技術的應用，實現了機械制造的可變性，因此提高了機械制造的靈活性和可操作性。這種自動化的軟件系統基本上不改變制造過程，自動的經驗和自動的信息處理與判斷分析是通過一定的機械生產設備實現的，不僅如此，還可以通過在管理過程中對這些自動實現進行預期操作。在生產過程中可以實現生產制造的自動化，還極大地方便了生產材料的更換。然而，當時的自動化系統并不能很好地適應現代化企業的生產需求。當前，自動化技術大部分都是在操作過程中的自動化，隨著市場競爭越來越激烈，要想在激烈的競爭中站穩腳跟，必須要堅持不懈的努力，持續的創新，抓住機遇，推動自動化技術的發展。

2 機械自動化在機械制造中的應用

2.1 智能化應用

為了跟上經濟與科學發展的腳步，機械制造工業對相應的制造技術也提出了要求。在這種技術需求的推動下，機械制造技術得到了相應的改進和提高，并且使機械制造自動化得以應用到實際生產中。機械制造技術在原有基礎上不斷改進，對于落后的制造加工理念要堅決摒棄，對于舊的技術，要不斷開發出新的技術進行更新換代，簡而言之，就是取其精華，去其糟粕。同時，對于商品的概念，要有深刻的理解，從而使制造加工方案更加合理，更加完善，制造出精益求精的商品。智能化應用到機械制造中，即將機械制造技術、自動化技術、人工智能技術以及計算機應用技術等多種技術進行結合，通過這些技術的有機融合，滲透，形成一種全新的，綜合性的制造技術，從而達到全方位提高機械制造工藝性能的目的。在實際應用中，智能化制造技術不僅可以實現人工智能，還能夠對專家或技術人員的思維活動進行模擬。由于智能化技術的特殊性，對于自身行為監控等專家無法完成的工作，利用智能化技術就可以輕松實現。智能化系統具有與專家相同的智慧、邏輯思考能力，可以把專家從繁重的腦力勞動中解脫出來，改變了以前的只能模擬和減輕體力勞動的局面，具有劃時代的意義。

2.2 集成化應用

集成化應用在機械制造中是一項全新的技術。集成化技術主要用于實現機械產品制造速度的提升。通過信息化技術的應用，集成化技術實現了機械制造過程的優化，讓機械制造過程向著精簡化和集成化的方向發展。在機械制造過程中，往往會應用到各個領域的先進技術，如微電子技術、通訊技術等，而這些技術并不是孤立存在的，而是彼此之間相互作用、緊密結合的，于是，新的高新技術也在融合的過程中應運而生，比如目前被廣泛應用的計算機輔助技術、柔性制造技術等。想要為了推動這些高新技術的發展與產生，必須充分利用現有的技術和設備，并且進行合理的整合與集成，產生出新的管理應用技術。通過集成化技術的應用，不僅可將生產制造企業內部所有的生產工作、經營管理活動進行整合，使之形成一個完整、統一的整體，還可從原有的機械制造基礎上實現柔性生產模式的變革，以人為活動主體，保證企業產品的生產質量，并實現產品生產質量與服務質量的和諧統一。

2.3 虛擬化應用

虛擬制造技術是由多學科相互配合的綜合技術系統。包括現代機械制造工藝、計算機圖形學、并行工程、人工智能、多媒體技術、信息技術等多種技術。虛擬制造技術以仿真技術和系統建模為基礎，利用信息技術、仿真計算機技術對現實機械制造活動過程進行仿真。通過對機械制造過程進行仿真，可以及時發現機械制造中可能出現的問題，制訂出相應的解決方案。舊的生產方式下，產品研發和產品試制，必須通過設計和實際的生產試驗才能達到試制新產品的目的，開發過程中有很多不確定性，遇到技術難題就要修改設計方案，重新試制新產品，不僅加大了產品的生產周期，還浪費了資源，提高設計成本。而采用虛擬制造技術就可以避免這些現象的發生，僅僅通過計算機來進行模擬和仿真，縮短機械產品開發周期的同時還降低了成本，提高機械產品競爭力。

3 自動化技術在我國的發展趨勢

網絡虛擬化的制造方式：

網絡虛擬制造技術依靠計算機技術、其他交互設備和強大的軟硬件功能，通過計算機工作平臺，相互協調構建出一個虛擬環境。在這個虛擬的環境中，把人類的知識、人類的技術和人類的感知能力參與其中，從而形成一種全新的人機界面互動形式，對生產活動進行全面的建模和仿真。通過與虛擬世界中的對象進行交互作用，對于產品從設計開發到生產制造的每一個環節進行仿真和模擬。除此之外，還可以對產品性能進行全面模擬試驗，對產品的設計和制造合理性、制造周期進行預測。在產品沒有生產之前，就對設計的可行性、經濟性、合理性進行全面的考核，有效避免不合理的設計和資金投入，從而達到資源的最優化配置。

參考文獻：

[1] 陸寧，樊江玲.機械原理[M].清華大學出版社，2012：2.

[2] 何用輝.自動化生產線安裝與調試[M].機械工業出版社，2011：12.

作者簡介：益聰（1994—），男，陜西西安人，沈陽理工大學本科在讀。

孫希堯（1995—），男，遼寧沈陽人，沈陽理工大學本科在讀。

王宇梟（1994—），男，遼寧錦州人，沈陽理工大學本科在讀。