機(jī)械制造中的自動(dòng)化技術(shù)

游政?陳雨晴

摘 要：隨著近年來(lái)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在許多工業(yè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，在機(jī)械制造業(yè)中更有著舉足輕重的地位。自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，優(yōu)化了生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)模式，在降低生產(chǎn)原料和其他資源消耗的同時(shí)，有效提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，節(jié)約了人力資源，為機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。目前，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用向著集成化、智能化的方向發(fā)展，有利于促進(jìn)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)水平的提高。本文主要是針對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；機(jī)械制造；制造方式；應(yīng)用分析

前言：機(jī)械制造及其自動(dòng)化目標(biāo)很明確，就是將機(jī)械設(shè)備與自動(dòng)化通過(guò)計(jì)算機(jī)的方式結(jié)合起來(lái)，形成一系列先進(jìn)的制造技術(shù)，包括CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）等等，最終形成大規(guī)模計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS），使傳統(tǒng)的機(jī)械加工得到質(zhì)的飛躍。隨著自動(dòng)化技術(shù)和各類(lèi)生產(chǎn)加工設(shè)備的發(fā)展與成熟，我國(guó)的機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，取得了了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但必須指出的是，我國(guó)的機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)起步晚，相比歐美發(fā)達(dá)國(guó)家還有著不小的差距，為此我們必須不斷提高自身自動(dòng)化技術(shù)，不斷完善相關(guān)制度和應(yīng)用方法，形成系統(tǒng)化和集成化的自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)，推動(dòng)了機(jī)械自動(dòng)化的改革，突破了傳統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)帶來(lái)的限制性因素，能夠滿(mǎn)足當(dāng)前市場(chǎng)生產(chǎn)制造的需要，向自動(dòng)化的更高階段努力前行。

1 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用意義

自動(dòng)化技術(shù)是機(jī)械制造行業(yè)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于普遍的機(jī)械制造行業(yè)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)具體加工對(duì)象的自動(dòng)化生產(chǎn)，促進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)鏈條的完善，能夠確保自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的使用的高效和安全。自動(dòng)化技術(shù)是科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，在機(jī)械制造中的使用是行業(yè)發(fā)展的必然，能夠帶動(dòng)制造行業(yè)的快速發(fā)展，使加工工藝變得更加精細(xì)。

相較于傳統(tǒng)的技術(shù)工藝，促進(jìn)了自動(dòng)化技術(shù)工藝的創(chuàng)新，能夠在很大程度上有效的節(jié)約人力資源，在降低降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，促進(jìn)行業(yè)生產(chǎn)效率的提高，并能夠確保制造業(yè)行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，顯著降低了制造成本。同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)在制造業(yè)行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)提升經(jīng)濟(jì)效益，有效的控制行業(yè)成本也具有重要作用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)周期的嚴(yán)格把控，有效縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)化，促進(jìn)了產(chǎn)品的更新速度。因此，可知，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用，符合行業(yè)的發(fā)展規(guī)律，能夠促進(jìn)行業(yè)技術(shù)改造和升級(jí)發(fā)展，對(duì)帶動(dòng)行業(yè)發(fā)展，優(yōu)化資源配置具有重要作用[1]。

2 機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展及趨勢(shì)

（1）高度智能集成性

隨著計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)和人工智能技術(shù)在制造系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，帶有智能已成為制造自動(dòng)化系統(tǒng)的主要特征之一。智能集成化制造系統(tǒng)可以根據(jù)外部環(huán)境的變化自動(dòng)地調(diào)整自身的運(yùn)行參數(shù)，使自己始終處于最佳運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，稱(chēng)為系統(tǒng)具有自律能力。智能集成制造系統(tǒng)還具有決策能力，能夠最大限度地自行解決系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所遇到的各種問(wèn)題。由于有了智能，系統(tǒng)就可以自動(dòng)監(jiān)視本身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，發(fā)生故障則自動(dòng)給予排除。如發(fā)現(xiàn)故障正在形成，則采取措施防止故障的發(fā)生。

智能集成化制造系統(tǒng)還應(yīng)與CIMS的其它系統(tǒng)共同集成為一個(gè)有機(jī)的整體，以實(shí)現(xiàn)信息資源的共享。它的集成性不僅僅體現(xiàn)在信息的集成上，它還包括另一個(gè)層次的集成，即人和技術(shù)之間的集成，實(shí)現(xiàn)人機(jī)功能的合理分配，并能夠充分發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性。帶有智能的制造系統(tǒng)還可以在最佳加工方法和加工參數(shù)選擇、加工路線的最佳化和智能加工質(zhì)量控制等方面發(fā)揮重要作用。總之，智能集成制造系統(tǒng)具有適應(yīng)能力、自學(xué)習(xí)能力、自修復(fù)能力、自組織能力和自我優(yōu)化能力。因而，這種具有智能的集成化制造系統(tǒng)將是制造自動(dòng)化系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢(shì)之一。但由于受到人工智能技術(shù)發(fā)展的限制，智能集成制造自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是個(gè)緩慢的過(guò)程。

（2）人機(jī)結(jié)合的適度自動(dòng)化

傳統(tǒng)的制造自動(dòng)化系統(tǒng)往往過(guò)分強(qiáng)調(diào)完全自動(dòng)化，對(duì)如何發(fā)揮人的主導(dǎo)作用考慮甚少。但在先進(jìn)生產(chǎn)模式下的制造自動(dòng)化系統(tǒng)卻并不過(guò)分強(qiáng)調(diào)它的自動(dòng)化水平，而強(qiáng)調(diào)的是人機(jī)功能的合理分配，強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性。因此，先進(jìn)生產(chǎn)模式下的制造自動(dòng)化系統(tǒng)是人機(jī)結(jié)合的適度自動(dòng)化系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的成本不高，但運(yùn)行可靠性卻很高，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單。它的主要缺陷是人的情緒波動(dòng)會(huì)影響系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。在先進(jìn)生產(chǎn)模式下特別是智能制造系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)可以取代人的一部分思維、推理及決策活動(dòng)，但絕不是全部。在這種系統(tǒng)中，起主導(dǎo)作用的仍然是人，因?yàn)闊o(wú)論計(jì)算機(jī)如何“聰明”，它的智能將永遠(yuǎn)無(wú)法與人的智能相提并論。

（3）強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的柔性和敏捷性

傳統(tǒng)的制造自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合往往是大批量生產(chǎn)環(huán)境，這種環(huán)境不特別強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)具有柔性。但先進(jìn)生產(chǎn)模式下的制造自動(dòng)化系統(tǒng)面對(duì)的卻是多品種、小批量生產(chǎn)環(huán)境和不可預(yù)測(cè)的市場(chǎng)需求，這就要求系統(tǒng)具有比較大的柔性，能夠滿(mǎn)足產(chǎn)品快速更換的要求。實(shí)現(xiàn)制造自動(dòng)化系統(tǒng)柔性的主要手段是采用成組技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制的、模塊化的數(shù)控設(shè)備。但這里所說(shuō)的柔性與傳統(tǒng)意義上的柔性卻不同，人們稱(chēng)之為敏捷性。傳統(tǒng)意義上的柔性制造制系統(tǒng)僅能在一定范圍內(nèi)具有柔性，而且系統(tǒng)的柔性范圍是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就預(yù)先確定了的，超出這個(gè)范圍時(shí)系統(tǒng)就無(wú)能為力。但先進(jìn)生產(chǎn)模式下的制造自動(dòng)化系統(tǒng)面對(duì)的是無(wú)法預(yù)測(cè)的外部環(huán)境，無(wú)法在規(guī)劃系統(tǒng)時(shí)預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)的有效范圍。但由于系統(tǒng)具有智能且采用了多種新技術(shù)，因此不管外部環(huán)境如何變化，系統(tǒng)都可以通過(guò)改變自身的結(jié)構(gòu)來(lái)適應(yīng)此種變化。智能制造系統(tǒng)的這種“敏捷性”比“柔性”具有更廣泛的適應(yīng)性。

（4）功能擴(kuò)展化

理論上，完整的制造自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)包括毛坯的制備、物料的存儲(chǔ)、運(yùn)輸、加工、輔助處理、零件檢驗(yàn)、裝配、部件及成品測(cè)試、油漆和包裝等內(nèi)容，并將它們集成為一個(gè)有機(jī)的整體。但目前的制造自動(dòng)化主要是面向零件加工的，其它內(nèi)容則涉及較少。未來(lái)的制造自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)逐步向前擴(kuò)展到毛坯的自動(dòng)制備，向后擴(kuò)展到自動(dòng)裝配、自動(dòng)測(cè)試及自動(dòng)包裝等。

3 結(jié)論

在科學(xué)技術(shù)不斷快速發(fā)展的背景下，機(jī)械自動(dòng)化已經(jīng)滲透到社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中。自動(dòng)化技術(shù)是科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，在制造業(yè)行業(yè)中的應(yīng)用，是社會(huì)發(fā)展的必然，直接決定著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展水平。應(yīng)該推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)向著高質(zhì)量、高速度和高效益的方向發(fā)展，確保機(jī)械制造行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的高效性，對(duì)提高機(jī)械制造業(yè)的工作質(zhì)量和工作效率，具有重要作用，是一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，能夠展現(xiàn)出國(guó)家的綜合實(shí)力。因此，應(yīng)該推進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)在制造業(yè)行業(yè)中的推廣和應(yīng)用，提升自動(dòng)化技術(shù)水平和機(jī)械制造行業(yè)的生產(chǎn)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]黃甫年. 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用與發(fā)展研究[J]. 科技風(fēng)，2014，16：93.

[2]梅文祥. 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)及其在機(jī)械制造中的應(yīng)用探討[J]. 科技資訊，2013，13：89.

[3]黃天杰. 試論數(shù)控自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J]. 科技展望，2016，06：53.

作者簡(jiǎn)介

游政（1994-），男，福建省龍巖市，本科在讀。

陳雨晴（1994-），女，福建省龍巖市，本科在讀。