機械設計制造中自動化技術的運用

王新海

摘 要：隨著科學技術的不斷發展，人們對機械設計制造的關注度越來越高。機械設計制造的水平對社會發展有著重要的影響，自動化技術的運用是機械設計制造中非常重要的一部分。闡述了機械設計制造中自動化技術的應用，分析并探討了自動化技術的未來發展方向。

關鍵詞：機械設計；自動化技術；制造精確度；經濟效益

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.138

現階段，我國的科學技術水平在飛速發展，各行各業的水平有了很大的提升。機械設計制造中為其中重要的一個行業，其技術手段的應用決定了行業的可持續發展。自動化技術是機械設計制造中較為突出的技術，在實際制造中有效運用可以在很大程度上提升行業水平，在機械設計制造中有廣泛的運用空間。

1 機械設計制造自動化技術概要

自動化技術在機械設計制造中占有非常重要的位置，其主要指的是在機械設計制造過程中所參與進來的所有設備都具有自動化作業的良好功能，可以提升設計制造的準確度，從而提升運行效率。機械設計制造自動化技術的運用在人力資源上時可發揮十分重要的作用。將自動化技術有效運用到機械設計制造中，在以下幾個方面具有很大的優勢，并發揮著重要作用：①自動化技術的有效運用對機械設計制造準確度的提升有很大的影響。近年來，機械工程業發展迅速，對制造精準度的要求精益求精，對制造精確度的要求也體現在設計制造人員的技術水平上，工作人員的技術水平不斷提升。只有合理控制參數和嚴格把關，才能更好地為機械設計制造的可靠性提供保障。②自動化技術的充分運用對機械設計制造效率的提升有很大幫助。在當前的經濟發展中，機械設計制造企業尋求高效率、高準確率。只有這樣，才能為機械制造企業贏得最大的經濟效益，在激烈的競爭中找到立足之地。在機械設計制造中運用自動糊技術，可減少人員的使用量，較少的人員參與也可以獲得同樣的效果，這在一定的程度上促進了機械行業的發展。

2 自動化技術的運用背景

2.1 機械設計制造業在我國的發展現狀

近年來，機械設計制造業逐步發展，生產模式也在逐漸轉換。傳統的機械設計制造主要開發較為簡單的結構，生產組織和工作流程較為固定，生產模式并不具備很強的競爭力，不是非常適用。而現代化的機械設計制造的代表為自動化技術，在機械設計制造業中自動化技術被廣泛的運用，可以滿足現代市場的多樣化、個性化和即時化需求。現階段，對于機械設計制造中的自動化技術，我國開展了大范圍、大規模的研究和運用。但與一些發達國家相比，我國的自動化技術依舊存在很多問題，在生產產品的結構、生產投入、智能化等方面依舊存在很大的差距。

2.2 自動化技術運用的意義

自動化技術在各行各業中均有其不同的定義。自動化技術在機械設計制造業中主要是指在使用很少的人工或無人工的狀態下，相關的一些機器設備，比如機床、計算機等可以自動工作，并按照實際生產需要，將預先設計的程序加以實施，從而完成生產的一項技術。自動化技術是一種新型的生產模式，機械設計制造在傳統的模式中的勞動量較大，且十分復雜，生產質量得不到很好的保障，生產效率較低。而運用自動化技術可有效提高質量和效率，減少大量的人工成本。在機械設計制造業中，自動化技術廣泛運用涵蓋了制造、設計、運輸、裝備等多個領域，在現代企業的發展中具有重要的意義。

3 機械設計制造中自動化技術的運用

現階段，我國的機械設計制造中自動化技術的應用還不夠全面，技術應用起步較晚，但經過不斷的發展，取得了很大的進步。機械設計制造中自動化技術的運用主要表現在以下5個方面。

3.1 自動化技術在集成化應用中的體現

計算機的集成制造系統即計算機綜合制造系統。以往，在還未提出計算機的綜合制造技術時，計算機輔助的技術已經出現在機械設計制造業中，這種計算機的輔助設計主要包括工藝的規劃、設計、制造、質量控制和測量等。在機械設計制造中，每一項工作所關聯的計算機輔助技術的意義都在于降低成本，但由于每一項工作只關聯一個系統，造成了人工成本和時間上的浪費，生產效率較低，機械產品的市場競爭力不強。計算機綜合制造系統結合了各種單項的輔助技術，將流程緊密結合，將數據模型進行了有效統一，共同分享信息平臺，使系統中每個單項的工作可以協調、順暢進行，從全局角度考慮，生產機械產品的效率大大提升。在自動化技術的構成方面，先進機械制造技術的基礎是現代化的管理理論，其綜合制造技術涵蓋了先進材料和電子信息等，強調了將管理理論與自動化技術、計算機、傳感器的結合，將生產信息、能量協調集成統一控制。這種手段是提升生產率的有效方法之一，涵蓋了計算機復制技術、數控技術等先進技術。在機械設計制造流程中，并行工程是較為具體的體現，其要求制造、設計、開發人員全面考慮生產需求，從全局出發考慮產品的生產周期，縮短產品研發時間和制造時間，減少設計中的重復部分，避免造成資源浪費。

集成化是機械設計制造業發展中重要的一部分，現代技術對集成化的要求非常高，其發展趨勢與自動化技術的有效運用息息相關。在機械設計制造中，自動化技術的有效應用是保障集成化的前提。近年來，自動化技術不斷被運用到各行各業，該技術的運用有效優化、精簡了機械設計制造的原有結構。在重組過程中，自動化技術可以發揮其作用和價值，對過程中所需要的各類數據進行規劃處理，并運用相關軟件，將自動化技術有效應用到企業生產中，從而為生產質量提供保障。

3.2 自動化技術在智能化應用中的體現

目前，智能化是我國機械設計制造自動化技術運用中的關鍵。智能化的有效運用對機械設計制造的快速發展有很大的影響。在運用智能化的過程中，所關聯的機械設備需分析其判斷能力，合理運用機械設備可以有效減少人力資源的使用，機械設計制造的效率可以有效提升，制造水平也可有效提高。機械設計制造的智能化運用與人工智能系統大致相同，即使用一些先進、高端的設備和儀器，結合相關的處理分析軟件，充分發揮智能化的運用價值，這是智能化在機械設計制造中運用的主要方式。但現階段我國機械設計制造自動化運用中依舊存在許多需要解決的問題，這些問題需要逐步的解決，人工智能系統也有待深入研究，智能化優勢還需進一步擴大。

3.3 自動化技術在數控中的運用

數控是機械設計制造中自動化技術運用中十分重要的一部分。相比于較為傳統的人工控制，數控技術的運用具有非常大的價值。數控技術指的是結合自動糊技術、數字技術、計算機技術及控制技術等，使之有效融合，為機械設計制造提供了很大的方便，也提升了有效性。數控技術的有效運用對自動化技術在機械設計制造中運用有較大的意義，是自動化技術向前發展的指向，其價值非常大。同時，機械設計制造自動化技術的數控需要專業人員操控和嚴格把關，避免出現錯誤。

3.4 自動化技術的虛擬化運用

虛擬化在機械設計制造自動化技術中也同樣重要，是技術運用的關鍵點，在機械設計作業中有非常明顯的效果。自動化技術虛擬化運用主要體現在完成設計之后，不急于直接進行生產制造，而是將虛擬化技術運用到模擬生產中制造。在虛擬制造過程中，能很好地發現生產制造中存在的缺陷和需要解決的問題。這在一定程度上發揮了審核的作用，有效提升了設計質量，避免在實際制造生產中出現資源浪費的情況，避免因一些問題而導致設計質量下降。因此，虛擬化技術在機械設計制造中的運用十分必要。通過虛擬制造生產，可以減少企業的經濟損失，避免一些問題的發生。當前，虛擬化技術還有許多方面需要不斷完善，其實際效果和作用還很難充分發揮，仍有待繼續發展。

3.5 在網絡化運用中自動化技術的體現

網絡化技術也是機械設計制造中的重要組成部分。在自動化技術的運用中，很多技術需要通過網絡化來落實，網絡化的高效、便捷特點更加明顯。近年來，網絡技術發展十分迅速，與其相應的其他技術的發展也逐漸得到了人們的認可。網絡化技術也需要配合專業的工作人員，合理布置控制并優化系統，最大化發揮其價值。網絡化技術運用在機械設計制造自動化技術中具有非常重要的意義。

3.6 柔性自動化技術的運用

柔性自動化技術是機械自動化系統的一個基本性質理念，其最先在英國提出，其基礎即為產品生產信息，可將材料的儲運系統有效結合數字加工技術的相關設備，目的是滿足不同生產、不同加工對象的要求。柔性自動化技術的運用及生產主要體現于成組技術。成組技術指的是按照生產加工的市價需求，對加工對象進行有效排列，其對于加工設備的選擇以及相關系統的儲運有很大幫助，從而結合市場的需求及時作出調整。柔性自動化技術以金字塔形式控制技術信息結構從分到總，信息控制核心為計算機系統。在生產過程中，可對數據進行管理和檢測，使生產計劃得以動態化調節。此外，計算機系統負責群組的生產和控制，每個生產接口會產生一定的信息數據，計算機系統負責掌握其生產狀況，并傳給上一層的信息中心，最底層計算機主要是負責系統底層工藝設備的相關接口，檢測每個接口的狀況，收集數據，根據上一層接收到的指令及時調整生產行為。柔性自動化技術系統的功能包括毛坯工件的儲存和運輸、加工工具、廢料的儲存和運輸等，在整個操作過程中由信息系統控制和操作。

3.7 機械制造中自動檢測技術的運用

自動檢測技術在自動化技術中占有重要位置，其是以傳統的傳感器為基礎不斷發展的技術。在整個機械制造過程中，即使沒有很多的人工干預，自動檢測技術也可以實現提升生產產品質量的目的，從而使生產產品的不合格率有效降低。傳感器、數據信息處理、信號的及時調節和信息結果的輸出構成了自動檢測系統。這種技術結合了計算機系統的信息處理功能，在很大程度上提升了自動檢測的安全性和可靠性。

4 自動化技術的發展趨勢

4.1 綠色化

綠色化發展是機械設計制造中較為理想的狀態，也是社會發展中十分必要的需求。機械制造業的發展在為人們生活提供便利的同時，也對生態環境提出了很大的挑戰。在自動化技術的運用中，必須提升對綠色環保的關注度，最大程度地避免因機械設計質量低下而出現環境問題。因此，綠色化發展是在避免危害環境的同時有效利用資源。

4.2 微型化

微型化發展是機械設計制造是未來發展的重要方向之一。機械設計制造相關儀器設備的核心也趨向微型化發展，設備更加精準、便捷，制造設計質量更高。微型化發展在一定程度上保障了自動化技術的運用價值。

4.3 柔性化

在機械設計制造的過程中，自動化技術需要根據相應的需求發揮不同的技術作用，發展柔性化即為自動化技術能夠應對不同的需求及時應變。在技術需求上，可最大程度地滿足機械設計制造的需求，發揮自身技術的運用價值。

4.4 智能化

自動化技術智能發展以控制理論為基礎，將計算機技術、人工智能技術、混沌動力學等思維方法結合到設計中，人工智能模擬，使運用機械自動化制造出的產品具有人工智能，從而逐步向智能化發展。

5 結束語

綜上所述，機械設計制造中的自動化技術運用具有非常大的優勢和運用價值，在集成化運用、智能化運用、虛擬化運用及網絡化運用等方面發揮著重要作用，促進了機械設計制造業的良性發展。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕