機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展研究

寧鉅武

摘要：本文簡要論述了自動(dòng)化及機(jī)械自動(dòng)化的定義與內(nèi)涵，對(duì)我國當(dāng)前機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動(dòng)化；自動(dòng)化技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)能夠有效提升生產(chǎn)效率，大大縮短機(jī)械制造過程、節(jié)約人力資源、降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品品質(zhì)。在當(dāng)前的機(jī)械制造領(lǐng)域，自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用與改進(jìn)是競爭的關(guān)鍵，是反映機(jī)械制造業(yè)整體水平與實(shí)力的重要指標(biāo)。我國現(xiàn)階段機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與研究處于發(fā)展期，對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行必要的梳理研究，將有助于我們把握發(fā)展趨勢，提升機(jī)械自動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用能力。

1自動(dòng)化與機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)

在人們的一般認(rèn)識(shí)中，自動(dòng)化主要是指用機(jī)械來替代人工進(jìn)行操作，提高工作效率，節(jié)約人力資源。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的突飛猛進(jìn)，自動(dòng)化也被賦予了更多的含義，從替代人工操作發(fā)展到了能夠取代人腦進(jìn)行作業(yè)，可以說在現(xiàn)階段，自動(dòng)化已經(jīng)進(jìn)行入了更高層次的發(fā)展領(lǐng)域。

目前，對(duì)于自動(dòng)化的定義，需要從三方面來進(jìn)行認(rèn)識(shí)，一是將機(jī)械制造過程中人工操作部分與機(jī)械運(yùn)作有機(jī)統(tǒng)一，使機(jī)械制造系統(tǒng)運(yùn)行更加順利、管理更加方便；二是在機(jī)械制造的部分環(huán)節(jié)上實(shí)現(xiàn)完全取代勞動(dòng)力和腦力勞動(dòng)，使機(jī)械制造過程更加流程化；三是在自動(dòng)化運(yùn)行上，使生產(chǎn)過程更加具體化，包括產(chǎn)品在整個(gè)生產(chǎn)過程的生命周期。

在機(jī)械制造過程中，通過運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，使制造過程更加連續(xù)化，使大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)過程能夠更加高效優(yōu)質(zhì)，是為機(jī)械自動(dòng)化。在機(jī)械制造自動(dòng)化較早時(shí)期主要是運(yùn)用機(jī)械以及電氣部件來有效實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動(dòng)化。到上個(gè)世紀(jì)60年代后期，計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備等的出現(xiàn)，使信息化管理逐漸走入到了機(jī)械制造的過程中，進(jìn)而形成了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展領(lǐng)域得到了拓展。

2機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展基于機(jī)械制造及生產(chǎn)的實(shí)際運(yùn)用，在實(shí)踐應(yīng)用中，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)結(jié)合企業(yè)實(shí)際及發(fā)展需要，適用于實(shí)際生產(chǎn)，符合企業(yè)需要實(shí)現(xiàn)有效自動(dòng)化。

目前我國機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，主要還是集中于投資少、回報(bào)快的技術(shù)上，這與我國機(jī)械制造業(yè)整體水平較低有關(guān)，雖然也有一些國有大型機(jī)械制造企業(yè)自動(dòng)化程度較高，但數(shù)量較少，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用水平與國外知名企業(yè)相較也具有一定的差距。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用集中于發(fā)展?jié)摿Υ螅杀举M(fèi)用低的技術(shù)，典型代表是麻省理工大學(xué)在二十世紀(jì)所提出的LP精細(xì)生產(chǎn)模式，該模式適用于我國當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)實(shí)際，能夠有效實(shí)現(xiàn)低投入高回報(bào)。我國機(jī)械制造企業(yè)運(yùn)用的生產(chǎn)設(shè)備大多是通用設(shè)備，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用均是圍繞企業(yè)機(jī)械制造生產(chǎn)的實(shí)際需要來推進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)布局，并在重點(diǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行制造設(shè)備的添置，同時(shí)，結(jié)合CAD＼CAM技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)機(jī)械制造系統(tǒng)進(jìn)行有效的整合，使自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢能夠得到了有效發(fā)揮，全面推進(jìn)了我國機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)水平的不斷上升。

就當(dāng)下我國在機(jī)械制造自動(dòng)化的水平上來看，我國企業(yè)在自動(dòng)化的發(fā)展上，主要還是依照循序漸進(jìn)的方式來開展，重點(diǎn)發(fā)展具有現(xiàn)代化特色的機(jī)械自動(dòng)化，主要技術(shù)路線遵循由低級(jí)、簡單到高級(jí)、復(fù)雜的發(fā)展過程，有效加快了自動(dòng)化管理品質(zhì)的快速提升。在當(dāng)前的機(jī)械制造行業(yè)中，大多數(shù)的企業(yè)基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制設(shè)備，在機(jī)械制造生產(chǎn)過程也逐漸實(shí)現(xiàn)了機(jī)械控制自動(dòng)化、數(shù)字化以及智能化的發(fā)展。

在實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)的工廠中，運(yùn)用單機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)施來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動(dòng)化，并通過綜合自動(dòng)化設(shè)備來對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行管理，進(jìn)而能夠更加有效控制生產(chǎn)，促使生產(chǎn)效率的快速提升，使機(jī)械制造自動(dòng)化更加符合理想需要。例如：在汽車制造行業(yè)中自動(dòng)化技術(shù)被廣泛運(yùn)用，PLC技術(shù)覆蓋率達(dá)到了90%以上；變頻器技術(shù)在汽車制造過程中幾乎涉及到了所有調(diào)速和軟啟動(dòng)過程，并基本上取代了機(jī)械變速；機(jī)器人技術(shù)也逐漸進(jìn)入到制造過程中，不少制造企業(yè)成立了機(jī)械人課題組來推進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)；在機(jī)械制造行業(yè)中IT技術(shù)更是基本覆蓋了辦公以及物流等各個(gè)環(huán)節(jié)，在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行品質(zhì)采集、裝配防錯(cuò)以及設(shè)備故障管理等方面更是廣泛運(yùn)用，成為了企業(yè)生產(chǎn)重要的支柱；大部分企業(yè)在生產(chǎn)過程中將識(shí)別系統(tǒng)和柔性生產(chǎn)融入到了其中，形成了基于識(shí)別技術(shù)和IT系統(tǒng)的柔性多品種混流生產(chǎn)；同時(shí)在制造變速器、發(fā)動(dòng)機(jī)以及底盤等機(jī)械時(shí)，通過運(yùn)用數(shù)控設(shè)備與加工中心，使其逐漸形成了柔性制造生產(chǎn)線，大大節(jié)約了成本，使產(chǎn)品得到了不斷的更新?lián)Q代。

當(dāng)前，我國在機(jī)械制造水平上還處于發(fā)展階段，大多數(shù)的企業(yè)并沒有在生產(chǎn)過程中將計(jì)算機(jī)完全應(yīng)用到其中，對(duì)“高度自動(dòng)化”的追求也稍有欠缺，并且針對(duì)制造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也均是通過低成本的自動(dòng)化手段來進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)。隨著我國在機(jī)械制造自動(dòng)化方面的不斷發(fā)展，技術(shù)水平也在不斷提高，部分企業(yè)尤其是勞動(dòng)密集型企業(yè)，在機(jī)械自動(dòng)化的生產(chǎn)、技術(shù)以及管理等方面上均有了很大的提高。

3機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、生物仿真技術(shù)等的飛速發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展順應(yīng)機(jī)械制造需求，高度集成化、智能化以及虛擬成為發(fā)展趨勢。

高度集成化也就集成制造技術(shù)是21世紀(jì)機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的重要發(fā)展方向，對(duì)當(dāng)下機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)模式的改變具有十分重要的影響。集成制造將計(jì)算機(jī)組合應(yīng)用作為基礎(chǔ)，通過有效的整合使生產(chǎn)制造系統(tǒng)能夠作為一個(gè)整體來進(jìn)行運(yùn)作，通過多個(gè)分系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)使其呈現(xiàn)為模塊化的組合模式，自動(dòng)化制造系統(tǒng)、自動(dòng)化管理系統(tǒng)以及自動(dòng)化信息系統(tǒng)均包含其中，同時(shí)信息集成程度高的制造系統(tǒng)則還將品質(zhì)信息系統(tǒng)一并包含。

智能化是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的一大趨勢。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的日漸成熟，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)以其為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)智能機(jī)械制造的條件也日趨成熟。智能化的制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了人機(jī)相互活動(dòng)的智能化，機(jī)械智能化為人機(jī)提供了一個(gè)非常好的環(huán)境，這是智能化中非常重要的特點(diǎn)，在進(jìn)行制造生產(chǎn)時(shí)，通過有效的人機(jī)交流與互動(dòng)，不僅能夠有效提高自動(dòng)化，并且通過集合模塊化的組合模式，能夠更好地提高機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)用性和協(xié)調(diào)性。

虛擬化主要是結(jié)合控制理論以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，使機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)完全模擬，進(jìn)而提高生產(chǎn)的效率和品質(zhì)。例如：結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)以及信息控制技術(shù)，在進(jìn)行機(jī)械制造時(shí)，實(shí)際操作過程被完全的模擬，進(jìn)而有效發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中隱存的問題，再通過有效的措施有針對(duì)性地解決，使機(jī)械制造產(chǎn)品品質(zhì)更好，效率更高。通過虛擬化能夠大大節(jié)約成本費(fèi)用，提高產(chǎn)品生產(chǎn)周期，促使市場競爭力不斷上升。

4結(jié)束語

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用以生產(chǎn)實(shí)際為本，適應(yīng)性是十分重要的指標(biāo)。我國目前在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用方面雖然還遠(yuǎn)沒有達(dá)到“高度自動(dòng)化”的程度，但近年來的發(fā)展十分迅猛，當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造戰(zhàn)略起著重要的促進(jìn)作用。自動(dòng)化技術(shù)是當(dāng)前國際技術(shù)競爭的重要領(lǐng)域，跟蹤機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢，結(jié)合我國制造業(yè)實(shí)際來進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用，無疑是最佳的發(fā)展戰(zhàn)略。

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