自動化技術在機械設計制造中的應用分析

王瑤

摘要：近些年我國機械行業呈現出較好發展趨勢，機械設計和制造環節也在向自動化發展方向轉換，并在其中應用了大量自動化技術，該技術能夠將機械的操作系統和應用系統連接起來，節約了人力資源，目前該技術已經被廣泛應用在機械產業各個生產環節中，為此本文分析了該技術的應用意義和方式。

關鍵詞：機械設計；制造；應用方式；自動化技術

引言：

自動化技術應用推動了我國工業發展，對機械制造這項重型工業產業更是具有顯著意義，應用了自動儀表和控制裝置的生產系統，提高了運作效率，實現了該產業的自動化、智能化、科學化發展，讓生產對象能夠實現連續制造。發展到今天，自動化技術已經成為了影響機械產品質量的重要因素。

1 自動化技術概述及應用前景

1.1 自動化技術涵義

自動化技術就是將各類新進的科技結合起來。應用在加工、制造等行業，實現生產自動化，優化了以往的生產方式，也實現了更加有效的管理，主要是因為自動化生產所依靠的更多是設備，人力成本可以減少投入，這就意味著可以將人力資源用于企業發展的其他方面，提升企業的生產水平和管理水平。因此自動化技術的優勢是非常明顯的，信息技術的不斷突破也為自動化進程的推進提供了助力，以往固定化的生產模式已經成為了歷史，未來制造企業只有利用好自動化技術才能保持自身競爭力。

1.2 機械設計制造業現狀

本世紀以來，機械設計制造業改變了生產模式。以往的生產是以簡單設備為基礎，用固定的結構以及流程進行生產，這種生產模式并沒有引起競爭，工作效率不高。新的生產模式最大的特點就是引用了自動化技術，不僅提升了生產效率，也為產品的個性化生產提供了機會，只是雖然國內的制造業已經處于高速進步階段，但整體生產水平與發達國家的差距是不可否認的，尤其是產品的結構、智能化方面還是存在一些問題，需要在未來加強技術和管理方面的工作，這樣才能將自動化技術的價值發揮出來。

1.3 自動化技術應用的必要性

自動化技術已經被廣泛應用于各個領域。但是對不同行業的影響也是不同的，在機械行業中，將自動化技術定義為設備不需要或者很少需要人工操作，自動完成產品的生產。這就將以往生產的模式打破，以往生產流程固定，需要大量的人力操作，產品質量也達不到現在的標準。這些充分說明自動化技術對于制造企業來說是非常重要的，若是沒有自動化技術存在，制造業的產品生產效率會降低，產品質量也不會達到現有的水平，而且投入勞動力對于企業來說，也是巨大的成本，自動化可以提升企業的利潤空間，也是受到廣泛追捧的重要原因。

2 自動化技術在機械設計制造中的應用

2.1集成化應用方式

集成化技術是自動化體系中應用比較廣泛的一項技術，也是實現機械產業信息化發展的重要技術。集成化應用方式指的是在機械設計和制造中應用計算機技術，并通過計算機組合控制機械生產系統，讓其在高度集中和全面自動化模式下運轉，此時系統中各個生產分系統會在運行中發揮自身應有作用，如自動化管理和自動化制造系統都能在組合模式中精準運行。集成化技術的應用方式還包括生產體系統一發展和管理，如：運行體系中的成本估算、生產調度、物資儲存等環節，都可以聯系在一起，這在極大程度上提高了機械設計和制造環節的集成化和信息化水平，讓機械產業生產系統的自動化技術應用體系變得更加成熟。另該技術還主張實施并行工程，即產品設計和制造同時進行，要求設計人員從生產全局角度展開工作，并在產品準備期間考慮其生命周期，最大限度縮減產品研發周期，減少重復設計和改造環節的時間。目前我國集成化技術發展并不夠完善，與國際水平還有很大差別，還需要技術人員的不斷探索[1]。

2.2柔性化應用方式

柔性化技術應用建立在產品信息之上，主要應用方向是協調生產物料運輸系統和完善數字化自動加工設備，進而讓企業機械制造系統適應不同產品和加工對象。柔性化技術能應用在機械設計和制造環節主要得益于成組技術的發展，成組技術指的是將加工產品按加工需求有順序排列成組，以便操作人員為該組產生產品選擇適合的加工技術和運輸系統，并根據當下生產產品的市場需求及時調節生產系統。柔性化技術控制體系下的信息為金字塔模式，主控計算機則是整個操作系統的信息控制和管理中心，其能夠監測和調節機械生產體系運行數據，并以此為依據展開調整工作。除此之外，負責控制群組生產的計算機能夠將最底層生產信息及時匯報給上一管理系統，這樣逐級上傳最終到達總控制中心；底層計算機一般負責的是各項生產工藝對接工作，并收集各個生產接口信息，根據上層傳達指令行為及時調節其管轄范圍內的生產設備。柔性化技術在物料運輸環節的應用主要體現在運輸加工工件、毛坯工件、廢棄物料等方面，其儲存和運輸過程完全由信息系統控制，并由專業機器人完成操作工作。該技術還能協助機械制造企業建造數控機床和生產車間，提高生產效率，并且還能更換操作中心主軸箱，從而延長了柔性自動化控制中心應用周期。

2.3智能化應用方式

隨著計算機技術科技含量的不斷提高，該技術應用領域也在逐漸擴展，其中就包括了機械設計和制造產業，計算機技術的引入讓機械產業自動化水平日漸提高，特別是人機一體化設備，將自動化技術的智能能力發揮到極致。智能化應用方式將機械制造技術、設計技術、人工智能操作、系統工程聯系在一起，讓各個學科之間的知識理論和應用技術融合在一起，最終形成一體化生產系統。智能化技術主要應用在產品的設計構想、邏輯分析、基礎判斷上，它能夠將專家的建議及設計理念融入到機械設計和制造體系中，實現機械產業智能化發展，并且人工智能與機械技術的結合還能提高生產體系精準程度，及時發現生產系統存在的問題，方便操作人員針對具體問題制定合理解決方案，在沒有出現問題時，其也能為操作人員制定防范性方案提供參考數據[2]。

2.4虛擬化應用方式

虛擬化應用方式在結合自動化技術的基礎上還結合了控制理論，旨在讓加工對象現在設計和制造中實現虛擬化生產，并模擬真實使用場景，進而提高機械產品品質。例如在生產體系中應用仿真技術能夠將整個生產過程模擬出來，操作人員在模擬過程就能檢查到產品故障和技術問題，此時應用體系攜帶自動調節功能可以直接實施應急方案，這樣不但縮短了產品設計和制造的工期，還節省了企業運行費用，產品質量得到了提高，企業總體競爭實力隨之增加。另外技術人員能在高度還原的生產體系中，獲得全新設計靈感，這樣在提高機械產品技術含量的同時還能增加其新穎度，讓機械產品在激烈市場競爭中占據一席之地。

3 結論

總之，未來的機械制造業離不開自動化技術的支持，要想提升自動化技術的運用能力，就要加強研究，了解自動化技術的優勢和特點，同時在技術上加強研發，發揮其在實際生產中的真正價值。實際上制造能力不僅影響著經濟增長，還是國家生產能力的重要衡量標準，所以國家對這方面是非常重視的，在實際生產中也給予了大力支持，在技術革新方面投入了大量資源。未來將會實現更高程度的自動化，對實際生產提供必要的支持。

參考文獻：

[1]賈繼富，丁珊.機械設計制造及其自動化的特點與優勢及發展趨勢分析[J/OL].科技展望，2017，27（23）：89.（2017-07-28）

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[3]劉建麗，陳曉偉，陳增江.起重機械設計、制造及安裝過程中典型案例分析及應對措施[J].起重運輸機械，2016（08）：68-75.

[4]肖楠.提高機械設計制造及其自動化的有效途徑探討[J].通訊世界，2016（15）：285.