自動化技術在機械設計制造中的應用探討

孫銘

（武漢中糧食品科技有限公司,湖北 武漢 430415）

數字技術和人工智能是如今時代發展中比較熱門的詞匯，代表著科技進入到新的發展時期，對人們生活和生產的改造更加強力，同時對自動化技術也起到重要的推動作用。如今自動化技術已經在各行業內得到應用，在機械制造業中也發揮著至關重要的作用，那么工作人員就要不斷強化對自動化技術的認知，并且在應用過程中，為行業的長遠發展提供必要的助力。

1 機械設計制造的自動化應用背景

1.1 機械設計制造業現狀

本世紀以來機械制造業從技術上對以往的生產模式進行革新，我國上世紀的機械制造業使用的只是簡單的機械，組織模式與生產流程比較固定，這種生產模式已經逐漸失去了競爭力。而隨著不斷嘗試，自動化進入機械制造業。這是技術上的革新，也是現代市場的真實需求。近年來國內對自動化技術方面的研究越來越豐富，但是與發達國家相比還存在差距。從技術水平上來看，我國的自動設計制造技術略有不足。主要是在產品結構以及智能程度上存在一定的距離。

1.2 自動化技術的應用意義

由于自動化技術已經在各行業中被應用，所以在不同行業對自動化技術也有著不同的描述，對于機械行業，自動化技術就是將以往人工操作為主的生產模式打破，開始使用計算機和機床這些機械設備，在減少人工甚至無人操作的情況下來進行機械生產，而自動化技術就體現在可以預先將程序設定好，這樣就可以完成機械生產，后期不需要人工操作情況下，人為失誤的情況也可以避免。因此對于機械行業來說，自動化技術不僅借助計算機技術實現了無人或者少人操作，更是對生產質量和效率的提升，同時也降低了人工操作的成本。如今自動化技術在機械制造業中，在設計、制造、裝備以及檢測等各領域被應用，是現代制造企業中必備的一項技術領域，否則將會在市場上失去競爭力。

2 自動化技術在機械設計制造中的作用

2.1 節約成本

傳統方式生產過于粗放，由于以往機械生產中，在技術上過于落后，使用的設備也比較簡單，要想實現大規模生產，就要付出大量的勞動成本，而且在生產中的資源浪費非常嚴重。自動化技術被引進后，為機械設計制造提升了精度，同時也讓資源利用率得到了全面提升，從根本上降低生產成本。另外，就是在機械設計制造中發揮自動化技術的優勢后，不僅原材料的適應性得到了全面提升，而且在生產中，產品耗損的也得到了減輕，這為企業實現更高的盈利空間創造了有利條件。

2.2 提升效率

之所以強調效率，就是因為如今社會正處于快速進步的階段，各類技術以及產品不斷出現在人們視野中，生活條件已經今非昔比，這就導致人們對產品要求更多，不僅是質量需要提升，種類和生產效率也需要提升，這種趨勢更是在不斷發展，因此，機械制造方面也需要不斷提升生產效率。自動化技術為了實現這一目標提供了很大的動力。主要是自動化技術與機械設計制造結合后，產品生產的效率和質量都得到了全面提升。滿足了社會不斷提升的要求，這也就意味著，未來能夠在機械設計制造方面取得優勢的企業，一定是在產品質量以及效率方面水平較高的企業。

2.3 便于監控

自動化技術可以結合機械產品的使用，對產品運行的情況進行實時監控，對數據進行分析整理，可以保證機械設備處于正常的運行狀態。另外，就是對數據進行監測和分析的階段，還可以了解機械生產中存在的問題，并針對性提出改正的意見，這樣可以促進機械設計制造領域不斷提升，提高產品的質量，同時不斷改正以往的缺陷。

3 具體應用

3.1 計算機綜合制造系統

該系統也被稱為集成制造系統。在該系統被提出前，實際生產周期中已經應用很多計算機技術對生產進行輔助，而這就包括制造環節、工藝規劃環節、測試環節以及質量控制環節等。這些是單獨的輔助技術，在某一個環節中發揮著重要的優勢，并為實際生產的質量和效率的提升提供了極大助力，在每個環節上也會對成本進行優化，可以說是為當時的機械設計制造提供了很多幫助，也體現了當時技術上的進步。但是這些輔助技術都是單行的，各自環節內發揮著至關重要的作用，但始終還是各自為戰，可以縮短一定的生產時間，減少一定的人工成本，也能相應提升生產效率以及產品的質量，由于各方面的效應終究有限，生產是整體性的工程，這些環節終究是為了制造出質量高而數量足夠的產品。而該系統出現后，成功將各個環節的輔助技術進行流程上的良好結合，并且建立了統一的信息平臺以及數據模型，這就讓各環節的輔助技術得到了有效效率，從整體性的角度，提升了產品生產的效率和質量，這是機械設計制造領域的重大突破。從該系統的技術組成上分析，主要是借助電子信息、現代化管理以及先進的材料來實現，包括計算機、新型自動化以及傳感器等組成部分。這樣就可以將生產中的信息、能力以及物質成功控制起來，并將勞動生產率調動起來。該系統集成化的具體體現就是并行工程，也就是從整體性出發，在設計制造前期對產品周期進行規劃，這樣可以盡可能縮短產品的開發制造周期，同時減少重復工作，避免資源上的浪費。

3.2 柔性自動化生產技術

該技術由英國最先提出，是一種自動化系統概念。生產信息是實現該技術的基礎，同時還要配合儲運系統以及數字加工設備，這樣可以適應不同的加工對象。該技術能夠在機械設計制造方面應用，主要依賴于成組技術，就是依據加工對象以及加工需求，對加工對象成組排列，同時這樣也便于選擇出合適的儲運系統以及加工設備，可以根據市場的產品需求做出相應調整。該技術的信息控制呈現出一種金字塔式的結構，主計算機是信息核心，可以對數據進行全面檢測，同時也能對生產計劃進行動態控制。此外就是在組群生產方面負責控制的計算機，將地層計算機的情況向上級傳遞，地層計算機則是連接著工藝設備，這樣可以收集各設備的運行狀態數據，根據上級指令進行相應的調整。

3.3 自動檢測技術

自動檢測技術是自動化技術中至關重要的一部分，也是在傳統設備和傳感器的基礎上產生。在機械制造生產中，自動檢測不需要過多的人工操作就能檢測出不合格的產品。其中包括傳感器、數據處理、信號調節以及結果輸出4個方面。

3.4 智能機械制造技術

由于計算機和互聯網正處于迅猛發展的階段，所以智能技術的應用范圍正在不斷擴大，智能技術也越來越成熟，人機一體化設備已經成功應用到機械設計制造領域，實際上智能化的優勢已經體現出來，可以將自動化程度有效提升。所謂智能機械制造技術，就是將自動化技術、機械制造技術以及人工智能等多個學科綜合起來實現的技術領域。這也體現了如今多學科相互滲透的特點，為機械制造提供了更加強大實用的生產系統，集成化和智能化程度更高。目前智能機械制造技術主要應用在工藝設計、邏輯推理和分析判斷環節。體現的是像專家一樣的智力，在各環節中發揮著重要的作用，同時人工智能可以與機械制造智能結合起來，這樣可以更加有效地發現在機械制造中出現的問題，從而及時制定出有效的改進措施以及應急方案。

4 結語

總之，本世紀以來機械制造業一直處于不斷革新之中，這是技術上的推動，也是觀念上的變化，更是基于社會發展的壓力。但無論如何，要想完成全面的轉型，需要一定的時間，要將計算機技術以及自動化技術的價值完全挖掘出來，讓現代科技的優勢轉變為機械制造業發展的動力，這是機械制造業迎來的挑戰，也是千載難逢的機遇，需要將自動化技術與傳統行業緊密結合，這樣可以實現生產效率和質量的提升，并節約企業的成本，實現長遠穩定發展。

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