自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

陳財(cái)星 林溫靜 蘇子祺 蔡嘉佳

摘 要：自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)是一項(xiàng)新興的現(xiàn)代化技術(shù)，在現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)生活中應(yīng)用較為普遍，但是在高精度的設(shè)備設(shè)計(jì)制造上還是依賴于國(guó)外進(jìn)口，對(duì)我國(guó)企業(yè)的進(jìn)步以發(fā)展造成了阻礙。當(dāng)前在我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用需求越來越大，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展的有機(jī)結(jié)合已經(jīng)成為現(xiàn)代化機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展必經(jīng)之路。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)；制造；應(yīng)用

前言：機(jī)械制造能夠涉及多個(gè)領(lǐng)域，例如動(dòng)力機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械等生產(chǎn)設(shè)備，是現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的帶動(dòng)下，能夠取替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工生產(chǎn)，并輔助人類大腦進(jìn)行工作。可以在最短的周期內(nèi)生產(chǎn)出產(chǎn)品，提高生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，還能夠降低成本支出，進(jìn)而促進(jìn)資源的合理配置，減少環(huán)境污染。

一、機(jī)械自動(dòng)化的概況與組成成分

（一）概況

自動(dòng)化，即機(jī)械或在無人干預(yù)的環(huán)境下按照原本已經(jīng)設(shè)置好的程序或指令進(jìn)行操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制過程。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)在一定程度上取替了人工的操作，不僅能夠降低勞動(dòng)支出成本，還能夠提升生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量。相比于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的自動(dòng)化技術(shù)水平相對(duì)落后，但是伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)機(jī)械制造的自動(dòng)化技術(shù)水平也取得了顯著的效果，并將其合理地應(yīng)用在實(shí)際操作中，為我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)帶來一定的技術(shù)支持。

（二）組成成分

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，會(huì)涉及到諸多領(lǐng)域與學(xué)科，是一項(xiàng)綜合技術(shù)。我國(guó)機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)主要包括以下5個(gè)系統(tǒng)：傳感系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)以及指令系統(tǒng)。傳感系統(tǒng)，能夠在自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)展開全面的檢查，并接收信號(hào)；操作系統(tǒng)，將系統(tǒng)中的載重負(fù)荷通過定量的方式進(jìn)行全面分析；信息處理系統(tǒng)，能夠?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)接收的信號(hào)及時(shí)進(jìn)行處理，并將指令發(fā)布各個(gè)下一個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)而展開操作；信息傳輸系統(tǒng)，在經(jīng)過信息處理系統(tǒng)所傳遞的信息進(jìn)行二次傳輸；指令系統(tǒng)，將系統(tǒng)內(nèi)接收的信息與制定進(jìn)行操作，并引領(lǐng)整個(gè)系統(tǒng)展開具體的操作。通過以上5個(gè)系統(tǒng)，構(gòu)成了自動(dòng)化系統(tǒng)的整個(gè)部分，在一條線路的指令下，將具體的工作內(nèi)容進(jìn)行指令與操作，以此實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的自動(dòng)化。

二、自動(dòng)化技術(shù)概述及應(yīng)用現(xiàn)狀

在這里所說的自動(dòng)化技術(shù)主要就是指機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，主要就是通過在機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)各種加工或制造對(duì)象的連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)過程，以此來減少人力成本并加快生產(chǎn)投入原料的流動(dòng)速度及加工變換效率。通過在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)可以在保證產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)在很大程度上降低人力成本，高度的技術(shù)集中度也可以促進(jìn)產(chǎn)品更新和技術(shù)更新。

三、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用

（一）集成化的應(yīng)用

一個(gè)企業(yè)的制造系統(tǒng)往往包含許多個(gè)功能不同的子系統(tǒng)，而自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用就可以對(duì)各種技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成，以便實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別集成制造系統(tǒng)的構(gòu)造，當(dāng)前，高度集成化運(yùn)營(yíng)模式也是現(xiàn)代企業(yè)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)中最常用的一種模式，其在實(shí)際應(yīng)用中可以將多個(gè)系統(tǒng)整合到一個(gè)系統(tǒng)中去，形成計(jì)算機(jī)組合，從而對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)制造進(jìn)行統(tǒng)一的管理，并且還能夠通過精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)和過程重組等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，進(jìn)一步提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

（二）智能化的應(yīng)用

智能化的應(yīng)用主要成果就是人機(jī)一體化機(jī)械制造設(shè)備，將該設(shè)備應(yīng)用在機(jī)械制造系統(tǒng)中，可以使其生產(chǎn)過程中的各個(gè)步驟都能模擬生產(chǎn)專家的人工智力活動(dòng)，并依據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果下達(dá)生產(chǎn)指令，大大減少了人工生產(chǎn)下可能出現(xiàn)的誤差，并降低了人工成本。同時(shí)，人機(jī)一體化機(jī)械制造設(shè)備還能夠?qū)ψ陨淼纳a(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整，避免生產(chǎn)錯(cuò)誤，而且人機(jī)一體化機(jī)械制造設(shè)備面對(duì)外界可能的突發(fā)時(shí)間也有一定的應(yīng)付能力，可以根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，以便設(shè)備在生產(chǎn)過程中的運(yùn)行狀態(tài)保持在最佳。

（三）柔性自動(dòng)化的應(yīng)用

柔性自動(dòng)化技術(shù)是一種靈活的自動(dòng)化技術(shù)，將其投入生產(chǎn)當(dāng)中主要就是通過建立完善的信息管理系統(tǒng)來優(yōu)化人機(jī)界面并提高其自動(dòng)化水平，能夠促使企業(yè)在計(jì)算機(jī)管理生產(chǎn)下獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。當(dāng)前在該系統(tǒng)中，處理新型的自動(dòng)化設(shè)備以外，也有傳統(tǒng)的普通設(shè)備，兩者的結(jié)合生產(chǎn)也能夠最大程度上提高機(jī)械制造對(duì)外界因素變化的適應(yīng)能力，而且經(jīng)由柔性自動(dòng)化系統(tǒng)生產(chǎn)出的產(chǎn)品也能夠較好的滿足復(fù)雜的市場(chǎng)需求。

四、促進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造應(yīng)用中的實(shí)施策略

（一）創(chuàng)新自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，自動(dòng)化技術(shù)也逐漸成為提升機(jī)械制造企業(yè)發(fā)展效率提升的關(guān)鍵性因素，因此需要從企業(yè)發(fā)展的實(shí)際出發(fā)，進(jìn)一步對(duì)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新引導(dǎo)技術(shù)發(fā)展和企業(yè)發(fā)展，從而不斷提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，還需要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械生產(chǎn)中的技術(shù)管理創(chuàng)新性發(fā)展，以便提高企業(yè)的生產(chǎn)能力。

（二）加強(qiáng)機(jī)械自動(dòng)化人才培養(yǎng)

人才時(shí)企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)保障，人才培養(yǎng)也是企業(yè)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性發(fā)展的主要任務(wù)之一，因此，要想進(jìn)一步加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，還需要加強(qiáng)機(jī)械自動(dòng)化人才的培養(yǎng)工作。一是要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用教育建設(shè)和發(fā)展，可以在高校教育中創(chuàng)建機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的課程，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)的發(fā)展儲(chǔ)備人才；二是企業(yè)自身要加強(qiáng)內(nèi)部的人才培養(yǎng)，通過培訓(xùn)等方式不斷提高企業(yè)人員機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能力。通過以上人才培養(yǎng)方式確保機(jī)械制造企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展。

（三）虛擬化應(yīng)用

現(xiàn)階段，虛擬化技術(shù)在機(jī)械制造中被廣泛地應(yīng)用。伴隨近年來技術(shù)的進(jìn)步，其附帶技術(shù)也在隨之產(chǎn)生，并在多個(gè)領(lǐng)域取得了效果顯著的效果。目前我國(guó)的虛擬化技術(shù)中已經(jīng)成功應(yīng)用在人工智能、信息存儲(chǔ)、工藝制造等。將機(jī)械自動(dòng)化與虛擬化技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制造過程中的方針模擬，還能夠提升其在實(shí)際操作中的應(yīng)用價(jià)值。相關(guān)技術(shù)人員造實(shí)際操作前期，可以在第一時(shí)間針對(duì)其中出現(xiàn)的問題進(jìn)行故障修復(fù)，并以數(shù)據(jù)的形式將問題產(chǎn)生的原因得以呈現(xiàn)，將其改進(jìn)，進(jìn)而減少實(shí)際運(yùn)行過程中設(shè)備維修的時(shí)間，這樣能夠在最大限度上保證操作人員的安全，避免危險(xiǎn)事故的產(chǎn)生。虛擬化技術(shù)與機(jī)械自動(dòng)化的有效結(jié)合，企業(yè)能夠節(jié)省花在研究過程中的時(shí)間與精力，降低生產(chǎn)前期與后期的投入成本，進(jìn)而達(dá)到提升生產(chǎn)率的目的，確保企業(yè)營(yíng)業(yè)收入長(zhǎng)期穩(wěn)定的增長(zhǎng)。

（四）智能化應(yīng)用

智能化制造技術(shù)，是在系統(tǒng)生產(chǎn)與制造過程中融入互聯(lián)網(wǎng)科技的一項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)。智能化在機(jī)械制造技術(shù)中的應(yīng)用，代表著人類機(jī)械制造技術(shù)的進(jìn)一步提升。在實(shí)際應(yīng)用中，主要在生產(chǎn)過程中有所體現(xiàn)，生產(chǎn)系統(tǒng)通過模仿人類的行為來作為合理的決策，并進(jìn)行判斷與分析。計(jì)算機(jī)智能技術(shù)通過指令的方式將信號(hào)傳輸至信號(hào)系統(tǒng)的終端平臺(tái)，進(jìn)而將信號(hào)傳出至生產(chǎn)設(shè)備中，通過這一系列的操作完成正確的生產(chǎn)與操作。借助智能化技術(shù)，專業(yè)的技術(shù)人員在機(jī)械的支持下完成監(jiān)督工作，如果生產(chǎn)制造過程中出現(xiàn)故障或者紕漏，人工智能能夠在第一時(shí)間將其發(fā)展，并通過產(chǎn)生的原因傳達(dá)相應(yīng)的指令，進(jìn)行修復(fù)，以此實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的目的。在未來的機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展過程中，智能技術(shù)能夠全面進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)、智能操作、智能監(jiān)督等，真正做到防患于未然。

結(jié)論：總之，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用，不僅能夠提升產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率，還能夠有效地降低勞動(dòng)成本，在根本上增強(qiáng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的綜合能力。但是，結(jié)合現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)的實(shí)際情況來看，不論是人才還是技術(shù)尚未達(dá)到成熟的地步，因此需要政府與相關(guān)企業(yè)的努力，培養(yǎng)專業(yè)的機(jī)械人才，為其創(chuàng)造核心技術(shù)。

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