機械自動化在機械制造中的實踐

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引言：隨著科學技術水平的不斷提升，信息化已經滲透到人們生產生活的方方面面。為了順應時代的發展，應該逐步淘汰那些存在許多漏洞，已經不再適用的傳統技術，而應該廣泛使用先進的新型技術。在工業和制造業領域中，機械設計制造技術作為一項基礎技術，起著彌足輕重的作用。全面實現機械設計制造自動化，能夠有效減少工作人員的工作量，節省大量的人力資源，同時保障了機械設計制造的高效性。因此，為了實現機械設計制造的長遠穩定的發展，對自動化的核心技術進行深入分析和研究是很有必要的。

一、自動化的概念和內涵

自動化(Automation)是指機器設備、系統或過程(生產、管理過程)在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現預期的目標的過程。將自動化應用于傳統制造業的設計、生產、管理的整個生產流程，最大限度的減少人力成本，提高生產效能。自動化和傳統機械制造業相結合，不僅提高了生產效能，提高了生產效率，還能夠把人類從繁重的體力勞動中解放出來，減少人工的投入，極大地提高勞動生產率，增強人類認識世界和改造世界的能力。自動化是衡量一個國家生產效率的重要標志，也是一個國家現代化水平的標志。

二、機械自動化的影響

制造業是以物體幾何改變和機械性能改變為特征，過程工業對原材料進行物理和化學變化將其轉化為產品。隨著經濟的蓬勃發展，供求無法達到平衡，單位勞動力成本的增加。制造商為了降低成本，提高效率。出現了機械制造行業與計算機行業相融合的產業鏈，整個融合過程將電力和控制系統、可編程控制技術、數控技術、先進制造系統、控制系統進行最優化匹配。機械在代替部分勞動力的同時，部分低級腦力勞動被合并[1]。勞動力在機械制造行業占據比重越來越小。其主要占比是在機械設計、軟件編程、設備安裝、運行監控、檢查維修等行業。根據生產要求，初期對機械設備和設備中某些控制芯片進行編程，從而使整套機械設備可以在無人或者少人的條件下根據程序設計的要求進行自動的運轉。機械自動化的出現轉變了社會的勞動結構，大部分人即將面臨或者已經面臨已經失業的狀況。自動化的出現提高了產品生產效率、降低了錯誤率、節約了生產成本，提高了單位人員的工作質量。其在促進全民素質提升的同時又為解決人口老齡化開辟了一條新道路。

三、我國的機械制造業的自動化現狀

（一）自動化在我國機械制造業獲得長足的發展

我國的傳統制造業是在新中國一窮二白的基礎上發展起來的，存在著生產率不高、資源浪費嚴重、技術和管理水平較為落后，大大降低整個機械制造業的效能。因此，自動化與我國的傳統制造業結合具有較大的提升空間。在改革開放后期，隨著自動化技術的快速發展，越來越多的自動化技術應用于我國傳統的機械制造業，使得我國的機械制造業的生產水平大大提高，生產效能大大提高，部分機械制造業和自動化相結合的水平躋身于世界發展水平的前列，改變了我們在世界制造行業不利的競爭地位[2]。

（二）缺乏自動化的核心技術在機械制造業的應用

由于我們的機械制造業是在新中國原來薄弱的基礎上發展起來的，機械制造業的很多行業的技術都來源與發達國家淘汰的技術。因此，機械制造業的自動化的行業堡壘很高，尤其是先進的技術，發達國家更是對我國的機械制造進行技術封鎖，因此，短時間內我們要通過自動化和機械制造相結合在國際行業內占據大部分市場的可能性不大。

（三）自動化在機械制造業的創新能力不足

傳統的制造業在發展過程當中遇到過很多瓶頸，那么發展的瓶頸是必須依靠先進的技術來進行突破和解決的，自動化恰恰解決了這個問題，促進了我們國家機械制造業的發展，但是我們也清醒地認識到，在機械制造業和自動化結合發展的過程當中，我們還存在著很多的問題，而其中比較重要的問題就是缺乏自主創新的能力，我們的企業和行業缺乏自主創新的能力，尤其是大型的機械制造業。

（四）人力資源相對比較匱乏

由于機械制造業是在傳統的基礎上發展起來的，而自動化是新興的產業增長點，因此既懂機械制造業又能懂自動化的人才是非常少的，但是由于薪金、個人發展等不同的要求，人員的流動性比較大。因此，人才匱乏是影響我們自動化在機械制造業行業當中創新能力不足的重要因素，也是我們缺乏核心技術的基礎性條件[3]。

四、機械自動化的實踐

當今機械自動化被廣泛運用于各行各業，小處電梯的升降，大處工程項目的安裝。其體現出集成化、安全化、綠色化、智能化、虛擬化、精確化等一系列特性。

（1）生產集成化。鏈條式流水線生產是機械自動化運用最廣泛的行業，其將一些簡單的手工操作按照生產的流程進行軟件編程。對整個生產過程進行最優化處理，利用最精簡的機械結構代替重復的勞動力，利用計算機技術的信息收集和處理功能對生產流程進行監控代替低級的管理職能。機械開始運作時，軟件命令被下達給機械開關或者機械手，讓其按照人類的意志進行操作。此種方式適合于大量重復性工作，既節約了人工成本，又提高了生產速度。其將大量的手工工人、以勞力為主的苦力工人、低技能的管理人員從安穩的工作位置重新推入社會的競爭大環境[4]。

（2）高危行業安全化。在現實生產工作中，某些生場所在一定運行環境下是高危狀況，絕對不允許進入運行環境。比如核電站反應堆的運行，在此種情況下，運用自動化系統可代替人力處于此環境，選用抗輻射材料做成自動化配套設備，當需要進行停堆或者換芯處理時，按照初始的編程指令進行操作即可達到預期的目標。建筑行業屬于常規行業中較多高危操作的行業，其在整個施工過程中大量采用自動化機械進行操作。高危行業的自動化運用，不僅降低成本而且又保證了人生的安全。

（3）智能化。人工智能其偏重點主要在于生活，生活具有更多的不去確定性和復雜性。智能攝像頭、家電、窗簾、家具、掃地機無不是自動化的高級體現。其是建立在重復性使用的基礎上，要求自動化結構足夠精細、耐用，并且也需要體現一定的外觀設計性。無人駕駛和智能機器人是升級版的智能化，其面臨的社會環境是人所需要面臨的，機械構造要求具有足夠的靈活性、易于控制性、可監督性。其給生活帶來了便利性，給生活增加了安全性，與此同時也弱化了一些人類的基本生活技能。

（4）污染行業綠色化。自動化生產鏈是一個綠色、環保、無污染的過程，并且將其運用到化工類生產、礦樣品位分析時。根據生產實踐要求，將各個機械構造進行組裝，形成一套可解決污染的系統。通過自動化結構將高壓、X光管、探測器、主板、電源等連接起來，分析軟件對自動化結構進行控制，其在對品位分析時具有高效、快速、無污染的特性。對X熒光儀的使用解決了化學分析對環境帶來的污染、降低了化學藥品對人體的傷害，提高了樣品分析的速度，降低生產成本，也在一定程度上對化學分析行業產生了一定的沖擊[5]。

（5）虛擬化實踐。在現實的生產過程中，當一個項目準備立案時，需要對其可成功性進行評估，但是如果直接采取實踐的方法，意味著就需要投入一定的人力資金，這是一種不可取的方式。此時采取虛擬化實踐，對整個工程進行建模，給予模型一定的參數和初始條件，根據輸出結果判斷項目的可行性分析。

（6）醫藥行業精確化。醫藥行業是與大眾最息息相關的一個行業，在自動化進入之前，醫護人員每天面臨巨大的壓力，從掛號到復查每一步都是一個需要大量人力的工作。當前掛號、取藥、復查預約已經進入大面積的自動化、網絡化。最大的突破人工智能手術機器人，此機器人在進行手術時可以達到比人工更精細的尺寸，可以有效地避免人工疲勞等原因對手術產生的影響。

五、機械制造及其自動化核心技術

（一）數控技術

數控技術通過編制電腦程序，進而實現對機械運行的有效控制的。研發設計人員提前設置相應的操作程序，然后來加工生產制造相應的機械零部件的。該技術是由美國人率先研發并投入使用的。隨著我國工業發展的不斷加快，數控技術在各個領域中的應用越來越廣泛，這不僅在很大程度上提升了生產的機械化程度。當前數控技術正朝著智能化以及開放化的方向發展，生產人員以及管理人員，積極的借助該技術，能夠遠程監督管理并控制整個生產進程，有效的提升了工作效率。除此之外，數控技術和當前的很多行業均存在著密切的聯系，包括醫療行業以及輕工業等等，所占據的地位越來越重要。

（二）智能技術

智能技術是由多門學科組成的，包括計算機技術，定位技術以及精密傳感技術等等，因此也就具備了較強的綜合性。現階段，智能技術在我們的實際生產以及生活等各個領域中的應用越來越廣泛。將智能化技術積極的應用于機械設計制造及其自動化領域當中，能夠在改善工作環境的同時，降低工作難度。尤其是在面對一些有著較強的生產難度、較大規模以及較高精細度的機械設計制造當中，積極的借助該技術，為我們解決了眾多的難題。智能技術的核心，關鍵就在于設定相應的程序，因此這也就需要相應的研發設計人員做好程序設定以及指令編排方面的工作，以此來替代傳統的人工操作，真正做到機器智能，以此來更好的解決傳統人工所無法完成的操作[6]。

六、對社會行業結構的影響

自動化的產生加劇了社會的兩級分化形式，無論從知識結構，還是貧富差距。淘汰了一批就業崗位，也產生了一批新的崗位。新生崗位要求工作者具有一定的高技術性，這就意味著一批就業者面臨著繼續教育的需求。在不同行業中，波及的程度也大不相同，影響最大的包括單一重復簡單的物理加工。數據收集和數據處理已由大量勞動力收集的繁重模式，轉變為大數據模式，在大數據下，利用電腦和手機的瀏覽記錄可進行數據歸納和分析，人力起的主要作用是提出問題。對于有一定經驗的高級管理人才、科學家、高級行政工作者、行業應用專家、社會工作者自動化還無法對其產生較大的影響。對教育行業，學生的選擇更加的多元化，提出了學生篩選有效信息的能力的考驗，老師的課堂吸引度更是迎來一個挑戰。但教育行業并不會因為機械自動化的影響而發生降低的趨勢，反而會因為社會競爭壓力的增大而促進除基本教育之外的其他繼續教育的發展。

七、我國的機械制造業的自動化的未來發展趨勢

隨著技術與科學的快速發展，未來10年先進制造業發展重點領域就主要集中在智能制造、自動化生產和柔性化生產，包括物聯網智能等方面，全球新一輪科技革命和產業變革加緊孕育興起，與我國制造業轉型升級形成歷史性交匯。智能制造在全球范圍內快速發展，已成為制造業重要發展趨勢，對產業發展和分工格局帶來深刻影響，推動形成新的生產方式、產業形態、商業模式。發達國家實施“再工業化”戰略，不斷推出發展自動化制造的新舉措，通過政府、行業組織、企業等協同推進，積極培育制造業未來競爭優勢。隨著我國經濟發展進入新常態，經濟增速換擋、結構調整陣痛、增長動能轉換等相互交織，長期以來主要依靠資源要素投入、規模擴張的粗放型發展模式難以為繼。加快發展自動化制造，對于推進我國制造業供給側結構性改革，培育經濟增長新動能，構建新型制造體系，促進制造業向中高端邁進、實現制造強國具有重要意義。

八、結束語

全社會自動化是社會進步的一個體現，無論是處于接收或者排斥。在全球大競爭的環境下，需要機械制造自動化來提高生產量，降低成本，增強綜合經濟競爭實力。與此同時，為了配合自動化進行，基礎設施的配套提高也是必不可少的。比如：社會基建設施、國民素質教育的水平、下崗工人再就業培訓福利。