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

孫德軍 閆峰

【摘 要】在科學(xué)技術(shù)的帶動(dòng)下，我國(guó)機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，這也使自動(dòng)化技術(shù)在該領(lǐng)域中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，進(jìn)而為機(jī)械設(shè)備的科學(xué)、合理、高效制造提供了巨大保障。在機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域中，將自動(dòng)化技術(shù)中的自動(dòng)控制原理與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，能夠進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)械制造領(lǐng)域的自動(dòng)化與智能化發(fā)展，從而使機(jī)械制造產(chǎn)品的生產(chǎn)效率更高、產(chǎn)品質(zhì)量更好。本文通過(guò)對(duì)機(jī)械制造設(shè)備中自動(dòng)化技術(shù)的體現(xiàn)進(jìn)行探討，在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)械設(shè)備制造中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行深入的研究。

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

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：TH164 中圖分類號(hào)：A

引言

自動(dòng)化技術(shù)是機(jī)器或裝置在沒有人為干涉的情況下按照所規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行操作的過(guò)程，并且在此過(guò)程中不需要任何人為幫助。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程中，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)用，不僅減少了機(jī)械制造過(guò)程的生產(chǎn)時(shí)間，從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率，也有效的降低了人力成本費(fèi)用。同時(shí)，更為重要的是提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的特點(diǎn)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的發(fā)展，與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造有著十分顯著的差異性，即實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化與智能化。這一方面的發(fā)展，不但極大地減小了相關(guān)工作人員的工作壓力，同時(shí)也在很大程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的精準(zhǔn)性與效率水平的全面提升，機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率和性能水平有了大幅度的提高。機(jī)械設(shè)備制造與自動(dòng)化是基于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展所新產(chǎn)生出的一種時(shí)代產(chǎn)物，是通過(guò)將多種現(xiàn)代化高新技術(shù)的有機(jī)結(jié)合所產(chǎn)生出的一種具有更加典型性系統(tǒng)化、智能化及高度精細(xì)化的技術(shù)手段。基于對(duì)此項(xiàng)技術(shù)手段的充分運(yùn)用，能夠促使傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造所面臨著的產(chǎn)能不足、效率低下問題得以迎刃而解，并由此使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造能夠更加有效地滿足于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對(duì)生產(chǎn)力提升所提出的新要求。

2自動(dòng)化技術(shù)的制造方式

2.1網(wǎng)絡(luò)虛擬化的制造方式

網(wǎng)絡(luò)虛擬化這一名詞逐漸進(jìn)入人們的視野，那么何為網(wǎng)絡(luò)虛擬化？網(wǎng)絡(luò)虛擬化是讓一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)能夠支持多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，虛擬化保留了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中原有的層次結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)通道和所能提供的服務(wù)，使得最終用戶的體驗(yàn)和獨(dú)享物理網(wǎng)絡(luò)一樣，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)還可以高效的利用網(wǎng)絡(luò)資源如空間、能源、設(shè)備容量等。它利用計(jì)算機(jī)平臺(tái)對(duì)所需產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其制造過(guò)程的模擬、仿真，從而達(dá)到在虛擬世界中相互交換的效果。

2.2綠色化的制造方式

近幾年來(lái)，國(guó)家大力提倡綠色生態(tài)文明建設(shè)。為大力響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，創(chuàng)造和諧美麗家園，我們從保護(hù)環(huán)境的方面提出了綠色化的制造方式。科技發(fā)展更是要堅(jiān)持人與自然和諧相處的理念。節(jié)能減排則是機(jī)械制造綠色化的制造方式。向綠色化方向發(fā)展意味著在機(jī)械制造過(guò)程中采用對(duì)環(huán)境無(wú)污染的設(shè)備、材料以及包裝等，當(dāng)然，在這些綠色產(chǎn)品使用完畢后還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理和回收利用。

3機(jī)械設(shè)備制造中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

3.1提高機(jī)械設(shè)備智能化程度的應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)備制造中有著非常重要的應(yīng)用，將其與計(jì)算機(jī)結(jié)合應(yīng)用來(lái)構(gòu)建智能化控制系統(tǒng)，能夠?qū)C(jī)械設(shè)備制造中的各個(gè)環(huán)節(jié)充分集成起來(lái)，進(jìn)而形成一個(gè)整體，并完成機(jī)械設(shè)備的全過(guò)程自動(dòng)化制造。智能化控制系統(tǒng)利用人機(jī)交互界面來(lái)進(jìn)行控制與操作，用戶只需通過(guò)人機(jī)界面即可設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備參數(shù)與生產(chǎn)模式，同時(shí)還可根據(jù)智能化控制系統(tǒng)提供的各類數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析，并采取最佳的制造方案。此外，智能化控制系統(tǒng)還能通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)來(lái)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)出的問題按照預(yù)先設(shè)定的模式進(jìn)行自動(dòng)化改進(jìn)，同時(shí)還會(huì)采取相應(yīng)的措施來(lái)預(yù)防這種問題的發(fā)生。該智能化控制系統(tǒng)在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備制造時(shí)，不會(huì)受到外部因素的干擾與影響，從而使其能夠有效替代人來(lái)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備制造。

3.2實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備制造柔性化

與虛擬化發(fā)展目標(biāo)的應(yīng)用將自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用，能夠使計(jì)算機(jī)通過(guò)相應(yīng)的軟件對(duì)需要進(jìn)行制造的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行模擬操作，并根據(jù)模擬過(guò)程中出現(xiàn)的問題采取相應(yīng)的預(yù)防措施，避免在實(shí)際制造過(guò)程中出現(xiàn)同樣的問題。此外，通過(guò)這種模擬制造的方式進(jìn)行虛擬化生產(chǎn)，還能有效節(jié)約人力物力的投入，減少能源的損耗，并保障機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)也能在一定程度上顯著增強(qiáng)企業(yè)在激烈市場(chǎng)環(huán)境下的核心競(jìng)爭(zhēng)力，使企業(yè)能夠在變化莫測(cè)的市場(chǎng)中具備更高的靈活性與應(yīng)變能力，并依據(jù)市場(chǎng)的實(shí)際需求對(duì)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品制造方案進(jìn)行不斷地改進(jìn)與調(diào)整，從而使機(jī)械設(shè)備制造更能滿足市場(chǎng)需求。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備制造柔性化與虛擬化發(fā)展目標(biāo)提供了可靠的技術(shù)支撐。

3.3機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的虛擬化應(yīng)用

虛擬制造技術(shù)具有虛擬性、綜合性特征，包含計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能學(xué)以及多媒體技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，能夠通過(guò)情景構(gòu)建、仿真的形式展開各項(xiàng)場(chǎng)景，在虛擬的場(chǎng)景中分析可能會(huì)出現(xiàn)的各類問題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械制造中存在的問題且予以改進(jìn)，避免不良問題的發(fā)生與發(fā)展。比如機(jī)械設(shè)備與裝置制造期間，則可以應(yīng)用虛擬化技術(shù)，對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)的問題實(shí)施仿真分析，模擬研究紅。這種方式下能夠?yàn)闄C(jī)械產(chǎn)品的制造活動(dòng)奠定良好基礎(chǔ)，也是科學(xué)降低機(jī)械制造成本的有效途徑

4機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向

4.1微型化

回顧工業(yè)革命的歷程，很容易發(fā)現(xiàn)各類生產(chǎn)工具往往都有著外形由大到小的變化過(guò)程，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化同樣如此。隨著人們對(duì)機(jī)械設(shè)備功能要求、占地要求的不斷提升，研究人員對(duì)發(fā)展微型機(jī)械的關(guān)注度越來(lái)越高。通過(guò)對(duì)大型機(jī)械設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行改良和優(yōu)化，加強(qiáng)其內(nèi)部構(gòu)件的精密度，從而縮小機(jī)械設(shè)備的體積，增加其靈活性和便捷度，為減少能源資源的損耗作出一定的貢獻(xiàn)。因此，在未來(lái)的機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化領(lǐng)域，微型化將會(huì)是影響巨大的重要發(fā)展方向。

4.2網(wǎng)絡(luò)化

近年來(lái)，人們雖然通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)過(guò)程中的系統(tǒng)化控制，但并沒有實(shí)現(xiàn)及時(shí)有效的網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)控制目標(biāo)。因此，在利用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督、控制和管理時(shí)，一旦出現(xiàn)設(shè)計(jì)或系統(tǒng)方面的問題，操作人員往往只能求助于現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員，極大程度上降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和設(shè)備系統(tǒng)的工作效率，增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和管理成本。而基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、傳感技術(shù)和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)則能有效解決此類問題，使操作人員能通過(guò)系統(tǒng)向不在場(chǎng)的專業(yè)人士詢問，進(jìn)而及時(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的各類問題

結(jié)束語(yǔ)

總之，我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。自動(dòng)化技術(shù)的深化應(yīng)用，推動(dòng)了機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域的自動(dòng)化、智能化、虛擬化、柔性化與集成化發(fā)展，使機(jī)械設(shè)備制造效率與產(chǎn)品質(zhì)量都得到了顯著提高，無(wú)疑為促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)做出了巨大的貢獻(xiàn)。

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（作者單位：上汽通用（沈陽(yáng)）北盛汽車有限公司）