自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

胡 亮

（湖南紅太陽光電科技有限公司技術(shù)部，湖南長沙 410205）

0 引言

在國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展過程中，機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)發(fā)揮著重要作用，在科學(xué)技術(shù)的強(qiáng)大推動下，自動化技術(shù)具有較高的應(yīng)用價(jià)值，對機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)生了很大的影響。對于自動化技術(shù)來說，具有較高的高效性和節(jié)能性，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，對于解放生產(chǎn)力具有很大幫助。基于應(yīng)用價(jià)值視角，自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中具有較高的應(yīng)用價(jià)值，是企業(yè)提高生產(chǎn)效率的重要方式方法，將生產(chǎn)成本保持在合理范圍內(nèi)，確保企業(yè)利潤和經(jīng)濟(jì)效益的穩(wěn)步提升，從而將制造企業(yè)發(fā)展提升到全新的高度和深度。

1 自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值

在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中加強(qiáng)自動化技術(shù)的應(yīng)用，不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)的自動化水平，未來機(jī)械設(shè)計(jì)自動化技術(shù)的數(shù)字化、虛擬化等發(fā)展趨勢將會越來越顯著，機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值不容忽視，具體體現(xiàn)在以下3 個方面。

（1）有利于提升生產(chǎn)效率。在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)從實(shí)際情況出發(fā)，加強(qiáng)自動化技術(shù)的應(yīng)用，給予智能化生產(chǎn)一定的保障，不斷提高生產(chǎn)質(zhì)量。而在降本增效的影響下，有助于市場競爭實(shí)力的提升，保證占據(jù)的市場份額越來越多[1]。借助自動化技術(shù)，對于企業(yè)設(shè)備設(shè)施升級換代具有一定的推動作用，將機(jī)械設(shè)計(jì)工作予以不斷優(yōu)化，將傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中存在的缺陷予以彌補(bǔ)，確保機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)步提升，使其與客戶要求相符。

（2）有利于提高資源優(yōu)化配置水平。自動化技術(shù)對于優(yōu)化配置相關(guān)資源具有很大的促進(jìn)作用，不斷提高資源利用效率，避免在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中浪費(fèi)較多的資源。同時(shí)，加強(qiáng)自動化技術(shù)的應(yīng)用，可以對生產(chǎn)技術(shù)予以優(yōu)化，確保產(chǎn)品生產(chǎn)與市場需求相一致，并具有高度的精準(zhǔn)性。自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多種先進(jìn)技術(shù)的集成，不同技術(shù)在交流融合中，有助于機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。此外，自動化對各種新材料的應(yīng)用提出了較高的要求，應(yīng)用新材料，有助于將產(chǎn)品性能提升上來，并降低材料的使用和消耗，甚至循環(huán)利用剩余資料，從而促使綠色節(jié)能和環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（3）有利于降低生產(chǎn)成本。在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方面，人工方式比較常見，而人工操作存在著較多的影響因素，失誤現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，設(shè)計(jì)效率難以保證，導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)成本增加，甚至造成產(chǎn)品生命周期的延長。自動化技術(shù)技術(shù)優(yōu)勢較為顯著，降低了手工操作的使用概率[2]，確保企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的穩(wěn)步提升，不斷提高產(chǎn)品的精準(zhǔn)性。基于此，可以有效防止人工失誤的出現(xiàn)，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證產(chǎn)品的合格率，使材料和成本與節(jié)約化需求相符，不斷增長企業(yè)的利潤和效益。借助自動化技術(shù)，可以將機(jī)械設(shè)計(jì)的周期降至最低，避免在企業(yè)投資和產(chǎn)品上市中浪費(fèi)較多的時(shí)間。

此外，機(jī)械自動化技術(shù)有助于自動化生產(chǎn)質(zhì)量控制、檢測等功能的發(fā)揮，提高機(jī)械設(shè)計(jì)的安全性，避免安全事故的出現(xiàn)，以免威脅到人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，促使安全生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2 自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

（1）集成化應(yīng)用。在機(jī)械設(shè)計(jì)自動化中集成技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，要加強(qiáng)工程理論的應(yīng)用，全過程指導(dǎo)實(shí)際信息技術(shù)，并對過程和機(jī)構(gòu)予以簡化，確保自動化水平的穩(wěn)步提升。在機(jī)械制造企業(yè)中，加強(qiáng)集成化技術(shù)的應(yīng)用，可以有效集成各項(xiàng)管理活動，促進(jìn)整個生產(chǎn)制造過程的順利進(jìn)行[3]。有效集成機(jī)械制造行業(yè)各項(xiàng)生產(chǎn)和經(jīng)營管理活動，確保企業(yè)生產(chǎn)效率的穩(wěn)步提升，但是高度集成化，對機(jī)械設(shè)備和技術(shù)水平的要求越來越高。在實(shí)際應(yīng)用方面，相關(guān)工作人員要注重實(shí)地考察，尤其要高度重視機(jī)械設(shè)備功能指標(biāo)和各項(xiàng)參數(shù)，記錄好設(shè)備原始數(shù)據(jù)，為后期機(jī)械設(shè)備的集成化處理提供便利性。通過前期準(zhǔn)備工作的落實(shí)，要借助數(shù)據(jù)扶持，推動整個行業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的提升。

機(jī)械產(chǎn)品的復(fù)雜性較強(qiáng)，在實(shí)際生產(chǎn)中，要系統(tǒng)化分析各個影響因素，嚴(yán)格控制各個細(xì)節(jié)，避免影響到生產(chǎn)設(shè)備[4]，所以要不斷優(yōu)化處理生產(chǎn)過程。此外，也要深入分析投入的生產(chǎn)設(shè)備費(fèi)用，加強(qiáng)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，在構(gòu)建模型中將生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息輸入進(jìn)去，并對結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，從而保證良好的方案優(yōu)化效果。

（2）智能化應(yīng)用。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大推動下，尤其在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下，計(jì)算機(jī)智能技術(shù)的成熟度越來越高，在機(jī)械制造行業(yè)中，人機(jī)一體化得到廣泛應(yīng)用，而且也作用于機(jī)械設(shè)計(jì)過程，為機(jī)械制造行業(yè)自動化水平的提升提供幫助[5]。在智能機(jī)械制造技術(shù)中，機(jī)械制造技術(shù)、人工智能等是重要的構(gòu)成內(nèi)容，具有較高的綜合性，要將多個學(xué)科相互融合在一起，在該系統(tǒng)中，對集成化、智能化等進(jìn)行了融合。現(xiàn)階段，在邏輯推理和工藝設(shè)計(jì)等方面具有較高的應(yīng)用價(jià)值。在機(jī)械制造智能化中，要注重人工智能的滲透，然后在機(jī)械制造多個系統(tǒng)中，積極融入人工智能，使之成為統(tǒng)一整體，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，并對應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行啟動，避免造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

（3）數(shù)控技術(shù)應(yīng)用。在工業(yè)化發(fā)展的推動之下，數(shù)控技術(shù)為機(jī)械制造業(yè)提供了強(qiáng)大的動力，機(jī)械化加工需求量與日俱增。如果對以往人工操作模式進(jìn)行應(yīng)用，其生產(chǎn)效率不高，無法適應(yīng)大批量生產(chǎn)需求，浪費(fèi)較多的資源，而且也不利于產(chǎn)品質(zhì)量的提升。借助自動化技術(shù)，可以有效解決上述問題。在自動化技術(shù)中，數(shù)控技術(shù)占據(jù)著一定的地位，數(shù)控技術(shù)需要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用，自動化操控機(jī)械設(shè)備，在實(shí)際生產(chǎn)方面，可以應(yīng)用提前設(shè)計(jì)的電腦程序，以此來控制機(jī)械生產(chǎn)過程，其中明確提出了對設(shè)計(jì)人員的要求，必須要合理化設(shè)計(jì)電腦程序[6]，為后期機(jī)械操作活動的自動化奠定基礎(chǔ)，將人力資源方面的浪費(fèi)降至最低。對于技術(shù)人員來說，要充分了解每臺設(shè)備性能和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使設(shè)計(jì)程序的合理性得以保證。此外，要實(shí)時(shí)化監(jiān)督和控制設(shè)備的生產(chǎn)過程，使生產(chǎn)活動得以順利進(jìn)行，構(gòu)建安全、可靠的生產(chǎn)活動氛圍。

（4）虛擬化技術(shù)應(yīng)用。虛擬技術(shù)主要是指集中整合電子信息技術(shù)、人工智能技術(shù)等，在模擬和仿真功能的幫助下，不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動化水平。在具體應(yīng)用方面，在機(jī)械制造行業(yè)中，各種問題經(jīng)常出現(xiàn)，工作人員要加強(qiáng)虛擬技術(shù)的應(yīng)用，借助模擬和仿真功能，深入分析和查找問題的成因，配備有效的應(yīng)對措施，從而使機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營活動得以順利實(shí)施，并確保生產(chǎn)效率的穩(wěn)步提升。但是虛擬技術(shù)處于初級發(fā)展階段，相關(guān)研究人員應(yīng)繼續(xù)予以研究[7]。

（5）柔性自動化應(yīng)用。目前，市場競爭局勢愈演愈烈，機(jī)械制造企業(yè)處于機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存的局勢之中，要想積極抓住機(jī)遇、并勇敢地迎接挑戰(zhàn)，必須要對以往傳統(tǒng)理念予以改善，密切關(guān)注市場發(fā)展趨勢，并對客戶實(shí)際需求進(jìn)行分析，將各個生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)予以完善化，確保與市場發(fā)展具有高度的適應(yīng)性，為柔性化發(fā)展提供動力。對于柔性自動化技術(shù)來說，要求將物料儲運(yùn)和信息控制等系統(tǒng)集成在一起，借助該技術(shù)，可以對加工對象的差異性進(jìn)行分析，對相應(yīng)的加工模式予以自動化匹配。換言之，基于柔性化生產(chǎn)，為柔性自動化技術(shù)的出現(xiàn)創(chuàng)造了便利條件。加強(qiáng)人機(jī)操作界面的應(yīng)用，可以有效完善機(jī)械制造企業(yè)信息系統(tǒng)，在生產(chǎn)方面，人員要發(fā)揮出自身的干預(yù)作用，高度適應(yīng)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢，確保產(chǎn)品與市場和客戶實(shí)際需求形成高度的統(tǒng)一性。

柔性自動化技術(shù)有效融合了柔性制造系統(tǒng)和柔性自動化加工系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了整個生產(chǎn)過程的優(yōu)化，為生產(chǎn)效率的提升提供了很大幫助。此外，在應(yīng)用柔性自動化技術(shù)方面，還要對實(shí)際裝配需求進(jìn)行分析[8]，順利加工零件，對庫存量進(jìn)行控制，將生產(chǎn)周期降至最低，避免資金占用率的提升，防止在人工勞動量和設(shè)備使用量中出現(xiàn)不必要的浪費(fèi)，從而切實(shí)維護(hù)和保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（6）故障診斷技術(shù)應(yīng)用。對機(jī)械制造行業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行分析，諸多企業(yè)的半自動化生產(chǎn)模式比較顯著，生產(chǎn)線的復(fù)雜程度較高，在生產(chǎn)過程中，如果某個機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障問題，極容易對整個生產(chǎn)線造成影響，甚至對企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營造成威脅。同時(shí)，專業(yè)人員要定期維護(hù)和保養(yǎng)機(jī)械設(shè)備，無疑造成人工成本的增加。所以說，機(jī)械設(shè)備故障診斷中，要積極應(yīng)用自動化技術(shù)，實(shí)時(shí)性監(jiān)測設(shè)備的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，及時(shí)將故障隱患挖掘出來，確保信息在維修人員方面的及時(shí)傳送，從而使整個生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)目標(biāo)得以順利實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)束語

在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，自動化技術(shù)的應(yīng)用勢在必行，確保應(yīng)用效果的不斷提升。在新時(shí)期下，明確提出對機(jī)械設(shè)計(jì)制造的要求，要想與機(jī)械生產(chǎn)需求相一致，必須要對自動化技術(shù)的應(yīng)用予以高度重視，彰顯出集成化、智能化、虛擬化等優(yōu)勢，從而為機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航，提供全新的發(fā)展動力。