淺析自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域的應(yīng)用

汪雨航

摘 要：隨著科學(xué)發(fā)展的日益強(qiáng)盛，我國(guó)生產(chǎn)制造行業(yè)的創(chuàng)新和改進(jìn)也上升到了一個(gè)新的臺(tái)階，自動(dòng)化技術(shù)以其自身的先進(jìn)性和實(shí)用價(jià)值成為了當(dāng)今社會(huì)制造業(yè)中的研究風(fēng)口。目前自動(dòng)化技術(shù)的全面應(yīng)用改進(jìn)了生產(chǎn)制造的工藝技術(shù)，調(diào)整并優(yōu)化了傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，在提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)還減少了生產(chǎn)成本，從而大幅度地推動(dòng)了機(jī)械行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。我國(guó)目前的機(jī)械行業(yè)正在朝著高集成化、高智能化的方向上發(fā)展，這也為自動(dòng)化技術(shù)的提升提出了新的要求。本文通過(guò)闡述自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中的重要性，指出目前機(jī)械制造行業(yè)的現(xiàn)狀，提出自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用中的應(yīng)用問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化; 機(jī)械設(shè)計(jì); 機(jī)械制造; 自動(dòng)化應(yīng)用

世界工業(yè)化革命中的一個(gè)重要主題就是機(jī)械自動(dòng)化，機(jī)械自動(dòng)化也是制造型工業(yè)企業(yè)都關(guān)注的一個(gè)重要方向。在目前的機(jī)械行業(yè)發(fā)展的大局中，企業(yè)利用自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)可以在實(shí)現(xiàn)技術(shù)改進(jìn)的情況下獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)制造概述

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化是圍繞著計(jì)算機(jī)電子技術(shù)展開(kāi)的一種新型技術(shù)形式，它既結(jié)合了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的理念又融合了多項(xiàng)現(xiàn)代尖端的現(xiàn)代機(jī)械操控技術(shù)，在滿足內(nèi)在需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的價(jià)值，使工作效率達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)。舉例來(lái)說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)總線控制體統(tǒng)是早期發(fā)展起來(lái)的新型工業(yè)技術(shù)，它從原來(lái)面向設(shè)備選擇控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)選擇控制方式。

目前，現(xiàn)場(chǎng)總線控制體統(tǒng)已經(jīng)成為了工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)中使用率最高的情況存在。除了此項(xiàng)技術(shù)外，還有很多自動(dòng)化的升級(jí)技術(shù)在工業(yè)行業(yè)中運(yùn)行，為我國(guó)工業(yè)行業(yè)的進(jìn)步做出了突出的貢獻(xiàn)。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶動(dòng)了整個(gè)工業(yè)環(huán)境的飛速提升，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用也成為了一種必然的趨勢(shì)。總的來(lái)說(shuō)，單靠傳統(tǒng)的工人機(jī)械生產(chǎn)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的生產(chǎn)需求，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)中會(huì)讓整個(gè)生產(chǎn)體系變得更加的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這不僅會(huì)提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，增加其核心競(jìng)爭(zhēng)力，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度更能加強(qiáng)我國(guó)機(jī)械行業(yè)的總體水平，提升國(guó)際工業(yè)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

2 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中的重要性

機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化指的是研究各種工業(yè)機(jī)械裝備及機(jī)電產(chǎn)品從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)、系統(tǒng)控制、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的綜合技術(shù)性學(xué)科。它融入了計(jì)算機(jī)的理念，信息技術(shù)和自動(dòng)技術(shù)相交叉的理論方式方法。是目前機(jī)械行業(yè)最為熱點(diǎn)的技術(shù)形式。我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)在社會(huì)進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)水平提升的背景下逐漸走向成熟。作為我國(guó)目前機(jī)械制造技術(shù)中最為重要的技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)的核心理念是企業(yè)利用動(dòng)態(tài)的發(fā)展觀念，引入到實(shí)際的工作中去，自動(dòng)化的應(yīng)用程度對(duì)于整個(gè)機(jī)械制造領(lǐng)域有著重要的意義和作用，直接決定行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，從機(jī)械發(fā)展的歷史上看，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用為機(jī)械制造行業(yè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。

2.1 自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用降低了資源成本

在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域一般都屬于粗狂型工業(yè)，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的資源浪費(fèi)，這樣高成本的機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)企業(yè)的發(fā)展一定有影響的。將自動(dòng)化技術(shù)全面應(yīng)用到機(jī)械制造中會(huì)大幅度的提升生產(chǎn)制造過(guò)程中的精細(xì)化程度，與此同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)體系中會(huì)將生產(chǎn)廢料進(jìn)行合理化重新利用，這不僅會(huì)降低生產(chǎn)成本，還提升了企業(yè)的直接經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)化技術(shù)取締了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)會(huì)將生產(chǎn)作業(yè)中的每個(gè)環(huán)節(jié)優(yōu)化完善，增加了生產(chǎn)原材料和企業(yè)機(jī)械設(shè)備的匹配度，這樣更加能夠減少耗材的使用，更大程度上減少浪費(fèi)。

2.2 自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用提高企業(yè)生產(chǎn)效率

我國(guó)城市化進(jìn)程的推進(jìn)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)機(jī)械制造行業(yè)的要求與日俱增，傳統(tǒng)機(jī)械制造的方式比較落伍，已經(jīng)沒(méi)有辦法滿足目前新時(shí)代下社會(huì)發(fā)展和市場(chǎng)發(fā)展的去求，對(duì)企業(yè)自身的發(fā)展有一定的阻礙作用。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造的行業(yè)中提升了生產(chǎn)效率，智能化的水平提升也拉動(dòng)了產(chǎn)品質(zhì)量，從而增加了企業(yè)自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力，在擴(kuò)大市場(chǎng)份額方面起到推動(dòng)性作用。

2.3 自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)用后便取代了傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)勞動(dòng)力的解放，也將企業(yè)帶入到技術(shù)潮流方向上前行。在機(jī)械行業(yè)上一個(gè)傳統(tǒng)時(shí)代中，行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)為人力競(jìng)爭(zhēng)和經(jīng)驗(yàn)競(jìng)爭(zhēng)，而自動(dòng)化技術(shù)普及后便成為了技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。這要求所有的都朝著提升機(jī)械設(shè)備參數(shù)精密度提升的方向上努力。從表面上看，雖然僅僅是一項(xiàng)技術(shù)得到了更新和發(fā)展，但是這項(xiàng)技術(shù)卻帶動(dòng)了整個(gè)行業(yè)，實(shí)現(xiàn)了整體的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，迎著時(shí)代的潮流，積極打破技術(shù)壁壘永遠(yuǎn)是機(jī)械制造行業(yè)需要奮斗的方向。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀分析

3.1 制造工藝現(xiàn)狀分析

機(jī)械工藝是工業(yè)生產(chǎn)中最為總要的一個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量要點(diǎn)，它直接決定了產(chǎn)品品質(zhì)和技術(shù)強(qiáng)度。雖然我國(guó)很多機(jī)械制造企業(yè)已經(jīng)實(shí)行了自動(dòng)化技術(shù)，但是從精細(xì)化程度和智能化程度上與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在著一定的差距。尤其是在激光加工、復(fù)合加工、納米加工等方向，我國(guó)的技術(shù)還需要較大的提升空間，提高機(jī)械自動(dòng)化的普及率和精細(xì)度是我國(guó)需要關(guān)注的要點(diǎn)。

3.2 自動(dòng)化現(xiàn)狀分析

在機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，自動(dòng)化技術(shù)技術(shù)不僅在生產(chǎn)過(guò)程起到作用，而且在機(jī)械設(shè)計(jì)階段也可以參與其中，從自動(dòng)化的角度可以在機(jī)械設(shè)計(jì)初期獲得新穎的產(chǎn)品理念，能夠從不能的禪位維度，對(duì)設(shè)計(jì)的信息整理，滿足企業(yè)的實(shí)際需要。

4 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域的應(yīng)用

4.1 集成化模式在自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用

互聯(lián)網(wǎng)的普及促使計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了各行各業(yè)中，自動(dòng)化技術(shù)的產(chǎn)生，不同系統(tǒng)和不同技術(shù)類型的衍生就依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，單一的子系統(tǒng)或者單一的某項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)不能滿足于當(dāng)今企業(yè)機(jī)械制造的需求，只有計(jì)算將多系統(tǒng)、多技術(shù)融合在一起，形成集成化的管理運(yùn)營(yíng)模式，才能實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造想達(dá)到的效果。另外，計(jì)算機(jī)的云計(jì)算功能實(shí)現(xiàn)了企業(yè)從機(jī)械設(shè)計(jì)到機(jī)械制造，最后到機(jī)械運(yùn)營(yíng)的全過(guò)程集成化效果，為整個(gè)系統(tǒng)提供更加嚴(yán)密的技術(shù)支持。

4.2 智能化模式在自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用

智能化在科技技術(shù)飛速發(fā)展的背景下也被機(jī)械制造領(lǐng)域充分利用，其中把計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，形成了智能化、一體化的制造設(shè)備，這就是機(jī)械智能化的基本思路。智能化的機(jī)械制造技術(shù)一般是由機(jī)械制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、人工智能技術(shù)等構(gòu)成，這幾個(gè)部分之間相互滲透，相互影響，相互制約，從而形成了對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)最為理想的機(jī)械制造體系。在這個(gè)系統(tǒng)中主要是根據(jù)人工智能為標(biāo)準(zhǔn)，將這種思維深入到機(jī)械制造中的每個(gè)環(huán)節(jié)，這樣便能把自身的優(yōu)勢(shì)充分地發(fā)揮出來(lái)，另外，人工智能還有一個(gè)很大的功能，它能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)機(jī)械制造中存在的問(wèn)題，并能在第一時(shí)間提出有效的改進(jìn)方案和措施。

4.3 柔性化模式在自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用

在機(jī)械制造的企業(yè)中一般有半自動(dòng)、全自動(dòng)、柔性等類型的生產(chǎn)線，在這些類型的生產(chǎn)線中柔性生產(chǎn)是最受歡迎的一種。因?yàn)槿嵝宰詣?dòng)化技術(shù)比較靈活，在技術(shù)革新飛速的時(shí)代背景下顯得特別重要，以我國(guó)目前大型企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備上看，基本已經(jīng)全面建立了柔性生產(chǎn)體系，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)界面等多方面的系統(tǒng)操作優(yōu)化，提升了計(jì)算機(jī)管理的實(shí)際效益。在柔性化模式中可以實(shí)現(xiàn)普通行業(yè)和自動(dòng)化設(shè)備在同一個(gè)系統(tǒng)中，機(jī)械制造對(duì)外界環(huán)境變化的適應(yīng)能力得到了提升，自動(dòng)化程度提高了。

4.4 數(shù)控化模式在自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)一般指的是將計(jì)算機(jī)中的數(shù)字化技術(shù)、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)等有機(jī)的結(jié)合在一起。這樣就能夠?qū)⒆詣?dòng)化技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控技術(shù)上，可以有效協(xié)助機(jī)械設(shè)計(jì)制造的全過(guò)程。數(shù)控化模式是機(jī)械制造行業(yè)中的重要環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)的控制方式對(duì)比，數(shù)控的優(yōu)勢(shì)是十分明顯的。

4.5 虛擬化模式在自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用

虛擬化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是將多媒體、人工智能、電子信息等技術(shù)融合在一起，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的仿真效果。尤其是在機(jī)械高端制造行業(yè)遇到困難的時(shí)候，利用虛擬化的仿真系統(tǒng)可以模擬實(shí)際發(fā)生的情況，有效找出存在的問(wèn)題，明確解決問(wèn)題的方式，保證企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。具體來(lái)說(shuō)，在石油測(cè)驗(yàn)的試驗(yàn)中，在傳感器的協(xié)助下，虛擬一個(gè)全仿真具有視覺(jué)、嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)的真實(shí)環(huán)境，通過(guò)工作人員和虛擬環(huán)境的互動(dòng)影響，互相聯(lián)系，工作人員所有的感受與真實(shí)情況都是相同的，這樣就可以判斷不合格產(chǎn)品產(chǎn)生的原因，減少企業(yè)的生產(chǎn)成本。當(dāng)然我國(guó)虛擬自動(dòng)化技術(shù)還處于萌芽階段，與其他國(guó)家相比還有一定的差距，但是這個(gè)仿真虛擬系統(tǒng)在自動(dòng)化技術(shù)中確實(shí)是一項(xiàng)好的方向，需要我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)的專家學(xué)者進(jìn)行進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和研究。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了整個(gè)工業(yè)的發(fā)展，尤其是針對(duì)機(jī)械制造領(lǐng)域，其作用和意義更是明顯。從可持續(xù)性發(fā)展的方向來(lái)看，自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是向著綠色、環(huán)保的角度出個(gè)發(fā)的，這也是全球工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)于粗獷和浪費(fèi)，沒(méi)有能夠把資源合理的運(yùn)用，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用降低成本和資源的浪費(fèi)是工業(yè)行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。雖然我國(guó)的自動(dòng)化技術(shù)水平與工業(yè)先進(jìn)國(guó)家的水平相比還有一定的差距，但憑著我國(guó)機(jī)械工程師們的努力一定可以將我國(guó)先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)推向一個(gè)新的高度。

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（武漢輕工大學(xué)，湖北 武漢 430000）