機電自動化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用研究

張明位

（大屯煤電集團有限公司，徐州 221000）

在國民經(jīng)濟飛速發(fā)展的大背景下，各行各業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營都遇到了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)，也對各行各業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營效率提出了更高的要求。自動化技術(shù)的引入和應(yīng)用能夠有效提高機電設(shè)備的運作質(zhì)量和效率，逐步成為機電設(shè)備研發(fā)和應(yīng)用的主要內(nèi)容。

1 機電自動化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用必要性

1.1 有利于提升企業(yè)工作效率

在信息化時代之下，機電自動化技術(shù)不僅應(yīng)用在機電的基本自動化操控方面，同時也擴展到了產(chǎn)品的檢測和自動識別等新型領(lǐng)域，節(jié)省了企業(yè)產(chǎn)品檢測與識別分揀的時間。而傳統(tǒng)的產(chǎn)品檢測與識別工作則需要耗費大量的人力資源和時間，同時難以進行實時的信息傳遞和產(chǎn)品信息分析處理，一定程度上影響了企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的全面提升。機電自動化技術(shù)的引入和應(yīng)用打破了這一僵局，大幅提高了企業(yè)機電設(shè)備和項目的生產(chǎn)質(zhì)量與效率。

1.2 有利于優(yōu)化機電設(shè)備生產(chǎn)條件

現(xiàn)階段，我國大部分的機電設(shè)備生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)都在朝著現(xiàn)代化生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)變，但仍有部分企業(yè)和單位過分依賴人力資源的生產(chǎn)與操作，僅將機電自動化技術(shù)應(yīng)用于機電設(shè)備的內(nèi)部運作體系，仍然采用人工操控和管理機電設(shè)備的形式來進行日常的生產(chǎn)和操作，加大了機電生產(chǎn)的人為因素影響。而機電自動化技術(shù)在生產(chǎn)線控制和整體監(jiān)控中的應(yīng)用能夠有效降低企業(yè)的人力成本，提升企業(yè)機電制造的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，對企業(yè)機電設(shè)備生產(chǎn)的長期可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]。

2 機電自動化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用策略研究

2.1 引入虛擬自動化技術(shù)

虛擬自動化技術(shù)是一種現(xiàn)階段應(yīng)用效果較好和發(fā)展程度較高的機電自動化技術(shù)。它的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在集合了人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的核心性能，能夠全程監(jiān)控機電設(shè)備生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)，及時發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患并及時上報。操作人員需要借助計算機操作來對機電生產(chǎn)的各個方面進行狀態(tài)確認和預(yù)警查看。虛擬自動化技術(shù)的引入和應(yīng)用，能夠有效實現(xiàn)企業(yè)機電生產(chǎn)預(yù)案的虛擬演練與問題摸排。操作人員要在自動化技術(shù)虛擬演練的過程中計算和總結(jié)科學(xué)的風(fēng)險防控預(yù)案，有效降低實地生產(chǎn)環(huán)節(jié)的失誤率和能源消耗。這是機電生產(chǎn)方案的完善和優(yōu)化的一種新方式。

2.2 應(yīng)用位置誘導(dǎo)技術(shù)

機電自動化技術(shù)中的位置誘導(dǎo)技術(shù)主要是在原有定位技術(shù)的基礎(chǔ)上為機電設(shè)備添加自動化芯片，能夠?qū)崟r監(jiān)控與觀測機電設(shè)備位置與操控狀態(tài)，還能夠有效規(guī)范機電設(shè)備運作的路徑和線路操作，自動化準確調(diào)節(jié)設(shè)備運作參數(shù)誤差。

實際上，機電設(shè)備的位置誘導(dǎo)技術(shù)是一項以其機身位置識別技術(shù)為基礎(chǔ)的高效化技術(shù)類型。機身位置識別技術(shù)也是機電自動化領(lǐng)域內(nèi)具有較強代表性的自動化技術(shù)，主要分為內(nèi)部識別和外部識別兩種類型。機身位置內(nèi)部識別技術(shù)主要的運作原理是通過內(nèi)部識別的形式來對設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)和軟件進行自主識別，識別結(jié)束后形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)序列。工作人員將這部分數(shù)據(jù)序列整理到控制系統(tǒng)中，使得系統(tǒng)可自動實時確認機電設(shè)備的位置。外部識別技術(shù)則主要依靠超聲波探測的方式來識別和反饋設(shè)備的位置。這兩種類型的位置識別技術(shù)分別適用于不同的場合和設(shè)備類型。技術(shù)人員可根據(jù)機械設(shè)備的運行環(huán)境來進行合理選擇，以達到最優(yōu)化的自動化控制效果。

在位置誘導(dǎo)技術(shù)的實驗和應(yīng)用階段，操作人員要在機電設(shè)備正式運行前規(guī)劃準確合理的工作線路及其范圍，并結(jié)合機身位置識別技術(shù)來識別與記錄機電設(shè)備內(nèi)部和外部的位置，為位置誘導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用提供信息和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時，操作人員要充分考慮到技術(shù)與設(shè)備操控間的偏差和誤差，事先試驗位置誘導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用效果，觀察和記錄其應(yīng)用過程中存在的可調(diào)節(jié)和不可調(diào)節(jié)誤差，通過多次實驗來消除可調(diào)節(jié)誤差和緩解不可調(diào)節(jié)誤差，以實現(xiàn)機電設(shè)備參數(shù)誤差和設(shè)備運轉(zhuǎn)精度的自動化調(diào)節(jié)[2]。

2.3 研發(fā)智能監(jiān)控技術(shù)

自動化技術(shù)應(yīng)用的最初目的是進行統(tǒng)一有效的機電設(shè)備管理與調(diào)控，這離不開智能監(jiān)控技術(shù)的研發(fā)和投入。智能監(jiān)控技術(shù)不僅能夠通過遠程操控和無人值守的形式來監(jiān)測與控制機電設(shè)備運作，而且能夠充分結(jié)合傳感器技術(shù)實時觀察和監(jiān)測機電設(shè)備的運作環(huán)境，從而在充分保障工作人員人身安全基礎(chǔ)上優(yōu)化機電設(shè)備的整體監(jiān)控系統(tǒng)，有效提升機電設(shè)備運作安全系數(shù)和監(jiān)控效率[3]。

在智能監(jiān)控技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用過程中，操作人員要充分結(jié)合人工智能識別技術(shù)和無限感知技術(shù)進行全天候的工作環(huán)境危險感知和實時預(yù)警，并且合理規(guī)劃不同區(qū)域的技術(shù)應(yīng)用范圍與安全系數(shù)控制，打造云端、現(xiàn)場和機電端監(jiān)控架構(gòu)的一體化視感協(xié)同系統(tǒng)，以保障機電設(shè)備運作的安全生產(chǎn)。

2.4 重點開發(fā)柔性自動化技術(shù)

柔性自動化技術(shù)是一種依托于信息技術(shù)發(fā)展進步，以數(shù)控技術(shù)為中心，集合生產(chǎn)、信息與計算機技術(shù)三位于一體的新型機電自動化技術(shù)。柔性自動化技術(shù)能夠持續(xù)推進操作性的機電自動化過程朝著全自動化的方向發(fā)展，也能夠持續(xù)縮短機電設(shè)備的生產(chǎn)與作業(yè)周期。此項技術(shù)性內(nèi)容能夠有效降低企業(yè)機電設(shè)備的運作能耗和人力物力消耗，從而提升企業(yè)的市場競爭力。

現(xiàn)階段的柔性自動化技術(shù)主要包括計算機輔助制造、集成制造、柔性制造和管理信息系統(tǒng)等類型[4]。開發(fā)這項技術(shù)的關(guān)鍵在于提升系統(tǒng)程序運作的可靠性、聯(lián)網(wǎng)集成的便捷性和與生產(chǎn)實況的貼合性，同時要做好單元技術(shù)的整體開發(fā)與提升。完善的柔性自動化技術(shù)能夠有效促進機械自動化技術(shù)的高精度和高速度發(fā)展，并能夠有效拓展計算機輔助制造和網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)等新功能。

基于此，技術(shù)人員可在機電自動化的運行環(huán)境內(nèi)發(fā)展通用性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建標準化的多設(shè)備自動化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口，同時按照相應(yīng)的規(guī)范技術(shù)標準進行原有傳輸接口的優(yōu)化與改良，逐步構(gòu)建和完善柔性自動化技術(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而為柔性自動化技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

2.5 加強機電設(shè)備管理與優(yōu)化

機電自動化技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用過程中，需要多次啟用和改裝現(xiàn)有的機電設(shè)備。設(shè)備在此狀況下不可避免地會出現(xiàn)各類故障問題，因此技術(shù)人員要充分加強機電設(shè)備的管理與優(yōu)化，注重設(shè)備的檢修和維護，以提升設(shè)備的自動化承載性能。

首先，生產(chǎn)部門和檢修部門同步合作，加強設(shè)備的檢修工作，持續(xù)優(yōu)化使用次數(shù)過多和不常使用的機電設(shè)備的改造方案，并逐一排查和記錄設(shè)備運行過程中可能出現(xiàn)的安全隱患或已出現(xiàn)過的安全隱患。

其次，技術(shù)人員應(yīng)與機電設(shè)備的維護人員和專業(yè)的機電設(shè)備人才共同制定改造后的維護方案，并根據(jù)改造完成的機電設(shè)備圖紙檢測維護方案的可行性，從而最大限度地避免設(shè)備由于多次實驗和改造而產(chǎn)生各類老化與故障問題。

最后，技術(shù)人員和管理人員應(yīng)持續(xù)跟進后續(xù)的日常檢修與維護工作，合理分配工作人員的崗位職責(zé)與工作任務(wù)，必要時采用成立專項檢修與維護小組的形式來保障應(yīng)用機電自動化技術(shù)的設(shè)備正常運行。

3 機電自動化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展方向展望

3.1 微型化

微型化是機電自動化技術(shù)應(yīng)用和研發(fā)的一大重要方向，主要針對體積過于龐大和占地比例較大的機電設(shè)備。這部分機電設(shè)備在應(yīng)用自動化技術(shù)后往往會出現(xiàn)體積和占地面積增大的情況，不符合自動化技術(shù)節(jié)約成本減少消耗的原則。優(yōu)化為微型化的機電自動化和機電設(shè)備體系能夠在充分節(jié)省生產(chǎn)空間的同時提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，是現(xiàn)階段機電自動化技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的主攻方向之一。

3.2 人工智能化

現(xiàn)階段，機電自動化技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用過程中存在的部分缺陷和難題主要在于智能化程度方面。研發(fā)和應(yīng)用人員也更重視人工智能技術(shù)在自動化技術(shù)中的應(yīng)用和融合。各大企業(yè)也將結(jié)合自身的生產(chǎn)情況不斷進行人工智能技術(shù)的實驗和研發(fā)。因此，人工智能化是基于自動化技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的重要方向[5]。

3.3 機電一體化

機電一體化是機電自動化技術(shù)發(fā)展的典型趨勢之一，主要目的是創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。機械和機電的結(jié)合應(yīng)用能夠使二者相互補充和輔助，在互相彌補二者不足的情況下，促進二者系統(tǒng)完整性發(fā)展，充分發(fā)揮機械和機電設(shè)備的優(yōu)勢與長處，使其各部件達到相互協(xié)調(diào)和互相配合的狀態(tài)，從而不斷提高機電設(shè)備系統(tǒng)運作效率。

4 結(jié)語

機電自動化技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新應(yīng)用能夠有效提升機電設(shè)備生產(chǎn)與運作實際效率和機電設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量。目前，機電自動化設(shè)備的應(yīng)用仍存在較大的發(fā)展空間和潛力。操作人員要充分結(jié)合自動化技術(shù)中的虛擬自動化技術(shù)、位置誘導(dǎo)技術(shù)以及智能監(jiān)控技術(shù)，推動機電自動化技術(shù)的微型化、人工智能化以及高效化發(fā)展，以提升企業(yè)生產(chǎn)效率，保障安全生產(chǎn)。