機械設備自動化在化工機械制造中的應用探討

蓋云峰，秦 暉

（1中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司 遼寧 鞍山 114000）（2鞍鋼化學科技有限公司針狀焦作業區 遼寧 鞍山 114000）

1 引言

隨著經濟增長生產力不足的問題越來越明顯，機械設備自動化技術應運而生，該技術可以對原有的生產線進行自動化改造，使其工作效率得到提高的同時對人力資源的需求降低，而剩余的人力資源可從中解放出來繼續開辟新的機械設備自動化生產線，這樣生產力不足的矛盾才能得到緩解，化工機械制造的效率才能得到提高，機械設備自動化是整個行業的大趨勢。

2 機械設備自動化

2.1 機械設備自動化的概念

機械設備自動化指的是由專業人員先設計自動化生產線，然后按照生產制造的需求配置自動化生產設備，最后編寫機械設備自動化控制程序即可實現產品的自動生產。這種生產方式一旦建立對人力資源的需要將大大降低，只需要少量人力資源保證機械設備自動化生產線自動運行，不會出現故障即可。機械設備自動化的優點是工作效率高且穩定、工作危險性低，缺點是對設計人員和控制人員的要求比較高，因此機械設備自動化對技術人員的依賴性比較強，對普通工人不存在復雜要求。

2.2 機械設備自動化在化工機械制造中的意義

機械設備自動化在化工機械制造中的應用，可以極大地提高行業生產總值，有利于提高化工機械制造的生產效率、降低生產工作人員的工作壓力、提高化工機械制造生產的安全性和穩定性，因此化工機械制造對機械設備自動化的應用非常重要。化工機械制造中容易出現安全事故，而且一旦發生安全事故對工人身體的損傷通常比較大，有些崗位工作人員不愿意擔任，機械設備自動化之后該問題將不再成為困擾工作人員的問題，因為機械設備自動化完全可以通過機械臂或者其他自動化設備代替人工進行危險操作，機械設備自動化在化工機械制造中的應用可以使IT更加穩定、安全、高效地進行可持續生產。

3 機械設備自動化在化工機械制造中的應用技術

3.1 CAD輔助設計

CAD繪圖技術在現代工業設計中比較常見，化工機械制造圖紙可以通過該技術完成模型設計，通過建模等方式可以對化工機械制造商品進行更加詳盡的了解，有利于提高化工機械制造的精度。同時，CAD輔助設計技術還可以與更加先進的機械制造技術進行結合，利于3D打印技術，該技術可以直接按照CAD繪圖模型直接將化工機械設備制造出來，這樣一來機械設備自動化在化工機械制造中的應用即可由理論轉為實踐[1]。

3.2 模糊控制技術

模糊控制技術是一種基于模糊數學研發的新型技術，該技術可以通過程序和算法完成對工業設備的自動化控制，從而提高化工機械制造生產線的自動化水平，可以認為模糊控制技術是機械設備自動化生產的核心技術。化工機械制造想要從人工制造走向自動化制造，則必須制定出一套完善、合理的控制程序，該程序可以保證生產線各個流程的自動化設備能夠按照預定計劃進行工作，最終各個生產流程進行有機結合，可直接將原材料加工成最終商品，該技術與算法進行融合可以進一步提高機械設備的自動化水平[2]。

3.3 人工神經網絡技術

人工神經網絡技術指的是一種基于動物神經網絡建立的數學模型，該技術可以通過大量的數據信息使自身的處理能力和分析能力得到最大化發揮，從而為機械設備取代人工操作打下堅實的基礎，機械設備自動化流水線上經常使用一些工業機器人或者機械臂執行化工機械制造工作，這種自動化技術相比人工操作具有工作效率高、安全性高、適應性強等優點，但是該技術的應用需要一定的數據積累，否則無法推動人工神經網絡技術的進一步發展。

3.4 AEI系統

AEI系統是一種智能識別系統，該系統可以通過傳感器對機械設備自動化生產線進行編號分類，然后在識別過程中按照編號規則進行匹配，最后即可合理分配生產原料和生產線制造出不同類型的產品。總體來說AEI系統的智能化和自動化水平比較高，因此該技術需要一定的人工智能技術作為支撐。如果化工機械制造生產產品的類型比較多，則必須要采用AEI系統才能保證進料與生產線相互匹配，否則在生產多樣化產品時會非常混亂，不利于對機械設備自動化生產線進行監控和管理。

3.5 CAE技術

CAE技術指的計算機輔助工程技術，該技術在機械設備自動化中的重要性比較強，因為該技術的功能強大，能夠從力學分析的角度對化工機械制造產品進行更加詳盡的分析。但是CAE技術在不同應用軟件中的使用方法存在一定的差異性，當前CAE技術一般在ANSYS軟件和NASTRAN軟件中使用，前者可以通過軟件對其進行數據分析得到設備的性能結果，后者可以通過模型可視化直觀地了解不同化工機械制造設備的各個流程。

4 機械設備自動化在化工機械制造中的應用成果

4.1 提高化工機械制造的生產效率

機械設備自動化應用之后化工機械制造整個流程的人工工作基本全部由機械設備替代，人工工作的職責由從事具體生產工作轉變為監控生產流水線正常運行，此時相同的人力資源可以同時完成更多化工機械制造產品的生產。

4.2 提高化工機械制造的智能化水平

機械設備自動化會將人工智能技術、人工神經網絡技術等智能化技術應用其中，人工智能技術的應用可以由自動化控制系統代替工作人員，對簡單的生產設備故障進行判斷，人工神經網絡技術可以代替人工進行復雜繁瑣的生產工作，因此化工機械制造的智能化水平必然會得到提高。

4.3 提高化工機械制造的自動化檢測水平

機械設備自動化能夠在生產的同時保證化工機械制造產品的質量不會出現太大偏差，從某種程度上講，機械設備自動化能夠提高化工機械制造產品的規范性，因此技術人員只需要不斷對影響產品質量參數的生產流程進行優化，即可代替檢測設備，從而提高其自動化檢測水平。

4.4 提高化工機械制造的設計效率

機械設備自動化應用在化工機械制造后可以先利用繪圖軟件制造產品模型，然后將其代入虛擬仿真軟件，即可對化工機械制造設計產品的質量和性能進行模擬，最后按照仿真結果對設計圖紙進行修改，提高化工機械制造的設計效率。

5 機械設備自動化在化工機械制造中的應用注意事項

5.1 重視技術開發工作

機械設備自動化雖然能夠提高化工機械制造的生產效率、智能化水平，但是其基礎技術水平如果不夠先進，則整個機械設備自動化生產線的智能化水平也不會太高，因此，技術開發工作是機械設備自動化在化工機械制造中的應用基礎。機械設備自動化比較依賴技術的使用性，技術開發過程中應該朝實用性技術的方向努力。

5.2 關注自動化設備的配套性

機械設備自動化主要憑借自動化設備以及自動化控制系統完成化工機械制造，如果自動化設備與操作系統不匹配，則操作系統無法對自動化設備進行操作。此時機械設備自動化生產線會存在一定的問題，甚至會因為自動化設備與控制系統不匹配而導致安全事故的發生，因此技術人員必須對整個自動化操控系統進行功能和結構等方面的全面優化，務必保證設備、元件、零部件對操作系統的影響最低。

5.3 加強自動化應用成本控制

機械設備自動化主要在于對自動化化工機械制造生產線的設計，其中不同產品對應的生產線存在一定的差異，因此為了降低機械設備自動化的成本，應該盡量采用模塊化設計方式，針對不同產品選擇替換的方式對自動化化工機械制造生產線設計進行部分替換，這樣才能達到自動化應用成本控制的效果。

5.4 提高工作人員的自動化控制水平

機械設備自動化應用到化工機械制造之后，傳統的人工工作思維和內容都會發生極大變化，這種情況下工作人員必須經過系統專業的培訓之后才能重新上崗，也才能保證工作人員的自動化控制水平能夠勝任崗位工作，否則工作人員的能力跟不上，仍然會導致生產安全事故的發生。

6 結語

綜上所述，機械設備自動化是大多數行業未來的發展方向，化工機械制造行業也不例外，機械設備自動化的應用可以使化工機械制造領域出現質的飛躍，未來機械設備自動化還會進一步與智能化技術、虛擬現實技術、集成技術進行結合，不斷提高化工機械制造的安全性、穩定性，并且帶動生產效率和經濟效益的增長，使之成為機械制造領域的支柱技術。