機械制造中機械自動化技術的應用及發(fā)展趨勢探討

趙鴻元

摘 要：本文將系統(tǒng)闡述機械自動化技術的概念以及其應用范圍，并對其發(fā)展前景和趨勢進行進一步探討，希望能為機械制造中機械自動化技術的進一步應用提供參考，也為相關研究貢獻綿薄之力。

關鍵詞：機械制造? ? 機械自動化技術? ? 應用? ? 發(fā)展趨勢

科技的發(fā)展帶動了機械制造業(yè)的發(fā)展，為機械制造業(yè)的發(fā)展增添了新的動力和活力。而機械自動化技術正是技術發(fā)展的成果。我們要充分意識到，機械自動化技術不僅能夠使我國機械制造技術的總體水平有所提高，而且能夠促進與機械有關的技術進一步發(fā)展。也就是說，技術的支持可以使機械制造行業(yè)的發(fā)展步伐進一步加快，發(fā)展方向更加清晰。而從我國當前機械制造業(yè)的發(fā)展情況來看，機械自動化技術帶動了機械制造業(yè)的發(fā)展，使企業(yè)生產(chǎn)力進一步提高，為機械制造行業(yè)帶來了全新的機遇。

當前，我國的專家和學者就機械自動化技術與機械制造相關性研究不斷深入。本文將系統(tǒng)闡述機械自動化技術的概念以及其應用范圍，并對其進行深入的分析和研究。

一、機械自動化技術的系統(tǒng)闡述及其組成分析

（一）機械自動化技術的系統(tǒng)闡述

就理論而言，自動化是指通過機器或裝置在無人干預的情況下按預定的程序或指令自動操作或控制，提高生產(chǎn)效率，減少人的勞動強度。而機械自動化技術是指將自動化技術運用于機械生產(chǎn)，從而使生產(chǎn)過程自動化和專業(yè)化運行。實踐證明，將機械自動化技術應用于機械生產(chǎn)過程可以使整個行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，生產(chǎn)效率不斷提升，生產(chǎn)時間不斷縮短，使產(chǎn)品從生產(chǎn)到銷售的周期更短，生產(chǎn)的成本得到有效控制，從而提升整體的利潤空間。除此之外，機械自動化技術的應用也解放了工作人員，使工作人員的勞動強度減輕，促進工作環(huán)境向著更加有益的方向改變，促進更多相關技術的研發(fā)和投入運行。機械自動化技術的發(fā)展促進了機械制造業(yè)生產(chǎn)率的提高，產(chǎn)品的質(zhì)量與之前相比也有了質(zhì)的提升，使整個社會的資源配置效率更高，資源得到更好利用。

（二）機械自動化技術組成分析

機械自動化技術不是由單一技術構(gòu)成的，它涉及多個學科部門。機械自動化技術也可以認為是系統(tǒng)工程的表現(xiàn)方式，包括如下幾個方面的內(nèi)容。

第一，程序單元。程序單元是自動控制系統(tǒng)工程中非常重要的內(nèi)容，通過程序單元設定系統(tǒng)如何運行。

第二，作用單元。作用單元可以為自動控制系統(tǒng)進行明確的定位，使系統(tǒng)在運行過程中不偏離原來的目標。

第三，傳感單元。傳感單元是自動控制系統(tǒng)的基礎，通過傳感單元可以使自動控制系統(tǒng)在運行的時候能夠?qū)ζ溥M行實時的檢測。

第四，制定單元。制定單元是整個自動控制系統(tǒng)中最重要的部分，通過制定單元可以對系統(tǒng)發(fā)出行動的指令，使系統(tǒng)更好地運行。

第五，控制單元。控制單元是自動控制系統(tǒng)工程的重要組成部分，通過控制單元可以更好地做好調(diào)節(jié)工作。

二、機械自動化技術發(fā)展現(xiàn)狀分析

自動化技術運用十分廣泛，涉及很多內(nèi)容，覆蓋機械企業(yè)生產(chǎn)全過程，諸如產(chǎn)品設計、物料儲運、加工、制造、裝配等多個環(huán)節(jié)信息的自動化。

（一）信息管理的自動化

信息管理的自動化主要包括以下兩個方面。

第一，產(chǎn)品設計階段。在設計圖紙時，工程師可以利用CAD軟件進行輔助工作，通過這種方式使設計工作的效率大大提升，效果圖更加完美。

第二，產(chǎn)品制造階段。技術工人可以通過計算機輔助制造軟件如CAM，根據(jù)產(chǎn)品圖紙進行各種編輯、消隱、變換等信息的快速處理。通過運用計算機技術使計算機輔助設計和輔助制造之間能夠緊密連接，使整個生產(chǎn)過程更加完善，提高了生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品質(zhì)量不斷升級。同時，將數(shù)控技術應用于產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中可以使整個生產(chǎn)過程得到更好的控制。

（二）運輸?shù)淖詣踊?/p>

將機械自動化技術應用于生產(chǎn)管理可以使工作流程更加順暢，使產(chǎn)品從生產(chǎn)到運輸整個過程都實現(xiàn)自動化。這種自動化主要是指產(chǎn)品運輸?shù)淖詣踊Ｒ胝嬲龑崿F(xiàn)產(chǎn)品運輸?shù)淖詣踊托枰惭b自動運輸設備和相關的控制軟件，在節(jié)省運輸成本的基礎上，同時提高產(chǎn)品運輸?shù)陌踩院彤a(chǎn)品運輸?shù)乃俣龋巩a(chǎn)品的生產(chǎn)銷售周期大大縮短。

（三）生產(chǎn)的自動化

機械自動化反映在生產(chǎn)過程中主要表現(xiàn)為生產(chǎn)的自動化。而生產(chǎn)的自動化涉及生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，包括原材料的加工、原材料的儲存、產(chǎn)品的運輸和檢測等。實現(xiàn)機械自動化可以使生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)更加安全，產(chǎn)品的質(zhì)量進一步提高，生產(chǎn)的效率穩(wěn)步提升。

（四）裝配設備的自動化

裝配設備的自動化是指生產(chǎn)環(huán)節(jié)中需要的機械零件的類型和規(guī)格都是在相關的程序中提前設定的。機械零件設定完成后對其進行運輸并進行安裝，使機械設備的操作更加符合企業(yè)自身的情況，整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)更加完善，機械設備的操作更加安全可靠。

三、機械自動化技術在機械制造業(yè)中的應用

機械自動化技術廣泛運用于機械制造生產(chǎn)始于20世紀初。當前，我國機械制造業(yè)的發(fā)展更加集成化，同時注重各個環(huán)節(jié)向著更加智能的方向發(fā)展。而機械自動化技術與其他相關技術有著緊密的聯(lián)系，通過合理運用這些技術，使之在得到更好運用的同時，提升機械自動化水平，使機械制造行業(yè)煥發(fā)新的生機與活力。

（一）集成化應用

在機械制造生產(chǎn)過程中需要綜合運用多種技術，將這些技術運用得當才能使生產(chǎn)的效率大大提高，獲得更多的收益，實現(xiàn)更大的價值。而在研發(fā)機械制造技術的過程中也會運用微電子技術、計算機技術等高科技手段。通過綜合運用這些技術形成更多的新技術，更好地為機械制造行業(yè)服務。這些綜合性的技術包括計算機輔助設計、系統(tǒng)的評估和測試等。要實現(xiàn)集成化應用就需要對技術進行系統(tǒng)集成。集成制造是通過將各種需要的技術進行整合并運用于企業(yè)的生產(chǎn)中，在相關理論的指導下實現(xiàn)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的自動化，從而使企業(yè)的全部要素和經(jīng)營活動成為一個有機的整體，使企業(yè)產(chǎn)品原材料的收購、運輸、生產(chǎn)、銷售等各個環(huán)節(jié)都能夠整合在一起，實現(xiàn)最佳的效益。

（二）智能機械制造應用

智能機械制造技術是由機械制造技術、自動化技術等多種技術綜合形成的。智能機械制造技術是智能化的系統(tǒng)，通過這個系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的加工和生產(chǎn)，而且能夠進行分析和推理，使人工智能與機械制造完美結(jié)合。在智能機械制造過程中，人工智能的參與使整個機械制造過程更加高效，降低了錯誤發(fā)生的概率，使生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都在有效的監(jiān)督之下。同時，在發(fā)生突發(fā)事件時，智能機械制造能夠及時調(diào)整系統(tǒng)，使自身能夠與需要相契合，使整個系統(tǒng)的運行更加安全也更加有保障。

（三）柔性自動化的應用

機械制造企業(yè)要想發(fā)展得更好就要具備一定的應變能力，在面臨突發(fā)情況的時候能夠在第一時間做出反應，實現(xiàn)產(chǎn)品的更多功能。柔性自動化系統(tǒng)可以助力企業(yè)實現(xiàn)這一目標。柔性自動化系統(tǒng)具有更好的靈活性。采用柔性自動化系統(tǒng)，企業(yè)的機械化生產(chǎn)對外界的適應性更強，更有利于應對各種突發(fā)情況，在市場競爭中占據(jù)有利地位。

（四）虛擬化的應用

機械制造業(yè)的虛擬制造技術，是由包括現(xiàn)代機械制造工藝、計算機圖形學、并行工程、人工智能、多媒體技術、信息技術等多種技術在內(nèi)的，對產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模，在計算機上實現(xiàn)產(chǎn)品的設計、加工、裝配、檢驗、使用整個生產(chǎn)周期的模擬和仿真，并以仿真技術和系統(tǒng)建模為基礎組成的一項由多學科構(gòu)成的綜合系統(tǒng)技術。在虛擬制造技術的參與下，機械產(chǎn)品的制造成本不斷降低，產(chǎn)品的質(zhì)量不斷提高，產(chǎn)品在市場上更加具有競爭力。

四、機械自動化技術的發(fā)展方向和發(fā)展前景

（一）發(fā)展低成本自動化技術

在將機械化自動技術引入機械生產(chǎn)的過程中，要注意考慮企業(yè)的實際情況。根據(jù)企業(yè)經(jīng)濟實力選擇引進成本較低的自動化技術，這樣有利于保證自動化技術在企業(yè)的順利應用，促進企業(yè)的發(fā)展。當前，我國的機械自動化技術雖然得到了一定的發(fā)展，但是相較于發(fā)達國家，我國的自動化技術水平還處于初級階段，所以企業(yè)應該在考量企業(yè)實際情況的基礎上，選擇投資成本較小、收效較快的自動化技術。同時企業(yè)在選擇自動化技術時要以實用為原則，選擇收效較好、見效較快的自動化技術，并將自動化技術投入生產(chǎn)發(fā)展的環(huán)節(jié)中，使自動化技術發(fā)揮應有的作用。通過自動化技術的應用，使企業(yè)的利潤空間進一步提升。企業(yè)引進先進的自動化技術要注意與現(xiàn)有的設備相匹配，通過對現(xiàn)有設備的改造，使自動化技術發(fā)揮最大的功效，真正實現(xiàn)生產(chǎn)過程的機械自動化。

（二）發(fā)展機械自動化技術要結(jié)合我國的實際情況

機械自動化技術是時代發(fā)展對企業(yè)的要求，企業(yè)只有將機械自動化技術運用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)才能生產(chǎn)出質(zhì)量高、成本低的產(chǎn)品，使企業(yè)的產(chǎn)品在激烈的市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢，獲得更大的利潤空間。為此，企業(yè)要充分利用機械自動化技術。而國家在發(fā)展機械自動化技術的時候，要充分考慮我國的實際情況，根據(jù)國情逐步推廣機械自動化技術，為我國的機械制造業(yè)發(fā)展增添助力。就我國的國情來說，自20世紀70年代末推行改革開放政策以來，我國的機械制造業(yè)獲得了長足的發(fā)展，機械自動化水平不斷提高。當前我國的機械自動化水平與發(fā)達國家相比還有一定的差距，在技術投入生產(chǎn)過程中缺乏豐富的經(jīng)驗和技術，在發(fā)展機械自動化技術的過程中不可避免地會遇到諸多的困難與挑戰(zhàn)，這就要求我們制訂適合自身的機械自動化發(fā)展計劃，有計劃地推動自動化技術運用于生產(chǎn)發(fā)展，隨著我國綜合實力的提高，我國的機械自動化水平必將邁向更高的臺階。同時，在推進自動化技術應用于生產(chǎn)的過程中，還應該考慮根據(jù)我國大多數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)設備情況與需要，引進相關的自動化生產(chǎn)設備，以提升自動化技術發(fā)展的空間。發(fā)展機械自動化技術，要借鑒引進國外的相關技術，通過吸收國外先進的機械自動化技術，提高我國自動化技術的運用水平，最終實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。

（三）打好發(fā)展基礎，配套發(fā)展機械自動化技術

要使機械自動化技術得到真正推廣，就要做好機械自動化技術項目的基礎工作。同時要發(fā)展配套機械自動化技術。配套機械自動化技術能使機械自動化技術在投入運用于生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)時更加順利，能夠發(fā)揮機械自動化技術的最大功效。

五、小結(jié)

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和改革開放程度的不斷加深，我國企業(yè)開始大規(guī)模引進國外先進的生產(chǎn)設備。這些機械設備的引進促進了我國機械化程度的不斷提高，為我國的機械制造業(yè)帶來了新鮮的活力，使我國的機械制造業(yè)煥發(fā)了新的生機，促進了機械制造業(yè)的進一步發(fā)展。同時將國外先進的設備投入到生產(chǎn)運營中也提高了我國機械制造業(yè)的市場競爭力，促進中國制造走向更廣闊的國際市場。企業(yè)要發(fā)展，靠的是先進的核心技術，在模具、汽車、家電、工程機械、非標準設備等行業(yè)，機械自動化技術的應用使企業(yè)產(chǎn)品整體質(zhì)量及品牌效應大大提高，在國際市場占有一席之地。

將機械自動化技術應用于機械制造業(yè)，不僅可節(jié)省大量的人力資源，使操作的安全系數(shù)大大提高，而且環(huán)環(huán)相扣的自動化生產(chǎn)也使生產(chǎn)率大幅提高，產(chǎn)品質(zhì)量得以保證，為企業(yè)提高產(chǎn)品的市場競爭力提供了條件。

機械自動化技術的運用不僅為企業(yè)的發(fā)展帶來助力，而且對整個機械制造行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級起到了巨大的作用。

機械自動化技術的運用也促進了我國整體生產(chǎn)能力和我國綜合國力的大幅度提升。所以，我國要充分利用機械自動化技術，并大力推動技術投入生產(chǎn)。

我國機械行業(yè)實現(xiàn)高度自動化的目標還有很長的路要走，需要我們不斷改革、不斷探索、不斷創(chuàng)新，提高機械自動化、智能化技術的應用水平，最終使整個機械制造行業(yè)的發(fā)展更加高效，實現(xiàn)整個行業(yè)的跨越式發(fā)展。

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（作者單位：武漢市第二高級技工學校）