淺談自動化技術在機械制造中的應用

郭永鳳

（陜西國防工業職業技術學院，陜西 西安 710300）

隨著現代社會發展進程的不斷加速，市場經濟的穩定運行向機械自動化水平提出了更高要求。我國正處于由制造大國向制造強國邁進的關鍵時期，技術的創新和模式的變革是提升生產力的必然舉措。在此背景下，機械制造企業必須客觀理性地看待機械自動化技術在該領域中的應用，著力攻克機械制造中機械自動化制造工藝不完善、設計不合理等現實性問題，從戰略角度規劃機械自動化發展方向，從而為現代化機械制造行業的必然性轉變奠定堅實的基礎，推動行業健康穩定發展。

1 機械自動化概述

機械自動化技術是機械制造中一項自動化水平較高的機械生產加工技術，該技術的應用可實現流水線自動生產，不僅可以大量節省人力資源投入，同時，可推動機械制造行業實現由量變到質變的飛躍。具體來說，機械自動化技術有四方面含義：1）機械自動化旨在通過恰當技術的應用打造流水線式的機械制造局面，最大化提升機械制造效率；2）所謂機械化、自動化，即機械制造對于設備和技術的需求更高，對人類勞動的需求較小，這是對傳統手工機械制造模式的一次革新；3）機械自動化對人力資源數量要求不高，對應的生產成本也會降低，有利于機械制造企業創造更高的經濟效益；4）機械自動化彰顯了先進生產理念，隨著機械自動化產品市場競爭呈現出白熱化態勢，機械自動化將會是企業提升綜合實力的重要努力方向，只有加速自動化技術的研發和應用，機械制造企業才能把握時代發展機遇，實現可持續發展[1]。

縱觀機械自動化技術在我國機械制造領域的應用，其整體呈現出較強的綜合性、創新性特點，在大范圍的推廣運用中效用顯著。具體來說，在現有技術水平下，傳感系統、操作系統、信息處理系統、信息終端輸出系統以及指令系統等共同構成了完整的機械自動化系統，各個系統的職能各不相同。其中，用于接收重要信號、輔助機械制造管理人員定期監測機械自動化運行情況的是傳感系統；用于定量分析機械自動化生產模塊載重負荷情況的是操作系統；處理信號傳輸問題、為系統指令下達提供信息支撐的是信息處理系統。除此以外，機械自動化的信息終端系統以及指令系統分別負責信息輸出以及指令信息的接收和制定下達工作。在實際機械制造流程中，上述系統相輔相成，協作完成信號的接收和傳導、指令的輸出等具體工作，共同構成了相對完整的機械自動化技術體系，決定機械自動化系統工作內容，各項系統在機械自動化中缺一不可。

2 機械自動化發展現狀

2.1 制造工藝不完善

在我國現代制造業發展規劃中，機械自動化的融入使整個產業迸發出蓬勃的生命力，但該項技術的推廣應用卻始終未達到預期效果。制造工藝不完善、生產粗放且模式單一的問題仍舊普遍存在。具體來說，有很大一部分機械制造企業對短期經濟效益盲目看重，不能從長遠規劃角度推動機械自動化發展、優化資源配置。與此同時，部分機械制造企業存在產品結構單一、生產方式缺乏交替性的問題，生產鏈的任何一環出現斷裂，都會對機械制造整體效率產生制約。除此以外，在解決制造工藝不完善的問題時，企業方面嘗試引進先進技術手段，但由于缺乏自動化技術管理策略，機械制造交叉管理現象頻繁出現，企業生產管理體系不健全的弊病暴露無遺。這也是機械制造企業在未來很長一段時間內必須重點解決的問題，否則自動化技術與機械工程的融合將始終停留在表面層次。

2.2 設計具有局限性

我國當前制造行業以及機械制造產品尚未達到國際領先水準，這是機械制造產品設計局限的側面體現，同時也展現出了機械制造行業創新和創造能力的不足。事實上，無論是機械設計制造本身，還是其自動化、智能化發展趨勢，都是以工業發展和市場需求為前提形成的。不可否認，我國機械制造領域對于自動化技術研究起步較晚，技術研發與融合經驗有限，導致機械自動化技術的應用程度尚有待提升。針對這一問題，機械制造企業應高度重視專業化設計人員的引進與培養，通過必要的政策激勵，促使設計人員就機械自動化與機械制造的深入融合展開專業實踐，鼓勵技術創新，為機械自動化技術以及相關體系的完善奠定堅實的環境基礎。

在市場經濟迅速發展的社會背景下，機械制造行業的市場競爭壓力逐年遞增。因此，機械制造企業在制定發展戰略時應優先考慮機械制造行業科技水平的提升，順應市場需求優化機械自動化技術，從而實現生產全流程一體化格局。在這一過程中，企業既要加強對專業技術人才的引進，同時也要打造健全的自動化系統，滿足機械制造的創新性要求，如此方能實現機械自動化與機械制造的深層次融合。

3 機械自動化在機械制造中的應用

機械自動化的概念問世于第一次工業革命時期。自20世紀30年代起，工業領域關于自動化技術的研究和分析愈加全面，在市場需求導向下，漁業制冷保鮮領域最早實現機械自動化應用。隨著半導體和二極管等電力傳導裝置的優化升級，機械自動化與機械制造行業的融合開始嶄露頭角。在初始階段，機械自動化僅停留在穩定性自動化層次，而當前幾乎可以實現向調節性自動化的轉變，機械制造的靈活指數驟增，使得新時期的機械生產加工與市場需求、客戶需求高度一致，成為企業追求更高經濟效益的重要保障。近年來，智能技術和現代科技不斷與機械自動化技術融合，機械自動化生產已經形成規模，具備集成化和虛構化等特點，機械生產制造服務更上一層樓[2]。具體來說，機械自動化在機械制造中的應用主要集中在以下幾方面。

3.1 智能化應用

在現階段機械自動化與機械制造行業的融合趨勢下，智能化應用是最主流的特征。智能化應用是在編程技術、計算機網絡技術等先進技術的支持下，推動機械制造實現高度智能化。而機械制造智能化水平的提升既要依托科技的持續創新，也必須從根源上摒棄傳統的人工機械制造模式以及相關技術理念，分析人為因素和商品因素在市場背景中的重要性，合理制定與用戶需求相契合的商品加工計劃。機械制造領域中智能化技術的融入，實質上是人工智能技術以及尖端自動化技術的應用，通過技術的融合與相互滲透，推動制造技術的綜合性得到發展，促使機械制造中制造工藝不完善的問題的消除，達到智能化加工制造目的。

3.2 集成化應用

隨著機械自動化技術的不斷發展，機械制造工作集成化技術的發展潛力同樣不容小覷。作為機械制造的關鍵技術，集成化技術涉及計算機網絡、微電子、通信技術等多類現代科技的融合運用，在各項技術的協調配合下優化機械制造集成。由此可見，機械自動化相關技術之間具有一定的關聯性和互補性，制造企業若想切實提高機械自動化生產效率水平，必須綜合應用現代高新技術和柔性制造技術，對當前應用的各項技術進行合理的集成，從而優化裝置及系統配置，盡快形成新型管理應用技術。雖然人員的工作量因機械自動化技術的發展而有所縮減，但是仍舊要保留人在機械制造中的中心位置，從而為高品質產品和服務提供保障。除此以外，集成化既是技術的集成也是設備的集成，單一功能的設備通過集成實現了向多功能的轉化。因此，在機械加工制造過程中，企業人員必須加強對數字化加工以及計算機系統的調節，盡快推動集成技術由單機向聯機的轉變，提升自動化機械制造的環境適應能力，促使機械自動化更好地服務于現代生產生活。

3.3 敏捷化應用

應用機械自動化技術時，機械制造企業需要對市場需求具有良好精確的反應速度，借此提升企業的市場競爭力，這也是機械自動化技術的敏捷化應用目標。機械制造企業人員可以借助計算機技術構建虛擬的機械制造平臺，帶入市場參數信息，合理預測機械制造業的生產需求，從而提升企業的信息處理能力，避免企業出現資源配置不合理、戰略規劃不科學的問題，為企業的可持續發展優化內外部環境。值得注意的是，機械自動化技術的敏捷化應用要求負責人員必須能夠迅速針對動態環境作出相關反應。因此，需要聘請精通計算機的人才，在循序漸進的研究和實踐中升級機械制造技術，提升機械自動化技術的敏捷性[3]。

3.4 虛擬化應用

在機械制造行業的日常生產中，虛擬化制造技術幾乎隨處可見。近年來，互聯網人工智能技術快速崛起，計算機網絡技術的更新迭代日益加速，帶動了虛擬制造技術的發展，機械制造行業誕生虛擬化應用概念。當下，虛擬制造技術在機械制造行業中的應用途徑相對較為廣泛，主要集中在數據存儲與管理、機械化生產控制管理、現代工藝制造等領域，融合多媒體技術和人工智能技術，使相關工作人員可以事前對機械制造流程進行仿真模擬，及時發現機械制造加工中潛在的一些問題并制定故障修復或風險預防的預案，避免后期制造加工中出現質量問題或設備故障，減少設備維修資金投入，提升機械制造的效率和質量。除此以外，通過精準融合自動化技術和虛擬化技術的優勢，產品的研發周期可以在最大限度上被壓縮，企業的產品創新能力和水平會因此得到提升。企業可以在綜合考慮各方參與的基礎上展開生產模擬，針對可能出現的生產問題制定解決方案，降低產品生產成本，提升企業的機械制造生產利潤。從長遠來看，虛擬化技術在機械制造行業中的應用將成為企業發展戰略落實的重要保障。

3.5 柔性自動化應用

在生產制造機械時，柔性化技術應用可以推動信息控制系統與生產物品儲備系統的結合，提升儲備物品的環境適應能力。在經濟全球化背景下，機械制造企業若想切實提升核心競爭力，必須確保產品存儲和機械制造具有靈活性，充分滿足市場需求。柔性自動化在機械制造中不僅可以使生產質量和生產速度實現跳躍式增長，還可以對客戶調研情況以及市場銷售行情實現動態的追蹤和分析，從而及時改良產品生產，提升交貨期限保障，幫助機械制造企業在行業內樹立良好的口碑與形象。除此以外，柔性化的機械制造可以有效協助企業根據產品銷量展開適應性的調整和變動，在潛移默化中強化企業管理層以及生產制造流水線員工的職業技能，為企業創造更高的利潤。

4 機械自動化在機械制造中的應用前景

隨著機械制造行業市場競爭日趨激烈，機械自動化在機械制造中的應用已經成為時代發展的大勢所趨。基于現代建設理念，機械制造行業不僅要通過創新創造實現技術性的突破，同時，還需要深入貫徹綠色、環保意識，向實用化、綠色化以及智能化的發展方向邁進。

4.1 實用化

機械制造行業的發展不能背離實用化，實用化是制造業發展的本質要求。機械制造企業必須保證生產效率和生產質量并駕齊驅，從根源上為利益最大化目標的實現奠定基礎。客觀來說，雖然我國機械制造行業已經逐漸開拓出數字化、自動化以及智能化發展的新局面，但整體資金和技術投入仍舊較為有限，自動化機械制造尚未形成成熟的體系，仍舊有較大的完善空間。針對這一問題，機械制造企業需在未來發展中加強前沿技術的創新，積極引進先進技術和設備，在機械自動化與機械制造行業的融合中推動產業升級。

4.2 綠色化

在高度推崇可持續發展戰略的時代背景下，各行業均將綠色環保作為發展主題，機械制造行業也不例外。在經濟全球化與一體化趨勢下，機械制造行業必須客觀看待傳統機械制造模式產生的環境污染問題，如噪聲污染、污染物排放、能源和材料浪費等問題，及時采取有效舉措保護周邊環境，推動機械制造行業與生態環境的協調發展。此外，機械制造企業應制定綠色化、可持續發展的戰略目標，切忌在發展中盲目追求經濟利益而忽略環保問題。

4.3 智能化

隨著信息化時代的來臨，以人工智能為代表的新興技術整體呈現出蓬勃的發展態勢，成為機械制造行業智能化發展的重要驅動力。人工智能技術與機械制造行業的融合強調將人腦研究功能分析結果大量應用于產品生產中，極大程度地提升了機械制造加工質量效率。近年來，機械制造行業對加工產品的精密性要求不斷提升，傳統的人工作業模式已經難以滿足機械制造行業的現代化發展要求。因此，機械制造企業需要側重推動計算機、大數據、人工智能等與機械技術的融合，打造智能化的機械自動化制造系統[4]。

5 結束語

綜上所述，機械自動化技術的迅猛發展為我國機械制造行業的創新轉型提供了契機。針對機械制造行業中存在的制造工藝不完善、設計具有局限性的問題，機械制造企業需要加大自動化技術創新研發投入，汲取國內外先進的機械自動化生產經驗，打造與機械自動化發展需求相一致的人才體系，建設智能化、集成化、敏捷化、虛擬化以及柔性自動化的機械制造模式，推動我國機械制造行業實現可持續的繁榮發展。