自動化技術在機械設計制造中的運用分析

林偉龍

寧德時代新能源科技股份有限公司, 福建寧德，352100

0 引言

機械制造業對我國經濟發展有著十分重要的作用。隨著現實社會對機械制造的需求不斷增加，機械制造業面臨的挑戰也在不斷增大。現代機械設計制造過程中，進一步提升機械產品質量及生產效率已經成為一種必然任務及要求，而自動化技術的應用可使這一目的得以較好實現。因此，在現代機械設計制造過程中，設計制造工作人員必須要對自動化技術加強重視，充分認識其所具備的價值及作用，并且要在各個方面及相關環節進行有效應用，從而使機械設計制造質量及效率得以提升，使機械制造業得以進一步發展。

1 機械設計制造及其自動化概念闡述以及應用現狀

1.1 相關概念闡述

機械設計制造自動化是指隨著時代的進步，機械設計制造逐漸擺脫傳統人力、物力大量消耗，逐漸開始朝著自動化方向發展的一系列過程。機械設計制造自動化生產出來的產品不僅質量大大提升，生產效率與耗能也進一步趨向理想化。因此，其顯著提升了生產的安全性、環保性與快捷性[1]。

1.2 自動化技術與機械設計制造的關系

自動化機械設計制造的發展已經經過了很長的一段時間，并且在實際的工業生產中實現了生產效率的提升與人力物力的減少。通過高度集中化的自動化技術應用不僅可以使機械設計制造的人力資源成本大大降低，還能在自動化技術的支撐下盡可能地使機械設計制造的失誤率大大降低。具體而言，自動化技術與機械設計制造兩者的關系是互為支撐、互為促進的。即自動化技術可以為機械設計制造帶來效率與成本等多個方面的優化與改變，機械設計制造也能為自動化技術提供更加廣闊的應用平臺。兩者互為推動力充分實現了機械設計制造行業自動化的長遠創新發展[2]。

1.3 自動化技術在機械設計制造中的應用現狀

機械設計制造領域在21世紀以后已經基本實現了生產技術的革新與生產規模的調整。而隨著人類社會的不斷發展，傳統的機械制造生產模式與設備流程已經逐漸無法滿足生產需求，并在社會上逐漸喪失了競爭地位。在這樣的形勢下，將自動化技術應用在機械設計制造行業中已經成為大勢所趨。我國工業諸多領域也已經實現了自動化生產。盡管初具成效，但是自動化技術在機械設計制造行業中應用的過程中也遇到了諸多的問題。這些問題的存在嚴重限制了自動化技術在機械設計制造行業的應用。因此，自動化技術在機械設計制造過程中的應用現狀仍然不容樂觀。

2 自動化技術在機械設計制造中的運用優勢

2.1 提高機械設計制造效率，節約機械設計制造成本

將自動化技術應用在機械設計制造業中不僅可以顯著提升機械設計制造的效率，還能進一步節約機械設計制造的生產成本。首先，從提升機械設計制造的效率這一角度看，自動化技術的應用優勢十分明顯。機械企業可以通過自動化技術充分提高機械制造效率，從而在激烈的市場競爭中獲得更高的經濟效益。其次，從節約機械設計制造成本的角度看，機械設計制造企業通過引入自動化技術后就不需要專門聘請工作人員參與，不僅可以節省勞務費用，還可以推動企業機械設計制造的長遠發展，為其持續發展打下良好的基礎。另外，機械企業在運用自動化技術的過程中還可以顯著減少對自然資源的浪費，提高材料利用效率。從這個角度看，自動化技術在機械設計制造中的應用也是十分具有優勢的[3]。

2.2 更好地監控及改善機械使用情況

在機械產品實際使用過程中，通過自動化技術的應用，可實現實時監控機械在運行過程中各種相關數據，并且能夠與監控數據相結合，從而實現有效分析及整合，最終可較好維護機械運行。另外，通過對監控數據進行分析，還能夠清楚了解機械生產過程中存在的一些相關問題。對于自動化技術而言，其能夠使數字化比對得以實現，從而可使工作人員更加明確地判斷存在的相關問題，進而可對機械進行輔助維護。

2.3 提高機械設計制造的質量，推動機械設計制造業的長遠發展

機械設計制造企業引入自動化技術可以顯著提高機械設計制造的質量，使機械企業的加工精度顯著提升。結合計算機設備與圖紙可以進一步提高機械設計制造的質量。另外，自動化技術作為互聯網技術與計算機技術相結合的產物可以有效推動機械設計制造業的發展。在擺脫傳統手工業重復性操作的同時更加適應企業批量生產，因此成為我國各行業發展與提高自身競爭力的主要方向。

3 自動化技術在機械設計制造中的具體運用

3.1 數控技術的應用

自動化技術在機械設計制造過程中的應用十分普遍。其中數控技術起著十分重要的作用。在機械設計制造過程中數控技術是通過代碼與數字來實現對機械制造設備控制作用的。這一技術的應用不僅充分體現了自動化技術的特點，也充分提高了機械設備制造的效率。通過精準的數控機床操控不僅可以節省大量人力物力，還能通過零件加工水平的提升而避免人為操作的失誤率較高的問題[4]。

3.2 柔性制造技術的應用

柔性制造技術是以數據技術為基礎的自動化技術。在機械設計制造過程中應用柔性制造技術不僅可以顯著提升機械制造的應變能力，而且還能解決機械制造種類較少的局限性問題。應用柔性制造技術可以在保證機械制造安全的基礎上豐富機械制造種類，進而提升機制企業的整體競爭力[5-8]。值得注意的是，在應用柔性制造技術的過程中，要以機械企業的實際情況以及影響因素作為參考依據，不斷調整柔性制造技術的應用方案，使其滿足企業發展的需求，提高企業的生存效率。

3.3 集成化技術的應用

集成化技術在企業機械設計制造中有著十分重要的運用。以機械設計制作工作與信息技術相結合并對融合過程中各個環節的制造因素進行統一生產、加工的集成化技術，不僅可以顯著提升企業機械制造的水平，還能使機械企業各個部分都能發揮應有的作用，提升企業整體集成化程度。隨著社會的不斷發展，企業管理活動與集成化技術的融合水平也在不斷提高。但是目前國內的集成化技術水平還是無法與發達國家相比。因此，不斷完善自身發展水平，提高集成化水平才能將其更有效地應用在機械設計制造的多個領域。

3.4 精細化技術的應用

作為自動化技術的重要分支之一，精細化技術在機械設計制造中的應用不僅可以保證機械生產的合理性，還能有效提高機械生產的智能化水平[9]。加強機械制造行業人員對精細化技術原理以及使用方式的研究不僅可以使機械設計制造的整個工作更加高效，還能通過精細化技術與系統工程理論的結合進一步推動機械設計制造行業的發展。例如自動檢測補償加工技術作為精細化技術的一種應用，不僅可以使機械設計制造的加工精度得到保證，還能將加工對象參數的變化及時地反饋到中央計算機中，滿足市場對產品質量的要求。另一方面，自動檢測補償加工技術彌補了傳統機械加工人為誤差對加工精度的影響，通過安裝的傳感器信息來有效判斷產品質量的合格性，一旦遇到不合格的產品可以及時地進行補償加工，使其滿足質量要求。在這個過程中，自動檢測補償加工技術還能查明次品形成的原因，通過經驗總結可以在下次類似情況發生時及時地給設計人員提醒，從而進一步保障機械設計制造工作的精準度。

3.5 人工智能技術的應用

人工智能技術作為自動化技術中的一種，以其較廣的使用范圍以及智能性質在機械設計制造領域發揮著十分重要的作用[10-12]。人工智能技術在機械設計制造行業的各個環節都能發揮十分重要的作用。該技術的運用不僅可以在短時間內彌補原有工作的不足并且針對性地實施應急對策，還能通過智能分析極大地提高機械制造的效率。

3.6 虛擬化技術的應用

目前現有的機械設計制造通過相關技術人員的不斷改進也融入了虛擬化技術。通過不斷地優化流程以及驗證操作可行性，不僅使機械設計制造行業獲得了較大的技術支持，同時也有效降低了成本使用。將虛擬化技術引入機械設計制造領域不僅可以構建仿真系統與模型，還能以其為基礎進行仿真問題試驗，從而在問題發生時能夠設計相關的虛擬問題，不斷進行模擬，進而在確定參數后及時解決現實中真正發生的問題。因此，將虛擬化技術引入機械設計制造領域不僅可以有效降低制造企業面臨的風險，還能對其成本進行合理的控制，提高制造企業在市場上的核心競爭力。

3.7 自動涂膠技術的應用

對于機械設計制造行業來說，自動涂膠技術的應用也是十分廣泛的。應用自動涂膠技術不僅可以大效率地提升機械設計制造行業涂膠工作的效率，節省很多的人力與物力。此外，自動涂膠技術還提高了機械設計制造行業的智能化發展程度，因此受到了越來越多機械企業的青睞。

3.8 自動鎖螺栓技術的應用

自動鎖螺栓技術在機械設計制造業的應用大大節省了機械設計制造行業的人力與物力，提高了機械設計制造行業工作的工作效率。值得注意的是，在應用自動鎖螺栓技術時要注意細節問題的處理。一旦處理不當，就會影響自動鎖螺栓技術在機械設計制造中的應用效果。

3.9 自動組裝技術的應用

自動組裝技術在機械設計制造業中的應用同樣可以高效提升機械制造業的制造效率，并且與此基礎上還可以大大降低人工組裝的失誤率與錯誤率，提升機械自動組裝的精準度。

4 機械設計制造及其自動化的未來發展趨勢

從目前的情況看，機械設計制造及其自動化的未來發展趨勢主要包括操作精準化、流程簡潔化、網絡發展化、高精尖化、綠色化發展幾個方向。

4.1 操作精準化，流程簡潔化

自動化技術在機械設計制造中的應用的未來發展逐漸趨向操作精準化、流程簡潔化的方向進行。機械設計制造在實際工作中會更多地考慮人的行為與思維習慣，因此在不斷促進企業各項活動有序進行的同時也會更加人性化與智能化。例如數字信息技術就可以輕松地實現機械工序轉化為聲音、圖像進而形成數字信息，實現數字化的發展。與以往機械設計制造相比，不僅產品質量顯著提升，操作也會更加精準，流程也會更加便捷。

4.2 網絡發展，高精尖化

隨著互聯網技術的不斷發展，機械設計制造在借助發達網絡進行產品制造的過程中不僅可以更加高效地進行材料選擇與市場開發，還能通過信息的不斷交流與互動逐漸提升管理水平。因此，網絡發展化自然也成了自動化技術在機械設計制造領域運用的趨勢之一。另一方面，高精尖的發展趨勢也是顯而易見的。將自動化技術融入機械設計制造領域不僅可以推動機械制造的高精度控制體系的完善，還能使高精尖機械制造的精細化水平顯著提升。智能系統通過自動化制造技術也可以輕松完成機械制造的高精度控制，實現原有技術的深化與發展。

4.3 綠色化發展，減少資源浪費與環境污染

機械設計制造技術自動化的未來發展趨向不僅要實現材料與能源消耗的進一步降低，還要大力拓展綠色無污染制造技術。通過大量自動化無污染制造技術的使用不僅可以有效推動機械設計制造工作的精細化管理，還能通過流程的優化以及材料、電力損耗的不斷降低真正緩解或者解決環境污染以及資源浪費的問題。

5 結語

綜上所述，自動化技術在我國機械設備制造領域有著十分廣泛的應用。其應用不僅使我國的機械設計逐漸擺脫了傳統的模式，也使我國的機械制造逐漸實現了創新技術的融合，并不斷朝著自動化控制的方向發展。從本文的分析結果來看，自動化技術在機械設計制造中的具體運用主要體現在數控技術、柔性制造技術、集成化技術、精細化技術、人工智能技術、虛擬化技術、自動涂膠技術等幾個方面。而機械設計制造及其自動化的未來發展趨勢主要包括操作精準化、流程簡潔化、網絡發展化、高精尖化、綠色化發展幾個方向。