自動化技術在機械設計及制造領域的應用探討

呂錫雙

（大慶油田力神泵業有限公司，黑龍江 大慶 163000）

自動化技術是一門新興的科學技術，這一技術的出現和應用對許多領域都帶來了一個顯著的變化，尤其是在機械制造與設計領域，所帶來的積極作用更是多如牛毛，然而，其在運用過程中所遇到的阻礙，也與其所帶來的優勢一樣，如何對這一系列的阻礙進行解決，促進自動化技術在機械設計與制造領域中的應用成為當前相關工作人員的一塊心病。

1 自動化技術在機械設計與制造領域的具體應用分析

當前自動化技術在機械設計與制造領域已經得到了一個具體的應用，筆者在此就與各位分享兩個自動化技術的實際應用案例。

1.1 華為榮耀自動化生產線

華為榮耀公司對于自己在東莞的工廠生產線進行了一個公開化，向外界展示了其領先全球的設備，讓人們認識到自動化生產已經不再是一個存在著口頭的口號，而是已經被付諸實踐，包括無人駕駛運貨車、自動化機械手臂等，都代表了自動化技術已經在機械制造領域被廣泛應用，并取得了一定的成果。根據華為工廠負責人表示，華為依然在致力于追求更加自動化的生產方式，通過自動化的生產，使得人工的消耗得到降低，為企業的經濟收益提高做支撐。

1.2 美的自動化生產基地

根據筆者的調查，美的在武漢合肥的生產基地，已經實現機器人代替人工進行生產的生產方式，實現了“自動化車間”。

通過CAD和CAM的仿真模擬，借助ERP/PDM等對車間進行一個數字化的管理，讓人們可以不進入車間，也能夠對產品的質量和生產狀況進行一個監督和了解，并及時地發現存在的質量問題，使得產品信息可以貫穿于設計、制造、質量和物流等緩解。

2 自動化技術在機械設計制造中的應用優勢

當前自動化技術在機械設計制造領域中的應用，對于機械設計與制造領域的發展有著一個極為顯著的幫助，主要體現在以下幾個方面中。

2.1 有利于降低機械制造的成本

機械制造往往需要大量的人工勞動力，這就無形加劇了機械制造行業的人工費用，而自動化技術的出現和應用，則可以對這一問題進行一個有效的改善，通過機械制造設備的自動化，實現對勞動力的解放，對人工勞動力的需求出現了加大的降低，進而節省了資金的投入。而且自動化生產相比人工生產而言效率和質量都有一定程度的提升，這無疑加大了產品的價值，在低成本下生產出高質量的產品，進而提高企業的經濟收益。

2.2 有利于促進機械設計制造業的發展

自動化技術的應用，還使得批量生產成為現實，提高了產品的生產質量，對于一些當前國際上的高精尖機械設備可以自主進行生產，使得我國的機械制造業在國際上擁有了一個良好的市場競爭力，也對于國外的商品傾銷起到了一定程度的阻礙，實現了國家自產自用，不用再局限于他人的臉色，為我國綜合國力以及國際地位的提升帶來了一個十分顯著的幫助。

2.3 有利于降低機械制造業的強度

機械制造是一個極為復雜和繁瑣的工作，在制造過程中，一旦出現一絲一毫的失誤，都會影響到所生產的產品，需要重新進行生產，

這就給工作人員帶來了極為沉重的壓力，使得工作人員需要長時間保持高度的精神集中，不能夠出現分神，這種工作強度是極高的，工作人員常常承受不住這種工作壓力，出現辭職現象，進而導致機械制造行業出現用工荒。而自動化技術的應用，可以緩解工作人員的壓力，工作人員只需要負責定時觀察設備的生產情況，根據實際生產情況對設備進行微調，即可以保障生產產品的質量，這就極大地減少了工作人員的工作壓力，讓工作人員的心神可以得到一個充分的休息，進而緩解了用人荒的現象。

2.4 實現集成化生產

自動化技術在機械制造和設計行業中的不斷應用加深，兩者之間逐漸融合，出現了很多新興的技術，再加上互聯網技術以及通訊技術的應用，使得機械設計和制造行業可以實現集中化自動化的生產形式，這極大的降低了機械制造和設計行業對于人工勞動力的需求。通過多種技能的結合應用，借助計算機技術建立網絡信息數據庫與對應的網絡，對于整個機械制造行業的生產鏈進行優化，使得生產流程更為簡潔，并通過網絡技術對整個生產過程中進行監控，一旦出現數據偏差立即報警，使得所制造的單元以及模塊更為精密。

2.5 提高機械生產的智能性

自動化技術其實就是人工智能的一個簡配版，也可以說人工技術發展的頂端就是人工智能。當前人工智能已經成為了各個行業的重點研發項目，雖然其還處于一個不完全的初級階段，但對于一些領域來說已經能夠提供一個十分顯著的幫助。而機械制造領域恰恰就是其中之一。自動化技術的應用，為人工智能在機械制造中的應用提供基礎，機械制造企業通過人工智能的運用，使得生產成本得到了一個有效的降低，提高了資源的利用率，讓生產效率呈現一個長足的進步，這為企業的發展所提供的幫助是無與倫比的。

2.6 融入自動化技術，實現協調生產

所謂的協調生產就是人工與自動化技術的有效結合。如今是一個快速發展的時代，我國機械制造和設計企業如果要想走出中國市場，邁向國際，那么對于自身的生產加工方式進行轉變，尋求個性化的生產就不可避免，但這種個性化的生產勢必會帶來更高的風險，可以說是風險與機遇相并存。而自動化技術在機械制造與設計行業中的應用，則可以盡可能的對風險進行規避，抓住機遇。通過人機結合的生產模式，使得企業的生產產品更為個性化，滿足市場的需求，對于企業的內部管理進行優化，讓企業的內部管理工作開展更為順利，降低人工因素對于機械設備生產所造成的不良影響。

2.7 低碳化生產模式

機械制造與設計行業作為傳統的工業，在生產過程中所排放的污染是極為嚴重的，對于生態環境的保護工作開展產生了極為不利的影響，而當前生態環境保護工作又是我國政府以及社會所廣泛關注的，是要求各行各業必須要堅決落實的。針對于此，自動化技術在機械制造與設計行業中的應用就不可避免。自動化技術的應用，可以有效的優化機械制造行業的生產流程，盡可能的減少污染物的排放，通過生產流程的縮短，來實現節能減排，促進生態環境保護工作的開展，為行業的可持續發展添磚加瓦。

3 機械設計制造中自動化技術應用存在的問題

自動化技術在機械設計制造領域應用中所存在的問題主要有以下幾點。

3.1 人才缺乏

我國機械設計與制造領域雖然在近些年來取得了一個長足的進步，但由于起步較晚，與西方國家依然存在著一定的差距，特別是高精尖人才方面，這種差距是極大的。相關人員的專業知識和綜合素質水平偏低，而自動化特別考驗專業知識水平，這在一定程度上對于機械制造自動化的實現產生了阻礙。

3.2 技術落后

我國的機械制造企業在設計與生產的過程中過于依賴國外技術，還是由于自身起步較晚的問題，許多先進的技術掌握在西方國家手中，這些西方國家對我國施行技術管控，對于一些核心技術根本就不對我國開放，即使我國企業投入大量的資金進行購買，但所獲取的也大多數都是被西方國家所淘汰的。

3.3 設備落后

雖然自動化技術已經在機械制造和設計領域得到應用，但很多企業對于自身的設備并沒有進行更新，還是采用一個傳統的生產設備進行制造，這是因為設備的更換是需要資金投入的，而很多企業對于資金投入存在著畏縮情緒，不愿意投入資金對設備進行更換，這就導致自動化基本設施難以得到一個良好的保障，影響了自動化技術在機械設計和制造行業中的應用。傳統的機械設備，會使得自動化技術的作用得到一個極大的削弱，難以發揮出其真正的作用。

4 自動化技術在機械設計與制造中的應用

4.1 自動化技術的智能化應用

自動化技術的智能化應用是自動化技術應用的重要手段之一。通過自動化技術的智能化應用，使得整個機械設計與制造更為智能化和現代化。機械設備可以按照既定的程序進行運行，工作人員只需要從旁進行檢測和輔助即可，而且，一旦在運行過程中出現問題，那么生產設備會自動的停止并發出警報，讓工作人員前來排查，對出現的故障問題進行維修和解決，減少工作人員的壓力。再就是自動化技術可以借助數據分析軟件對機械設備運行過程中所出現的數據進行快速的搜集、整理以及分析，使得工作人員通過這些數據分析，來發現設備生產中的不足，及時的進行調查，甚至現在已經可以實現自主調整，不需要人工干預。

4.2 自動化技術的柔性化應用

柔性化自動技術的概念最早出現在英國，是英國人提出來的。其是組技術的一種表現形式，是通過組技術形成所產生的。組技術可以通過對加工對象進行分析，挑選出加工對象最為優質的組合方式，使得加工對象的組合科學化、有序化，進而快速地挑選出相對應的加工設備，提高加工生產的效率。柔性化自動化技術呈現出一個金字塔的形狀，計算機是整個金字塔的核心所在，通過計算機設備對整個機械制造流程進行監控和測試，對于生產過程中的不足進行彌補和調整，讓生產流程更為科學合理化。同時，處于金字塔頂端的計算機，還可以將下層計算的狀態向上進行傳輸，最下方的計算所起到的作用是極為重要的，它直接對生產狀態進行監控，并檢測生產狀態的信息，對這些信息進行儲存和上傳，并負責接收上級所傳達下的指令，可以說是舉足輕重。柔性化自動技術的應用，可以極大的減少設備以及技術水平較差和不完善的問題，使得企業可以發揮現有人員以及設備的最大化效果，已達到提高生產效率的目的，為企業的發展奠定一個堅實的基礎。

4.3 自動化技術的虛擬化應用

虛擬化應用也是自動化技術應用的重要手段和途徑之一。其主要包括應用先進的計算機技術，對新的模擬模型進行設計并生產機械模型。這種虛擬化的運用，可以對機械制造過程中有可能出現的問題進行一個事先的預估，進而提高機械制造的成功率，對于有可能出現的生產問題進行一個有效的避免。同時，虛擬化的運用，還可以對機械故障的出現情況和次數進行一個有效的降低，節省維護成本，縮短產品的開發周期，讓企業在市場競爭中掌握主動權。

4.4 數控技術融合應用

數控是機械制造中最為重要的環節，很多企業已經將自動化技術應用到數控環節，與數控技術進行一個有效的結合，通過兩者之間的融合，使得機械設計制造更為便捷和高效。例如，企業可以選擇AutoCAD自動操控平臺，然后借助計算機技術對編程代碼進行編寫，讓操控平臺可以自主運用，對于生產過程中的物品進行檢驗。通過這種方式，對數控下料中的浪費問題進行一個消除，提高資源的利用率，保證下料更加科學化，合理化，提高企業的經濟收益。

4.5 CAD的應用

自動化技術在機械設計方面的應用，主要體現在一些軟件中，筆者在此以CAD為例進行了一個簡單的介紹。CAD對于機械設計的平面圖開發有著極為顯著的幫助，是設計人員在平面設計最為常用的一種軟件。設計人員可以通過CAD軟件強大的圖形處理能力，呈現出一個高質量的繪圖工作，而且這種高質量的繪圖還不需要手動制作，可以極大的節省了工作人員的時間和經歷。同時，借助CAD軟件進行機械設計，還可以做到隨時隨地的修改，一旦發現出現設計不合理或者是漏洞，那么就可以進行修改，通過云端下載的方式，將之前的設計圖下載下來，在此基礎上進行修改保存，對于出現錯誤的也不要刪除，也要進行保存，通過對比，去尋找更多的不足和可以進步的地方。

5 結語

綜上所述，本文通過對當前自動化技術在機械制造與設計領域應用中的優勢和存在的問題進行分析和探索，對如何有效的應用自動化技術提供了幾點建議，以供相關的工作人員進行參考和借鑒，希望可以起到一定程度的幫助。