自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

魏海云

(新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453006)

1 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中制造中應(yīng)用的重要意義

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用有著極其重要的意義，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，提升生產(chǎn)效率。以往的機(jī)械以及人工生產(chǎn)模式都缺乏較高的生產(chǎn)效率，而且需要很高的生產(chǎn)成本，產(chǎn)品質(zhì)量也比較低，不利于提高行業(yè)的利潤(rùn)，也不能保證安全生產(chǎn)。而自動(dòng)化技術(shù)通過(guò)合理利用自動(dòng)化控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，將人工變成生產(chǎn)設(shè)計(jì)制造，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械進(jìn)行顯著地改善，提升生產(chǎn)效率，也科學(xué)整合機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的信息，減少由于失誤而導(dǎo)致的損失，確保產(chǎn)品質(zhì)量，充分利用生產(chǎn)資源，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展[1]。第二，降低生產(chǎn)成本。以傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)為依托的生產(chǎn)模式，不管是產(chǎn)能還是生產(chǎn)效率都不高，也不能充分利用各項(xiàng)生產(chǎn)資源，普遍存在浪費(fèi)的情況，經(jīng)常出現(xiàn)各種失誤，給企業(yè)造成非常嚴(yán)重的損失，無(wú)法穩(wěn)定生產(chǎn)。但是通過(guò)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中合理應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，可以提高生產(chǎn)資料的利用率，減少生產(chǎn)成本，也降低人工成本，不斷完善生產(chǎn)過(guò)程。同時(shí)，利用自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)制造可以提升技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，普遍關(guān)注技術(shù)型人才。第三，改進(jìn)機(jī)械使用情況。通過(guò)科學(xué)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)既可以高效管理和全天候監(jiān)控機(jī)械設(shè)計(jì)制造全過(guò)程，又可以對(duì)機(jī)械性能進(jìn)行明顯改善，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：其一，自動(dòng)化技術(shù)主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以利用提前設(shè)定的命令以及程序來(lái)準(zhǔn)確操控機(jī)械設(shè)備，這樣就可以防止機(jī)械設(shè)備受到人為因素的損壞，既可以降低生產(chǎn)成本，又可以避免設(shè)備在使用中頻繁出現(xiàn)問(wèn)題。其二，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)可以嚴(yán)格監(jiān)督機(jī)械設(shè)計(jì)制造整個(gè)過(guò)程，以確?？梢匝杆僬业缴a(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，而且采取相應(yīng)的解決方法，結(jié)合監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息就能夠全方位了解機(jī)械設(shè)備的具體運(yùn)行情況，為確保機(jī)械設(shè)備維修保養(yǎng)工作正常進(jìn)行打下良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

2 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用

2.1 故障診斷的應(yīng)用

就現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)過(guò)程來(lái)講，許多企業(yè)都采用半自動(dòng)化生產(chǎn)模式，生產(chǎn)線相當(dāng)復(fù)雜，若機(jī)械設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)中突發(fā)故障就容易造成生產(chǎn)前完全崩潰，直接對(duì)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)造成不利影響[2]。同時(shí)，這些機(jī)械設(shè)備必須要由專(zhuān)業(yè)人員對(duì)其積極維護(hù)保養(yǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致人工成本加大。若在機(jī)械設(shè)備故障診斷中有效應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，通過(guò)此技術(shù)可以全天候監(jiān)測(cè)設(shè)備的所有運(yùn)行數(shù)據(jù)，以迅速找到故障隱患，而且將其立刻向有關(guān)的維修人員傳送，以保證生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性和可靠性。

2.2 集成化的應(yīng)用

機(jī)械自動(dòng)化今后的主要發(fā)展方向是集成技術(shù)。集成技術(shù)是通過(guò)工程理論來(lái)正確指導(dǎo)信息技術(shù)的整個(gè)過(guò)程，而且可以使復(fù)雜的機(jī)構(gòu)以及過(guò)程變得簡(jiǎn)單化，顯著提升自動(dòng)化水平。將集成化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中應(yīng)用可以高效集成所有管理活動(dòng)以及有關(guān)要素，以確保生產(chǎn)制造全過(guò)程都是將人作為核心。與其它行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有較大的區(qū)別，若可以高效集成機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)所有生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)，就可以使企業(yè)生產(chǎn)效率得到大大提升，然而高度集成化便對(duì)機(jī)械設(shè)備以及技術(shù)水平提出越來(lái)越高的要求。在應(yīng)用中有關(guān)工作人員必須要到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察，尤其是要高度重視機(jī)械設(shè)備功能指標(biāo)以及所有參數(shù)，認(rèn)真記錄設(shè)備的原始數(shù)據(jù)信息，以便于后期有效處理機(jī)械設(shè)備[3]。只要將早期準(zhǔn)備工作都落實(shí)到位，具有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，才可以在實(shí)踐過(guò)程中提升行業(yè)的生產(chǎn)效率。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械產(chǎn)品都有一定的復(fù)雜性，在生產(chǎn)中必須要認(rèn)真考慮各個(gè)影響因素，嚴(yán)格把控整體以及所有細(xì)節(jié)，不然就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備無(wú)法正常使用，這就要求有效處理生產(chǎn)設(shè)備費(fèi)用的投入，采用適合的方法來(lái)建立數(shù)學(xué)模型，將各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)輸入模型中，將最終結(jié)果認(rèn)真計(jì)算出來(lái)，以更好地優(yōu)化方案。

2.3 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程不斷加快的背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)獲得高速發(fā)展，而且機(jī)械化加工需求量越來(lái)越大。若依舊采用原來(lái)的人工操作模式，因?yàn)槠淙狈^高的生產(chǎn)效率，所以不能真正滿足當(dāng)前大批量的實(shí)際生產(chǎn)需求，除了導(dǎo)致浪費(fèi)很多人力資源以及物力資源，也不能確保產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量合格[4]。但是自動(dòng)化的應(yīng)用就能夠?qū)⑦@些難題攻破，而在自動(dòng)化技術(shù)中數(shù)控技術(shù)是不可或缺的主要類(lèi)型之一。事實(shí)上，數(shù)控技術(shù)主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)自動(dòng)化操控機(jī)械設(shè)備，在生產(chǎn)中可以借助提前設(shè)計(jì)的電腦程序來(lái)科學(xué)控制機(jī)械生產(chǎn)全過(guò)程，但是這樣就對(duì)有關(guān)技術(shù)人員提出相當(dāng)高的要求，需要合理設(shè)計(jì)電腦程序，這樣才可以確保后續(xù)機(jī)械操作活動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，避免消耗不必要的人力資源。同時(shí)，作為有關(guān)技術(shù)人員，必須要熟練掌握所有設(shè)備性能以及生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以確保設(shè)計(jì)程序的科學(xué)性和有效性。此外，也需要24h監(jiān)控設(shè)備的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，確保生產(chǎn)活動(dòng)的安全穩(wěn)定性。

2.4 柔性自動(dòng)化的應(yīng)用

當(dāng)前，隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)也面臨非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，只有創(chuàng)新原來(lái)的理念，根據(jù)客戶需求以及市場(chǎng)實(shí)際發(fā)展情況，對(duì)所有生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，才可以更好更快地適應(yīng)市場(chǎng)快速發(fā)展，達(dá)到柔性化發(fā)展的目的。實(shí)質(zhì)上，柔性自動(dòng)化技術(shù)是融合很多系統(tǒng)的有機(jī)整體，主要包括數(shù)字控制以及集物料儲(chǔ)運(yùn)等等，此技術(shù)可以根據(jù)每個(gè)加工對(duì)象自動(dòng)化匹配對(duì)應(yīng)的加工模式[5]。換言之，柔性自動(dòng)化技術(shù)是以柔性化生產(chǎn)為前提，通過(guò)人機(jī)操作界面進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)械涉及制造業(yè)信息系統(tǒng)，在生產(chǎn)中也必須要有相關(guān)部門(mén)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母深A(yù)，進(jìn)而使機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)具有較強(qiáng)的適應(yīng)力，以符合客戶以及市場(chǎng)的要求。柔性自動(dòng)化技術(shù)將柔性自動(dòng)化加工系統(tǒng)與柔性制造系統(tǒng)相結(jié)合，全方位完善機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程，明顯提升生產(chǎn)效率。

2.5 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

一般來(lái)說(shuō)，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是由多個(gè)部分構(gòu)成，比如：結(jié)果輸出以及傳感器等等，幾乎都包含高端的信息處理系統(tǒng)，最為常見(jiàn)的是微型計(jì)算機(jī)[6]。現(xiàn)階段，在企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，之所以普遍應(yīng)用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，其根本目的在于避免產(chǎn)品質(zhì)量不合格，防止出現(xiàn)劣質(zhì)產(chǎn)品，而且也可以將人力投入成本控制在最小化，除了要減少檢測(cè)花費(fèi)的時(shí)間，也要確保檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性。

2.6 虛擬化的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中的虛擬制造技術(shù)包括很多學(xué)科領(lǐng)域，包括人工智能以及并行工程等等，是基于仿真技術(shù)與系統(tǒng)建模的系統(tǒng)技術(shù)，具有較強(qiáng)的綜合性。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建生產(chǎn)模型，在生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)模型可以迅速找到機(jī)械設(shè)計(jì)制造中容易存在的問(wèn)題，而且合理制定相應(yīng)的解決方案，避免機(jī)械產(chǎn)品制造中發(fā)生故障，減少維修成本，提升機(jī)械生產(chǎn)水平?，F(xiàn)階段應(yīng)用此虛擬制造技術(shù)不僅可以縮短機(jī)械產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，而且使機(jī)械產(chǎn)品具有更多的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

2.7 智能化的應(yīng)用

伴隨著科技的不斷進(jìn)步，尤其是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)智能技術(shù)越來(lái)越成熟，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中開(kāi)始應(yīng)用人機(jī)一體化，而且在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中起著關(guān)鍵的作用，大幅度提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的自動(dòng)化程度。機(jī)械設(shè)計(jì)制造智能化必須要將人工智能作為前提條件，再將機(jī)械設(shè)計(jì)制造的許多系統(tǒng)與人工智能相融合，這樣就能夠迅速找到實(shí)際生產(chǎn)中存在的一些缺陷，而且在第一時(shí)間啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，盡可能減少其造成的重大損失。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中廣泛應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，獲得顯著的應(yīng)用效果。應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)使得以往的機(jī)械設(shè)計(jì)制造模式發(fā)生改變，該技術(shù)與設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)以及現(xiàn)代科技進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，而且采用電子智能技術(shù)以及數(shù)字控制化技術(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，加快科技發(fā)展進(jìn)程，創(chuàng)新和改革人才就業(yè)模式。