機(jī)械制造與設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究

摘 要：近些年，在國(guó)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的支持下，我國(guó)的綜合科技實(shí)力越來(lái)越強(qiáng)。自動(dòng)化技術(shù)逐漸成為各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域廣泛運(yùn)用的現(xiàn)代化科技，在機(jī)械制造與設(shè)計(jì)行業(yè)中，自動(dòng)化技術(shù)有非常廣闊的前景，但總體而言，自動(dòng)化技術(shù)在部分領(lǐng)域的運(yùn)用還處于初步發(fā)展階段。基于此，本文試圖從機(jī)械制造與設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的基本理論與重要性出發(fā)，探討其在機(jī)械制造與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造與設(shè)計(jì);自動(dòng)化技術(shù);科學(xué)應(yīng)用

毋庸諱言，在人類工業(yè)革命史中，機(jī)械化是一個(gè)極為重要的里程碑。正是由于機(jī)械化的出現(xiàn)，現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)才能得以加速前行。隨著機(jī)械化的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)逐步出現(xiàn)在人們眼前，并日漸成為各行業(yè)廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。充分有效地利用自動(dòng)化技術(shù)為機(jī)械制造與設(shè)計(jì)服務(wù)，能夠取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。從機(jī)械制造企業(yè)的角度出發(fā)，要想更好地利用自動(dòng)化技術(shù)，首先必須緊跟企業(yè)自身實(shí)際情況，有針對(duì)性運(yùn)用這一技術(shù)，這也是保障企業(yè)自身獲得可持續(xù)發(fā)展，不斷提升自身競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段和方法。

1 機(jī)械制造與設(shè)計(jì)中的自動(dòng)化技術(shù)概述

自動(dòng)化技術(shù)不僅是一門技術(shù)，更是一門紛繁復(fù)雜的學(xué)科知識(shí)，主要涵蓋了電子學(xué)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及控制學(xué)等多個(gè)學(xué)科。在多項(xiàng)技術(shù)的綜合作用下，自動(dòng)化技術(shù)的功能愈加完善，人工參與逐漸減少。在機(jī)械制造與設(shè)計(jì)中，自動(dòng)化檢測(cè)、分析判斷以及處理都成為了自動(dòng)化技術(shù)的主要標(biāo)志，由此可見(jiàn)，在現(xiàn)代科技快速發(fā)展的時(shí)代背景下，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造與設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用極具必要性與現(xiàn)實(shí)性?？傮w而言，其具有以下幾個(gè)特征。

1.1安全性

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的產(chǎn)物之一，是一種全新的自動(dòng)化技術(shù)，在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的支撐下，能夠建立起相應(yīng)的安全演示平臺(tái)和預(yù)警平臺(tái)，這兩大平臺(tái)有助于切實(shí)保證機(jī)械制造與設(shè)計(jì)的安全性[1]。在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，機(jī)械設(shè)計(jì)完全依賴于人工，需要由專業(yè)的設(shè)計(jì)人員繪制產(chǎn)品圖紙，以便于制造人員按圖操作。這樣的過(guò)程就很容易受到人為因素的影響，機(jī)械制造安全難以得到有效保障。因此，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用無(wú)疑大幅提高了機(jī)械制造與設(shè)計(jì)的安全性。

1.2廣泛性

當(dāng)前，現(xiàn)代科技已經(jīng)發(fā)展至一個(gè)新的階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲得了前所未有的發(fā)展和應(yīng)用，這些基礎(chǔ)性技術(shù)的發(fā)展為自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供了巨大的機(jī)遇，并進(jìn)一步推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用范圍的擴(kuò)展。從實(shí)踐看，在機(jī)械制造、研發(fā)和設(shè)計(jì)、包裝以及運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)，自動(dòng)化技術(shù)均得到了十分深入、廣泛的運(yùn)用，這顯著地彰顯了自動(dòng)化技術(shù)的廣泛性[2]。

1.3高效性

眾所周知，在沒(méi)有應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，機(jī)械制造與設(shè)計(jì)大多以人工為主。但隨著行業(yè)的發(fā)展與產(chǎn)品的升級(jí)換代，機(jī)械制造與設(shè)計(jì)的精度要求持續(xù)提高，傳統(tǒng)的依賴于人工制造與設(shè)計(jì)的途徑已經(jīng)無(wú)法滿足這一要求，且很容易出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題。因此，現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)廣泛運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，借助編程的方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)地、高效地、精準(zhǔn)地加工與制造，整個(gè)過(guò)程都凸顯著高效性。

2 自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造與設(shè)計(jì)的重要性

2.1有利于提高產(chǎn)品精度與制造效率

我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展為社會(huì)各行業(yè)提供了產(chǎn)業(yè)升級(jí)的發(fā)展機(jī)遇，機(jī)械制造與設(shè)計(jì)業(yè)也不例外。與此同時(shí)，在行業(yè)不斷發(fā)展之時(shí)，機(jī)械制造與設(shè)計(jì)業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也在不斷加劇，這就反向要求企業(yè)必須要更新自身技術(shù)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，不斷滿足現(xiàn)代市場(chǎng)的各項(xiàng)需求。企業(yè)只有在提高生產(chǎn)力的同時(shí)開(kāi)源節(jié)流，才能夠保證企業(yè)持續(xù)發(fā)展壯大。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，能夠大幅提高產(chǎn)品的精度與制造效率，從而起到提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力之實(shí)效。

2.2有利于控制生產(chǎn)成本

就傳統(tǒng)機(jī)械制造行業(yè)而言，人力成本一直是生產(chǎn)成本的主要部分，這是由于舊的機(jī)械制造與設(shè)計(jì)設(shè)備對(duì)人的依賴性極大，所需人力資源非常多。并且在消耗大量的人力資源時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量還無(wú)法得到充分保障。自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用能夠?qū)嵭Ъs化、規(guī)模化、批量化生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量保障程度非常高[3]。值得注意的是，雖然自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用所需成本較大，但綜合來(lái)看，其所能獲得的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)大于成本。

2.3有利于全方位地對(duì)生產(chǎn)流水線進(jìn)行監(jiān)控

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠幫助企業(yè)對(duì)生產(chǎn)流水線進(jìn)行全方位的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，而且還能夠及時(shí)收集、整合、分析、處理生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的有關(guān)數(shù)據(jù)，這有助于企業(yè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備可能或已經(jīng)出現(xiàn)的問(wèn)題，起到防患于未然的效果。誠(chéng)然，這一優(yōu)勢(shì)還能夠有效地保證機(jī)械設(shè)備的安全，能夠在很大程度上延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

3 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1應(yīng)用于集成制造系統(tǒng)

一直以來(lái)，集成制造系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著大部分的生產(chǎn)任務(wù)，需要規(guī)劃生產(chǎn)工藝并開(kāi)展生產(chǎn)和質(zhì)量檢測(cè)工作，從而確保生產(chǎn)嚴(yán)謹(jǐn)性的提升。在集成制造系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)Ρ姸嗟臐撛诩夹g(shù)予以協(xié)調(diào)，可以有效地結(jié)合各個(gè)生產(chǎn)流程，并實(shí)現(xiàn)信息共享，從而提高生產(chǎn)效率。具體來(lái)看，自動(dòng)化技術(shù)包括了計(jì)算機(jī)復(fù)制技術(shù)與數(shù)控技術(shù)，在機(jī)械制造與設(shè)計(jì)時(shí)，這些技術(shù)的融合能夠確保工程并行，優(yōu)化生產(chǎn)的制造、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)等環(huán)節(jié)[4]。機(jī)械制造與設(shè)計(jì)企業(yè)應(yīng)考慮企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需求，對(duì)生產(chǎn)周期加以合理安排。同時(shí)有效運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，盡可能縮短產(chǎn)品研發(fā)到制造的時(shí)間，減少重復(fù)環(huán)節(jié)，在節(jié)約成本和資源的同時(shí)提高生產(chǎn)效率。

3.2應(yīng)用于智能系統(tǒng)

建立機(jī)械制造與設(shè)計(jì)企業(yè)的內(nèi)部智能系統(tǒng)的關(guān)鍵就是自動(dòng)化技術(shù)，換言之，自動(dòng)化技術(shù)是智能系統(tǒng)的基礎(chǔ)性技術(shù)，缺少了自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，智能系統(tǒng)也就不可能建立得起來(lái)。智能系統(tǒng)有著提升機(jī)械制造效率、推動(dòng)管理優(yōu)化的功能。并且還能夠準(zhǔn)確地分析和判斷各個(gè)環(huán)節(jié)生產(chǎn)所需人力資源和物力資源，可以全面地監(jiān)控生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，確保原材料用到實(shí)處，從而提升產(chǎn)品質(zhì)量。建立智能系統(tǒng)需要應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，借助各種軟件和儀器設(shè)備，為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)編輯相應(yīng)的算法，實(shí)現(xiàn)人工智能。當(dāng)然，智能系統(tǒng)也能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中的潛在問(wèn)題和隱患，并能夠及時(shí)提出解決方案和措施。

3.3應(yīng)用于自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)包括眾多設(shè)備，如傳感器和數(shù)據(jù)信息處理器等，其可以將有關(guān)的生產(chǎn)信息及時(shí)反饋給機(jī)械制造與設(shè)計(jì)企業(yè)，幫助企業(yè)及時(shí)采取相應(yīng)的整改措施，從而實(shí)效提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的?？傮w而言，在機(jī)械制造與設(shè)計(jì)過(guò)程中，自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)占據(jù)著很大的分量，其依賴于傳感器之間開(kāi)展的信息傳遞，即便人不參與，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)也能夠與智能系統(tǒng)、集成系統(tǒng)相互聯(lián)系，確保產(chǎn)品制造正常、有序進(jìn)行。自動(dòng)化技術(shù)同樣是自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)性技術(shù)，是保證自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)規(guī)避生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。

3.4應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)

毫無(wú)疑問(wèn)，在機(jī)械制造與設(shè)計(jì)過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)扮演著十分重要的角色，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控系統(tǒng)中能夠大幅地提高生產(chǎn)效率。數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用了數(shù)字化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及相應(yīng)的控制技術(shù)，這些技術(shù)的融合運(yùn)用保證了機(jī)械制造與設(shè)計(jì)工作的如期開(kāi)展，為企業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在具體應(yīng)用時(shí)，企業(yè)應(yīng)組織專業(yè)培訓(xùn)，對(duì)相關(guān)操作人員進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的教育，不斷提升其安全操作意識(shí)，并確保其可以借助數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)展產(chǎn)品生產(chǎn)與質(zhì)量控制工作。

3.5應(yīng)用于柔性自動(dòng)化系統(tǒng)

柔性化技術(shù)的應(yīng)用主要針對(duì)大規(guī)模的機(jī)械制造與設(shè)計(jì)，柔性自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用有效地改變了機(jī)械加工的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，生產(chǎn)與市場(chǎng)之間的聯(lián)系更為緊密。是故，柔性化技術(shù)具有靈活性的特點(diǎn)，能夠在滿足市場(chǎng)發(fā)展需求的同時(shí)增強(qiáng)機(jī)械制造與設(shè)計(jì)的活力。柔性自動(dòng)化系統(tǒng)可以緊跟市場(chǎng)發(fā)展需求，重組并排解加工對(duì)象，選擇更為恰當(dāng)?shù)募庸ぴO(shè)備，對(duì)生產(chǎn)流程加以全面控制[5]。另外，柔性自動(dòng)化系統(tǒng)還可以借助計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息管控，管理、檢測(cè)每一個(gè)數(shù)據(jù)，確保其將各加工指令落到實(shí)處，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)化管理。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，自動(dòng)化技術(shù)作為現(xiàn)代科技的主要代表，具有眾多的優(yōu)勢(shì)，在機(jī)械制造與設(shè)計(jì)中應(yīng)用該技術(shù)有助于提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量并推動(dòng)企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：

徐志凌（1970—），男，漢，籍貫：江蘇省南京市，工程碩士，高級(jí)工程師，研究方向：機(jī)械制造或質(zhì)量管理。

（中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333001）