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

唐宇飛+周春明

摘 要：隨著自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用快速發(fā)展。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展起源于20世紀(jì)20年代，開始主要應(yīng)用于機(jī)械制造冷加工過(guò)程中，后期隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善，從20世紀(jì)60年代末開始建立關(guān)于可變性的自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)。而隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)的自動(dòng)化程度也越來(lái)越高。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)；制造

一、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的概述

1.1機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的概念

自動(dòng)化一般是指在沒有人工干預(yù)的情況下，整個(gè)工作流程都可以由機(jī)械自主完成。機(jī)械自動(dòng)化同樣是指在沒有外界干預(yù)下，機(jī)械設(shè)備能夠自動(dòng)按照事先設(shè)定好的程度和指令進(jìn)行操作，從而完成既定的工作任務(wù)。自從出現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)進(jìn)行了前所未有的變革，不僅提高了機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)效率，而且還能節(jié)省機(jī)械制造的成本投入。

1.2機(jī)械自動(dòng)化的基本構(gòu)成

機(jī)械自動(dòng)化屬于新研發(fā)的技術(shù)，其涉及到多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，因此在機(jī)械行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。機(jī)械自動(dòng)化中比較重要的組成部分包括程序單元、傳感單元、控制單元、作用單元、制定單元，而且他們每一個(gè)單元所承擔(dān)的角色不同。其中，程序單元控制著系統(tǒng)該做什么、如何做；傳感單元負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的基本狀態(tài)和性能進(jìn)行檢測(cè)；制定單元負(fù)責(zé)對(duì)傳感單元傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)而分析，并發(fā)出相應(yīng)的指令；作用單元負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行定位并施加相應(yīng)的能量；控制單元負(fù)責(zé)則系統(tǒng)進(jìn)行制定和調(diào)節(jié)。

1.3發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)逐步發(fā)展，生產(chǎn)模式也在逐漸轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造主要開發(fā)較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)組織和工作流程較為固定，生產(chǎn)模式并不具備很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，不是非常適用。以現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造為代表的自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用，以滿足現(xiàn)代市場(chǎng)多樣化、個(gè)性化和實(shí)時(shí)性的要求。現(xiàn)階段，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的研究和應(yīng)用已在我國(guó)展開。但是，與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍然存在于中國(guó)的自動(dòng)化技術(shù)的許多問題，仍在生產(chǎn)的產(chǎn)品，在生產(chǎn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)投入、智能化等方面依舊存在很大的差距。

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

2.1自動(dòng)化技術(shù)在集成化應(yīng)用中的體現(xiàn)

計(jì)算機(jī)的集成制造系統(tǒng)即計(jì)算機(jī)綜合制造系統(tǒng)。以往，在還未提出計(jì)算機(jī)的綜合制造技術(shù)時(shí)，計(jì)算機(jī)輔助的技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)中，這種計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)主要包括工藝的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)量控制和測(cè)量等。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，每一項(xiàng)工作所關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的意義都在于降低成本，但由于每一項(xiàng)工作只關(guān)聯(lián)一個(gè)系統(tǒng)，造成了人工成本和時(shí)間上的浪費(fèi)，生產(chǎn)效率較低，機(jī)械產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。計(jì)算機(jī)綜合制造系統(tǒng)結(jié)合了各種單項(xiàng)的輔助技術(shù)，將流程緊密結(jié)合，將數(shù)據(jù)模型進(jìn)行了有效統(tǒng)一，共同分享信息平臺(tái)，使系統(tǒng)中每個(gè)單項(xiàng)的工作可以協(xié)調(diào)、順暢進(jìn)行，從全局角度考慮，生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品的效率大大提升。在自動(dòng)化技能的構(gòu)成方面，領(lǐng)先機(jī)械制作技能的根底是現(xiàn)代化的辦理理論，其歸納制作技能涵蓋了領(lǐng)先資料和電子信息等，強(qiáng)調(diào)了將辦理理論與自動(dòng)化技能、計(jì)算機(jī)、傳感器的聯(lián)系，將出產(chǎn)信息、能量協(xié)調(diào)集成統(tǒng)一操控。這種手法是提高出產(chǎn)率的有用方法之一，涵蓋了計(jì)算機(jī)仿制技能、數(shù)控技能等領(lǐng)先技能。在機(jī)械規(guī)劃制作流程中，并行工程是較為具體的體現(xiàn)，其要求制作、規(guī)劃、開發(fā)人員全部思考出產(chǎn)需要，從全局動(dòng)身思考商品的出產(chǎn)周期，縮短商品研制時(shí)刻和制作時(shí)刻，削減規(guī)劃中的重復(fù)部分，防止造成資本糟蹋。

集成化是機(jī)械設(shè)計(jì)制作業(yè)發(fā)展中主要的一部分，現(xiàn)代技能對(duì)集成化的請(qǐng)求十分高，其發(fā)展趨勢(shì)與自動(dòng)化技能的有用運(yùn)用休戚有關(guān)。在機(jī)械設(shè)計(jì)制作中，自動(dòng)化技能的有用應(yīng)用是保證集成化的前提。這些年，自動(dòng)化技能不斷被運(yùn)用到各行各業(yè)，該技能的運(yùn)用有用優(yōu)化、精簡(jiǎn)了機(jī)械設(shè)計(jì)制作的原有結(jié)構(gòu)。在重組過(guò)程中，自動(dòng)化技能能夠表現(xiàn)其效果和價(jià)值，對(duì)過(guò)程中所需求的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)劃處理，并運(yùn)用有關(guān)軟件，將自動(dòng)化技能有用應(yīng)用到公司出產(chǎn)中，然后為出產(chǎn)質(zhì)量供給保證。

2.2智能機(jī)械制造應(yīng)用

智能機(jī)械制造技能是以自動(dòng)化技能、機(jī)械制造技能以及人工體系工程所構(gòu)建的一種綜合性技能。智能機(jī)械制造技能是典型的人工智能體系，該體系可以展開一些智能活動(dòng)，如剖析、判斷、推理以及決議計(jì)劃。在生產(chǎn)過(guò)程中也就是對(duì)生產(chǎn)行為或生產(chǎn)結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量分析、問題判斷、問題因素推理以及整改意見決策等。例如，在生產(chǎn)某一個(gè)元件之后，借助一些傳感器可以統(tǒng)計(jì)相關(guān)的參數(shù)，然后系統(tǒng)根據(jù)各方面的參數(shù)分析該元件是否存在問題，如果存在問題，則需要判斷問題存在的類型、影響范圍以及發(fā)生原因，并推理其最終形成的環(huán)節(jié)等，然后決策出行之有效的整改方式。通過(guò)智能機(jī)械制造技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中的應(yīng)用，能夠顯著降低人工成本的投入，并實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動(dòng)化工序。

2.3自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)控中的運(yùn)用

數(shù)控是機(jī)械設(shè)計(jì)制作中自動(dòng)化技能運(yùn)用中十分重要的一部分。比較于較為傳統(tǒng)的人工操控，數(shù)控技能的運(yùn)用具有非常大的價(jià)值。數(shù)控技能指的是聯(lián)系自動(dòng)糊技能、數(shù)字技能、計(jì)算機(jī)技能及操控技能等，使之有用交融，為機(jī)械設(shè)計(jì)制作提供了很大的便利，也提升了有用性。數(shù)控技能的有用運(yùn)用對(duì)自動(dòng)化技能在機(jī)械設(shè)計(jì)制作中運(yùn)用有較大的含義，是自動(dòng)化技能向前發(fā)展的指向，其價(jià)值非常大。同時(shí)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)的數(shù)控需要專業(yè)人員操控和嚴(yán)格把關(guān)，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤。

2.4自動(dòng)化技術(shù)的虛擬化運(yùn)用

虛擬化在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)中也同樣重要，是技術(shù)運(yùn)用的關(guān)鍵點(diǎn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)中有非常明顯的效果。自動(dòng)化技術(shù)虛擬化運(yùn)用主要體現(xiàn)在完成設(shè)計(jì)之后，不急于直接進(jìn)行生產(chǎn)制造，而是將虛擬化技術(shù)運(yùn)用到模擬生產(chǎn)中制造。在虛擬制造過(guò)程中，能很好地發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)制造中存在的缺陷和需要解決的問題。這在一定程度上發(fā)揮了審核的作用，有效提升了設(shè)計(jì)質(zhì)量，避免在實(shí)際制造生產(chǎn)中出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況，避免因一些問題而導(dǎo)致設(shè)計(jì)質(zhì)量下降。因此，虛擬化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的運(yùn)用十分必要。通過(guò)虛擬制造生產(chǎn)，可以減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，避免一些問題的發(fā)生。當(dāng)前，虛擬化技術(shù)還有許多方面需要不斷完善，其實(shí)際效果和作用還很難充分發(fā)揮，仍有待繼續(xù)發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中，高科技信息技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的普遍運(yùn)用，使機(jī)械自動(dòng)化的設(shè)計(jì)和制造水平變得越來(lái)越高，提升機(jī)械自動(dòng)化系的可靠性、安全性和高效性。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，降低企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本，提高生產(chǎn)力，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益得到最大化提升，為我國(guó)機(jī)電一體自動(dòng)化發(fā)展指明了發(fā)展方向，促進(jìn)現(xiàn)代人們的生活方式向著自動(dòng)化、智能化和信息化快速發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：

唐宇飛（1984.07.06），性別：男，學(xué)歷：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，民族：漢 籍貫：山東 職稱：助理工程師 單位：大連宜順機(jī)電有限公司，研究方向：機(jī)電一體化

周春明（1984.03.15），性別：女，學(xué)歷：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，民族：漢 籍貫：河北 職稱：助理工程師 單位：大連順澤船舶電器工程有限公司，研究方向：船舶配電