自動化技術在機械設計制造中的應用

韓建偉

摘 要：本文介紹了全球制造業的發展趨勢及未來的發展前景，著力闡述了自動化技術在機械制造的應用，分析自動化技術及機械制造業的發展趨勢。

關鍵詞：自動化技術；機械制造業；集成化；智能化

中圖分類號：TP29 文獻標志碼：A

當今社會經濟的發展迅速，科學技術進步迅猛，這不僅體現在我們的日常生活中，更與機械制造的發展息息相關。時至今日，與傳統的機械制造不同的是，我們所討論的不再是產品的制造，而是工業生產的高效率，高收益。

1 機械制造業的發展

1.1 全球制造業的發展趨勢

全球制造業的發展正處于不斷變更的進程中，由于科技的進步和人們需求的增長，機械制造行業正在由生產的大規模化向定制化轉變。由此制造商的商業模式也開始隨之轉變，原先以產品為中心的模式不可行，要改為以顧客的需求為中心。總體而言，全球制造業出現以下發展趨勢。

首先，從大規模生產轉向定制化生產，是由于發展中國家的收入持續增長，“金磚四國”的數十億人即將步入小康，對定制產品的需求不斷增長。

第二，從簡單生產轉向產品服務的方向。制造商為了進一步實現客戶的需求，產品的部分零件交由專業的公司來提供，已達成高度集成的服務產品鏈式組合，這一切就要求企業的供應鏈要向下延伸。

第三，現今的科學技術在對自動化、互聯網技術、嵌入式技術的運用上更進一步，在對供應鏈的數據上實現信息的整合，這是對于傳統生產的變革，將傳統生產發展如今的智能化與科學化。

第四，從粗放生產到可持續生產的轉變。未來的20年內，全球人口會大幅度的增長，劇增的人口無疑會給地球的資源與環境帶來巨大的壓力，資源的枯竭和環境的保護問題是當今世界的一個重大問題。世界要求在機械的生產過程中減少不可持續資源的使用，實現可持續的運營。

1.2 工業4.0概念的出現

工業4.0實際上是通過技術革新獲得競爭力。機器對話機器、機器對話生產部件，按照生產過程中所設定的程序來實現自己的整個生產過程，以提高產品質量，解放人力。對應這個概念，我國國務院出臺了《中國制造2025》戰略計劃，《中國制造2025》將發展的目標放在創新上，這也是符合工業4.0的核心概念。通過制造業的改革創新，加速科學技術與制造業的信息融合，形成智能制造。再生產制造過程中，將業務管理與機械生產高度集成，實現生產方式對生產要素及靈活配置，最終實現規模化生產。這一切的進步都將導致我國傳統的機械制造進一步轉型。

2 機械自動化

2.1 機械自動化的概述

自動化是指在沒有人為干預的情況下，根據預先確定的程序或指令自動操作或控制機器或設備的過程。機械自動化是指機器或設備機械地控制機器人的過程。這是在近些年來，機械制造業隨著由自動化為主的現代科學技術的不斷發展而在生產模式上發生巨大的的轉變，機械自動化就應運而生。近些年在國內，關于機械自動化的制造和設計研究也是發展迅速。

2.2 機械自動化的優勢及意義

與以往的機電產品不同的是，機械自動化產品不僅擁有高等級的的產品性能，也進一步擴大了產品的功能范疇，增加產品的使用價值。由此可以看出機械自動化產品必將取代以往的機電產品成為社會的主流。

（1）生產能力和工作質量提高

大部分的機械自動化產品都要求機械的操作過程是符合人類的主觀意向，由此才能在生產過程中實現最佳的操作，而違反這一原則將會導致無論是工作質量還是產品合格率都大幅度的降低。要達到這一目的，就要提升機械的自動信息處理和控制功能，關于檢測產品的靈敏度以及準確度的范圍要不斷減小以保證精確度。

（2）使用安全性和可靠性提高

機械自動化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。

這代表著生產工作的過程中，安全性大大提高。在出現過電壓、過電流、過載等安全事故時，自動控制系統可以根據相應的參數變化自發的采取保護措施，以減少人員的傷亡。

（3）調整與維護更加方便，使用性能得到改善

正是由于使用了計算機技術的集成化，控制程序的改變不需要再像傳統方式中大工作量的修改機械零件，現今條件下有多種更為簡單的方式，直接進入計算機的控制系統就可以實現參數或者功能的改變。

3 自動化技術在機械制造方面的應用

3.1 集成化應用

計算機技術在當今世界的發展日益成熟，而與之息息相關的自動化技術也隨之迅速發展，正是計算機技術與自動化的結合，通過計算機的理論技術對機械制造的過程不斷優化，由計算機的算法來實現機構的簡化，生產流程的排序。目前，“集成化”主要指：

（1）現代技術的整合。機電一體化是當前機械制造的主要生產模式，它是微電子制造設備、儀器儀表、信息技術和醫療環保等高技術裝備的基礎。

（2）加工技術、特殊加工技術和設備的集成，如：添加劑制造（即快速成型）、激光加工、高能束加工、電氣加工等。

（3）企業整合，即管理整合，包括生產信息、功能和流程的整合。

3.2 智能化應用

在國際競爭日益激烈的世界下，經濟的發展一直是綜合國力的評判標準，而工業又是國民經濟的命脈所在，機械制造要在當前的市場下求的一席生存之地，就必須尋求突破。智能化就為制造業的發展提供了新的方向。智能化就是將機械制造和智能化技術相結合，通過對人工智能、自動控制、軟件系統和機器控制等部分的高度集成，形成高度智能化的機械制造系統。

（1）高速、高效、高精度。這要求企業的生產技術要大幅度提升，科技人才將重點放在精密加工、微型技術上。納米技術就是我們當前根據這一發展要求所進一步深化的重大成果。目前，納米技術廣泛應用于力學、電子、材料等多個領域中。不可否認的是，納米技術加速推動著機械學，光學，物理科學和電子科學的發展。機械制造工業將迎來微機化技術和微型機器人高速、高精度、高效的時代。

（2）自動化智能化，正是由于近年來自動化技術的不斷進步與發展，在機械生產活動中，機器代替了人的工作，這表明了大部分人類在現今只需要從事腦力方向的工作，體力都交由機器完成，這在很大程度上解放了人類，促進了科學技術的發展，更重要的是這些危險的工作由人類操控機器來完成，這減少了生命的傷亡，是一項巨大成就。

在當今社會科學技術的快速發展進程中，機械自動化技術的應用已經滲透到了社會生產的各行各業中，在提高了工作質量與效益的同時有效的節省人力，提高企業的經濟效益。面對世界市場經濟的多變性及激烈競爭，更好的發展機械自動化技術，使我國經濟更好更快的發展。

參考文獻

[1]梅文祥.機械自動化技術及其在機械制造中的應用探討[J].科技資訊，2013（5） ：89.

[2]謝世權，謝麗.淺談機械自動化技術在機械制造業中的應用及發展[J].知識經濟，2013（9）：115-116.

[3]王曉雨.試論檢測自動化技術在機械制造系統中的應用[J].河南科技，2014（1）：120.

[4]劉湃.淺談數控技術的發展及其在機械制造中的應用[J].機電信息，2012（3）：101-102.

[5]楊建平，劉艷玲.自動化技術在機械應用中的發展研究[J].中小企業管理與科技（上半月），2008（1）：95-96.