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

梁秀娟

（廣東海洋大學(xué)，廣東湛江 524008）

1 機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)

機(jī)械制造技術(shù)是集設(shè)計(jì)、加工、制造、生產(chǎn)為一體的工程學(xué)科，可提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與利潤(rùn)，推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與進(jìn)步。在時(shí)代的不斷發(fā)展下，科技得到創(chuàng)新變革，其機(jī)械制造自動(dòng)化出現(xiàn)并備受關(guān)注，機(jī)械工程自動(dòng)化以把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來，進(jìn)一步提高了機(jī)械工程的效率。

1.1 機(jī)械工程自動(dòng)化發(fā)展歷程

機(jī)械工程的自動(dòng)化技術(shù)是隨著制作機(jī)械的工業(yè)出現(xiàn)而發(fā)展起來的。19 世紀(jì)下半葉，機(jī)械工程發(fā)展成為一門獨(dú)立學(xué)科。到20 世紀(jì)，許多自動(dòng)化設(shè)備開始得到研發(fā)與發(fā)展；而后，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到推廣并開始進(jìn)入制造領(lǐng)域，機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造、管理等流程中自動(dòng)化開始普及。但在機(jī)械工程自動(dòng)化發(fā)展的過程中，仍然存在部分問題，要達(dá)到生產(chǎn)制造過程的完全自動(dòng)化，仍需要長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及科研成果的疊加。目前機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)主要圍繞提高生產(chǎn)效率降低用人成本。因此，只有極少數(shù)的制造行業(yè)，在一些領(lǐng)域仍然保持某一生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化。機(jī)械制造自動(dòng)化仍存在許多問題等著破解。

1.2 機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)的重要意義

機(jī)械制造技術(shù)的自動(dòng)化是提高生產(chǎn)效率、增加企業(yè)效益的重要環(huán)節(jié)。由于當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀，不僅要提高機(jī)械生產(chǎn)的效率，帶來更高的經(jīng)濟(jì)收益，也要結(jié)合我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略，在帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也要保護(hù)生態(tài)環(huán)境，節(jié)約資源。在機(jī)械工程自動(dòng)化的研發(fā)過程中，將多重領(lǐng)域有機(jī)結(jié)合。在生產(chǎn)制造過程中智能化，并減少生產(chǎn)過程中不必要資源的浪費(fèi)。

2 機(jī)械制造中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用

2.1 機(jī)械制造中集成制造技術(shù)的運(yùn)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用，集成制造系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。通過集成制造技術(shù)使產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)過程，包括產(chǎn)品的研發(fā)、銷售、回收處理的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效監(jiān)督，在產(chǎn)品的生命周期中實(shí)現(xiàn)高度信息化，最大功效智能化。而如今的集成制造系統(tǒng)，不僅僅包括信息集成還容納了各企業(yè)產(chǎn)品在不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的整體優(yōu)化。從具體而言，集成制造系統(tǒng)集成了大量的自動(dòng)化技術(shù)，這些自動(dòng)化技術(shù)可能只能針對(duì)某一生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而集成制造系統(tǒng)把每個(gè)自動(dòng)化技術(shù)有機(jī)結(jié)合，把獨(dú)立工作的技術(shù)內(nèi)容整合，形成了數(shù)據(jù)模型與信息平臺(tái)分享。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中想帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，就需要各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化技術(shù)有機(jī)結(jié)合。不同的企業(yè)之間技術(shù)上也存在差別，實(shí)際生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)的合理配置就要求自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)的協(xié)調(diào)。集成制造技術(shù)在機(jī)械制造中有效的信息整合，對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)全部周期有效監(jiān)測(cè)，提高了企業(yè)的生產(chǎn)周期循環(huán)，加強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

2.2 機(jī)械制造中智能系統(tǒng)的運(yùn)用

在計(jì)算機(jī)的核心技術(shù)信息處理技術(shù)沒有充分應(yīng)用之前，智能化并沒有得到發(fā)展。如今智能化也是機(jī)械制造研究的重點(diǎn)，想達(dá)到全面的智能系統(tǒng)，需要生產(chǎn)過程中每一個(gè)環(huán)節(jié)相互作用，也需要各個(gè)自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，這樣在實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)中集成系統(tǒng)、智能系統(tǒng)、虛擬系統(tǒng)、自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)等技術(shù)之間的相互影響、共同作用下提升了機(jī)械生產(chǎn)的智能化。自動(dòng)化技術(shù)智能化的應(yīng)用則為機(jī)械制造帶來了發(fā)展的新篇章，在智能化系統(tǒng)下對(duì)每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)有效監(jiān)測(cè)，通過集成系統(tǒng)，把信息有效整合，對(duì)控制系統(tǒng)中發(fā)布相應(yīng)指令，生產(chǎn)過程中就能自動(dòng)完成指令。這種生產(chǎn)模式將人從繁瑣工作中解放出來，也很大程度上提高了工作效率，是機(jī)械制造業(yè)的一大突破。

2.3 機(jī)械制造中自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)就是指利用各種檢測(cè)儀表對(duì)生產(chǎn)過程主要工藝參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、指示或記錄的系統(tǒng)。它代替了操作人員對(duì)工藝參數(shù)的不斷檢測(cè)記錄，就像人的眼睛。比如：熱交換器是利用蒸汽來加熱冷液的，冷液經(jīng)加熱后的溫度是否達(dá)到要求，可用測(cè)溫元件配上平衡電橋來進(jìn)行測(cè)量。而隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，工業(yè)領(lǐng)域也需要面對(duì)很多新的問題，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、資源合理的配置都有待解決。自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)就是減少人工干預(yù)使系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期的目的，從而減少了人的勞動(dòng)，提高了工作效率、效益與效果。

2.4 機(jī)械制造中虛擬技術(shù)的運(yùn)用

虛擬技術(shù)就是對(duì)生產(chǎn)過程中的環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬，可以對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)過程中進(jìn)行一些預(yù)測(cè)分析，在這個(gè)預(yù)測(cè)分析的過程中對(duì)存在的問題尋求解決辦法，根據(jù)分析結(jié)果作出可行性調(diào)整，從而減少了生產(chǎn)過程中不可避免的錯(cuò)誤，減少了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益損失，并節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間。由于虛擬技術(shù)避免了生產(chǎn)過程中部分存在的問題，能夠讓產(chǎn)品的開發(fā)周期縮短。擁有一個(gè)較短的生產(chǎn)周期，在競(jìng)爭(zhēng)力激烈的市場(chǎng)中，快速搶占商機(jī)與快速搶市場(chǎng)都是都常重要的。

3 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的未來發(fā)展需求

（1）實(shí)用化。自動(dòng)化設(shè)計(jì)能幫助機(jī)械制造業(yè)提高生產(chǎn)效率，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式以及消耗不必要的人力資源，從而優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。因此，加大對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研究和發(fā)展，能推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)向更高層次發(fā)展。

（2）智能化。智能制造技術(shù)來自于對(duì)人工智能技術(shù)的研究，是將智能技術(shù)與人類決策相結(jié)合，進(jìn)一步完善制造的自動(dòng)化技術(shù)。傳統(tǒng)的機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)是在制造過程中取代人類勞動(dòng)，將人類解放出來，使人類能更高效地從事腦力勞動(dòng)；而智能化將進(jìn)一步取代人腦的部分工作，使人類重心側(cè)重更高層次的研發(fā)。在未來，將重點(diǎn)對(duì)制造過程中的智能制造技術(shù)進(jìn)行信息交流管理，使制造過程中的信息得到更全面的收集并全面及時(shí)反饋，為人類的決策提供可靠的參考依據(jù)和建議。

（3）綠色化。現(xiàn)有的自動(dòng)化技術(shù)更多注重在提高設(shè)計(jì)和制造過程的自動(dòng)化效率上。綠色化的目標(biāo)是提高整個(gè)產(chǎn)品周期的效率，資源的可循環(huán)利用。綠色化不僅是指產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造到產(chǎn)品的銷售和使用，也包括廢品回收管理的全部過程，不僅能更全面地改良產(chǎn)品的制造模式，還能降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。綠色制造技術(shù)的核心是關(guān)閉整個(gè)機(jī)械制造過程，最大限度地減少生產(chǎn)資源的浪費(fèi)。綠色化的制造是制造業(yè)未來可持續(xù)和環(huán)保的需求。

4 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中必然是未來的發(fā)展需求，結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)活動(dòng)中大力研究和發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)。在機(jī)械制造業(yè)中與自動(dòng)化技術(shù)建立緊密的合作機(jī)制，以此來提高自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的實(shí)際應(yīng)用效果，以此推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)、應(yīng)用依靠相關(guān)技術(shù)人員的支持。在日益豐富自動(dòng)化技術(shù)使用效果的同時(shí)，發(fā)展相關(guān)配套的機(jī)械部件，尤其是核心器件，要謀求與基礎(chǔ)操作系統(tǒng)共同發(fā)展，以嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展。在追求機(jī)械自動(dòng)化更好的在實(shí)踐過程中的應(yīng)用，不僅要依靠技術(shù)信息的整合，在研發(fā)的過程中，我們更要注意產(chǎn)品的全部生產(chǎn)過程的有機(jī)整合。通過自動(dòng)化技術(shù)，減少資源的浪費(fèi)，提高資源的可循環(huán)利用。這就需要在以后的自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)使用過程中，加強(qiáng)資源的可循環(huán)。

機(jī)械制造業(yè)中的自動(dòng)化技術(shù)飛速發(fā)展，不僅要結(jié)合大量的時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)，也要學(xué)習(xí)別人先進(jìn)的技術(shù)手段。在自動(dòng)化技術(shù)中追求智能化、綠色化的發(fā)展，建立機(jī)械制造業(yè)中的可持續(xù)發(fā)展，并有效推動(dòng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)科技要求日益增高，對(duì)于機(jī)械制造中的自動(dòng)化需求也日益增多。機(jī)械制造中的自動(dòng)化設(shè)計(jì)不僅能提高生產(chǎn)效率，帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益，更能推動(dòng)我國(guó)各大制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展。對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用，要做到的不僅是帶來經(jīng)濟(jì)效益，更要做到可持續(xù)發(fā)展、綠色制造。