自動制造技術特點與發展趨勢分析

王一茗

摘 要：機械制造技術為各個行業的發展提供了基礎性的服務，有力的保證了機械類產品的供給與品質，為進一步提升機械制造的實際應用能力，自動制造技術被廣泛的使用和推廣，并表現出了明顯的技術優勢。通過對自動制造技術的組成與特點進行研究，總結并分析了自動制造技術未來的發展趨勢。

關鍵詞：自動制造技術;特點;組成;智能化;發展趨勢

中圖分類號：TH16 ? ? ? ?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.08.021

0 引言

機械制造業是國民經濟的支柱產業之一，隨著我國現代化進程的不斷提升，機械制造的技術和工藝水平也不斷得到優化，自動制造技術近年來在我國得到了廣泛的普及，在一定程度上影響著機械產品設計、制造、裝配、調試、維修等各個環節。機械制造作為機械產業的重要技術實施手段，自動化技術的應用為制造企業帶來了更好的經濟效益，顯著增強了我國機械相關企業的市場競爭力，盡管我國的自動制造技術與世界先進水平還存在一定差距，但這也為機械制造技術的進一步發展預留了更廣闊的空間，有利于我國的機械制造技術向著適應國內實際需求的方向發展，隨著自動制造技術向智能化發展，將進一步增強我國制造業的國際競爭力。

1 自動制造技術的內涵與組成

自動制造技術是在社會經濟的高速發展下產生的，其在產品加工領域應用廣泛，自動制造技術是新時代生產領域的關鍵技術，其廣泛應用有利于提高制造行業的市場競爭力。自動制造技術的技術路線主要包括四大部分，分別為狀態獲取、數據分析、方案選擇、動作執行（如圖所示）。狀態獲取主要通過傳感器技術和視覺技術來實現，通過對環境、零件、原材料、機器狀態的感知，使其轉換為信號傳遞給處理器，處理器對獲得的數據進行分析，并對特定生產過程的加工狀態進行處理，使被制造件維持目前加工狀態、停止加工或變更加工方案，最終控制相關機床的制造設備完成指定的制造任務。

2 自動制造技術特點

2.1 功能配套化程度高

機械制造技術的高度自動化，使傳統機械產品生產過程的各個領域集約化程度更高，相互之間的聯系關系更為緊密，有利于在原材料庫存、材料轉移、機械下料、機械加工、綜合處理、品質檢驗、機械裝配、性能調試、技術測試等各個環節之間形成信息互通，使機械產品加工過程成為一個有機的整體。智能化的機械制造技術所產生的網絡化覆蓋已滲透到從毛坯件的自動化配置一直延伸至自動裝配和自動測試等多個方面，且相關的功能仍在不斷的優化和豐富之中。這能夠為機械產品生產企業創造更為良好的經濟效益。

2.2 機械制造過程的安全性高

自動制造技術集成了危險區域檢測、自動報警、故障診斷等眾多功能，在機械產品生產加工過程，自動化技術在其中涉及了方方面面的安全保護功能，能夠根據生產過程中環境狀態和零部件狀態的變化自動進行判斷安全故障和隱患，并通過顯示、警報、振動等形式進行反饋，遇到嚴重問題系統會自動停機。且自動制造技術應用過程減少了人工操作的過程，避免了人工操作失誤造成的安全隱患，有效改善了傳統機械制造過程的安全問題。

2.3 小型化和節能化特征凸顯

相對于傳統的機械制造設備，自動化制造設備有效精簡了相關結構，更加注重機電液一體化技術應用，使很多傳統的復雜機械結構被取代，自動制造設備逐漸向小型化方向發展，且相關設備的可靠性更高，更便于集中化管理。同時自動化制造技術在生產過程中的環保能力更強，能更合理的優化與協調需要的生產資源并進行合理化配置，使生產過程中各個環節可能出現的污染問題和資源浪費顯著減低，并同時減少污染物和廢棄物的產生，使機械制造過程更貼近于節能環保化。

2.4 產品制造質量顯著提升

自動化制造技術在現代化工廠中能夠形成良好的設備生產流水線操作，能夠進一步優化批量產品的生產制造工藝，并有效避免因各生產過程配合不良產生對產品質量的影響，同時自動化的質檢技術也進一步保證了零件的合格品質，能夠及時準確的將不合格件進行剔除。在機械制造過程中，管理者通過對產品質量問題的研究能夠便捷的調整機械制造方案，形成所生產的產品品質不斷提升的基本要求。

2.5 機具的可靠性和使用壽命更有保證

由于在滿足傳統生產制造要求的前提下，自動化制造技術使很多機具的結構更為簡化，復雜機械結構的不斷減少顯著減低了故障率，同時結合自動檢測技術，對關鍵部件、液壓系統溫度、運動部件位置等進行實施監測，更能避免重大故障問題的發生。且自動化技術使很多傳統的保養潤滑等工作實現了自動化調整，機具日常的運行狀態得到了進一步優化，磨損問題顯著減弱，使用壽命會得到進一步增長。

2.6 有效減輕了勞動力負擔

自動制造技術不僅提高了生產企業的生產力，更使企業告別了傳統的人力勞動模式，機械化和自動化的普及，更加注重設備使用效率的提升與功能的多樣化發展，很多制造設備達到一機多能的效果。使勞動者從原本繁重的工作中脫離出來，投入到技術性和管理性的工作中去，低端低收入崗位減少，高端高技術崗位需求量增加，從基礎工作者向著技能型和管理型人才發展。

3 自動制造技術的發展趨勢

3.1 向人機高效率交互化發展

現階段盡管機械制造的自動化設備技術已經較為完善，但總體上看，對操作者和管理者的主導作用利用程度仍相對較低，機械制造技術的進一步發展必須要更重視人的主導作用發揮，通過更高效率人機交互功能的開發進一步提高整體的自動化水平，并使自動化技術在人的理性思維影響下更為合理，增強人機交互效率措施建議如下表所示。同時提高人機的交互能力還有利于提升機械制造的可控性，使其改變傳統的機械式加工過程，機械制造的自動程度進一步擴大，最終向人工智能制造技術發展。

3.2 向多學科技術進一步融合發展

隨著自動化技術相關行業的不斷發展，在現階段制造技術集成的計算機、網絡、通信等技術基礎上，將會促進已集成學科和新生學科的進一步融合，逐漸形成具有行業特點的集成化技術體系，并開始向智能化方向發展。多學科技術的融合發展不僅僅局限于功能方面的進步，還會在信息共享、工藝優化、智能控制等方面進行全面提升，以自動化制造技術為核心的學科融合會促進傳統學科研究的溝通與交流，使機械制造技術的應用范圍更廣，其技術的進步速度和工作能力將得到質的飛躍。

3.3 向高速加工與精密加工發展

隨著社會需求的不斷提升，產品生產的品質也需要隨之不斷提升，且為滿足現代化大批量生產的實際需求，自動制造技術必須向著高速度、高效率、高品質的方向發展，特別是在很多特殊的加工環境下，對于超高速切削、超精密加工等技術的應用將進一步普及，配合自動化技術的提升，超高速精密制造的適應能力將會更強，也會逐漸應用到傳統的加工場合。因此，加強高速加工與精密加工相關技術的研發顯得更為重要，以保證自動制造技術適應性和制造能力的進一步提升。

3.4 更重視柔性加工技術的發展

傳統的批量生產與制造多采用重復性的刻板生產形式，并不注重柔性制造技術的研究與應用，但是隨著人們生活水平的不斷提高，對于具有個性化特點的定制產品需求量越來越高，傳統的小批量生產成本高、利潤低，很難滿足社會的實際需求。因此，在批量生產技術不斷提升的同時，以批量產品為基礎，積極引進柔性加工技術，以滿足產品便捷換代和定制化需求，在此過程中應重視現代成組技術和計算機控制技術的研究，并使自動制造相關技術向著模塊化發展，以保證柔性加工功能的實現。

3.5 更重視虛擬技術的應用與發展

在機械制造過程中，試制會產生很大的材料浪費和資源消耗，將虛擬技術應用到機械產品的制造過程中，能夠在進行試制之前提前利用計算機進行加工仿真，以便于了解在特定工藝下是否存在不合理問題，從而減少零件試制過程的次數，同時避免過多的資源浪費，還能顯著降低試制過程的時間消耗，提升零件加工成品率，為企業創造更高的效益。

4 結語

就目前來看，自動制造技術已經能夠顯著的提高企業的生產與產品優化能力，且制造類產品的質量也得到了明顯的提升，隨著自動制造技術的普及，其應用已經深入到生產加工的各個環節，展示出了比傳統制造技術更明顯的優勢和先進性。未來的智能制造技術也應以我國生產企業的實際需求為發展目標，并向著功能集成化、智能化、人性化方向進一步發展，以確保生產企業的制造能力得到進一步提升。

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