機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用研究

張明位

（大屯煤電集團(tuán)有限公司，徐州 221000）

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的大背景下，各行各業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)都遇到了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，也對(duì)各行各業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)效率提出了更高的要求。自動(dòng)化技術(shù)的引入和應(yīng)用能夠有效提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)作質(zhì)量和效率，逐步成為機(jī)電設(shè)備研發(fā)和應(yīng)用的主要內(nèi)容。

1 機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用必要性

1.1 有利于提升企業(yè)工作效率

在信息化時(shí)代之下，機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)不僅應(yīng)用在機(jī)電的基本自動(dòng)化操控方面，同時(shí)也擴(kuò)展到了產(chǎn)品的檢測(cè)和自動(dòng)識(shí)別等新型領(lǐng)域，節(jié)省了企業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)與識(shí)別分揀的時(shí)間。而傳統(tǒng)的產(chǎn)品檢測(cè)與識(shí)別工作則需要耗費(fèi)大量的人力資源和時(shí)間，同時(shí)難以進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息傳遞和產(chǎn)品信息分析處理，一定程度上影響了企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的全面提升。機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的引入和應(yīng)用打破了這一僵局，大幅提高了企業(yè)機(jī)電設(shè)備和項(xiàng)目的生產(chǎn)質(zhì)量與效率。

1.2 有利于優(yōu)化機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)條件

現(xiàn)階段，我國(guó)大部分的機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)都在朝著現(xiàn)代化生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)變，但仍有部分企業(yè)和單位過(guò)分依賴人力資源的生產(chǎn)與操作，僅將機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電設(shè)備的內(nèi)部運(yùn)作體系，仍然采用人工操控和管理機(jī)電設(shè)備的形式來(lái)進(jìn)行日常的生產(chǎn)和操作，加大了機(jī)電生產(chǎn)的人為因素影響。而機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)在生產(chǎn)線控制和整體監(jiān)控中的應(yīng)用能夠有效降低企業(yè)的人力成本，提升企業(yè)機(jī)電制造的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，對(duì)企業(yè)機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]。

2 機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用策略研究

2.1 引入虛擬自動(dòng)化技術(shù)

虛擬自動(dòng)化技術(shù)是一種現(xiàn)階段應(yīng)用效果較好和發(fā)展程度較高的機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)。它的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在集合了人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心性能，能夠全程監(jiān)控機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患并及時(shí)上報(bào)。操作人員需要借助計(jì)算機(jī)操作來(lái)對(duì)機(jī)電生產(chǎn)的各個(gè)方面進(jìn)行狀態(tài)確認(rèn)和預(yù)警查看。虛擬自動(dòng)化技術(shù)的引入和應(yīng)用，能夠有效實(shí)現(xiàn)企業(yè)機(jī)電生產(chǎn)預(yù)案的虛擬演練與問(wèn)題摸排。操作人員要在自動(dòng)化技術(shù)虛擬演練的過(guò)程中計(jì)算和總結(jié)科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)防控預(yù)案，有效降低實(shí)地生產(chǎn)環(huán)節(jié)的失誤率和能源消耗。這是機(jī)電生產(chǎn)方案的完善和優(yōu)化的一種新方式。

2.2 應(yīng)用位置誘導(dǎo)技術(shù)

機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)中的位置誘導(dǎo)技術(shù)主要是在原有定位技術(shù)的基礎(chǔ)上為機(jī)電設(shè)備添加自動(dòng)化芯片，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控與觀測(cè)機(jī)電設(shè)備位置與操控狀態(tài)，還能夠有效規(guī)范機(jī)電設(shè)備運(yùn)作的路徑和線路操作，自動(dòng)化準(zhǔn)確調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)作參數(shù)誤差。

實(shí)際上，機(jī)電設(shè)備的位置誘導(dǎo)技術(shù)是一項(xiàng)以其機(jī)身位置識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)的高效化技術(shù)類型。機(jī)身位置識(shí)別技術(shù)也是機(jī)電自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)具有較強(qiáng)代表性的自動(dòng)化技術(shù)，主要分為內(nèi)部識(shí)別和外部識(shí)別兩種類型。機(jī)身位置內(nèi)部識(shí)別技術(shù)主要的運(yùn)作原理是通過(guò)內(nèi)部識(shí)別的形式來(lái)對(duì)設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)和軟件進(jìn)行自主識(shí)別，識(shí)別結(jié)束后形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)序列。工作人員將這部分?jǐn)?shù)據(jù)序列整理到控制系統(tǒng)中，使得系統(tǒng)可自動(dòng)實(shí)時(shí)確認(rèn)機(jī)電設(shè)備的位置。外部識(shí)別技術(shù)則主要依靠超聲波探測(cè)的方式來(lái)識(shí)別和反饋設(shè)備的位置。這兩種類型的位置識(shí)別技術(shù)分別適用于不同的場(chǎng)合和設(shè)備類型。技術(shù)人員可根據(jù)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境來(lái)進(jìn)行合理選擇，以達(dá)到最優(yōu)化的自動(dòng)化控制效果。

在位置誘導(dǎo)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用階段，操作人員要在機(jī)電設(shè)備正式運(yùn)行前規(guī)劃準(zhǔn)確合理的工作線路及其范圍，并結(jié)合機(jī)身位置識(shí)別技術(shù)來(lái)識(shí)別與記錄機(jī)電設(shè)備內(nèi)部和外部的位置，為位置誘導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用提供信息和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時(shí)，操作人員要充分考慮到技術(shù)與設(shè)備操控間的偏差和誤差，事先試驗(yàn)位置誘導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用效果，觀察和記錄其應(yīng)用過(guò)程中存在的可調(diào)節(jié)和不可調(diào)節(jié)誤差，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)來(lái)消除可調(diào)節(jié)誤差和緩解不可調(diào)節(jié)誤差，以實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備參數(shù)誤差和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)精度的自動(dòng)化調(diào)節(jié)[2]。

2.3 研發(fā)智能監(jiān)控技術(shù)

自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的最初目的是進(jìn)行統(tǒng)一有效的機(jī)電設(shè)備管理與調(diào)控，這離不開(kāi)智能監(jiān)控技術(shù)的研發(fā)和投入。智能監(jiān)控技術(shù)不僅能夠通過(guò)遠(yuǎn)程操控和無(wú)人值守的形式來(lái)監(jiān)測(cè)與控制機(jī)電設(shè)備運(yùn)作，而且能夠充分結(jié)合傳感器技術(shù)實(shí)時(shí)觀察和監(jiān)測(cè)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)作環(huán)境，從而在充分保障工作人員人身安全基礎(chǔ)上優(yōu)化機(jī)電設(shè)備的整體監(jiān)控系統(tǒng)，有效提升機(jī)電設(shè)備運(yùn)作安全系數(shù)和監(jiān)控效率[3]。

在智能監(jiān)控技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中，操作人員要充分結(jié)合人工智能識(shí)別技術(shù)和無(wú)限感知技術(shù)進(jìn)行全天候的工作環(huán)境危險(xiǎn)感知和實(shí)時(shí)預(yù)警，并且合理規(guī)劃不同區(qū)域的技術(shù)應(yīng)用范圍與安全系數(shù)控制，打造云端、現(xiàn)場(chǎng)和機(jī)電端監(jiān)控架構(gòu)的一體化視感協(xié)同系統(tǒng)，以保障機(jī)電設(shè)備運(yùn)作的安全生產(chǎn)。

2.4 重點(diǎn)開(kāi)發(fā)柔性自動(dòng)化技術(shù)

柔性自動(dòng)化技術(shù)是一種依托于信息技術(shù)發(fā)展進(jìn)步，以數(shù)控技術(shù)為中心，集合生產(chǎn)、信息與計(jì)算機(jī)技術(shù)三位于一體的新型機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)。柔性自動(dòng)化技術(shù)能夠持續(xù)推進(jìn)操作性的機(jī)電自動(dòng)化過(guò)程朝著全自動(dòng)化的方向發(fā)展，也能夠持續(xù)縮短機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)與作業(yè)周期。此項(xiàng)技術(shù)性內(nèi)容能夠有效降低企業(yè)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)作能耗和人力物力消耗，從而提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

現(xiàn)階段的柔性自動(dòng)化技術(shù)主要包括計(jì)算機(jī)輔助制造、集成制造、柔性制造和管理信息系統(tǒng)等類型[4]。開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于提升系統(tǒng)程序運(yùn)作的可靠性、聯(lián)網(wǎng)集成的便捷性和與生產(chǎn)實(shí)況的貼合性，同時(shí)要做好單元技術(shù)的整體開(kāi)發(fā)與提升。完善的柔性自動(dòng)化技術(shù)能夠有效促進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的高精度和高速度發(fā)展，并能夠有效拓展計(jì)算機(jī)輔助制造和網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)等新功能。

基于此，技術(shù)人員可在機(jī)電自動(dòng)化的運(yùn)行環(huán)境內(nèi)發(fā)展通用性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的多設(shè)備自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口，同時(shí)按照相應(yīng)的規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行原有傳輸接口的優(yōu)化與改良，逐步構(gòu)建和完善柔性自動(dòng)化技術(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而為柔性自動(dòng)化技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

2.5 加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備管理與優(yōu)化

機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用過(guò)程中，需要多次啟用和改裝現(xiàn)有的機(jī)電設(shè)備。設(shè)備在此狀況下不可避免地會(huì)出現(xiàn)各類故障問(wèn)題，因此技術(shù)人員要充分加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的管理與優(yōu)化，注重設(shè)備的檢修和維護(hù)，以提升設(shè)備的自動(dòng)化承載性能。

首先，生產(chǎn)部門(mén)和檢修部門(mén)同步合作，加強(qiáng)設(shè)備的檢修工作，持續(xù)優(yōu)化使用次數(shù)過(guò)多和不常使用的機(jī)電設(shè)備的改造方案，并逐一排查和記錄設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的安全隱患或已出現(xiàn)過(guò)的安全隱患。

其次，技術(shù)人員應(yīng)與機(jī)電設(shè)備的維護(hù)人員和專業(yè)的機(jī)電設(shè)備人才共同制定改造后的維護(hù)方案，并根據(jù)改造完成的機(jī)電設(shè)備圖紙檢測(cè)維護(hù)方案的可行性，從而最大限度地避免設(shè)備由于多次實(shí)驗(yàn)和改造而產(chǎn)生各類老化與故障問(wèn)題。

最后，技術(shù)人員和管理人員應(yīng)持續(xù)跟進(jìn)后續(xù)的日常檢修與維護(hù)工作，合理分配工作人員的崗位職責(zé)與工作任務(wù)，必要時(shí)采用成立專項(xiàng)檢修與維護(hù)小組的形式來(lái)保障應(yīng)用機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)備正常運(yùn)行。

3 機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展方向展望

3.1 微型化

微型化是機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用和研發(fā)的一大重要方向，主要針對(duì)體積過(guò)于龐大和占地比例較大的機(jī)電設(shè)備。這部分機(jī)電設(shè)備在應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)后往往會(huì)出現(xiàn)體積和占地面積增大的情況，不符合自動(dòng)化技術(shù)節(jié)約成本減少消耗的原則。優(yōu)化為微型化的機(jī)電自動(dòng)化和機(jī)電設(shè)備體系能夠在充分節(jié)省生產(chǎn)空間的同時(shí)提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，是現(xiàn)階段機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的主攻方向之一。

3.2 人工智能化

現(xiàn)階段，機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中存在的部分缺陷和難題主要在于智能化程度方面。研發(fā)和應(yīng)用人員也更重視人工智能技術(shù)在自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用和融合。各大企業(yè)也將結(jié)合自身的生產(chǎn)情況不斷進(jìn)行人工智能技術(shù)的實(shí)驗(yàn)和研發(fā)。因此，人工智能化是基于自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的重要方向[5]。

3.3 機(jī)電一體化

機(jī)電一體化是機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的典型趨勢(shì)之一，主要目的是創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械和機(jī)電的結(jié)合應(yīng)用能夠使二者相互補(bǔ)充和輔助，在互相彌補(bǔ)二者不足的情況下，促進(jìn)二者系統(tǒng)完整性發(fā)展，充分發(fā)揮機(jī)械和機(jī)電設(shè)備的優(yōu)勢(shì)與長(zhǎng)處，使其各部件達(dá)到相互協(xié)調(diào)和互相配合的狀態(tài)，從而不斷提高機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)作效率。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新應(yīng)用能夠有效提升機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)與運(yùn)作實(shí)際效率和機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量。目前，機(jī)電自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用仍存在較大的發(fā)展空間和潛力。操作人員要充分結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)中的虛擬自動(dòng)化技術(shù)、位置誘導(dǎo)技術(shù)以及智能監(jiān)控技術(shù)，推動(dòng)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的微型化、人工智能化以及高效化發(fā)展，以提升企業(yè)生產(chǎn)效率，保障安全生產(chǎn)。