機械設計制造中自動化技術的應用價值

王立昊

0? 引言

跟國際上很多發達國家相比，我國在工業化發展上起步較晚，因而屬于后發工業化國家，為了更好的追趕發達國家的工業化發展水平，我國投入大量資金資源發展機械制造業，并取得了一定的成果。不過跟目前一些國際上發達國家相比，我國在機械設計制造方面欠缺的并非是資金資源的投入，而主要在于技術應用方面較為落后，為更好地提升我國的機械制造水平，改進我國制造業在技術應用方面的能力，本文擬以機械設計制造中的自動化技術應用為切入點，就其應用價值與意義展開研究，以下本文就從具體方面，對這一課題展開詳細解析。

1? 自動化技術在機械設計制造中的應用意義與現狀

自動化技術屬于現代工業控制領域應用十分普遍的一項專業化技術，因為機械加工制造工作在很多環節上存在一些簡單重復的內容，如果把所有工作都交給工作人員去做，一方面會導致人力的大量占用，同時因為人工控制受到人注意力水平、集中程度、觀察力和精力狀況的影響，無法做到完全的無誤差精密控制，因而很難保障人才機械控制過程中出錯，導致工作延誤甚至事故發生，因而自動化控制技術應運而生，其最初的設計主要對機械的作業方式和動力原理進行規劃，從而實現機械在某些簡單重復工序上自動運行而無需人工監控，而隨著現代科技的不斷發展，尤其在計算機技術、傳感技術、數控技術產生后，通過現代化的數字控制系統，可以實現很多機械加工制造環節的自動化控制，這可以極大擺脫機械加工制造工作中對人工的依賴，并且使得作業過程更加精確，控制工作更嚴密規范化，同時可以擺脫人工控制精確度不足，無法實現長期連續作業的弊端。而能夠極大提升機械加工制造工作的效率和質量。不過因為自動化技術在機械制造中的應用，需要大量的高新科技手段作為支持才能實現，而我國的很多機械加工制造企業目前在內部的科技化升級上尚無法達到對很多先進科技手段的全面引入，因而很多工作依然要依靠人工控制來完成，而整體上自動化水平跟西方發達國家相比，還存在不小的差距。但是隨著科技的發展，工業制造領域進行自動化、科技化升級是時代發展不可阻擋的趨勢，在這一潮流中，任何企業都不可能無視潮流的發展，而長期沿用傳統工藝基礎上讓自身始終保持生命力，企業只有積極順應這一趨勢，努力學習和引入先進的自動化技術，對企業的機械設計制造工序進行優化升級，才能緊跟技術升級與時代發展潮流，提升企業的工作效率和生產力水平。[1]圖1為自動化技術在機械制造企業中的運用實景圖。

2? 自動化技術在機械設計制造中的應用優勢

2.1 優化資源配置? 通過使用自動化技術，可以讓企業在機械設計制造工作中更好地以系統化平臺實現對各個環節的整體監控，從而避免物料在一些環節中的閑置和沉淀，讓各類資源通過平臺化的控制系統得到更好的配置，從而優化企業的資源配置，減少浪費和資源的不當占用，降低企業的生產成本，提升企業生產加工活動的綜合投入產出比。這對于企業改進生產管理水平，提升生產效率，獲取更多更大效益產出都具有顯著的積極意義。

2.2 降低生產失誤率? 通過引入自動化技術，能夠讓企業在機械生產的作業過程中，把以往依賴于人工手動控制的一些環節交給系統進行自動化控制，因為自動化控制屬于依托于程序自動實現的控制，因而不會出現人工控制過程中的操作失誤，避免工作人員因精力、體力、注意力等原因造成的失誤，只要使用了自動化技術，其就可以自然地實現對控制環節的精密控制，如果技術應用上不存在錯誤，整個供需的運行中可以達到較高的規范化、精密化控制水平，因而可以大大降低以往依靠人工控制的失誤率，提升生產作業的安全性和嚴密性。[2]

2.3 提升生產質量? 自動化技術相對于人工控制，其還有一個突出的優點就是只要能源供應連續不間斷，其可以實現連續不間斷的高強度作業，其無需受到人工作業過程中工作人員精力與體力體能的限制，而能夠適應高強度、連續性、惡劣環境中的長時間作業，這可以有效打破以往機械加工制造以來人工情況下很多工作環節的工作時間與強度限制，而讓企業的加工制造工序得到優化，提升加工質量和生產強度，生產活動的連續性水平，從而極大提升生產質量。另外，在機械加工制造的工作流程中，對于一些具有健康威脅與安全威脅的作業環節，依靠機械自動化技術能夠避免人工作業需要面臨的安全隱患與健康威脅，可以極大降低企業在勞動保護與生產安全控制上的難度，使得企業把更多精力和資源投入到生產活動中，從而降低生產成本，提升生產質量，改善企業的效益水平。

3? 機械設計制造中自動化技術的應用價值

3.1 數控化? 因為現代計算機技術在企業生產活動中的廣泛應用，使得很多企業都在內部生產管理上引入了數字控制系統作為生產管理的系統化控制手段。相對于傳統的人工控制和以往主要依賴于工藝優化的自動化技術，數字控制技術可以達到較高的精密化、智能化水平，采用數控技術，可以讓機械制造的各項工藝標準細化到更為微觀的控制水平，從而達到對很多工序的精密控制。同時相對于以往工藝優化性質的自動化技術，采用數控自動化技術能夠讓數控系統自主識別和判斷不同的工作狀況，并采取相應的程序去實現針對性控制，這在一定程度上模擬了人腦的判斷能力，從而能夠極大提高自動化技術的應用范圍，使得很多機械制造環節都可以應用數控技術進行工藝改良和精密控制。

3.2 集成化? 由于現代自動化控制技術的實現很多建立在計算機信息化控制系統的支持基礎上，因而控制技術跟其他系統技術或功能的集成化程度更高了。由于企業的信息管理平臺在生產管理上能夠使用各項傳感技術，對生產領域的各類信息進行實時地采集與分析，因而企業的自動化控制能夠跟企業的生產管理、成本管理系統進行更好的集成，同時因為企業的管理平臺能夠通過系統進行各項生產信息的實時采集，因而自動化控制系統還能夠跟企業的質量監督與生產安全管理工作，成本控制工作進行集成，通過把自動化技術跟其他管理工作進行集成，能夠有效提升企業的機械制造質量管理能力，提升企業在生產管理工作開展實施上的系統化水平，從而提升管理效率，節約生產成本，使得企業的機械制造的質量和生產力水平獲得極大的改進提高。

3.3 智能化? 隨著現代科技的發展，采用計算機技術模擬人腦而開發出的人工智能系統越來越先進，很多高水平的人工智能技術不僅可以模擬人腦的計算能力、分析能力、思考判斷能力，還能具有人機交互功能和觀察識別功能。這就為自動化技術應用與機械設計制造提供了極大便利，通過引入自動化技術，可以讓機械制造的很多工序進行改進優化，以自動化系統取代人工控制，而實現精密化、智能化的作業管理。以往因為自動化技術無法模擬人工控制的很多判斷和分析能力，因而在機械加工制造過程中，對于一些復雜的作業環節依然要依靠人工完成，而隨著人工智能技術的出現，必須要依靠人工進行控制的環節越來越少，機械控制的智能化使得其在很多作業工序上取代人工實現完全的自動化控制成為可能。而相對于依靠工作人員的作業控制，以自動化技術實現的智能控制在控制水平，控制強度，控制質量上不亞于人工作業的水平。同時其還可以避免工作人員受到注意力水平、精力體力限制和影響而導致的人工失誤，從而在控制上達到更高的精密性。

3.4 虛擬化? 對于機械制造工作而言，很多工序中出現的錯誤和設計缺陷，要對其進行有效的發現通常需要錯誤或事故，功能性問題出現后才能實現，而任何錯誤或事故都會為企業帶來損失，企業在機械設計的方案形成階段，并無法通過思考和分析來弄清是否存在設計缺陷，是否會因為設計中不合理的環節而在后續使用過程中出現錯誤，這就導致企業的工藝優化需要耗費巨大代價，不僅作業過程中出現的錯誤或事故會為企業帶來損失，同時工藝優化設計到系統調整問題，還會導致前期的很多工作和資源投入白白浪費掉。而虛擬化技術的出現，極大解決了企業在機械設計上的這一問題，通過運用計算機信息技術，能夠模擬機械設計的方案運行情況（如圖2），通過對系統輸入各項參數和運行環境，能夠讓系統自動模擬機械設計方案的運行實施情況，設計人員能夠觀察計算機虛擬的運行情況，而了解到設計方案存在哪些缺陷，具有哪些漏洞和不足，從而在無需進行實務運行的前提下，實現對方案的優化改良。[3]

3.5 柔性自動化? 從過去的機械設計行業發展情況來看，存在一個突出的問題，主要體現為業務要求方面缺乏應變能力，這主要是因為技術層面的支持沒有及時跟進，如自動化技術、智能化技術等，因此，整個機械設計行業要想實現更好的發展，一定要積極改變。在現階段的時代形勢下，機械制造企業應當立足市場，結合市場的實際需求，結合用戶的實際要求做好調研，與時俱進，努力學習先進的科學技術，在技術層面不斷創新，適時調整創新機械產品結構，對組織內部的程序科學調整，使得機械產品具備更高的品質。依靠成熟的技術，提升機械產品的市場競爭力。關于柔性自動化技術，即在保障柔性的前提下，優化人機界面的技術。柔性自動化技術一方面注重自動化水平的程度，同時注重健全的信息化管理系統的構建，在機械制造領域最大限度發揮計算機的有效作用。在應用自動化技術之外，還需注重使得一些工序中有人工的介入。明晰柔性機械自動化技術具有的積極作用，可以提升機械產品的市場環境適應能力。

4? 結束語

綜上，在機械設計制造領域進行自動化技術的應用，是不可阻擋的時代發展潮流，企業只有積極順應這一潮流，努力掌握和應用先進的自動化技術，對傳統工藝進行改良升級，才能在競爭激烈的市場環境中更好的謀求生存和發展，提升自身的生產能力與機械制造水平。受筆者能力所限，本文在這一課題上的研究是概括性的，還存在很多不足，不過希望能拋磚引玉，通過對其中一些要點問題的解析，為我國機械制造行業更好的進行自動化技術應用提供支持。

參考文獻：

[1]蔡志容.智能制造時代機械設計制造及其自動化技術研究[J].內燃機與配件，2019（22）：195-196.

[2]薛鵬程.機械設計制造及其自動化的特點與優勢[J].南方農機，2019，50（21）：119.

[3]潘峰，肖乙科.新形勢下自動化技術在機械設計制造中的應用研討[J].湖北農機化，2019（19）：68.

摘要：由于現代社會生產力水平不斷提高，在機械制造領域，自動化技術也得到了越來越廣泛的應用，本文從機械設計制造領域的現實情況入手，探討了自動化技術的應用情況，并就其應用價值進行了分析研究，希望能通過本文的研究，為自動化技術在機械制造領域的推廣應用提供支持與幫助。

關鍵詞：機械設計制造;自動化技術;應用價值