新形勢下自動化技術在機械設計制造中的應用探究

楊寶義

（青島億斯歐管理咨詢有限公司，山東 青島 266400）

中國特色社會主義市場經濟的持續進步，給高新技術的發展和更新換代帶來了新的可能性，各種各樣的新技術開始在社會發展和各行各業升級過程中發揮應有的作用。特別是自動化技術更是如此，其在機械設計、機械制造行業當中扮演了重要角色，并確實帶動了機械設計及制造工作的進步，有效地提升了我國工業化生產的效率和質量[1]。根據實際工作經驗來看，將自動化數控技術、自動化集成技術等應用到機械設計及制造過程中去，能夠讓自動化技術的應用價值得到充分的發揮。

1 機械設計及制造及自動化技術概述

中國目前還處于社會主義初級階段，無論是經濟發展水平還是社會建設成果都并不能盡如人意，特別是機械設計及制造行業當中，還存在一定的問題，而充分利用自動化技術顯然能解決上述問題。經過幾十年的演變和發展以后，我國的自動化技術較之前更加完善，具有自動化目標實現成本低、自動化技術發展迅速等一系列特征，借助自動化技術進行機械設計及制造的更新和升級，能夠收獲極其可觀的回報。而我國的機械設計及制造行業目前雖然取得了一定的發展成果，但是其還存在一定的不足之處亟待解決，比如說部分設計人員缺乏足夠的創新意識和創造能力，這使得我國的機械設計開始出現功能設計停滯等方面的問題，直接造成了機械制造和生產過程難以為繼、生產質量下降等相關情況，對我國工業化建設及社會經濟發展十分不利。而將自動化技術應用到機械設計及制造行業當中，能夠有效解決上述問題，自動化技術所具有的一系列優勢，能夠提升機械設計及制造的質量，并使機械設備更符合市場的需求[2]。在這種情況下，我國的機械設計及制造業從業人員開始根據自動化技術的分類和特點，結合機械設計制造的實際需求，將部分自動化技術與機械設計制造結合起來，使其擺脫了過去一段時間內創新力度不足等問題，保證了機械設備設計制造的質量。

2 自動化技術在機械設計及制造領域的應用價值

第一，其能夠合理降低機械設計及制造成本。現階段絕大多數機械設計制造企業都開始引入了全自動生產線，以大規模的機械化流水線代替過去的人工生產，這樣一來車間內的生產崗位數量就會得到有效縮減，企業在人力資源方面的支出自然而然就會大幅度下降[3]。同時，借助自動化生產線進行機械制造，還能夠降低生產過程的復雜性，再利用大數據技術和云計算技術對生產特定數量的機械設備所需要的原材料進行計算，即可保證原材料使用調配的合理性，避免原材料的浪費，從而達到控制生產成本的效果。現階段來看，我國的社會經濟建設態勢發展極快，機械設計及制造行業也必須要跟上這種節奏變化，而自動化技術的應用則能夠保證機械設計制造的效率，改變了過去人工生產時效性差、廢棄率高的問題，使機械設計及制造工作在規定時間內完成。第二，自動化技術的應用有助于規避生產事故隱患。機械設計制造工作并非易事，特別是機械制造過程更是包含多種多樣的安全風險，人為操作不當、生產制造設備維護不到位等原因，都可能導致嚴重的安全事故。而在應用自動化技術以后，企業即可利用在線管理技術對機械制造流水線進行監管，實現生產過程的可視化管理，一旦發現人為操作失誤或設備檢修不到位等問題，系統將自動報警，把安全風險扼殺在搖籃里。另外，利用自動化生產技術取代危險崗位的工作人員，也能降低安全事故的危害性，同時在線管理系統還能為維護人員提供零部件替換指示和保養建議，提升設備維修養護水平，降低安全風險。最后，合理應用自動化技術，能夠有效提升機械生產效率。在機械設計及制造過程中應用自動化技術，能夠提升機械設計的合理性，并使制造過程更加高效。這主要是因為，自動化生產線不容易出現誤差，每一批生產出來的產品都能直接投入組裝，淘汰率比較低、自然也就無需重復生產，生產制造效率自然而然會得到提升。在借助自動化技術進行設計的過程中，設計人員的工作效率也將會得到提升，再加上CAD等計算機技術的支持，機械設計工作的水平必將會得到有效提升。

3 自動化技術在機械設計及制造領域的應用方向

在信息化技術不斷發展的今天，機械制造企業開始認識到現代化技術的重要性，很多企業都開始在設計及實際生產當中引入自動化技術，也確實取得了突出的應用效果。自動化技術的應用價值無可非議，它除了能夠幫助機械設計制造企業降低成本之外，還能夠提升機械零部件生產的效率和標準性，降低機械制造的誤差率，從根本上優化機械設計制造的水平[4]。而自動化技術在機械設計及制造領域的應用方向包括：

3.1 自動化數控技術的應用

在機械設計及制造領域當中應用自動化數控技術，能夠有效提升設計制造水平，其主要是通過計算機、數控設備和光電感應設備等對機械制造進行有效控制，充分發揮自動化數控技術的優勢作用，能夠提升機械設計制造的精確度。比如，汽車生產制造企業就可以根據汽車生產需求，編寫代碼程序等，而后在計算機上運行該程序，進而實現機械生產線的有效控制，對不同零部件的生產過程進行協調和統籌，在機械設計不出問題的情況下，機械制造的效率將會大幅度提升。目前，自動化數控技術正在越來越多的機械制造企業當中發揮作用，具有自動檢測、自動控制等方面的功能，適用于生產流程比較復雜、生產環節不斷重復的機械類制造企業，比較常見的應用方向包括航天機械設計及制造、汽車機械設計及制造等，未來的應用前景一片大好。尤其是汽車機械設計領域的應用，一些機械手臂甚至可以在已編輯好的程序下自主工作。與此同時，還可以及時對自主工作過程中遇到的問題或是其他突發情況進行自主排查，在不需要人工協助的情況下解決問題，或是給出一些具備參考意義的故障處理措施。

3.2 自動化智能技術的應用

機械設計及制造的自動化技術應用包含多個方面，而自動化智能技術的應用，具有最為突出的研究價值。在中國制造轉變為中國智造的過程中，目前我國的機械設計及制造業朝著更加精細化、更加高科技的方向發展，生產材料、生產零部件都迎來了新一輪的挑戰，利用人工生產顯然無法滿足這樣的高精度要求，因此借助智能自動化技術進行生產可謂是勢在必行。智能系統能夠實現機械設計制造工作的構思、評估、決策等目標，并能夠發揮人工智能技術、自動生產線和計算機設備的綜合優勢，工作人員和智能系統共同對機械設計制造過程進行管理調整，整體精確度非常高。比如，在生產汽車的過程中，企業就可以利用人工智能的學習功能向其中錄入專家思維，而后以此進行需要人工決斷的步驟，并利用智能芯片系統控制機械制造過程，保證制造的質量。除此之外，借助自動智能化技術，還能實現智能感應、智能分析等，有助于提升機械制造過程的監測水平，并結合工作環境的變化調整生產參數，確保機械設計制造的順利進行。伴隨時代的發展，人工智能技術的發展速度也在逐步提升，應用領域也在逐步擴大。所以，相信在不久的將來，智能系統在機械設計制造方面能夠發揮出更強大的統領作用。與此同時，賦予機械設備更多的功能，自動化智能技術屬于綜合型特征較強的未來研究學科，伴隨此學科理論的豐富，自動化智能技術可以融合大數據、物聯網、云計算等技術，促使技術的作用進一步發揮。

3.3 自動化集成技術的應用

在機械設計制造過程中，自動化集成技術同樣十分重要，它能夠進行自動調節和重組，借助微電子技術、通信技術等一系列先進技術，改變過去機械生產只能由工作人員進行控制的局面，使指令控制模式正式在機械制造當中發揮作用。在應用自動化集成技術以后，工作人員可通過電腦向生產系統下達指令，各個制造設備接收到指令以后，就能夠自動完成高效準確生產，機械設計制造的效率和管理效果就會由此得到提升。在實際應用中，一些企業已經利用集成技術實現了多設備的統籌生產管理，技術人員只需要在操作界面輸入指令即可完成生產過程的控制，整體生產制造效率得到了根本性的提升。自動化集成技術也將會在航空航天領域、汽車制造生產領域得到較為廣泛的應用，尤其是一些對生產制造技術要求較高的零部件生產環節，如果不能得到自動化集成技術的輔助，那么這些生產環節的生產工作落實質量就可能會無法滿足相關標準，致使行業生產工作的落實過程效率更低、質量效果更差。

3.4 自動化虛擬仿真技術的應用

自動化虛擬仿真技術是一種比較新穎的技術，一出現就得到了人們的廣泛關注和認可，而將自動化虛擬仿真技術應用到機械設計制造過程中去，能夠有效提升生產效率和產品性能。根據應用情況來看，自動化虛擬仿真技術能夠對機械制造過程進行妥善管控，其能夠對生產過程進行模擬分析，提前模擬出生產過程中可能發生的一系列問題，并根據數據庫案例等給出有參考價值的解決應對方案，能夠有效解決過去機械設計制造故障率高、中途停產的問題。隨著這項技術的發展，目前已經有越來越多的企業在正式生產之前，借助虛擬仿真技術模擬機械設計方案的生產情況，從根本上提升了機械設備設計制造的綜合效益。

3.5 柔性自動化生產技術的應用

柔性自動化生產技術是一種起源于英國的機械生產技術，它能夠根據機械設計方案和生產信息，對機械制造的原材料儲存運輸系統、加工設備等進行統籌管理，更好地適應不同生產方案的需求。它是以成組技術為基礎而形成的一種新技術，所謂的成組技術指的是能夠根據生產需求對加工對象進行分組處理的技術，在這一技術的支持下，系統才能根據機械設計方案對待加工材料進行有效的調用、運輸盒排列。柔性自動化生產技術信息控制結構呈現倒三角形，以計算機設備為基礎實現信息的高效處理和調用，能夠對機械制造過程進行妥善監測，并根據實際生產情況調整接下來的生產計劃。除此之外，柔性自動化儲存運輸管理系統具有一定的研究價值，它能夠對粗加工零部件、生產制造所需工具、生產線廢料等進行妥善地安置和運輸，信息化技術在這個過程中發揮著重要作用，其控制工業機器人對上述材料進行運輸和搬運，實現自動化材料運輸調配。基于其優越性可以判斷，在未來的發展當中，柔性自動化技術將會在越來越多的方向發揮作用。

4 結語

自動化技術具有一定的綜合性，它指的是以信息化技術、計算機技術、電子學、液壓技術等為基礎的一系列具有自動控制功能的技術，在實際應用當中發揮著不可替代的作用。而我國的機械設計制造行業近幾年迎來了新一輪的發展，充分利用自動化虛擬仿真技術、自動化集成技術、自動化智能技術、自動化數控技術等自動化技術進行機械設計制造，是未來一段時間內行業進步的新抓手。有關人員必須要根據工作經驗和機械設計制造的需求，對本課題進行進一步的研究。