大數(shù)據(jù)背景下機械自動化的發(fā)展趨勢

陳星寧

（福建省科學技術信息研究所，福建 福州 350003）

機械自動化的發(fā)展對于我國的經(jīng)濟發(fā)展起著重要作用，作為制造大國，機械自動化的水平直接影響著我國的制造水平和效率。全球范圍內(nèi)的第四次工業(yè)革命已然開始， “互聯(lián)網(wǎng)+”的出現(xiàn)，也給予了許多企業(yè)新的發(fā)展機遇，大數(shù)據(jù)的應用，為機械自動化的進一步發(fā)展奠定了基礎，既是一次機遇，又是一次挑戰(zhàn)。因此，研究大數(shù)據(jù)背景下的機械自動化發(fā)展趨勢至關重要。

1 大數(shù)據(jù)的研究背景

大數(shù)據(jù) （Big Data）自2012 年首次提出就迅速引起了全球的廣泛關注，在國內(nèi)也迅速成為了當年的網(wǎng)絡熱門詞匯。大數(shù)據(jù)之所以能夠迅速受到關注，基于2 個大事件：一是美國谷歌公司利用大數(shù)據(jù)的分析功能預測出了2013 年美國的流感；二是微軟公司借助大數(shù)據(jù)預測了當年的奧斯卡獎項，在預測的14 項獎項中命中了13 項。這2 個事件的發(fā)生，讓全球?qū)Υ髷?shù)據(jù)有了一定的了解，至此，大數(shù)據(jù)走進了社會大眾的視野。而大數(shù)據(jù)所蘊含的信息量之大，是不能夠用當前的主流工具來進行計算和分析的。在所有企業(yè)的發(fā)展中，大數(shù)據(jù)都能夠快速為其收集到有關的信息，大數(shù)據(jù)并不是一項技術，而是隨著時間的推移和信息量的增加而產(chǎn)生的一種數(shù)據(jù)現(xiàn)象。在實際應用中，大數(shù)據(jù)的意義并不在于其信息含量的多少，最關鍵的是大數(shù)據(jù)的信息處理能力。在企業(yè)和行業(yè)的發(fā)展中，快速準確地處理信息能夠幫助企業(yè)迅速占領市場，這也是大數(shù)據(jù)受到企業(yè)關注的原因。

2 機械自動化的概念與研究背景

機械自動化顧名思義就是機械技術和自動化技術相結合的產(chǎn)物。機械自動化的發(fā)展經(jīng)歷了3 個階段：剛性自動化、柔性自動化以及綜合自動化。機械自動化的出現(xiàn)直接提高了機械制造業(yè)的生產(chǎn)效率和水平，代替了大量的人工作業(yè)，大大降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，也提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。機械自動化不僅造福了整個機械制造行業(yè)，也大大提高了我國的經(jīng)濟發(fā)展水平[1]。

3 大數(shù)據(jù)下機械自動化的主要應用領域

目前的機械自動化技術已經(jīng)能夠滿足器械的自動加工、裝配以及檢測反饋等功能。這能夠使產(chǎn)品的生產(chǎn)周期大大縮短，提升產(chǎn)品的生產(chǎn)速度和質(zhì)量。機械自動化技術的應用也十分廣泛，幾乎能夠應用到所有的領域。

3.1 農(nóng)業(yè)領域的應用

我國作為人口大國，農(nóng)業(yè)發(fā)展是支持經(jīng)濟發(fā)展的重要一環(huán)，我國每年在農(nóng)業(yè)方面都要投入一筆不菲的費用。近年來，我國農(nóng)業(yè)器械的擁有量不斷上升，農(nóng)業(yè)自動化水平也有了穩(wěn)步提高。國家的大力支持，讓越來越多的農(nóng)民意識到機械自動化的重要。目前，機械自動化技術已被應用到農(nóng)產(chǎn)品的加工、儲存、運輸?shù)榷鄠€方面，極大地縮短了農(nóng)民群眾的勞動時間，提升了農(nóng)作物的質(zhì)量，得到了農(nóng)民的廣泛好評[2]。

3.2 工程領域的應用

我國大多數(shù)的施工場地是非常復雜的，工作環(huán)境也十分惡劣。為了保證工程能夠按部就班地進行，大數(shù)據(jù)下的機械自動化技術就被應用到了其中。例如，在機械上安裝自動識別系統(tǒng)，讓器械能夠自動識別位置，按照已經(jīng)設計好的線路進行移動，偶爾發(fā)生路線偏移的情況，也可以利用大數(shù)據(jù)分析進行復位。一些識別系統(tǒng)還擁有較高的感知度，能夠識別沙石等特殊材質(zhì)。機械自動化在工程中的應用，極大地降低了工人的施工風險，提高了施工質(zhì)量。

3.3 工業(yè)領域的應用

改革開放以來，我國的國民經(jīng)濟處于穩(wěn)步增長的狀態(tài)，人民的生活水平和質(zhì)量有了顯著提高，溫飽問題得到了解決，人們對于食品工業(yè)有了更高的追求。將機械自動化技術應用到食品包裝行業(yè)能夠有效地提高生產(chǎn)率，為企業(yè)實現(xiàn)更高的收益。現(xiàn)代化的自動包裝機械已經(jīng)能夠?qū)⑹称窓z測、包裝及電子信息等多方面的技術融為一體，極大地提高了食品包裝的質(zhì)量和速度。

4 大數(shù)據(jù)下機械自動化的具體特征

4.1 高效率

近年來，隨著我國工業(yè)的繁榮發(fā)展，對于機械的要求也越來越高，因此就有了機械制造及自動化，而大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)又使得機械自動化技術有了進一步的提升。與傳統(tǒng)的機械制造技術相比，大數(shù)據(jù)下的機械自動化能夠?qū)崿F(xiàn)遠程操控，只需要將有關的程序和命令輸入到系統(tǒng)中，大數(shù)據(jù)就會自動處理數(shù)據(jù)進行操作，節(jié)省了大部分人力資源的同時，也提高了器械的工作效率。

4.2 高安全性

通常情況下，大數(shù)據(jù)下的機械自動化設備不會導致產(chǎn)品質(zhì)量問題的發(fā)生。哪怕器械出現(xiàn)了問題，機械也會自動對問題進行分析和處理，即使出現(xiàn)一些較大的問題，工作人員也能夠根據(jù)指示很快地找出問題根源并快速解決，這樣就能夠?qū)⒖赡茉斐傻挠绊懡档阶畹汀６鴤鹘y(tǒng)的生產(chǎn)方式遠遠不能做到這一點，不只會出現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量問題，在對器械進行檢修時，工作人員也需要逐一排查，耗費大量的時間和人力，有時甚至會發(fā)生誤判的情況，導致問題無法得到及時解決。因此，大數(shù)據(jù)下的機械自動化擁有非常高的安全性。

4.3 綠色環(huán)保

在傳統(tǒng)的認知中，機械自動化會浪費很多的電力資源，導致大量的污染和資源浪費。但事實恰恰相反，大數(shù)據(jù)下的機械自動化不僅不會造成資源浪費，反而更加綠色環(huán)保。大數(shù)據(jù)下的機械自動化器械能夠儲存能源，進行低能耗的運作，再加上一些質(zhì)量高、體積小的驅(qū)動設備，更能夠達到節(jié)約能源的目的。

5 大數(shù)據(jù)下機械自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

大數(shù)據(jù)推動了機械自動化的發(fā)展進程。數(shù)據(jù)的出現(xiàn)加快了機械自動化的發(fā)展，機械自動化在收集、分析、處理數(shù)據(jù)方面發(fā)揮著巨大作用。大數(shù)據(jù)的應用也使得機械自動化在數(shù)據(jù)分析和處理上省去了很多不必要的環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了高效作業(yè)。當然，目前我國的大數(shù)據(jù)發(fā)展仍有不足，在機械自動化上的應用還有待進步。

5.1 機械自動化的不足之處

一是我國的機械制造業(yè)比西方發(fā)達國家起步晚，這樣的差距使得我國在機械制造方面的科研和管理落后于發(fā)達國家。盡管我國的機械數(shù)量和銷量遠遠高于其他國家，但在機械自動化的創(chuàng)新上知識產(chǎn)權較少，核心技術依舊要依賴其他國家。海爾、美的等知名品牌的產(chǎn)品雖然遠銷海外，但核心技術仍然需要進口。不可否認我國是生產(chǎn)大國，但不是創(chuàng)造大國，想要尋求大數(shù)據(jù)下的進一步突破，就需要在機械自動化的自主研發(fā)與創(chuàng)新上下功夫。

二是機械自動化的管理方式不夠科學。現(xiàn)階段，我國對大數(shù)據(jù)下機械自動化的優(yōu)勢普及度還不高，只有極少數(shù)的企業(yè)采用了計算機系統(tǒng)管理，而使用電子自動化來進行資料歸檔和整理的就更少了，管理方式欠缺科學性。而在西方國家，早已開始利用計算機自動化系統(tǒng)，在產(chǎn)品生產(chǎn)的前期和中期等階段都使用了電子自動化管理模式。由于對機械自動化的普及程度不夠，導致了我國國民對于機械自動化的認知存在一定的偏差。大多數(shù)人認為大數(shù)據(jù)下的機械自動化能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程的全自動化，完全不需要人為操作，盲目地追求生產(chǎn)過程的全自動化。但這些都需要立足于我國的國情和實際情況來決定，我國是世界上最大的發(fā)展中國家，在經(jīng)濟發(fā)展水平和科技創(chuàng)新能力等方面還有許多的不確定性，不能盲目發(fā)展。此外，我國對于大數(shù)據(jù)下機械自動化的發(fā)展也有技術不足、投入少等方面的缺點。在大數(shù)據(jù)的時代下，最關鍵的是要實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的研發(fā)和推廣，但目前大數(shù)據(jù)仍然屬于高端技術研究領域，與大部分人的生活關聯(lián)甚少，再加上普及度不高，許多人對大數(shù)據(jù)的認知不足甚至錯誤。

5.2 機械自動化的進步

5.2.1 信息安全的進步

在信息技術高速發(fā)展的時代，無論是企業(yè)還是政府，信息安全都是第一要素。數(shù)據(jù)時代的到來，也使得網(wǎng)絡信息安全備受人們關注。為了保障各行各業(yè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕嘘P人員對此進行了大量的研究，并與自動化技術進行了有效結合，這就能夠解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸中存在的問題。在傳統(tǒng)的交互模式下，一旦信息安全受到威脅，系統(tǒng)只能在事后對數(shù)據(jù)進行修補，信息管理無法掌握主動權。但在大數(shù)據(jù)的輔助下，信息管理就能夠?qū)?shù)據(jù)的安全性進行預測，并自動生成應急方案。可以說，大數(shù)據(jù)信息可以進行自我防護，從而進一步提高了信息安全性。

5.2.2 保證機械制造設備性能和提高生產(chǎn)效率

在大數(shù)據(jù)上，機械自動化能夠?qū)⒏冗M的技術和裝置進行合理的應用，這些技術能夠在生產(chǎn)過程中自動對生產(chǎn)設備的質(zhì)量和性能實時監(jiān)測。如果檢測未達到預期的標準，也會采取相應合理的措施進行調(diào)整，保證生產(chǎn)設備以最佳狀態(tài)進行生產(chǎn)。大數(shù)據(jù)下的機械自動化生產(chǎn)線能夠收集和儲存產(chǎn)品的有關數(shù)據(jù)和信息，并對這些信息進行分析，不斷調(diào)整相關數(shù)據(jù)，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。不僅如此，在大數(shù)據(jù)的支持下，生產(chǎn)設備也會對生產(chǎn)出的產(chǎn)品進行質(zhì)量檢測，確保產(chǎn)品符合相關標準，對于不符合標準的產(chǎn)品也會自動剔除。在大數(shù)據(jù)背景下，機械自動化除了能夠保證企業(yè)的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量之外，還能夠保證生產(chǎn)設備的性能，有利于企業(yè)的獲益和發(fā)展。

6 大數(shù)據(jù)背景下機械自動化未來發(fā)展趨勢分析

6.1 更加注重實用性

大數(shù)據(jù)下的機械自動化技術正在進一步成熟，在這個過程中，不能為了快速發(fā)展而忽略我國的實際情況，盲目地引進和擴大技術。這種不基于我國國情的發(fā)展方式是沒有意義的。在未來的機械自動化技術發(fā)展中，需要的是對社會經(jīng)濟需求進行綜合考量，還要根據(jù)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)需求來進行研發(fā)，只有這樣才能夠使企業(yè)效益最大化[3]。發(fā)展過程中一定要樹立正確的方向，使機械自動化朝著更加綠色化、數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。

6.2 更加綠色化

目前我國是世界上人口最多的國家，資源緊缺已經(jīng)成為一個現(xiàn)實問題。要降低資源短缺對我國造成的威脅，就要注意節(jié)約資源。一直以來，機械自動化是一個高能源耗費的行業(yè)，盡管機械自動化為國家和企業(yè)帶來了不菲的財富，給人民的生活帶來了便利，但以破壞、污染環(huán)境為代價，巨大的環(huán)境污染不可避免[4]。顯然，我國已經(jīng)意識到了這樣的問題，目前已在極力改善，在未來機械自動化的發(fā)展中，也會把保護環(huán)境、節(jié)約資源放在首位，爭取做到用最少的能源消耗來實現(xiàn)利益的最大化。例如，適當借鑒其他國家的優(yōu)秀技術，根據(jù)實際情況進行改造，達到低能耗、高收益的發(fā)展目標。

6.3 成本更低且效率更高

大數(shù)據(jù)下機械自動化帶來的高收益、高效率被越來越多的企業(yè)所關注。因此，很多企業(yè)盲目地在機械自動化上投入大筆的資金，但這并不能帶來更多的效益，反而不利于機械自動化的發(fā)展。機械自動化需要朝著成本低、效益高的方向，才能夠發(fā)展得更加持續(xù)穩(wěn)定，可以通過借鑒西方國家大數(shù)據(jù)下機械自動發(fā)展模式，吸取經(jīng)驗，再根據(jù)我國國情和企業(yè)的發(fā)展目標進行調(diào)整。這樣才能避免企業(yè)資金的浪費，也能夠降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。大多數(shù)機械制造企業(yè)都有很多的通用設備，在機械自動化的發(fā)展中可以將這些設備利用起來，加以大數(shù)據(jù)的應用。不是要將這些設備通通摒棄，重新購買新的設備，這樣只會增加產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，而是在舊設備的基礎上進行改造，這樣的方式也最能夠體現(xiàn)投資少、收益快和見效快[5]。

7 結束語

綜上所述，在大數(shù)據(jù)背景下，我國機械自動化技術正在飛速發(fā)展，盡管在這一過程中仍然存在許多問題，但機械自動化技術的發(fā)展仍然呈現(xiàn)良好態(tài)勢。雖然目前機械自動化技術存在著創(chuàng)新不足、普及度不夠、管理方式不夠科學等缺點，但是在未來的發(fā)展中，企業(yè)將更加重視機械自動化技術，更加注重實用性，更加注重低碳環(huán)保，以 “低成本投入、高效益回報”的發(fā)展理念逐步推進大數(shù)據(jù)下機械自動化的發(fā)展，以實現(xiàn)企業(yè)效益的最大化。