機械工程及自動化在制造中的應用及發展趨勢

石志銘

（江西贛能股份有限公司居龍潭水電廠，江西贛州 341000）

1 機械工程及自動化的基本概述

機械工程及自動化是一門綜合類學科，其中囊括了很多理論知識，隨著科學技術的不斷發展，機械工程及自動化具有極強的應用價值，為制造行業的發展做出了巨大的貢獻。在應用機械工程及自動化過程中，技術人員要了解相關的機械理論知識，對機械工程及自動化系統進行開發與設計，從而提高機械工程及自動化的應用實踐成果。近年來，高速的經濟發展與技術進步，我國機械工程及自動化技術獲得了迅猛發展，在各個相關領域均得到了廣泛的應用，成為了支撐我國國民經濟發展的重要動力。

2 發展機械工程及自動化的意義

當前，我國經濟發展已經進入到了新的階段，從國家工業發展的角度來看，迫切需要將自動化技術融入到機械工程當中，重視對機械工程及自動化技術的研究，增強核心競爭力，將自動化技術作為提振機械制造業發展的動能之一。與此同時，智能化技術與自動化技術相互結合，可以進一步提升機械制造企業的生產效率，緩解工人的工作強度，同時也可起到提升制造精度的作用。最后，生產效率與質量，關系到機械制造企業的經濟效益，注重機械工程及自動化在制造中的應用研究，可以成為未來機械制造行業發展的機遇之一，起到提升我國國民經濟發展實力的關鍵作用。

3 機械工程及自動化的應用優勢

與傳統機械制造技術相比，自動化技術的加入，不僅可以提升零部件加工效率，而且還具有以下應用優勢。

3.1 取代傳統人工作業

機械工程與自動化技術的結合，可以使機加工作業更具精準的開展，并可交由計算機時刻跟蹤作業流程，提升機械工程的自動化水平。在自動化技術的幫助下，整個機械工程作業系統可以實現在無人監控的狀態運行，運行性能更加可靠。此外，在機械工程中，自動化技術的融入，可以減輕運行維護人員的工作強度。由計算機對整個系統的工作狀態進行監管，當系統中出現問題后，計算機可以查找故障位置，給出有針對性的解決方案，維護人員可以快速完成故障問題的修理工作，縮減故障時間。與此同時，由于機械自動化作業會產生大量數據信息，自動化技術可以對數據信息進行收集、整理與分類，以數據庫的方式存儲在計算機中，當有問題發生后，計算機可以通過數據對比，及時總結各類問題發生原因，杜絕此類故障問題再次出現。在機械制造企業中，自動化技術為實現無人操作提供了技術保障，不僅簡單的工作可以交由系統自主完成，復雜的加工程序同樣可以勝任。在遠程監控系統的幫助下，機械自動化設備可以具備全天、高質量工作的條件，保證機械加工作業可以有序開展[1]。

3.2 簡化傳統作業流程

在傳統生產制造模式下，受制于技術方面的限制，導致機加工的精度無法再次提升，動態控制只能在比較低的水平下實現。機加工存在很大的誤差，影響機械加工零部件的生產質量，不利于提升機械制造企業的經濟效益。但隨著自動化技術的不斷升級，智能水平相比以往有著巨大的飛躍。在自動化系統的幫助下，計算機可以對整個生產加工流程進行高精度控制，并且可以簡化作業流程，刪除一些冗余的程序，提升機械制造的效率，有助于降低生產成本。

3.3 電氣系統控制更加便捷

隨著自動化技術在機械工程領域的應用越來越多，成為衡量機械制造企業技術實力的關鍵要素。在智能化及自動化技術的幫助下，相關機加工設備可以具備全天候的工作條件，人力資源得到大幅度精簡，幫助機械制造企業減少成本支出，有利于提升企業的經濟效益。另外，隨著自動化技術的不斷升級，已然成為了制造行業可持續發展的重要動力，為行業發展提供技術保障。

4 機械工程及自動化應用過程中存在的問題

4.1 編程水平有待提升

機械工程及自動化離不開高水平的編程技術，我國自動化技術雖然在近些年取得了較快的發展，但是編程水平相比一些發達國家依然存在一定差距。此外，我國機械制造企業人才儲備不足，致使優質的自動化編程人員數量相對稀少，人才隊伍建設還需進一步加強，否則將會對機械工程及自動化技術的發展產生限制作用。

4.2 自動化技術應用水平有待提高

衡量國家的工業發展水平是否發達，重要的是檢驗其自動化技術的應用水平。與國外相比，我國機械工程及自動化技術的發展時間比較晚，近些年各大機械制造企業已經投入大量人力、物力資源，但是在具體實踐應用中依然不可避免地存在一些缺陷。隨著我國經濟實力的不斷提升，自動化技術水平勢必會再上一個臺階。

5 機械工程及自動化在制造業中的應用

5.1 智能化技術的應用

隨著智能化技術的不斷升級，將其與機械工程自動化技術相結合，將智能制造融入到機械制造企業的發展脈絡當中，提升整個生產系統的擬人化能力。在機械工程及自動化中，智能化技術的應用可以概括為以下幾個方面。

（1）將智能化技術應用到日常管理環節。在管理系統中融入智能化技術，利用智能化技術對相關軟件的應用進行管理，確保所有生產流程的管理可以依靠智能化管理軟件來實現，有助于及時發現、解決機械生產制造中的突發問題。與此同時，生產情況、質量情況等可以智能化地反映到監控屏幕中使用管理軟件實施智能化的管控，并有針對性地完成管理計劃的制定工作，使管理計劃更加科學、合理。

（2）在生產設備中融入智能化技術。提升生產設備的智能化水平，生產設備可根據提前編制好的程序開展生產活動，實現智能化的加工與制造。由此可以縮減人力資源成本支出，同時也有助于加快生產速率，使所生產機加工零部件的精度上升一個臺階。此外，智能化的生產設備可以針對具體環節實施管控工作，每個生產環節均可得到監控，并且可對收集到的信息進行分析、整理，預測可能存在的故障隱患問題，及時消除故障隱患，保證整個生產線可以長期穩定運行[2]。

（3）在產品中應用智能化技術。除了在管理、生產設備中應用智能化技術外，隨著智能化技術的逐步升級，其在機械產品中的應用程度也逐漸加深。產品中應用智能化技術，可以使機械產品的智能化水平提升，增強機械產品在市場中的競爭力，使產品具備更多的智能化功能，對機械制造企業發展具有積極作用。

5.2 集成化技術的應用

機械工程及自動化技術十分復雜，需要結合多種技術才可實現全自動化的生產與加工，所以為了提升機械加工的效率，將眾多技術集成為一個整體就成了必然趨勢，同時也可將自動化技術的應用價值顯現出來。在機械工程自動化應用中，除了自動化技術外，還有微電子技術、計算機技術等現代技術型式，將多種新技術集合起來進行應用，可以更好地提升我國機械制造的水平。集成化技術中包括：計算機輔助設計、系統評估與系統測試技術等。為了將各類技術集成到自動化系統中，不僅需要復雜的理論指導，還要技術人員可以將各類技術整合起來，并在實際生產環節中高質量應用，確保每個環節可以有集成化技術的幫助，從而實現自動化作業。

5.3 虛擬化技術的應用

傳統機械加工的誤差相對較大，會因為數值設定不當而產生裝配問題，影響機加工零部件的生產質量，甚至會出現報廢現象，增加了材料的浪費，也有損企業的經濟效益。但隨著虛擬化技術的不斷發展，機械加工制造企業可借助虛擬化技術，在計算機中設定有關數值，模擬零部件的加工過程，并對模擬結果進行比對，有問題可以及時發現，并最終在產品中應用經過測試的數值，提升產品的加工成功率，確保所加工的產品各方面參數均符合圖紙要求。在虛擬化技術中，CAD 輔助設計是應用最廣泛的技術形式。借助CAD輔助設計，可對復雜的產品進行三維建模，并生成可用于生產加工的圖紙，同時也可對零部件的強度進行模擬分析，提升產品的設計質量，降低設計難度。此外，借助CAD 輔助設計，可以規避傳統加工生產中存在的諸多問題，提升產品的制造精度[3]。虛擬化技術的科學使用，可以在計算機中完成待加工零部件的仿真研究，從頭模擬一個零部件的加工過程，及時發現并解決實際生產階段可能存在的問題，確保整個加工流程可以有序進行。

5.4 柔性自動化技術的應用

機械制造領域市場競爭激烈，為了提高適應市場變化的能力，需要迎合市場需求，及時制定出更具靈活性的設計方案，增強機械產品的功能。對于柔性自動化技術而言，其靈活性突出，可以適應各種自動化系統，提升機械制造企業適應外界變化的能力，有效應對市場需求，增強機械制造企業市場競爭力。

6 機械工程及自動化的發展趨勢

6.1 以智能化技術為支撐，發展實用型機械工程自動化技術

智能化技術的開發從未停止，將自動化技術與智能化技術融為整體，是推動機械工程及自動化技術發展的重要課題。智能化技術的融入，符合工業一體化的發展方向。在智能化技術的幫助下，系統運行過程中產生的數據信息可以得到智能化的分析，具備高速運算能力的計算機可對信息進行收集與整理，并給出智能化的工作建議，提升整個系統的控制精度。作為機械制造企業的領導者，要注重研究智能化技術，并以智能化技術為導向，努力開發實用性機械工程自動化技術，提升整個行業的自動化與智能化水平，最大限度地發揮智能化與自動化技術帶來的技術優勢，增強企業的經濟效益[4]。

6.2 注重網絡化與機械工程自動化技術的融合

互聯網技術的發展，整個社會已經悄然進入互聯網時代。對于機械制造行業而言，同樣要重視將自動化技術與網絡技術融合為一個整體，加快機電設備一體化的發展速度。在機械制造領域，利用網絡技術，可以實現遠程控制，工作人員在監控室便可對整個生產環節進行控制，降低管理成本。所以，網絡化發展是機械制造企業重點的發展方向，對提升企業競爭力同樣具有重要作用。

6.3 堅持綠色化的發展方向

經濟的快速發展對環境造成了不可逆的影響，當前，綠色經濟成為了社會發展的主旋律。對于機械制造行業而言，為了降低生產成本，杜絕資源浪費，保護廠區周邊環境，同樣要以“綠色發展理念”作為企業發展方向。機械工程及自動化技術恰恰符合綠色發展理念，借助自動化技術的特點，可以極大地提升資源利用率，減少返工、報廢等問題，所以堅持綠色化的發展理念，將成為推動自動化技術發展的重要基石[5]。

6.4 加快節能與小型化的發展速度

部分機械制造企業中的設備占地面積大，需要耗費很多能源，影響企業的經濟效益。隨著自動化技術的發展，生產設備將逐漸朝著小型化、低能耗的方向發展，所以可以進一步節約企業的土地資源，能耗也可大幅度降低，與綠色環保理念相契合，滿足低碳、環保的社會發展要求，對提升企業的社會效益大有益處。

6.5 提升機電一體化技術的研究力度

將機械工程與電氣部分相互融合，機電一體化技術在機械制造企業中進行應用，可以極大地提升機械產品的生產效率，并且可根據用戶需求，有針對性地改進產品設計與生產理念，保證產品功能可以符合市場需求。因此，加快機電一體化的融合速度，有助于推動機械制造行業更快的發展[6]。

7 結束語

機械工程對于整個社會經濟的貢獻十分重大，要加強自動化與機械工程的結合，下大力氣研究自動化技術的應用價值，全面在機械工程行業宣傳自動化技術的應用優勢，使自動化技術成為促進機械工程行業發展的重要動力，對全面提升我國機械工程及自動化技術應用水平具有重要意義。