機械工程自動化在制造業中的應用與發展趨勢

劉麗莉

（西寧市科技創新促進中心，青海 西寧 810000）

信息技術的發展與應用為我們的生活帶來了諸多便利，同時也推動著社會中各領域的改革與發展。高附加值制造產業發展背景下，應當做好對機械工程技術的全面研究，從實際出發，應用高新技術提高機械工程技術水平，以此實現機械制造產業高度的提升。目前，機械工程自動化技術已被廣泛應用到制造業中，以青海地區為例，圍繞電力裝備、化工通用裝備、重型機械等領域綠色低碳需求，聚焦重點工序，加強先進鑄造、鍛壓、焊接與熱處理等基礎制造工藝與新技術融合發展，實施智能化、綠色化改造，極大地降低了企業在生產中的成本，提高了產品的生產效率和質量。為有效提升機械工程自動化技術的應用價值，推動我國制造行業長足發展，需做好對該技術的全方位研究。

1 機械工程自動化技術概述

機械工程和自動化技術就是指將發達的技術應用到機械制造的過程中，通過應用該技術，加快對原材料的加工與生產，同時也使產品質量得到提升。[1]即在具體的機械制造中，借助信息技術以及自動化技術合理安排機械設計工作，通過這些技術的應用，引導機器完成一系列的生產工作。關于印發《青海省工業領域碳達峰實施方案》明確指出青海省裝備制造行業應基于綠色低碳需求，加強基礎制造工藝與新技術的融合，提升關鍵技術應用能力，全面增強制造業的制動化水平。隨著通知的發布，對制造行業提出了新的標準與要求。因此，需要應用機械工程自動化技術，在自動化運行的過程中完成一系列的機械生產工作，并實現產業的全面拓展。

2 機械工程自動化技術的主要特點

2.1 綜合化

在制造業發展中，機械工程自動化技術被廣泛應用，該技術最大的特點就是綜合化，主要體現在機械產品生產的各個方面。從當前機械產品生產來看，利用自動化技術開展相應的生產工作，不會只對機械產品進行相應的加工，而是在實踐中會綜合各個方面的工作，如市場調研、產品研發、產品加工等。整個流程體現出了極高的協調性和綜合性，能有效發揮現代化機械工程自動化技術的優勢，實現對機械制造各個環節的全面監控與管理，切實提高各個環節的工作效率和質量，全面滿足機械工程生產要求。

2.2 一體化

除上述兩個特點之外，機械工程自動化技術還具有一體化的特點。在實踐中，應用此技術可以對生產技術進行有效整合，在此基礎上構建完整的技術運行體系，可及時了解在生產過程中存在的不足，從而采取針對性的措施進行解決，最終可有效提高生產效率和質量。與此同時，在一體化技術運行環境下，能夠有效提升技術應用價值，發揮出技術整合的工作效率，使得企業掌握更多的市場技術競爭實力。[2]

3 機械工程自動化技術的優點

3.1 提高生產效率

隨著我國制造企業的不斷增加，使得制造事業市場逐漸飽和，各企業均面臨著較大的競爭壓力。對于制造企業而言，想要在當前社會環境下站穩腳跟，提高自身在市場中的核心競爭力，樹立優質的企業形象，需由內而外地做好各個工作。制造業的核心工作以產品生產為主，為切實提高生產效率和質量，企業應當積極引入并應用機械工程自動化技術，滿足產品生產要求。從傳統的機械工程來看，大多以人工方式進行，整個工程的各個環節都需要由人工進行監管，這在一定程度上會消耗大量的人力、物力和財力，同時，由于員工職業素養存在一定不同，在各生產環節可能會出現諸多不足，在一定程度上影響了生產效率和質量。而機械自動化技術就是把機械設備的諸多性能融合在一起，讓機械設備不但操作簡便，同時性能多樣化。[3]在該技術的應用下，可以實現各個環節的自動化進行，即使無人監管，機械工程作業系統也能穩定運行，從而實現自動化生產。不僅如此，在機械工程中，設備維護是至關重要的一個環節，在自動化技術的應用下，工作人員可以借助計算機分析機械設備的運行狀態，將所生成的數據信息進行整理，從而總結出機械設備存在的問題，以此進行針對性的維護，提高工作效率。同時，還能將生成的數據信息上傳至云端，以避免此類故障問題再次發生。從這一方面來說，在機械工程中，自動化技術的應用顯著提高了機械生產的效率。

3.2 優化生產流程

在機械工程中，生產流程代表著產品從設計到進入市場的整個環節。從傳統的機械生產角度來看，由于缺乏信息技術以及自動化技術的應用，生產流程十分繁瑣，每一個環節都需要在人工的管理下有效進行，但在實踐中常常會出現一些問題，導致無法對整個環節實現動態控制，無法提高產品加工的精度，這些問題在一定程度上降低了機械生產的質量。在機械工程自動化的應用下，通過信息技術以及自動化程序，可以實現對機械工程各環節的數據收集，通過對數據的分析，計算機可以對整個生產加工流程進行全面監控，找出生產流程中不足的部分，刪除一些冗余的程序，從而實現優化生產流程的目的，降低了機械生產成本。

3.3 提高產品質量

對于制造企業而言，產品的質量決定著企業在市場中的高度。在傳統的機械制造加工中，各生產者會運用專業的技術對機械設備進行操作，每一個環節都需要管理者進行監管，確保各個環節的開展符合生產標準。雖然此種方式能夠對生產全過程進行監督，但由于人工操作穩定性不高，且時常出現生產失誤的問題，對機械產品的質量造成了一定影響。應用自動化技術，可以實現各個環節的自動化運行，確保生產節奏保持一致，以此提高生產的穩定性和產品的質量。

4 機械工程自動化在制造業中的應用

目前，隨著機械工程自動化技術的應用，青海省已步入裝備制造產業的拓展工程發展階段，實施裝備制造產業拓展工程，打造青海裝備制造競爭新優勢，到2035 年實現產值約200 億元。在拓展工程項目中，新能源發電及儲存裝備、新能源汽車、節能環保設備、智能制造設備、軌道交通裝備產業等受到了重點的關注。以下對機械工程自動化技術的應用展開全面分析。

4.1 集成化技術

在機械工程制造中，由于生產環節眾多，涉及內容廣泛，所以在進行生產時，需結合多種技術，將多種技術集成為一個整體，充分發揮各個技術的功能和優勢，從而實現機械生產的自動化運行。從這一方面來說，在制造業中，集成化技術成為主要的技術之一。集成化技術涵蓋了多種技術，如計算機技術、云計算技術、系統測試技術等。將這些技術融為一體，全面地應用到機械工程生產中，能有效提高生產的效率和質量。需要注意的是，集成化技術的應用效果顯著，但需要較強的理論支撐以及實踐操作，對于技術人員來說，需具備理論知識基礎以及實踐操作能力，在實踐中將各類技術有效整合，全面了解每一項技術的應用特點和功能，將其應用到機械生產的各個環節中，從而實現自動化作業。

4.2 智能化技術

在機械工程自動化技術中，智能化技術是主要的技術之一，該技術的應用可滿足制造業現代化生產的需要。將智能制造融入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。[4]通常來說，該技術可被廣泛應用于產品生產以及管理環節。從產品生產的角度講，應用智能化技術可以對產品設計、產品生產、產品檢驗等各個環節進行全面監控，同時，還可將智能化技術添加到機械產品之中，確保機械產品的智能化水平得以提升，從而滿足機械產品的數字化、智能化發展需求。從管理的角度來講，運用智能化技術，可以實現對生產環節的全方位管理。管理人員能夠在智能化技術的幫助下借助計算機、監控設備、管理軟件等載體進行生產流程的管理，便于管理人員及時找出生產環節的問題，并進行針對性的解決，從而消除在機械生產中的隱患。不僅如此，在機械生產中，管理人員還可借助智能化技術優化管理方案，確保管理工作更加科學、精細，為機械工程開展打下堅實基礎。另外，智能化技術在智能制造裝備工程中發揮出了極高的應用價值，主要的發展方向是發展智能設備軟、硬件規模化生產，加大對人工智能、云計算等先進計算機技術的研發和引進，為企業、社會、居民提供一站式智能化解決方案。發展智能可穿戴設備、智能代步工具、智能工業機器人等系列產品。遠期探索發展無人機、直升機、通用航空裝備以及北斗導航終端產品研發與制造。

4.3 虛擬化技術

虛擬化技術是當前機械工程生產中必不可少的技術之一，該技術的應用能夠及時發現在生產過程中的主要問題，幫助工作人員及時找出問題并采取針對性的措施解決從源頭上消除問題，提高生產質量。虛擬化技術主要是指在機械工程生產中，應用該技術將既有的加工產品轉化為數字模型，在此基礎上借助計算機對機械設備的各個零部件和生產系統進行分析，找出其中的問題。與此同時，在實踐中，技術人員還可通過虛擬化技術構建仿真分析模型，通過對模型的了解與分析，直觀地了解在生產過程中的一些問題，及時調整生產方案和制造方案，以此提高產品生產質量，減少返工的問題，降低企業生產成本。在虛擬化技術中，CAD 輔助設計是常用的軟件之一，應用這一軟件，可以實現對各類產品的三維建模，并在計算機上生成相應的加工圖紙，從而降低設計難度。

4.4 柔性自動化技術

在機械工程中，柔性自動化技術也是不可缺少的技術之一，通過該技術的應用，能夠保證生產系統的穩定性和可靠性，從而提高產品生產效率和質量。該技術主要是電子技術與機械技術的結合，其加工程序十分靈活，也被稱之為可變自動化技術。在生產量較大時，柔性與生產率是相悖的。[5]為減少在生產過程中的生產時間、降低企業的生產成本、全面提高生產效率和制造工業的柔性，便需要充分應用到柔性自動化技術，以此滿足市場的發展趨勢，提高產品的市場暢銷度。尤其在當前環境下，機械產品的設計要求不斷增加，機械產品也逐漸朝著多元化的方向發展，為了滿足廣大客戶的實際需求，需做好對產品的針對性設計。而在整個過程中，則需要應用到柔性自動化技術，對相關的產品生產要素、技術要素、營銷要素進行綜合分析和整理。

5 機械工程自動化技術的發展趨勢

5.1 數據智能化發展

數據智能自動化主要是指機械自動化生產過程中對于人工智能的控制及模擬。在現代化生產領域中，生產數據是至關重要的一部分，所有的生產項目都會將生產數據作為主要的依據，對數據進行分析，在此基礎上進行針對性的產品生產。從這一方面來說，機械工程自動化技術必將朝著數據智能化的方向發展。

5.2 人機一體化發展

機械工程自動化技術的應用顯著提升了企業的生產效率和質量，在整個過程中，產品、環境、人是不可缺少的三要素，也是人機一體化自動化制造系統的組成要件。在制造業的現代化發展中，自動化技術的應用價值通常需要由人和產品進行反映，產品和人之間是相輔相成的。人機一體化可以實現各個方面的整合，將系統運行、生產操作、屏幕顯示多個方面集合在一起，顯著降低了控制的難度。在未來，我國制造業必將朝著更加多元化的方向發展，而人機一體化不是機械工程自動化技術的發展趨勢之一。

5.3 綠色型發展

在機械工程生產中，通常會消耗大量的資源以及材料，借助自動化技術能夠降低企業的生產成本，減少能源消耗，滿足當前綠色環保的制造理念。在未來，機械工程自動化技術必將朝著綠色型發展。在生產的過程中，可以全方位減少能源消耗，實現對環境污染的控制，保障機械工程中的無污染、低耗能的生產。

6 結語

總而言之，在新時期下，我國制造業發展得如火如荼，機械工程自動化技術被廣泛應用到該行業中。通過對該技術的分析，了解到在機械工程生產中，集成化技術、智能化技術、虛擬化技術以及柔性自動化技術呈現出了極高的應用效果，在未來，自動化技術必將朝著數據智能化、人機一體化以及綠色環保型方向發展。