楊寶義

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中國(guó)特色社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)進(jìn)步，給高新技術(shù)的發(fā)展和更新?lián)Q代帶來(lái)了新的可能性，各種各樣的新技術(shù)開(kāi)始在社會(huì)發(fā)展和各行各業(yè)升級(jí)過(guò)程中發(fā)揮應(yīng)有的作用。特別是自動(dòng)化技術(shù)更是如此，其在機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造行業(yè)當(dāng)中扮演了重要角色，并確實(shí)帶動(dòng)了機(jī)械設(shè)計(jì)及制造工作的進(jìn)步，有效地提升了我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)的效率和質(zhì)量[1]。根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，將自動(dòng)化數(shù)控技術(shù)、自動(dòng)化集成技術(shù)等應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)及制造過(guò)程中去，能夠讓自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值得到充分的發(fā)揮。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)及制造及自動(dòng)化技術(shù)概述

中國(guó)目前還處于社會(huì)主義初級(jí)階段，無(wú)論是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平還是社會(huì)建設(shè)成果都并不能盡如人意，特別是機(jī)械設(shè)計(jì)及制造行業(yè)當(dāng)中，還存在一定的問(wèn)題，而充分利用自動(dòng)化技術(shù)顯然能解決上述問(wèn)題。經(jīng)過(guò)幾十年的演變和發(fā)展以后，我國(guó)的自動(dòng)化技術(shù)較之前更加完善，具有自動(dòng)化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)成本低、自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速等一系列特征，借助自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的更新和升級(jí)，能夠收獲極其可觀(guān)的回報(bào)。而我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)及制造行業(yè)目前雖然取得了一定的發(fā)展成果，但是其還存在一定的不足之處亟待解決，比如說(shuō)部分設(shè)計(jì)人員缺乏足夠的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力，這使得我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)開(kāi)始出現(xiàn)功能設(shè)計(jì)停滯等方面的問(wèn)題，直接造成了機(jī)械制造和生產(chǎn)過(guò)程難以為繼、生產(chǎn)質(zhì)量下降等相關(guān)情況，對(duì)我國(guó)工業(yè)化建設(shè)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分不利。而將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)及制造行業(yè)當(dāng)中，能夠有效解決上述問(wèn)題，自動(dòng)化技術(shù)所具有的一系列優(yōu)勢(shì)，能夠提升機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的質(zhì)量，并使機(jī)械設(shè)備更符合市場(chǎng)的需求[2]。在這種情況下，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)及制造業(yè)從業(yè)人員開(kāi)始根據(jù)自動(dòng)化技術(shù)的分類(lèi)和特點(diǎn)，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)制造的實(shí)際需求，將部分自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造結(jié)合起來(lái)，使其擺脫了過(guò)去一段時(shí)間內(nèi)創(chuàng)新力度不足等問(wèn)題，保證了機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造的質(zhì)量。

2 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值

第一，其能夠合理降低機(jī)械設(shè)計(jì)及制造成本?，F(xiàn)階段絕大多數(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)都開(kāi)始引入了全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，以大規(guī)模的機(jī)械化流水線(xiàn)代替過(guò)去的人工生產(chǎn)，這樣一來(lái)車(chē)間內(nèi)的生產(chǎn)崗位數(shù)量就會(huì)得到有效縮減，企業(yè)在人力資源方面的支出自然而然就會(huì)大幅度下降[3]。同時(shí)，借助自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行機(jī)械制造，還能夠降低生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜性，再利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)對(duì)生產(chǎn)特定數(shù)量的機(jī)械設(shè)備所需要的原材料進(jìn)行計(jì)算，即可保證原材料使用調(diào)配的合理性，避免原材料的浪費(fèi)，從而達(dá)到控制生產(chǎn)成本的效果?，F(xiàn)階段來(lái)看，我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)態(tài)勢(shì)發(fā)展極快，機(jī)械設(shè)計(jì)及制造行業(yè)也必須要跟上這種節(jié)奏變化，而自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用則能夠保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造的效率，改變了過(guò)去人工生產(chǎn)時(shí)效性差、廢棄率高的問(wèn)題，使機(jī)械設(shè)計(jì)及制造工作在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。第二，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用有助于規(guī)避生產(chǎn)事故隱患。機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作并非易事，特別是機(jī)械制造過(guò)程更是包含多種多樣的安全風(fēng)險(xiǎn)，人為操作不當(dāng)、生產(chǎn)制造設(shè)備維護(hù)不到位等原因，都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。而在應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)以后，企業(yè)即可利用在線(xiàn)管理技術(shù)對(duì)機(jī)械制造流水線(xiàn)進(jìn)行監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的可視化管理，一旦發(fā)現(xiàn)人為操作失誤或設(shè)備檢修不到位等問(wèn)題，系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警，把安全風(fēng)險(xiǎn)扼殺在搖籃里。另外，利用自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)取代危險(xiǎn)崗位的工作人員，也能降低安全事故的危害性，同時(shí)在線(xiàn)管理系統(tǒng)還能為維護(hù)人員提供零部件替換指示和保養(yǎng)建議，提升設(shè)備維修養(yǎng)護(hù)水平，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。最后，合理應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，能夠有效提升機(jī)械生產(chǎn)效率。在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造過(guò)程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，能夠提升機(jī)械設(shè)計(jì)的合理性，并使制造過(guò)程更加高效。這主要是因?yàn)椋詣?dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)不容易出現(xiàn)誤差，每一批生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品都能直接投入組裝，淘汰率比較低、自然也就無(wú)需重復(fù)生產(chǎn)，生產(chǎn)制造效率自然而然會(huì)得到提升。在借助自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員的工作效率也將會(huì)得到提升，再加上CAD等計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，機(jī)械設(shè)計(jì)工作的水平必將會(huì)得到有效提升。

3 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域的應(yīng)用方向

在信息化技術(shù)不斷發(fā)展的今天，機(jī)械制造企業(yè)開(kāi)始認(rèn)識(shí)到現(xiàn)代化技術(shù)的重要性，很多企業(yè)都開(kāi)始在設(shè)計(jì)及實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中引入自動(dòng)化技術(shù)，也確實(shí)取得了突出的應(yīng)用效果。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值無(wú)可非議，它除了能夠幫助機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)降低成本之外，還能夠提升機(jī)械零部件生產(chǎn)的效率和標(biāo)準(zhǔn)性，降低機(jī)械制造的誤差率，從根本上優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)制造的水平[4]。而自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域的應(yīng)用方向包括：

3.1 自動(dòng)化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用自動(dòng)化數(shù)控技術(shù)，能夠有效提升設(shè)計(jì)制造水平，其主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)、數(shù)控設(shè)備和光電感應(yīng)設(shè)備等對(duì)機(jī)械制造進(jìn)行有效控制，充分發(fā)揮自動(dòng)化數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用，能夠提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造的精確度。比如，汽車(chē)生產(chǎn)制造企業(yè)就可以根據(jù)汽車(chē)生產(chǎn)需求，編寫(xiě)代碼程序等，而后在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行該程序，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)線(xiàn)的有效控制，對(duì)不同零部件的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行協(xié)調(diào)和統(tǒng)籌，在機(jī)械設(shè)計(jì)不出問(wèn)題的情況下，機(jī)械制造的效率將會(huì)大幅度提升。目前，自動(dòng)化數(shù)控技術(shù)正在越來(lái)越多的機(jī)械制造企業(yè)當(dāng)中發(fā)揮作用，具有自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等方面的功能，適用于生產(chǎn)流程比較復(fù)雜、生產(chǎn)環(huán)節(jié)不斷重復(fù)的機(jī)械類(lèi)制造企業(yè)，比較常見(jiàn)的應(yīng)用方向包括航天機(jī)械設(shè)計(jì)及制造、汽車(chē)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造等，未來(lái)的應(yīng)用前景一片大好。尤其是汽車(chē)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，一些機(jī)械手臂甚至可以在已編輯好的程序下自主工作。與此同時(shí)，還可以及時(shí)對(duì)自主工作過(guò)程中遇到的問(wèn)題或是其他突發(fā)情況進(jìn)行自主排查，在不需要人工協(xié)助的情況下解決問(wèn)題，或是給出一些具備參考意義的故障處理措施。

3.2 自動(dòng)化智能技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用包含多個(gè)方面，而自動(dòng)化智能技術(shù)的應(yīng)用，具有最為突出的研究?jī)r(jià)值。在中國(guó)制造轉(zhuǎn)變?yōu)橹袊?guó)智造的過(guò)程中，目前我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)及制造業(yè)朝著更加精細(xì)化、更加高科技的方向發(fā)展，生產(chǎn)材料、生產(chǎn)零部件都迎來(lái)了新一輪的挑戰(zhàn)，利用人工生產(chǎn)顯然無(wú)法滿(mǎn)足這樣的高精度要求，因此借助智能自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)可謂是勢(shì)在必行。智能系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作的構(gòu)思、評(píng)估、決策等目標(biāo)，并能夠發(fā)揮人工智能技術(shù)、自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)和計(jì)算機(jī)設(shè)備的綜合優(yōu)勢(shì)，工作人員和智能系統(tǒng)共同對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程進(jìn)行管理調(diào)整，整體精確度非常高。比如，在生產(chǎn)汽車(chē)的過(guò)程中，企業(yè)就可以利用人工智能的學(xué)習(xí)功能向其中錄入專(zhuān)家思維，而后以此進(jìn)行需要人工決斷的步驟，并利用智能芯片系統(tǒng)控制機(jī)械制造過(guò)程，保證制造的質(zhì)量。除此之外，借助自動(dòng)智能化技術(shù)，還能實(shí)現(xiàn)智能感應(yīng)、智能分析等，有助于提升機(jī)械制造過(guò)程的監(jiān)測(cè)水平，并結(jié)合工作環(huán)境的變化調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，確保機(jī)械設(shè)計(jì)制造的順利進(jìn)行。伴隨時(shí)代的發(fā)展，人工智能技術(shù)的發(fā)展速度也在逐步提升，應(yīng)用領(lǐng)域也在逐步擴(kuò)大。所以，相信在不久的將來(lái)，智能系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面能夠發(fā)揮出更強(qiáng)大的統(tǒng)領(lǐng)作用。與此同時(shí)，賦予機(jī)械設(shè)備更多的功能，自動(dòng)化智能技術(shù)屬于綜合型特征較強(qiáng)的未來(lái)研究學(xué)科，伴隨此學(xué)科理論的豐富，自動(dòng)化智能技術(shù)可以融合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，促使技術(shù)的作用進(jìn)一步發(fā)揮。

3.3 自動(dòng)化集成技術(shù)的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，自動(dòng)化集成技術(shù)同樣十分重要，它能夠進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)和重組，借助微電子技術(shù)、通信技術(shù)等一系列先進(jìn)技術(shù)，改變過(guò)去機(jī)械生產(chǎn)只能由工作人員進(jìn)行控制的局面，使指令控制模式正式在機(jī)械制造當(dāng)中發(fā)揮作用。在應(yīng)用自動(dòng)化集成技術(shù)以后，工作人員可通過(guò)電腦向生產(chǎn)系統(tǒng)下達(dá)指令，各個(gè)制造設(shè)備接收到指令以后，就能夠自動(dòng)完成高效準(zhǔn)確生產(chǎn)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造的效率和管理效果就會(huì)由此得到提升。在實(shí)際應(yīng)用中，一些企業(yè)已經(jīng)利用集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多設(shè)備的統(tǒng)籌生產(chǎn)管理，技術(shù)人員只需要在操作界面輸入指令即可完成生產(chǎn)過(guò)程的控制，整體生產(chǎn)制造效率得到了根本性的提升。自動(dòng)化集成技術(shù)也將會(huì)在航空航天領(lǐng)域、汽車(chē)制造生產(chǎn)領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用，尤其是一些對(duì)生產(chǎn)制造技術(shù)要求較高的零部件生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如果不能得到自動(dòng)化集成技術(shù)的輔助，那么這些生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工作落實(shí)質(zhì)量就可能會(huì)無(wú)法滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，致使行業(yè)生產(chǎn)工作的落實(shí)過(guò)程效率更低、質(zhì)量效果更差。

3.4 自動(dòng)化虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

自動(dòng)化虛擬仿真技術(shù)是一種比較新穎的技術(shù)，一出現(xiàn)就得到了人們的廣泛關(guān)注和認(rèn)可，而將自動(dòng)化虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中去，能夠有效提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品性能。根據(jù)應(yīng)用情況來(lái)看，自動(dòng)化虛擬仿真技術(shù)能夠?qū)C(jī)械制造過(guò)程進(jìn)行妥善管控，其能夠?qū)ιa(chǎn)過(guò)程進(jìn)行模擬分析，提前模擬出生產(chǎn)過(guò)程中可能發(fā)生的一系列問(wèn)題，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)案例等給出有參考價(jià)值的解決應(yīng)對(duì)方案，能夠有效解決過(guò)去機(jī)械設(shè)計(jì)制造故障率高、中途停產(chǎn)的問(wèn)題。隨著這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，目前已經(jīng)有越來(lái)越多的企業(yè)在正式生產(chǎn)之前，借助虛擬仿真技術(shù)模擬機(jī)械設(shè)計(jì)方案的生產(chǎn)情況，從根本上提升了機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造的綜合效益。

3.5 柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用

柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)是一種起源于英國(guó)的機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)，它能夠根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)方案和生產(chǎn)信息，對(duì)機(jī)械制造的原材料儲(chǔ)存運(yùn)輸系統(tǒng)、加工設(shè)備等進(jìn)行統(tǒng)籌管理，更好地適應(yīng)不同生產(chǎn)方案的需求。它是以成組技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一種新技術(shù)，所謂的成組技術(shù)指的是能夠根據(jù)生產(chǎn)需求對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行分組處理的技術(shù)，在這一技術(shù)的支持下，系統(tǒng)才能根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)方案對(duì)待加工材料進(jìn)行有效的調(diào)用、運(yùn)輸盒排列。柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)信息控制結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)倒三角形，以計(jì)算機(jī)設(shè)備為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)信息的高效處理和調(diào)用，能夠?qū)C(jī)械制造過(guò)程進(jìn)行妥善監(jiān)測(cè)，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況調(diào)整接下來(lái)的生產(chǎn)計(jì)劃。除此之外，柔性自動(dòng)化儲(chǔ)存運(yùn)輸管理系統(tǒng)具有一定的研究?jī)r(jià)值，它能夠?qū)Υ旨庸ち悴考⑸a(chǎn)制造所需工具、生產(chǎn)線(xiàn)廢料等進(jìn)行妥善地安置和運(yùn)輸，信息化技術(shù)在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，其控制工業(yè)機(jī)器人對(duì)上述材料進(jìn)行運(yùn)輸和搬運(yùn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化材料運(yùn)輸調(diào)配。基于其優(yōu)越性可以判斷，在未來(lái)的發(fā)展當(dāng)中，柔性自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)在越來(lái)越多的方向發(fā)揮作用。

4 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化技術(shù)具有一定的綜合性，它指的是以信息化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子學(xué)、液壓技術(shù)等為基礎(chǔ)的一系列具有自動(dòng)控制功能的技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中發(fā)揮著不可替代的作用。而我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)近幾年迎來(lái)了新一輪的發(fā)展，充分利用自動(dòng)化虛擬仿真技術(shù)、自動(dòng)化集成技術(shù)、自動(dòng)化智能技術(shù)、自動(dòng)化數(shù)控技術(shù)等自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)制造，是未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)行業(yè)進(jìn)步的新抓手。有關(guān)人員必須要根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造的需求，對(duì)本課題進(jìn)行進(jìn)一步的研究。