歐振議

郴州七三二零化工有限公司 湖南 郴州 423015

引言

對于機械制造企業(yè)來說，自動化技術(shù)雖然能夠為機械設備傳統(tǒng)設計方法、制造技術(shù)的創(chuàng)新提供巨大幫助，但由于其本身具有較強的復雜性，在機械設計制造方面的應用領域也非常廣，因此要想將自動化技術(shù)有效應用到機械設計制造中來，往往都有著較高的難度，而對于自動化技術(shù)應用的相關(guān)研究，自然也是十分必要的。

1 自動化技術(shù)在機械設計制造中的應用價值

1.1 提升設備整體性能

從機械制造企業(yè)的角度來看，自動化技術(shù)的應用價值主要體現(xiàn)在對機械設備整體性能的提升上。首先，從安全性的角度來看，由于自動化機械設備需要由專門的控制系統(tǒng)進行控制，而控制系統(tǒng)又能夠借助相關(guān)儀表、傳感器，實現(xiàn)對機械設備運行參數(shù)的實時檢測，因此一旦機械設備運行狀態(tài)出現(xiàn)異常，就能夠立即被控制系統(tǒng)所識別，并向相關(guān)操作人員、維修人員發(fā)出警報，其運行穩(wěn)定性與安全性都能夠得到顯著提升[1]。其次，在自動化技術(shù)的支持下，機械制造企業(yè)還能夠通過運行模擬等方式，在機械設備設計、制造階段，分別對機械設備質(zhì)量展開全面、準確的檢測，以便于及時發(fā)現(xiàn)機械設備的潛在質(zhì)量問題，并及時采取針對性的改進措施，使機械產(chǎn)品質(zhì)量性能得到保證。最后，由于自動化技術(shù)能夠根據(jù)機械設備設計方案，將各項生產(chǎn)指標數(shù)字化，并嚴格按照數(shù)字化指標控制數(shù)控機床，對設備零件進行生產(chǎn)，因此機械設備零件的精度會得到充分保證，這對于機械設備性能提升同樣是很有幫助的。

1.2 提高設備制造效率

在機械設備的設計、制造過程中，由于自動化技術(shù)能夠應用到零件設計參數(shù)等方面的信息處理工作中，由專門的軟件工具來自動完成，機械設備的制造也同樣可以實現(xiàn)24小時持續(xù)的無人生產(chǎn)，因此無論是機械設備的設計效率還是生產(chǎn)制造效率，都會得到顯著提升。另外，在自動化技術(shù)的支持下，機械制造企業(yè)還可以省略機械零件的反復實驗環(huán)節(jié)，改為借助相關(guān)軟件工具進行模擬實驗，這同樣能夠使設備制造效率得到較大提升。

1.3 降低設計制造成本

在機械設計制造領域，自動化技術(shù)的應用價值還能夠體現(xiàn)在對機械設備生產(chǎn)成本的控制上。例如在無人化生產(chǎn)模式下，機械制造企業(yè)雖然在前期需要投入較多資金用于采購設備，但從長期發(fā)展的角度來看，卻能夠大大降低機械設備制造的人力成本。而在各種軟件工具的精確控制下，機械制造企業(yè)則能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)控機床及其他生產(chǎn)設備的精確控制，有效避免不必要的原材料浪費及能源浪費[2]。

1.4 保證機械制造安全

現(xiàn)代機械產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程通常都比較復雜，如果采用傳統(tǒng)生產(chǎn)設備來進行機械制造，其安全性往往很難得到保證，即便機械制造企業(yè)十分重視生產(chǎn)安全，能夠從安全設備引進、工人安全教育等方面入手，做好安全隱患的防范控制工作，也同樣無法從根本上解決機械制造的安全性問題，整個機械制造行業(yè)中的生產(chǎn)安全事故仍然時有發(fā)生。而在自動化技術(shù)的支持下，由于負責機械制造的數(shù)控機床可以由系統(tǒng)按預定程序進行自動控制，機械設備的整個生產(chǎn)流程基本都能夠?qū)崿F(xiàn)無人化、自動化，一線工人只需完成對數(shù)控機床的簡單操控即可，因此無論是數(shù)控機床等生產(chǎn)設備的故障，還是工人的個人操作失誤，基本都不會引發(fā)安全事故，更不會導致人員傷亡，而機械制造的安全性自然也能夠得到保證。

1.5 推動機械產(chǎn)品創(chuàng)新

在激烈的市場競爭環(huán)境下，機械制造企業(yè)基本都需要準確把握市場變化，根據(jù)各類機械產(chǎn)品的實際市場需求來展開機械設計制造創(chuàng)新，提高機械產(chǎn)品與市場需求間的契合度，而自動化技術(shù)在機械設計制造中的應用，則恰恰能夠?qū)C械產(chǎn)品的創(chuàng)新起到推動作用。例如在機械產(chǎn)品市場需求發(fā)生變化后，設計人員需要嘗試性的提出多種設計思路，并通過相關(guān)設計制造實踐來對設計思路的可行性進行評估，但由于機械產(chǎn)品設計制造實踐的成本普遍較高，因此其在設計思路上的創(chuàng)新往往會受到成本因素限制。而在自動化技術(shù)的支持下，設計人員則可以借助有關(guān)軟件工具來構(gòu)建機械產(chǎn)品的虛擬模型，將各種設計思路直觀呈現(xiàn)出來，為創(chuàng)新設計思路的評估提供支持，使設計人員能夠在無須擔心成本的情況下，做出更多的產(chǎn)品設計創(chuàng)新探索與嘗試。另外，面對一些特殊的機械產(chǎn)品性能要求，如果設計人員僅僅是從理論層面出發(fā)，對機械產(chǎn)品的設計思路加以創(chuàng)新，那么在機械產(chǎn)品制造出來并投入使用后，就很可能會出現(xiàn)性能不符合要求的情況，無法適應復雜且特殊的運行條件。而通過對自動化技術(shù)的應用，設計人員則可以在構(gòu)建機械產(chǎn)品虛擬模型的同時，對特殊運行條件及機械產(chǎn)品運行狀態(tài)進行模擬，準確判斷出機械產(chǎn)品能否在特殊運行條件下正常運行，進而幫助設計人員取得更為突出的機械產(chǎn)品創(chuàng)新成果。

2 自動化技術(shù)在機械設計制造中的具體應用趨勢

2.1 智能化

在機械設計制造領域，對于各種自動化技術(shù)的智能化應用，簡單來說就是以計算機技術(shù)、軟件編程技術(shù)、人工智能等技術(shù)手段為基礎，對機械設備的各類生產(chǎn)設備展開人工智能化管理，同時也是對早期自動化技術(shù)的完善與升級。例如在機械設備的故障檢測領域，就有不少企業(yè)利用專家系統(tǒng)等人工智能技術(shù)，建立了專門的故障智能評估系統(tǒng)，用于根據(jù)檢測到的設備異常運行信息及常見故障數(shù)據(jù)，對故障位置、故障原因、故障嚴重程度等展開智能化分析，甚至是制定出大致的故障維修方案，為后續(xù)的故障維修工作提供參考。

2.2 柔性化

對于機械制造企業(yè)來說，自動化技術(shù)的柔性化應用，實際上就是以各種自動化技術(shù)為基礎，將機械設備柔性化生產(chǎn)線建立起來，同時聯(lián)結(jié)多個數(shù)控機床、自動運送裝置及自動化信息管理系統(tǒng)，為機械設備的零件加工、裝配、檢測等生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供支持，對企業(yè)的市場應變能力提升有著很大幫助[3]。例如在某類機械設備的市場需求發(fā)生較大變化后，企業(yè)就可以依托自動化信息管理系統(tǒng)的人機操作界面，對機械設備的生產(chǎn)環(huán)節(jié)、生產(chǎn)速度、設備生產(chǎn)數(shù)量等做出針對性調(diào)整，之后在由信息系統(tǒng)控制所有生產(chǎn)設備，完成對整個生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，使企業(yè)的機械設備生產(chǎn)模式能夠迅速適應市場變化，實現(xiàn)控制生產(chǎn)成本、改進設備質(zhì)量性能等目的。

2.3 虛擬化

在機械設計制造領域，自動化技術(shù)的虛擬化應用同樣是十分關(guān)鍵的，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對機械設備實際生產(chǎn)可行性的準確預測，同時還可以對機械設備生產(chǎn)階段可能出現(xiàn)的問題進行準確預估，有效降低機械制造企業(yè)的生產(chǎn)風險。例如在機械設備的設計階段，就可以依托虛擬現(xiàn)實技術(shù)、3D技術(shù)等技術(shù)手段支持下的軟件工具，對機械設備零件在特殊狀態(tài)、環(huán)境條件下可能出現(xiàn)的變化進行模擬，同時依據(jù)模擬得到的數(shù)據(jù)來分析零件設計合理性，如果發(fā)現(xiàn)特殊狀態(tài)下設備零件質(zhì)量性能會出現(xiàn)變化，那么就說明在特殊運行環(huán)境影響下，設備零件可能損壞，設計人員需要及時對零件設計做出調(diào)整。

2.4 節(jié)能化

在可持續(xù)發(fā)展理念的長期影響下，當前機械制造行業(yè)對于節(jié)能環(huán)保的重視程度已經(jīng)得到了極大提升，而對于機械制造企業(yè)來說，要想順應整個行業(yè)的發(fā)展趨勢，提高機械產(chǎn)品市場競爭力，自然也同樣需要把握好自動化技術(shù)的節(jié)能化應用趨勢，以降低機械設備及其生產(chǎn)過程中能源消耗、污染排放為目標，將自動化技術(shù)有效應用到機械設計制造領域。例如在機械產(chǎn)品的設計階段，就可以借助有關(guān)軟件工具，對機械產(chǎn)品的運行狀態(tài)進行模擬，準確評估其在運行期間的能源消耗及污染排放情況，之后再通過有關(guān)設計參數(shù)、設計方案的優(yōu)化，盡可能對機械設備能源消耗、污染排放加以控制，設計出節(jié)能環(huán)保性能更為突出的機械產(chǎn)品。而在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)制造階段，則可以將機械產(chǎn)品零部件生產(chǎn)加工所需的原材料明確下來，同時將這些數(shù)據(jù)輸入到自動化的數(shù)控機床中，對機械產(chǎn)品生產(chǎn)制造期間的材料消耗進行嚴格控制，以有效杜絕不必要的材料浪費。

3 自動化技術(shù)在機械設計制造中的應用建議

3.1 推動核心技術(shù)發(fā)展

對于機械制造企業(yè)來說，由于機械產(chǎn)品自動化設計與制造所需要應用的技術(shù)非常多，而企業(yè)自動化技術(shù)水平又直接關(guān)系著生產(chǎn)能力、產(chǎn)品創(chuàng)新能力乃至整個企業(yè)的生存發(fā)展，因此要想實現(xiàn)對自動化技術(shù)的有效應用，就必須要將機械產(chǎn)品自動化設計、制造所需的核心技術(shù)轉(zhuǎn)型，同時從技術(shù)研發(fā)工作入手，持續(xù)推進各項核心技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，使企業(yè)能夠在機械產(chǎn)品自動化設計、制造方面占據(jù)優(yōu)勢。例如對傳感檢測技術(shù)，應根據(jù)機械產(chǎn)品設計、制造需求，不斷提升傳感器在數(shù)據(jù)捕捉方面的精度，或是開發(fā)一些用于感知特殊數(shù)據(jù)的傳感器，以獲取更加全面、詳細、精確的數(shù)據(jù)。而對于自動控制技術(shù)，則需要加強在人工智能領域的研究，針對機械產(chǎn)品制造過程中可能出現(xiàn)的各種問題，對人工智能技術(shù)支持下的數(shù)控機床控制系統(tǒng)展開全面優(yōu)化，使數(shù)控機床的控制能夠更加科學、智能。

3.2 合理引入技術(shù)設備

自動化技術(shù)在機械設計制造領域的應用，通常都需要依靠相關(guān)硬件生產(chǎn)設備、軟件工具來實現(xiàn)。在機械制造行業(yè)競爭日趨激烈的背景下，當前機械制造企業(yè)雖然需要積極應用自動化技術(shù)，并借此來提升企業(yè)的核心競爭力，但由于機械產(chǎn)品自動化設計、制造所需的配套設備價格普遍較高，有關(guān)軟件工具的購買或開發(fā)也同樣需要較高前期投入，因此在引入這些硬件設備、軟件工具時，企業(yè)還需充分考慮到企業(yè)技術(shù)水平、發(fā)展戰(zhàn)略、資金狀況等多方面因素，并據(jù)此制定出合理的技術(shù)、設備、軟件工具引入計劃，以免因盲目追求機械產(chǎn)品自動化設計制造而出現(xiàn)前期投入過高、設備與軟件利用率不高等情況。

3.3 重視人力資源管理

對于機械制造企業(yè)來說，自動化技術(shù)的應用往往離不開相關(guān)專業(yè)技術(shù)人才的支持，只有引入了掌握傳感檢測、自動控制等各方面自動化技術(shù)的高素質(zhì)技術(shù)人才，企業(yè)才能夠順利實現(xiàn)機械產(chǎn)品的自動化設計、制造，并將自動化技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。因此在對自動化技術(shù)的應用中，機械制造企業(yè)還需提高對人力資源管理的重視，積極與有關(guān)高等院校、職業(yè)院校、科研機構(gòu)展開合作，共同培養(yǎng)更多符合企業(yè)人才需求的技術(shù)人才，為自動化技術(shù)的有效應用創(chuàng)造良好基礎條件。

4 結(jié)束語

總而言之，對于自動化技術(shù)的應用，雖然在機械設計制造領域已經(jīng)成為必然，但要想保證自動化技術(shù)應用的有效性，仍然需要準確把握其在生產(chǎn)成本控制、設計制造效率提升、整體性能提升等方面的應用價值，同時從智能化、柔性化、虛擬化、節(jié)能化幾個方面入手，將自動化技術(shù)應用到機械設備的設計、生產(chǎn)實踐中來，并在核心技術(shù)發(fā)展、技術(shù)設備引進、人才引進與培養(yǎng)等方面采取合適的自動化技術(shù)應用策略。