陳小坤

江西銅業(yè)集團(tuán)建設(shè)有限公司 江西 南昌 330000

引言

近些年，伴隨科技水平的持續(xù)提高，機械行業(yè)已然全方位普及了自動化技術(shù)，通過對該技術(shù)的引進(jìn)，促使機械有關(guān)公司取得了更多的經(jīng)濟收益。所以，從企業(yè)發(fā)展的角度來看，務(wù)必要結(jié)合自身具體狀況，對目前的機械設(shè)計制造自動化技術(shù)展開更加深入的研究與創(chuàng)新，保證公司具備更大的發(fā)展前景，從而持續(xù)提升機械生產(chǎn)制造效率與質(zhì)量水平。

1 自動化技術(shù)在機械設(shè)計及制造領(lǐng)域應(yīng)用的重要性

1.1 提升產(chǎn)品質(zhì)量和一致性

自動化技術(shù)能夠消除人為因素的影響，提高產(chǎn)品的制造精度和一致性。機械設(shè)計和制造過程中的自動化系統(tǒng)可以準(zhǔn)確執(zhí)行各項任務(wù)，避免了人為錯誤和變異，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性與可靠性。

1.2 加強安全性和工作環(huán)境

自動化技術(shù)在機械設(shè)計和制造過程中能夠承擔(dān)一些危險、粗重和煩瑣的工作，減少工人的直接接觸，從而降低了意外事故的風(fēng)險。此外，自動化系統(tǒng)還可以優(yōu)化工作流程，改善工作環(huán)境，提高員工的工作舒適度和安全性[1]。

1.3 加快產(chǎn)品開發(fā)周期

自動化技術(shù)可以在機械設(shè)計和制造的各個階段提供更快速、高效的解決方案。通過使用自動化軟件和機器人，可以加速設(shè)計過程、優(yōu)化生產(chǎn)計劃、縮短交貨周期，使企業(yè)能夠更快地將新產(chǎn)品推向市場，并增強市場競爭力。

1.4 實現(xiàn)定制化生產(chǎn)

自動化技術(shù)的靈活性和可編程性使得機械設(shè)計和制造能夠更好地滿足客戶的個性化需求。通過靈活的自動化系統(tǒng)，企業(yè)可以根據(jù)客戶要求定制產(chǎn)品，提供多樣化的選擇，滿足市場細(xì)分需求，增加市場份額。

2 自動化技術(shù)在機械設(shè)計及制造中的應(yīng)用

2.1 自動化技術(shù)在機械制造中的智能化應(yīng)用

隨著科技的不斷進(jìn)步，智能化設(shè)備嵌入到機械設(shè)計及制造過程中，不僅提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，還使整個生產(chǎn)過程更加靈活和可控。

在一體化生產(chǎn)方面，智能化應(yīng)用涵蓋了機械設(shè)計、制造、裝配等各個環(huán)節(jié)。通過智能化的設(shè)備和系統(tǒng)，可以實現(xiàn)自動化操作、無人看管生產(chǎn)以及信息化管理。例如，在設(shè)計階段，智能化軟件可以模擬和優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，提高設(shè)計效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在制造階段，智能化設(shè)備能夠根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)自動調(diào)節(jié)工藝參數(shù)和加工流程，確保產(chǎn)品的一致性和精度。在裝配階段，智能化機器人和自動化設(shè)備可以自動完成零件的裝配和測試，減少人力成本和操作錯誤的可能性。

智能化設(shè)備還具備自我監(jiān)控和調(diào)整的能力，能夠?qū)崟r檢測生產(chǎn)過程中的異常情況，并做出相應(yīng)的調(diào)整。通過傳感器和監(jiān)控系統(tǒng)，智能化設(shè)備可以監(jiān)測溫度、壓力、振動等參數(shù)，及時預(yù)警并調(diào)整工藝參數(shù)，確保設(shè)備的穩(wěn)定運行和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。這種自我監(jiān)控和調(diào)整的功能在無人看管的情況下，能夠保證設(shè)備的高效運行和生產(chǎn)品質(zhì)的穩(wěn)定性[2]。

智能化設(shè)備能通過機器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)，賦予判斷甄別和思考能力，可以根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則和算法，自動判斷產(chǎn)品的質(zhì)量問題，進(jìn)行故障診斷和修復(fù)。例如，在質(zhì)量檢測方面，智能化設(shè)備可以通過圖像識別和數(shù)據(jù)分析，自動辨別產(chǎn)品表面的缺陷和不良，提前做出判定和報警。在發(fā)生故障時，智能化設(shè)備可以分析故障原因，并提供相應(yīng)的解決方案，減少停機時間和維修成本。

為了更好地應(yīng)用智能化技術(shù)，需要根據(jù)具體需求進(jìn)行合理的設(shè)置和調(diào)整。首先，必須明確制定智能化設(shè)備的工作流程和操作指令，確保設(shè)備按照預(yù)期進(jìn)行工作。其次，需要對智能化系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)和更新，保持其高效運行和適應(yīng)新需求的能力。另外，通過高端儀器設(shè)備和先進(jìn)的軟件應(yīng)用，可以進(jìn)一步提升智能化設(shè)備的性能和功能，實現(xiàn)更精確、高效的機械設(shè)計及制造。

2.2 集成化應(yīng)用

作為計算機綜合體系的一部分，計算機集成化系統(tǒng)通過提供管理、制造、設(shè)計和質(zhì)量監(jiān)控等輔助功能，為機械設(shè)計行業(yè)的發(fā)展帶來了諸多便利。通過有效的資源規(guī)劃和協(xié)調(diào)，集成化系統(tǒng)可以降低加工成本，優(yōu)化生產(chǎn)過程，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。通過集成化生產(chǎn)，企業(yè)能夠減少冗余和浪費，實現(xiàn)資源的最大利用，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)能。集成化系統(tǒng)借助自動化技術(shù)和現(xiàn)代前沿電子信息技術(shù)等手段，實現(xiàn)智能化處理出廠質(zhì)量和生產(chǎn)過程的自動化監(jiān)控，從而提高產(chǎn)品的一致性和可靠性，使得企業(yè)能夠更好地監(jiān)控和管理產(chǎn)品質(zhì)量，提供高品質(zhì)的產(chǎn)品，增強市場競爭力[3]。

要想實現(xiàn)集成化生產(chǎn)，需要在機械設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行全面規(guī)劃。在產(chǎn)品制作、規(guī)劃、設(shè)計開發(fā)等方面，要充分考慮集成化的要求，減少研發(fā)時間和成本，并確保研發(fā)質(zhì)量和效率。通過全面規(guī)劃，可以降低開發(fā)過程中的風(fēng)險和錯誤，提高產(chǎn)品的創(chuàng)新性和市場適應(yīng)性，有效控制企業(yè)的資金成本。自動化技術(shù)在集成化生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，能夠優(yōu)化設(shè)備工作機構(gòu)，解決生產(chǎn)過程中的人工勞動和煩瑣問題，提高生產(chǎn)效率和品質(zhì)穩(wěn)定性。我國相關(guān)行業(yè)應(yīng)該積極進(jìn)行自動化技術(shù)的研發(fā)與引進(jìn)，以滿足集成化生產(chǎn)的需求。通過引入先進(jìn)的自動化技術(shù)，企業(yè)能夠不斷提升生產(chǎn)水平，加強競爭力，實現(xiàn)更高的價值創(chuàng)造。

2.3 加強自動化與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

隨著機械設(shè)計制造水平的不斷提高，自動化技術(shù)作為關(guān)鍵的生產(chǎn)力手段需要與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)密切結(jié)合，形成全新的設(shè)計制造工藝和模式。這種綜合應(yīng)用能夠進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的智能化管理。①計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以將設(shè)計、加工、裝配等環(huán)節(jié)相互連接起來，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控，促進(jìn)各個環(huán)節(jié)之間的協(xié)同和自動化控制。如此一來，在整個生產(chǎn)流程中可以實現(xiàn)更高程度的智能化操作，并能夠根據(jù)實時需求進(jìn)行靈活調(diào)整和優(yōu)化，提高了生產(chǎn)的靈活性和響應(yīng)速度。②目前，傳統(tǒng)的手工繪圖方式已逐漸被計算機輔助設(shè)計取代，設(shè)計師可以直接在計算機界面上進(jìn)行設(shè)計，通過繪圖工具和功能模塊的調(diào)用快速創(chuàng)建復(fù)雜的機械零部件和裝配體。通過對計算機技術(shù)的應(yīng)用，不僅大大提高了設(shè)計效率，還減少了設(shè)計錯誤和重復(fù)工作的可能性。③在設(shè)計工作完成后，利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計方案可以方便快捷地在不同部門和團(tuán)隊之間進(jìn)行共享和交流。不論是跨地域合作還是內(nèi)部團(tuán)隊協(xié)同，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)計數(shù)據(jù)和模型，各個環(huán)節(jié)的參與者都能夠及時獲取和使用相關(guān)信息。當(dāng)需要變更設(shè)計方案時，只需在軟件中進(jìn)行修改，所有相關(guān)人員都能夠快速獲知并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，從而避免因為手工繪圖而帶來的耗時和錯誤。④通過三維建模和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，設(shè)計師、工程師甚至客戶能夠在虛擬環(huán)境中直接感知和交互。設(shè)計方案可以以逼真的形式展示，包括外觀、功能和裝配方式等，從而使得評估和優(yōu)化設(shè)計變得更加直觀且準(zhǔn)確，可有效減少設(shè)計修改的次數(shù)和成本[4]。

2.4 無線與機械生產(chǎn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合應(yīng)用

監(jiān)控和管理人員可以通過計算機終端對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時監(jiān)控，以此掌握生產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)、工藝參數(shù)的變化以及產(chǎn)品質(zhì)量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以通過無線傳輸技術(shù)即時更新到自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實時響應(yīng)和控制。如果發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的異常情況，監(jiān)控系統(tǒng)會及時發(fā)出報警信號，提醒操作人員及時采取相應(yīng)的措施，減少生產(chǎn)事故的發(fā)生。利用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，還可實現(xiàn)對機械生產(chǎn)每個環(huán)節(jié)的管理。通過無線傳感器，可以將機械設(shè)備的工作狀態(tài)、溫度、濕度等數(shù)據(jù)與監(jiān)控系統(tǒng)連接在一起，監(jiān)控和管理人員無須親臨現(xiàn)場，就能夠隨時了解設(shè)備的運行狀況。同時，監(jiān)管人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)控和調(diào)整工藝參數(shù)，實現(xiàn)對機械生產(chǎn)過程的精確控制。例如，通過無線監(jiān)控系統(tǒng)，操作人員可以實時了解設(shè)備的運行效率和能耗情況，及時調(diào)整生產(chǎn)計劃，提高機械生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

而在5G無線覆蓋的應(yīng)用下，機械加工生產(chǎn)中的無線與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)合應(yīng)用更加強大和智能化。5G網(wǎng)絡(luò)的高速、低延遲的特點，使得監(jiān)控數(shù)據(jù)的傳輸更加快速和穩(wěn)定。這意味著監(jiān)控和管理人員可以隨時隨地通過移動終端對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控和管理，可以使用智能手機或平板電腦連接到無線監(jiān)控系統(tǒng)，實時查看生產(chǎn)數(shù)據(jù)、分析工藝參數(shù)，甚至進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。5G技術(shù)的廣泛覆蓋還可以將各個機械設(shè)備和傳感器連接成一個巨大的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)設(shè)備之間的信息共享和協(xié)同操作，進(jìn)一步提高機械生產(chǎn)的智能化水平。

2.5 虛擬化模式在自動化技術(shù)中的應(yīng)用

虛擬化仿真系統(tǒng)通過模擬真實情況，使得工程師和操作人員能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行各種實驗和測試。此種虛擬化環(huán)境能夠幫助工作人員找出潛在的問題，并針對這些問題制定解決方案。在機械制造中，可以通過虛擬仿真系統(tǒng)模擬產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，檢測可能存在的設(shè)計缺陷或生產(chǎn)線上的問題，并及時進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，有助于提前發(fā)現(xiàn)和解決潛在的生產(chǎn)風(fēng)險，減少因此帶來的延誤和損失。通過結(jié)合傳感器和虛擬環(huán)境的互動，可以在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建具有視覺、嗅覺、聽覺等感知能力的真實場景。工作人員可以與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互，并通過觀察、感受和操作獲取真實的反饋。這有助于判斷產(chǎn)品合格與否，減少因人為因素而產(chǎn)生的誤判，并提高測驗的準(zhǔn)確性和可靠性。通過虛擬化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，企業(yè)可以降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強競爭力。盡管我國在虛擬自動化技術(shù)方面與其他國家還存在一定差距，但是其在自動化技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的前景。隨著科技的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，我國機械設(shè)計的專家學(xué)者正積極開展虛擬化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用探索。通過加大投入和研究力度，我們有望縮小與其他國家的差距，實現(xiàn)虛擬自動化技術(shù)的快速發(fā)展。

3 自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造領(lǐng)域有效應(yīng)用的建議

3.1 提高自動化技術(shù)的集成水平

除了創(chuàng)新和引入先進(jìn)技術(shù)，機械設(shè)計制造企業(yè)還應(yīng)注重提高自動化技術(shù)的集成水平。通過將不同的自動化設(shè)備、系統(tǒng)和工藝流程進(jìn)行整合和優(yōu)化，實現(xiàn)信息的互聯(lián)互通和實時數(shù)據(jù)的監(jiān)控與分析，以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

3.2 加強與相關(guān)行業(yè)的合作與交流

機械設(shè)計制造領(lǐng)域的自動化技術(shù)涉及多個專業(yè)領(lǐng)域，為了有效應(yīng)用這些技術(shù)，企業(yè)應(yīng)加強與相關(guān)行業(yè)的合作與交流。與自動化設(shè)備供應(yīng)商、軟件開發(fā)公司、智能傳感器制造商等建立合作關(guān)系，共同研發(fā)解決方案，分享經(jīng)驗與技術(shù)，共同推動自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造領(lǐng)域的創(chuàng)新與應(yīng)用[5]。

3.3 進(jìn)行智能化改造和升級

隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，機械設(shè)計制造企業(yè)可以考慮對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行智能化改造和升級。通過添加智能傳感器、自動控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析平臺等，實現(xiàn)設(shè)備的自動監(jiān)測、故障診斷和遠(yuǎn)程控制，提高生產(chǎn)效率、降低成本，并為實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

3.4 引導(dǎo)市場需求，掌握技術(shù)發(fā)展方向

機械設(shè)計制造企業(yè)應(yīng)積極引導(dǎo)市場需求，關(guān)注用戶反饋和行業(yè)動態(tài)，及時調(diào)整技術(shù)研發(fā)方向。通過與市場接軌，了解市場需求，主動創(chuàng)新和優(yōu)化自動化技術(shù)，滿足不斷變化的市場需求，提升企業(yè)競爭力。

4 結(jié)束語

當(dāng)前，社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，機械設(shè)備的適用面越來越廣，在機械制造與設(shè)計領(lǐng)域?qū)τ谧詣踊夹g(shù)的依賴程度也在逐漸提升?；趯ψ詣踊夹g(shù)的使用，顯著提升了機械設(shè)計和制造的水平，降低了生產(chǎn)成本。若想促使自動化技術(shù)在此領(lǐng)域更好的融合，相關(guān)公司就必須要加強對自動化技術(shù)的創(chuàng)新與研究，積極研發(fā)與引進(jìn)更加先進(jìn)的技術(shù)。并且，也要加強對專業(yè)性人才的培養(yǎng)，提升機械生產(chǎn)設(shè)計流程的自動化程度，以此促進(jìn)國內(nèi)機械設(shè)計與制造行業(yè)邁向更高層次的發(fā)展階段。