自动化技术在机械设计制造中的运用研究

2018-12-25李西锋

数字技术与应用 2018年3期

李西锋

(陕西国防工业职业技术学院,陕西西安 710300)

近年来,进入智能制造时代,即工业4.0时代,机械设计制造趋于数字化、网络化、智能化。关于自动化技术在机械制造业中的应用不断增强,相关的研究文献也不断增多。曹静(2011)在《试论机械自动化技术在机械制造业中的应用》一文中,提出,机械制造业在新时代下发生了很大的转变,制造方式将更加柔性自动化、智能化和集成化,因此需要加强自动化技术在机械制造中的应用。刘斌(2013)在《论机械自动化技术在机械制造业中的应用》一文中,认为机械自动化技术可以降低企业生产的成本,也是提高企业生产效率的重点。王玲维、占建民(2016)在《试论机械自动化技术在机械制造业中的应用》一文中,提出机械自动化技术对于机械制造业的作用重要,不仅可以提升产品的可靠性,还能提高资源的利用率,且能改善产品的性能。

目前已有的文献大多集中在自动化技术在机械制造中的应用,本文阐述自动化技术在机械设计制造中应用的重要性,还研究自动化技术在机械设计制造中的具体运用及其发展趋势。

1 自动化技术在机械设计制造中的重要性

自动化技术综合了多项技术,包括计算机技术、电子学、液压气压技术、自动控制技术等[1],自动化技术在机械合计制造中的意义重大,不仅可以提高机械设计制造的生产效率,也能改善机械制造生产环境,有效地提升制造类企业的经济效益。

1.1 提高机械设计制造生产效率

在机械设计制造运用自动化技术,构建智能制造系统,实现生产高度集成化和智能化,实现生产过程的全自动化,实现生产过程中加工、装配、检测的自动化、智能化[2],减少了人力资源在生产过程中的低效率,以及获取的数据实现生产方案优化,有效地提升企业的生产效益。

1.2 改善机械设计制造生产环境

新形势下,国家提倡“绿色”制造业,中国制造业需要改善和优化生产环境。在机械设计制造中通过运用自动化技术可以实现生产数据自动分析处理,实现生产方案优化,从而不仅可以检测、控制生产耗能,而且可以减少能源消耗,减少环境污染,进而促进制造业产业结构优化[3]。

1.3 有效地提升企业的经济效益

自动化技术应用到机械设计制造中,自动化技术让机械设计制造更加智能化,实现生产无人化,从而减少人员成本;应用自动化技术,通过计算机系统自动设置生产计划,大大提高了生产效率,减少制造企业的生产成本,减少生产原料的消耗,生产出来的产品更加高质量,有效地提高了制造类企业的经济效益。

2 自动化技术在机械设计制造中的具体应用

自动化技术已经大量地在机械设计制造中应用,具体包括计算机集成系统、自动化检测技术、柔性自动化技术等。

2.1 计算机集成系统

计算机信息系统集成有助于制造类企业生产能力和水平的不断[4]。提高自动化技术在机械设计制造中的集成应用,就是运用计算机集成系统对制造流程进行优化,结合计算机数据库和信息网络支持,整合各类生产元素,改造生产过程,提高了生产效益,提升了生产产品的质量。

2.2 自动化检测技术

制造企业有多少生产线,生产多少产品,依赖生产的自动化技术。自动化技术以智能装备为基础,结合自动化、电子、计算机、控制工程、信息处理技术,可以建立自动化生产线、装配线和检测线,能够对生产状况,设备状况自动、有机检测,监测能源消耗和物料,可以减少加工误差,提高生产加工的精度,大大提高了生产效率[5]。

2.3 柔性自动化技术

自动化技术基于比较完善的信息管理系统,生产过程应实现自动化、透明化、可视化、精益化[6],能够快速适应市场需求以及技术更新,减少了人为的一些干预,能够有效地提高机械制造生产过程中对于外界因素的适应能力,使得制造出来的产品能够更好地满足市场需求,实现柔性自动化生产。

2.4 应用智能化

自动化技术在机械设计制造中的应用更加智能化[7]。自动化技术有效地结合了机械制造技术和人工智能技术,将这两类技术运用到制造业的生产过程中,代替了一些人力活动,有助于实现机械设计制造过程的自动化检测、监测,能够实时地针对问题提出改进或者预防措施。

3 自动化技术在机械设计制造中的运用趋势

自动化技术在机械制造中的运用趋势将结合计算机信息技术等,趋于机电一体化、控制智能化和应用虚拟化。

3.1 机电一体化

机电一体化是机械工程与自动化的一种。随着计算机信息技术的发展和应用,机电一体化技术获得前所未有的发展,机电一体化已经成为一种趋势。机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,实现机电一体化就需要运用自动控制技术、传感检测技术等,综合计算机技术和信息技术,实现制造的无人化、智能化。

3.2 控制智能化

自动化技术结合了熟悉化、网络化和信息化技术[8],实现制造过程的控制智能化。通过创新信息化建设,实现技术自动化,使得生产过程可进行高效的管理,生产的各个环节得以有效控制,充分利用了资源,优化了作业流程,更加规范了现场次序,同时提供了可靠的质量保证体系,大大提升了生产效率,通过效率和质量的提升为制造业企业创造更多经济效益。

3.3 应用虚拟化

加强制造类企业的自动化技术应用,就是加强制造类企业的信息化建设,未来不仅需要单纯的技术,而是更多的技术组合形成的基础平台,制造类企业要获得更好的应用和体验,就可能需要应用虚拟化技术。基于应用/服务器计算A/S架构,采用类似虚拟终端的技术,把应用程序的人机交互逻辑(应用程序界面、键盘及鼠标的操作、音频输入输出、读卡器、打印输出等)与计算逻辑隔离开来。在用户访问一个服务器虚拟化后的应用时,用户计算机只需要把人机交互逻辑传送到服务器端,服务器端为用户开设独立的会话空间,应用程序的计算逻辑在这个会话空间中运行,把变化后的人机交互逻辑传送给客户端,并且在客户端相应设备展示出来,从而使用户获得如同运行本地应用程序一样的访问感受。