自动化技术在机械设计制造中的应用探讨

剧孟杰

（中国船舶重工集团公司第七〇七研究所，天津 300131）

1 简要阐述机械自动化

自动化技术即机械设备可以根据设计的指令、程序自主完成某项具体工作，整个过程无须工作人员进行指挥与操作。对于机械自动化而言，类似于自动化技术，但并非完全相同。由机械管理、控制整个制造过程被称为机械自动化，与以往的制造过程截然不同。站在轻工业发展规律的角度进行分析，最终的目标始终如一，则为降低成本、提高效率。换而言之，不管生产规模有多大，或是采用何种生产方式，降低成本、提升效率便是最终的目标。现阶段的制造过程中，仍有很多操作不便、程序复杂的机器设备，工作过程中需要多名工人协同合作，这对于时间和人力资源来说是种浪费。而且自动化机械设备简单易学，结合国内工人知识水平，具备学习与操作的能力，与此同时，从一定程度上降低了人工成本。对于机械设备的生产以及机械自动化的设备而言，实用性是最基本的需求以及必须具备的要求。

2 机械设计制造过程中应用自动化技术的优势

现阶段，我国经济不断进步与发展，正逐渐与世界接轨。机械设计制造的竞争力也随着环境的改变而逐渐加大。为了能够在如此激烈的竞争中生存并发展，就必须通过提高工作效率与质量的方法来增加自己的竞争力。而在企业中运用自动化技术能够节约人力，大幅度提升了机械制造的工作效率，使产品的稳定性与精准度有所保障。虽然配置自动化技术设备需要投入大量的资金，但从长远角度来说，在生产效率与质量方面具有较强的优势。而且目前工业化的水平逐渐提高，便捷性、智能性是机械设备最为明显的优势，对部件精度的要求也越来越严格，电脑设计技术和图纸通过自动化技术能够进行充分结合，借助计算机编程从而实现机械的设计和制造，提升产品精准度。不仅如此，在高效利用资源方面自动化技术也发挥着重要的作用，而且效果较为明显，生产过程中难免会出现残次品，这时运用自动化技术，便可以将其充分利用，节约资源。

3 自动化技术的具体应用

3.1 关于计算机综合制造系统

计算机综合制造系统也叫集成制造系统。这个系统在没研制出来前，整个生产过程中，如工艺规划、制造、测试和质量控制等环节都需要借助计算机技术进行生产。但是这种技术是单独的，针对的是某个环节，促进现实生产中生产质量和工作效率的提高，而且在各个环节也会优化成本，为该阶段的机械制造做出了巨大贡献，通过这些也能体现出此时的科技、技术在不断的进步。对于生产过程而言，它属于整体性工程，但由于此类技术属于单行技术，所发挥的作用具有局限性，只是从一定程度上缩短生产时间、从一定程度上降低人工成本。但是当计算机综合制造系统研制成功，并成功出现后，它能够使各个环节的相关辅助结束进行有效的结合，构建起统一的数据模型和信息平台，从而高效利用每个环节的辅助技术，站在整体性角度而论，产品的质量和工作效率都有大幅度提升，在机械设计制造行业中取得了突破性进展。计算机综合制造系统是通过先进的材料以及电子现代、信息化的管理实现的，其中主要由计算机、传感器以及新型自动化等部分构成。由此便可以控制生产过程中的信息、物质和能力，同时还可以调动劳动生产率。并行工程是这种系统集成化的主要表现，即从整体出发，规划好产品周期后再进行设计制造，从而实现缩短产品研发制造周期、降低工作量、节约资源的目的。

3.2 关于柔性自动化生产技术

柔性自动化生产技术属于一种自动化系统概念。这种技术的实现要依靠生产信息，还需要与数字加工设备、储运系统相结合，便于适应多样化生产对象。机械设计制造方面使用此技术关键是因为成组技术，即结合具体的加工需求和对象，将加工对象进行成组排列，以便选取更加合理的加工设备和储运系统，结合现实市场产品的具体需求进行调整。金字塔式是这种技术信息控制的结构，信息的核心为主计算机，全方位的检测相关数据，还能动态控制生产计划。还有就是关于控制组群生产方面的计算机，把有关的计算机的具体情况传送至上级，它与工艺设备相连接，能够将全部设备相关的运行状态数据收集起来，按照上级要求做出一系列调整。

3.3 关于自动检测技术

对于自动化技术而言，自动检测技术最为关键、最为重要，它的产生是以传统设备、传感器为基础。自动检测即并不需要过多的工作人员参与便可完成对产品的检测。主要包含数据处理、传感器、信号调节与结果输出4 方面。

3.4 关于智能机械制造技术

目前，互联网和计算机正以飞快的速度在发展，因此，智能技术的使用范围也越来越广，并且日益成熟。机械设计制造行业中，人机一体化设备已被成功运用，而且，现实生产中早已体现出智能化的优势，有效地提高了自动化的程度。通过人工智能、机械制造技术以及自动化技术等多学科的合理结合，实现的这种技术领域被称为智能机械制造技术。通过这一点，展示出多学科相互学习、渗透的特征，从而创造了经济性、实用性的生产系统，使其更具智能化、集成化。现阶段中，工艺设计、分析判断与逻辑推理等环节运用了智能机械制造技术。具有高超的智力，在机械制造的每个环节都占据重要位置，并且将人工智能充分与机械制造智能结合，有利于产品制造生产过程中问题的发现，针对不同的问题及时制定不同的解决方案。

4 分析自动化技术在未来机械设计制造中的发展趋势

（1）向智能化发展。在机械设计制造的过程中，运用计算机网络技术能够促进提高机械制造的精度，最终实现生产效率的提高。处于智能化发展阶段，为了使机械设计制造所有环节的精度与专业性有所保障，可以结合更多领域的科学与技术，更加高效、顺利地完成生产任务，控制误差的产生，促进生产水平的提高。运用智能化技术，诸多电子产品的功能变得丰富多样，而且整体的操作过程变得多样化、简洁化，赋予电子信息产品更强的能力，推动了机械设计制造的应用与发展。介于上述进步与变化，不仅降低了人工劳动成本，而且还提高了设备智能化的水平，有利于促进工作效率的优化。

（2）向网络化发展。当代社会中计算机网络飞速发展，网络技术早已广泛应用于诸多机械设计制造企业的生产过程中。在机械设计制造的过程中科学地应用计算机网络技术，能够合理地整合相关的信息资源，不仅如此，还可以与控制技术、远程监控相结合，提升机械设计制造整个过程的专业水准。应用网络环境可以改变整个生产过程的方式，借助网络能够实现现实生产中的需求，从而最终完成机械设计制造自动化应用功能性的整体提升。

（3）向集成化发展。借助电子信息的快速发展，自动化技术和机械设计制造正逐渐趋于集成化发展。借助集成化发展部分多功能机器设备在体积方面能够实现一定程度的缩减，从而适用于多样化、复杂化的条件、环境。现在处于电子信息技术迅猛发展的阶段，而集成化的发展深深地影响并带动着机械设计制造以及自动化的发展，所以，在未来的发展中，相关人员应给予高度的重视，还要继续在其他领域中进行更深入的探索和研究。

（4）向模块化发展。一般环境中，只有通过大量供应商的共同努力，才能实现一套完整的机械设备体系的制造。而在现阶段全新的环境与条件下，借助机械设计制造以及自动化技术，能够更好地适应模块化生产的具体需求，现实的设计环节中，需要具备标准化生产理念，从而将更强的通用性赋予全部的设备。在机械设计制造过程中运用模块化理念，能过完善设备的功能性,将新产品的规模不断扩大，从而推动模块化企业的可持续发展。

5 结语

在中国，机械设计制造属于基础性的行业，在经济发展中起到重要的作用和意义。目前科学技术蓬勃发展，机械设计制造领域中已经普遍应用了自动化技术，它的应用关乎整个机械设计制造行业的进步与发展。针对上述状况，企业应持续增强研发自动化技术的力度，发挥其低成本、高效率的优势，使机械设计制造技术更具智能化、集成化、虚拟化、网络化，从而实现智能制造。