浅析机械设计制造及其自动化应用

2021-07-01辛菲孙建鹏付元勤

装备维修技术 2021年50期

辛菲孙建鹏付元勤

摘要：机械设计以及制造领域当中，对精密度的要求高于很多其他的制造行业，尤其是用于研究的高精度机械的制造，需要更进一步地提升设计和制造過程的精度。而人工生产最大的缺陷即在于个人因素对生产环节的影响极大，因此存在较大的质量变化范围，精准度方面人工生产的模式始终难以保证高精度的要求。而伴随着信息技术的不断发生以及与其他技术的结合，机械设计和生产行业当中，不部分的生产工序均能够使用计算机操作的形式，通过信息网络进行控制，实现自动化的真正高精度生产。本文就该技术的使用模式以及发展方向，进行了梳理和汇总。

关键词：自动化发展;机械产业;产业升级

引言

科学研究的发展，对技术发展的推动作用在历史当中的影响一直极为显著。对能量转化研究的深入使得蒸汽机的生产和普及成为可能，此后人类真正进入到工业时代。如今，随着信息技术的不断发展，与其他技术的不断融合，无人化的自动操作已经能够得到普及，并且凭借自动操作的精密控制，进行更高精度的生产，满足社会发展的进一步需要。

1 机械设计以及生产自动化进程中现存的问题以及成因

当前，自动化的技术在我国获得了极快的发展，并且已经取得了一定的发展成果。我国生产行业当中自动化的生产模式已经获得了一定的普及成果。然而相对工业化水准更高的国家和地区而言，我国整体生产行业的自动化程度依然较低，自动化技术水准同样不高。

造成这一现象的主要原因在于近代历史当中，我国工业化开始的时间较晚，实现生产的机械化已经耗费较长的时间，因此用于实现信息化的时间较短，造成当前行业的整体发展水平不佳的问题。而由于缺少水平更高的人才团队，因此至今我国自动化的发展依然难以达到国家顶级水准。

2 当前技术条件下自动化技术使用的基本方法

2.1 技术自动化的柔性技术的使用和效果

柔性化的自动化技术是很多生产企业在生产过程当中普遍采用达到技术方法，该方法相对整体的自动化技术而言，对成本的需求较小且能够对生产产生较大变化。柔性技术使用当中，采用计算机控制的形式，对材料的运输、成品的转运等环节进行控制，实现该种类型环节的自动运转。

该种技术主要影响的为生产的技术以及生产环节的协调，对信息系统的依赖较大而对自动化属性设备的依赖较小，因此从成本而言其要求较低。该种技术使用当中采用分层管理的形式，每个控制设备对本身控制范围内的生产进行管理，高一级的设备对底层管理设备进行综合的控制。

2.2 完全自动化生产设备的研发以及普及使用

当前完全自动化的生产线已经具备市场使用的价值，完全自动化的生产线即在生产过程中完全不依赖人工的操作，而能从原料使用开始到成品产出为止进行全部环节的自动化生产。完全自动生产线需要依赖设备的更新以及升级。

自动化生产设备，按照生产管理的先进制度，通过信息技术下的物联设备，实现生产各环节的自动进行。完全自动化的生产过程当中，需要设备对生产过程进行更为精准的控制，能够对生产中出现的偏差进行及时的预警，并且能够在问题发生时及时处置。

2.3 传感技术升级对生产监控产生深刻影响与改变

自动化技术使用前，生产企业已经能够对生产过程进行必要的检测，然而由于传感以及信息传输技术的落后，传统模式当中即便能够及时监测到生长过程中出现的问题，也难以进行有效的警告和及时的处理。

而采用自动化技术后，传感技术能够与信息数据传输技术合并使用，该种情况下生产过程中出现问题，能够通过信息传输及时上传，并且在该环节管控中枢处形成标准化的警告，用于提醒负责人员及时进行处理。该种模式下监测的效果能够得到更好地体现。

3 自动化技术在机械设计以及生产领域中的发展方向

3.1 多种模式自动化技术的综合运用

如上所述，自动化的发展方向以及技术类型较多，不同方向发展的自动化技术使用的效果存在一定的区别，根据生产的各方面需求，综合运用不同类型的自动化技术以提升整体生产环节的自动化水平，是设计以及生产环节实现完全自动化的必然方向。

如设计自动化技术使用时，能够通过自动化模型的使用，对生产进行模拟，以此明确生产各环节的实际需求包括材料的需要等。生产设备的自动化作为自动化生产的核心环节，能够极大程度上降低对人力的需求。监测的自动化能够避免生产过程中出现问题。因此综合使用以上各种类型技术，是实现完全自动化的基本方法。

3.2 生产执行与生产管理进一步区分的集成化模式

当前由于生产环节对人力的需求依然较高，而人工需要管理人员进行必要的管理，因此目前生产企业包括机械行业的生产企业当中，管理的工作与生产执行的工作间无法完全进行划分，依然处于较为紧密结合的状态。

这种状况造成的结果是管理部门无法完全将重点集中于生产计划的确定、宣传销售的进行，大部分精力依然需要集中在日常事务管理方面。而自动化生产实现后，生产环节对人力的需求将大幅降低，生产管理的工作从对人力的管理转向对设备的管理，因此企业的管理岗位能够真正将精力集中于上述真正重要的管理内容，进一步促进企业的发展。

3.3 智能决策系统在自动化体系中的核心作用

按照目前自动化技术的发展水平，生产决策方面依然需要依赖于人工，因此在效率方面依然存在一定的断层问题：即必要在人工管理完成生产计划后才能够投入生产，生产过程中出现任何计划外问题的情况下，同样需要管理人员进行决断才能够对问题进行排除。

而智能化的生产模式当中，在规划确定的情况下，生产的整个过程包括生产的决策过程，均不需要管理决策者介入，生产由计划到最后的质量控制均能够由自动化系统自主完成。智能化水平的升高以及高智能化系统的普及，能够更近一步提高生产的效率，并且改善生产过程中可能出现的材料等浪费的问题。

3.4 整体管控形式下节能优势的进一步体现

自动化程度提升过程当中，自动化带来的生产节约化特征得到了有效的体现。在非自动化生产的模式当中，包括材料的购入、能源的利用和重复利用、运输的进行等，均需要人工确定，人工决断的过程中出现考虑不全面的可能性极高，由此造成的材料或能源浪费的情况同样较为常见。

而生产自动化后，由于自动化系统能够进行更为全方位的考量，在整体考量方面的优势更为明显，因此采用自动化的生产模式能够有效降低生产浪费的问题。

结语

自动化的生产是生产技术进步的必然结果，生产自动化对产品品质的提升、市场的优化均能够发挥极为重要的作用。机械设计以及生产自动化的发展，需要以技术进步、成本降低以及规划合理为前提。如何更进一步发挥自动化对生产的促进作用，是自动化发展未来的重要考量。

参考文献：

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[2]封鑫.多元化分析视角下机械设计制造及自动化应用[J].科技风.2019，（3）.52.

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