自动化技术在机械设计与制造中的应用

自动化技术在机械设计与制造中的应用

崔林

南京拓控信息科技股份有限公司

摘要：改革开放以来我国市场经济的发展进度不断加快，同时，随着互联网技术的不断普及，现代化的信息技术革命也实现了更为深入的发展，我国的创新水平与技术水平也获得了极大的提升，自动化机械设备制造领域中的自动化技术也获得了飞速的发展。但是在真正的发达国家面前，我国的技术水平和技术体系还不够完善，技术的核心竞争力较弱，这与市场发展的大环境相违背，无法与市场需求实现有效的对接。因此可知，我们必须要加快技术研发的步伐，对现有的机械设计与制造方式进行改进，实现机械制造的飞跃式发展。鉴于此，本文分析了自动化技术应用与机械制造领域的重要作用，并指出了自动化技术在机械制造领域的制造环节，为后续机械制造的发展提供了参考借鉴。

关键词：自动化技术；机械设计；机械制造

在现代化的信息社会，作为科技和技术创新中的重要代表技术之一，自动化技术具有高效性、智能化、信息化、自动化的特点。自动化技术以现有的信息技术作为发展支撑，因其独有的优势在机械行业受到了普遍的应用。整体来看，自动化技术的应用和推广推动了信息技术革命和工业技术革命的发展，并将推动人类文明更上一个台阶。

一、自动化技术及发展现状

（一）自动化技术及机械自动化

顾名思义，自动化就是能够指在机械制造过程中能够解放人力，也就是说，通过计算机代码预先设定好机械设备运行的程序，使得机械设备在没有工作人员操作的情况下依然能够自主的独立的开展工作。与之类似的，机械的自动化就是指在机械设计制造领域中，相关的机器通过自动化控制完成制定相关机械设计及制造的技术。

（二）机械自动化技术在我国的发展现状

在机械制造环节推广和普及自动化技术，成功的解放了人力资源，并实现了人力资源成本的最小化。同时，自动化技术的普及也改进了机械行业生产制造的效率。对于我国而言，目前我国制造业仍以劳动密集型的第二产业为主，而自动化技术的成功普及能够极大提高我国企业的经营效益以及我国产品在国际市场上的竞争力。但是，在宏观政策以及微观经济环境的影响下，自动化技术的发展还尚不够成熟化和体系化，与真正的发达国家之间还存在着难以跨越的鸿沟。而且受限于国际上政治因素的影响，西方国家拒绝向我国出口先进的自动化技术和设备，我国的自动化技术水平不用说与发达国家相提并论了，甚至与一些小型的中等发达国家相比都还较为落后。

纵观我国机械行业现有的产业规模，由于研发资金不足的问题导致我国无论是研发人员还是研发设备都十分紧缺，严重落后于发达国家。而技术的创新如果仅仅依靠于企业和个人的努力肯定是不可能的，还需要国家政策的大力支撑以及资金的扶持。

近年来，我国不断加大了对创新技术的研发水平，随着5G网络的普及、物联网、区块链、云计算等现金信息技术的推行，我国自动化技术的研发进程在不断加快，研发成果也在不断完善。同时，国家的相关政策也逐渐向创新倾斜，给予了自动化技术良好的创新环境，我国的自动化技术也获得了跨越式的发展，并进一步带动了我国整个机械行业的纵深发展。

二、自动化技术的发展方向

近年来与经济发展伴随而来的是覆盖范围越来越广的互联网体系以及应用范围越来越广的信息化技术，我们已经开始跨入互联网时代，互联网+模式也逐渐在各行业中也获得了应用和推广，在此背景下自动化技术也应势而生随之进入了各大生产领域，特别是在机械设备制造行业中的应用。自动化技术的应用在改变传统的机械设备生产加工方式的同时，也提升了现有机械设备的技术水平，为机械行业的发展送去了极大的助推力。由此可见现代化信息技术的发展必然会引起机械行业的进一步改革，而信息化技术的普及和推广也是社会发展的大势所趋。

而在机械行业发展进步的过程中，自动化技术之所以能够扮演者如此重要的角色，原因主要是：第一，需求决定供给，随着市场需求的不断转变，各大行业对于机械设备的具体要求也发生了相应的变化，即传统的分散化、碎片化的生产模式逐渐向着综合化、集成化、模块化的模式转变。这就实现了生产过程中用模块化的组装方式来替代零散化的装配方式，在降低加工成本的同时也缩短了设备的加工时间。

第二，现代化信息技术之一的虚拟仿真技术的应用使得产品生产前的预先模拟成为可能，使得企业能够通过预先的模拟了解生产过程中可能会出现的风险和问题，给与企业提前规避风险的机会，从而降低设备制造过程中偏差出现的概率，极大的保证了机械设备的制造质量。

三、机械自动化技术的结构组成

机械的自动化技术主要由以下集中结构组成：

1. 程序单元：其是整个技术系统的中枢中枢单元，它的主要作用是发布相关执行命令的指令。

2. 传感单元：传感单元是最能体现技术水平的一个单元，其主要用于对整个系统运作情况的实时监测，并完成参数信息的收集与整理工作。

3. 作用单元：作为自动化技术系统的最为重要的组成部分，作用单元的主要功能是明确了不同环节的主要功能，并且为系统的顺利高效运行提供了保障。

4. 制订单元：主要是通过对传感单元所收集的信息进行综合分析，并依据这些信息做出进一步的命令。

5. 控制单元：控制单元在系统中扮演者内部监督者和控制者的角色，其作用是保证上述单元功能的顺利实现。

四、机械自动化技术应用的重要意义

（一）大幅提高生产效率及产品精密度

改革开放的政策实施以来，我国的市场化经济水平获得了极大提升，特别是近年来随着我国市场化水平的不断提高我国的经济更是实现了纵深发展，而市场经济的进步为各个行业的发展提供了新的机遇，机械制造行业也不例外。但我们必须意识到，市场发展是一把双刃剑，其在给企业带来发展机遇的同时也会加剧市场主体之间的竞争，而要想在市场中能够占据一席之地，企业就必须加大自己的创新研发力度，提升自己的和信心竞争力。而自动化技术的应用，为机械化行业的发展注入了新的发展活力。

（二）有效控制企业生产成本

在传统的机械制造行业中，人力资源成本一直以来居高不下，究其原因，主要是因为在传统的生产过程中需要投入大量的生产人员。而自动化技术的成功推广和应用，将员工从生产过程中解放了出来，使得企业的人力资本控制在最低。同时，自动化技术的成功应用，在保证产品生产质量的同时也使得批次化、规模化的大量生产成为了可能。虽然说机械设备的引进需要实现投入一笔资金，但是其后续给企业带来的收益会远远超过其初始的投资成本。

五、机械自动化技术的具体应用

（一）智能化应用

而伴随着信息技术的不断完善，智能化机械设备所应有的环节和领域也逐渐扩大。自动化技术在设备制造领域的成功应用，不仅能够提升制造企业产品制造的质量，而且能够提高企业的产品生产效率。所谓的机械设备智能化，就是通过一定的算法输入使得机械设备具备一定的判断能力和思考能力，使其能够独立的完成产品的生产过程，实现整个生产过程的智能化、信息化。同时，为了能够使得智能化机械设备的效用发挥到最大，智能化机械设备的设计者应当对企业的实际情况进行充分的调研，保证设计出的机械设备与企业的实际生产情况相契合，并且通过个性化指令和程序提高机械设备的针对性。在这一过程中，计算机扮演者大脑中枢神经的作用。自动化技术在智能化领域的应用也能够有限的环节目前优秀生产人才以及综合性人才短缺的现状。

（二）数控技术融合应用

在机械设备的设计和制造领域，自动化技术和数控技术是一个不可分割的整体，二者相辅相成、互相促进。与自动化技术相比，数控技术在人工操作层面有着更高的精确度并且具有更高的生产效率。但是二者之间也存在着一定的相同点，比如说二者都是依托于计算机技术发展起来的。将二者融合起来应用于机械制造行业，实现了二者的优势互补，极大的助推了机械制造产业的后续发展，同时使得企业产品生产的精确度达到了较高的水平。但需要我们特别关注的一点是，虽然数控技术和自动化技术有着人力所不可比拟的优势，但是其存在着一定的缺陷尚待完善，因此，在自动化技术和数控技术运行的过程中，应当配备监督人员对其运行过程进行监督，并通过人工来控制产品误差的出现。

（三）虚拟化应用

在机械设备制造行业中，虚拟化技术是自动化信息技术的一个重要组成部分，同时其也是企业创新能力的一个重要表征。虚拟技术的应用不仅可以提高自动化技术的运行成果，还能够弥补自动化技术的不足提高产品生产的精确度。而且通过对生产线的模拟可以保证所生产的产品与市场的实际需求相满足。除此之外，对生产线的模拟可以将生产中会出现的问题直观的反应出来，是企业预先预测风险并采取相应的规避措施，降低问题出现给企业造成的损失。同时，虚拟技术的应用，从根源上防止了机械设备设计不合理的情况的出现，帮助企业降低生产成本从而实现经济效益的最大化。

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