李宗澤

摘 要 傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備存在的一些問題已經(jīng)制約了現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備中成熟應(yīng)用為機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化與智能化提供了解決方案，文章從對傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備存在的問題出發(fā)，闡述了計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的結(jié)合，并指出了計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用給實(shí)際生產(chǎn)制造產(chǎn)生的積極作用，以機(jī)電一體化、智能機(jī)器、智慧工廠為代表的先進(jìn)制造方式是未來制造業(yè)的核心。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)技術(shù)；機(jī)械設(shè)備；機(jī)電一體化；智能機(jī)器；智慧工廠

中圖分類號 TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）215-0122-02

各種機(jī)械給生產(chǎn)生活帶來了極大的便利，發(fā)揮著重要的作用，但是根據(jù)實(shí)際的使用情況來看，也存在一些問題，例如機(jī)械運(yùn)行效率低、產(chǎn)品制造精度不高、運(yùn)行操作不便且存在一定的生產(chǎn)操作風(fēng)險(xiǎn)。而當(dāng)今迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)以其獨(dú)有優(yōu)勢可以很好的解決當(dāng)前存在的問題，如計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化，來實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、提高制造精度等優(yōu)勢?？梢姡瑐鹘y(tǒng)機(jī)械設(shè)備的升級改造已離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用。

本文針對傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)及其存在的問題，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢，來分析計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的結(jié)合及所帶來的技術(shù)優(yōu)勢，以此促進(jìn)對先進(jìn)智能機(jī)械設(shè)備的認(rèn)識，為后續(xù)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)研究奠定基礎(chǔ)。

1 傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備

我國作為機(jī)械發(fā)展最早的國家之一，從古代的指南針、地動(dòng)儀、水力機(jī)械，到如今的機(jī)械自動(dòng)化與智能化制造，經(jīng)歷了曲折變化的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造道路。與智能化機(jī)械相對應(yīng)的那些傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備在過去為生產(chǎn)制造帶來了革命性變化，如提高了生產(chǎn)效率、改善了工作環(huán)境、滿足了生產(chǎn)需求等，但是隨著制造業(yè)的激烈競爭與技術(shù)發(fā)展要求，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備已經(jīng)難以滿足實(shí)際要求，比如：制造精度不足，無法滿足高精尖需求；自動(dòng)化參差不齊，仍需人工參與操作；智能化水平不高，造成大量資源浪費(fèi)；生產(chǎn)環(huán)境惡劣，存在一定安全隱患。

1）制造精度不足。如傳統(tǒng)的機(jī)床，完全依賴于設(shè)備自身的配合和熟練的人工操作才能制造出一定精度的原部件，但是所制造出的產(chǎn)品仍舊無法滿足精度要求，這嚴(yán)重限制了相關(guān)高精尖技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也造成了資源材料的浪費(fèi)。

2）自動(dòng)化參差不齊。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備由于其制造的出發(fā)點(diǎn)主要替換人工的重復(fù)勞動(dòng)，雖然在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)簡單的自動(dòng)化操作，但是由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制，導(dǎo)致傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化程度不高，實(shí)際應(yīng)用過程中仍需大量的人工操作，這顯然是不符合今后生產(chǎn)要求。

3）智能化水平不高。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備只能實(shí)現(xiàn)簡單的重復(fù)操作，幾乎談不上智能操作，其在運(yùn)行過程中完全依賴操作者的行為，尤其是在一些需要不斷改進(jìn)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，很難實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的學(xué)習(xí)與改造，這不符合當(dāng)前提出的智能制造發(fā)展戰(zhàn)略需求。

4）生產(chǎn)環(huán)境惡劣。生產(chǎn)車間機(jī)械設(shè)備繁多，一般都伴隨噪音、油污以及其他高危險(xiǎn)的操作，而傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備由于其需要人工全程現(xiàn)場操作，這給現(xiàn)場工人帶來極大的潛在風(fēng)險(xiǎn)，有的生產(chǎn)事故甚至造成人員傷亡，這些隱患對企業(yè)、社會和國家都是難以承受的。

可見，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備雖然給生產(chǎn)制造帶來了一定便利，但是其存在的上述這些典型問題嚴(yán)重約束了生產(chǎn)制造業(yè)的發(fā)展，機(jī)電一體化、智能機(jī)器與智慧工廠已經(jīng)成為當(dāng)前機(jī)械設(shè)備的主流方向，高度自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備與生產(chǎn)車間是推動(dòng)智能制造向前發(fā)展的基礎(chǔ)。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

以計(jì)算機(jī)為代表的信息技術(shù)已經(jīng)在機(jī)械設(shè)備中得到了長足的應(yīng)用，如上述提到的已經(jīng)發(fā)展成熟的機(jī)電一體化技術(shù)，以及正在發(fā)展的智能機(jī)器與智慧工廠技術(shù)，其本質(zhì)都是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的融合。

2.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的結(jié)合

計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用主要經(jīng)歷了3個(gè)典型的發(fā)展階段，分別為機(jī)電一體化、智能機(jī)器與智慧工廠。

1）機(jī)電一體化。機(jī)電一體化是機(jī)械設(shè)備發(fā)展的潛在需求，由日本人在20世紀(jì)70年代提出的新概念，也稱為機(jī)械電子技術(shù)。其主要是在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備上使用電子信息技術(shù)來提高機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高效執(zhí)行與高精度工作，有助于機(jī)械設(shè)備的可靠性提高與低能耗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，且已經(jīng)得到了充分的發(fā)展與應(yīng)用，如數(shù)控機(jī)床，電液伺服機(jī)構(gòu)等。

2）智能機(jī)器。智能機(jī)器是繼機(jī)電一體化技術(shù)之后計(jì)算機(jī)與機(jī)器人結(jié)合的新產(chǎn)物，與傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器只根據(jù)固有的程序進(jìn)行重復(fù)的工作不同，智能機(jī)器可以感知外界的環(huán)境，依據(jù)計(jì)算機(jī)賦予的識別、推理、判斷能力，在一定范圍內(nèi)自行修改程序，對外界的刺激做出應(yīng)答。而更高級的智能機(jī)器則可以通過深度學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)來獲得修改程序的原則，從而獲得更強(qiáng)大的推理思考能力。如戰(zhàn)勝了眾多圍棋高手的阿法狗、Master就是能夠深度學(xué)習(xí)的智能機(jī)器，可見計(jì)算機(jī)與機(jī)械結(jié)合對推動(dòng)智能化發(fā)展有著重要作用。

3）智慧工廠。智慧工廠是在智能機(jī)器基本普及的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和監(jiān)控設(shè)備加強(qiáng)信息管理，完全掌握生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上的人工干預(yù)、及時(shí)正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，進(jìn)行合理的安排生產(chǎn)計(jì)劃與進(jìn)度。并加上綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建一個(gè)高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化智慧工廠。

2.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用對生產(chǎn)制造的作用

除了2.1所敘述的計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的結(jié)合，計(jì)算機(jī)技術(shù)在整個(gè)生產(chǎn)制造過程都能發(fā)揮極大的作用，如計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程管理、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的模擬等為實(shí)際生產(chǎn)過程提供了極大的便利，為生產(chǎn)制造企業(yè)提高了生產(chǎn)效率。

1）計(jì)算機(jī)輔助制造對生產(chǎn)制造的作用。借助計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件（如CAD/CAM），開展機(jī)械設(shè)備等制造產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)、工程描述、信息表達(dá)與轉(zhuǎn)化等，可以完成機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)構(gòu)思與可行性論證、總體設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)，以及機(jī)械設(shè)備的常規(guī)參數(shù)計(jì)算與分析等，這徹底改變了傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備手工設(shè)計(jì)模式，為機(jī)械設(shè)備的現(xiàn)代制造技術(shù)帶來了跨越式進(jìn)步與發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化制造，提高了整體制造效率與科技水平，也為后續(xù)發(fā)展智能制造奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

2）計(jì)算機(jī)控制技術(shù)對生產(chǎn)制造的作用。其實(shí)計(jì)算機(jī)的技術(shù)在生產(chǎn)制造領(lǐng)域已經(jīng)十分廣泛，最初始的是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化功能，其主要通過采用傳感器、控制器與執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備與系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，進(jìn)而為全廠全過程控制奠定基礎(chǔ)，也是實(shí)際生產(chǎn)制造自動(dòng)化的基礎(chǔ)技術(shù)，其對提高生產(chǎn)效率、制造精度與安全可靠具有積極作用。

3）計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)對生產(chǎn)制造的作用。如果說計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是生產(chǎn)制造企業(yè)的底層應(yīng)用，那計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)就是上層管理的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)是企業(yè)實(shí)施信息化建設(shè)的基礎(chǔ)，主要采用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為生產(chǎn)制造企業(yè)提供先進(jìn)的生產(chǎn)運(yùn)作與生產(chǎn)管理手段，如對生產(chǎn)制造物料管理與倉儲管理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程與生產(chǎn)管理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)企業(yè)各生產(chǎn)流程的全過程管理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)的效率與效益的雙提高。

4）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對生產(chǎn)制造的作用。對于有些生產(chǎn)制造過程設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)過程中由于難以開展的實(shí)際實(shí)驗(yàn)，否則會對生產(chǎn)設(shè)備造成不必要的破壞，這種情況下就需要開展相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)分析，如對設(shè)備的控制仿真分析。除此之外生產(chǎn)制造系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，集生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)工藝、設(shè)備管理、人員管理、物料采購等于一體的系統(tǒng)，為提高生產(chǎn)企業(yè)對全過程的管控，有時(shí)也需要通過對全系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析來對實(shí)際過程做出合理決策。

3 結(jié)論

計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)作為生產(chǎn)制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心手段，在給傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備帶來高度自動(dòng)化與智能化的同時(shí)，也為生產(chǎn)產(chǎn)品提高了附加值，更是生產(chǎn)制造企業(yè)在市場競爭中需要依賴的核心技術(shù)。本文從計(jì)算機(jī)技術(shù)在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用分析，重點(diǎn)圍繞機(jī)電一體化、智能機(jī)器與智慧工廠為主線進(jìn)行了應(yīng)用分析，并進(jìn)一步拓展到計(jì)算機(jī)技術(shù)對整個(gè)生產(chǎn)制造過程的作用，以此闡述計(jì)算機(jī)技術(shù)對機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)過程、制造企業(yè)的重要性。

參考文獻(xiàn)

[1]陳亮華.淺談?dòng)?jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械制造中的運(yùn)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2012（11）：111-112.

[2]邵明軍.淺談機(jī)械制造中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用[J].職業(yè)技術(shù)，2013（4）：95.

[3]白小文.計(jì)算機(jī)技術(shù)在航空制造業(yè)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（17）：69.

[4]董鈺銘.計(jì)算機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（9）：165.

[5]呂柏?zé)?計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用探究[J].工程技術(shù)（全文版），2016（12）：292-297.

[6]錢誠.關(guān)于企業(yè)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的分析與研究[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2016，29（1）：126-127.