摘要:本文對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在現(xiàn)代企業(yè)中的發(fā)展進(jìn)行了探討,文章從闡述機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化概念入手,進(jìn)一步分析了自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀,并介紹了其在現(xiàn)代企業(yè)中存在的問(wèn)題,在此基礎(chǔ)上提出了機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展及其措施、研究了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化;現(xiàn)代企業(yè);應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展方向
前言
隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速進(jìn)步,對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)制造有著較高的安全、性能方面的需求,這就推動(dòng)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的出現(xiàn)。該自動(dòng)化系統(tǒng)在企業(yè)中進(jìn)行了相當(dāng)廣泛的運(yùn)用——這包括其在生產(chǎn)資料供應(yīng)中、自動(dòng)化檢測(cè)工程中、零部件裝配中的運(yùn)用等;但在這些運(yùn)用層面上,尚且存在著機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于輔助工具的依賴性強(qiáng)、相關(guān)技術(shù)的起步比較晚、缺乏機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的人才等問(wèn)題,如何解決這些問(wèn)題,值得思考。
一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化概述
(一)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化概念
在傳統(tǒng)的操作模式中,機(jī)械生產(chǎn)更多地依靠人力,且一個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)往往要有數(shù)量可觀的員工同時(shí)參與,完成大批量的規(guī)?;a(chǎn),在此環(huán)節(jié)中,生產(chǎn)人員需要對(duì)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)情況等做全面的實(shí)時(shí)的嚴(yán)格監(jiān)管,以免流水線上出現(xiàn)問(wèn)題和隱患。毫無(wú)疑問(wèn),這種嚴(yán)重依賴人力操作的生產(chǎn)與管理模式,在很大程度上造成了資源的浪費(fèi),且其工作效率極低,這與現(xiàn)代化的企業(yè)運(yùn)行無(wú)疑有著一定的不吻合之處。
(二)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化特點(diǎn)
和傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)及制造模式有所區(qū)別的是,自動(dòng)化模式能充分發(fā)揮現(xiàn)代化技術(shù)的優(yōu)勢(shì),將電子設(shè)備、信息化手段作為重要依托,實(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)的自動(dòng)化、集成化操作,進(jìn)而確保工作效率與質(zhì)量。事實(shí)上,機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是對(duì)一系列現(xiàn)代化理念與技術(shù)工藝的全面整合與利用,對(duì)不同的設(shè)計(jì)方法加以深度的融合與協(xié)調(diào),因此它能達(dá)到較高的數(shù)據(jù)分析與處理精度;能夠?qū)ぷ髁鞒踢M(jìn)行精簡(jiǎn)與優(yōu)化,改善機(jī)械制造效率;而現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的使用則能進(jìn)一步控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)的出錯(cuò)概率,使得作業(yè)更為安全穩(wěn)定。不僅如此,機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)增加了全面監(jiān)管與報(bào)警的功能,因此它可以對(duì)整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)流程進(jìn)行全面實(shí)時(shí)監(jiān)控,只要生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)障礙或者不規(guī)范之處,它能迅速監(jiān)測(cè)到并且做出反應(yīng),發(fā)出警示信息以供工作人員注意,迅速采取科學(xué)的問(wèn)題分析與處理措施,避免問(wèn)題大范圍擴(kuò)張。
二、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用
(一)生產(chǎn)資料供應(yīng)中的自動(dòng)化應(yīng)用
如前文所述,機(jī)械設(shè)計(jì)及制造自動(dòng)化與傳統(tǒng)機(jī)械行業(yè)的操作模式有著顯著差異,它改變了傳統(tǒng)生產(chǎn)車間依靠人力進(jìn)行零件、產(chǎn)品生產(chǎn)的局面,使得更多人力被解放出來(lái),從而大大降低人力資源方面的經(jīng)濟(jì)成本,為企業(yè)創(chuàng)造良好的收益;利用計(jì)算機(jī)設(shè)備等進(jìn)行智能化操作,能夠提升管理效率與質(zhì)量;利用電子設(shè)備完成作業(yè),能夠避免危險(xiǎn)作業(yè)給人造成的人身安全問(wèn)題。不僅如此,在傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)、材料使用等方面,往往會(huì)因?yàn)榻?jīng)營(yíng)模式粗放、人為操作失誤等原因影響,使得機(jī)械生產(chǎn)不可避免地引起了環(huán)境污染、資源浪費(fèi)問(wèn)題,這就造成了一定的環(huán)境與資源壓力;而借助自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì),可以更好地對(duì)眾多生產(chǎn)資料進(jìn)行分門(mén)別類地整理、歸納與供應(yīng),讓傳送設(shè)備、自動(dòng)化系統(tǒng)軟件等完成物資的運(yùn)輸也管理,這就能改善物資管理效率,提升其使用率,避免出現(xiàn)不必要的浪費(fèi)。
(二)自動(dòng)化檢測(cè)工程中的應(yīng)用
在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造自動(dòng)化體系中,自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)是一個(gè)具有重要作用的技術(shù)因子,它將虛擬化技術(shù)作為依托,依靠計(jì)算設(shè)備等展開(kāi)工作。自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)的運(yùn)用,能夠取代人力對(duì)生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行監(jiān)督管理,利用計(jì)算技術(shù)及有關(guān)信息檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)產(chǎn)品性能質(zhì)量等加以檢驗(yàn),評(píng)估其是否達(dá)到行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)估其能否達(dá)到市場(chǎng)需求。這種以計(jì)算機(jī)技術(shù)完成的檢測(cè)工作,能夠避免人眼檢測(cè)造成的失誤,盡可能提升檢測(cè)的準(zhǔn)確度,以免生產(chǎn)中的誤差及問(wèn)題留下死角,進(jìn)而拉低整個(gè)機(jī)械工程的生產(chǎn)質(zhì)量。
(三)零部件裝配中的自動(dòng)化應(yīng)用
在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程中,零部件裝配是非常關(guān)鍵的一點(diǎn),而對(duì)其進(jìn)行裝配并不是簡(jiǎn)單地組裝,而是要根據(jù)有關(guān)裝配標(biāo)準(zhǔn)、利用專業(yè)裝配技術(shù)對(duì)零部件進(jìn)行高精度的銜接。在傳統(tǒng)模式中,僅僅依靠人力進(jìn)行裝配,往往會(huì)不可避免地存在誤差,這就影響了整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的精度及品質(zhì),且會(huì)造成大量的人力資源成本,對(duì)相關(guān)企業(yè)的獲益造成一定的不利影響。而機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化體系中的零部件裝配自動(dòng)化,則能有效克服上述一系列問(wèn)題。
三、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展在現(xiàn)代企業(yè)中存在的問(wèn)題
(一)對(duì)于輔助工具的依賴性強(qiáng)
因?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)是隨著信息社會(huì)的到來(lái)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步而出現(xiàn)的,因此在其具體操作需要有強(qiáng)有力的設(shè)備及人才支撐。但當(dāng)前許多機(jī)械企業(yè)因?yàn)閷?duì)先進(jìn)設(shè)備的配置不到位、對(duì)相關(guān)技術(shù)的引進(jìn)不充分,導(dǎo)致技術(shù)優(yōu)勢(shì)未能得到完全體現(xiàn),反而是對(duì)輔助工具有過(guò)度依賴,這無(wú)疑制約了自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新。
(二)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的起步比較晚
和許多西方國(guó)家比較而言,我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)并沒(méi)有形成較長(zhǎng)的使用歷史及較為成熟的操作經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)在該系統(tǒng)中的不少技術(shù)都還處于借鑒、學(xué)習(xí)西方模式的階段中,因此對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)、發(fā)達(dá)工藝、優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)存在一定的依賴,但因?yàn)閲?guó)外的工業(yè)發(fā)展實(shí)際與國(guó)內(nèi)尚且有所不同,這就使得被借鑒過(guò)來(lái)的技術(shù)缺乏足夠的適用性,導(dǎo)致我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展相對(duì)較緩。④
(三)缺乏機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的人才
由于機(jī)械設(shè)計(jì)及制造本身具有一定的專業(yè)性與技術(shù)含量,這就要求相關(guān)企業(yè)單位安排專業(yè)技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行操作與利用。但因?yàn)榇祟惣夹g(shù)在國(guó)內(nèi)的起步本身較晚,還未形成豐富經(jīng)驗(yàn),工作人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少、其對(duì)技術(shù)的掌握程度不足,極易導(dǎo)致操作失誤、設(shè)備受損等問(wèn)題,這就給企業(yè)帶來(lái)了一定損失,也降低了生產(chǎn)效率,使其經(jīng)濟(jì)收益得不到基本保證。
四、機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展及其措施
(一)培養(yǎng)更多的高素質(zhì)人才
鑒于當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi),許多企業(yè)尚未形成優(yōu)質(zhì)的人才隊(duì)伍,這就制約了技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮,企業(yè)單位必須積極采取措施扭轉(zhuǎn)這一局面,配備更多高級(jí)工程技術(shù)人才,加強(qiáng)其專業(yè)理論基礎(chǔ)及實(shí)踐技術(shù)水平等能力的檢驗(yàn),避免資質(zhì)不達(dá)標(biāo)的員工進(jìn)入工作崗位。在后期的日常工作中,相關(guān)單位要長(zhǎng)期舉辦針對(duì)性的培訓(xùn)活動(dòng),幫助技術(shù)操作人員夯實(shí)其理論基礎(chǔ)、強(qiáng)化其技術(shù)能力、掌握行業(yè)前沿的資訊與管理理念、模式,進(jìn)而提升員工的自身素質(zhì),為做好機(jī)械設(shè)計(jì)與制造等工作奠定良好的人力資源基礎(chǔ)。在單位外部,學(xué)校應(yīng)該加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化相關(guān)學(xué)科人才的培養(yǎng)工作,通過(guò)創(chuàng)新教材內(nèi)容、改善教學(xué)手段等措施,提升教學(xué)質(zhì)量,為社會(huì)輸送優(yōu)秀的社會(huì)人才。
(二)均衡發(fā)展各項(xiàng)技術(shù)
由于機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)是依托信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)設(shè)備等發(fā)展起來(lái)的,因此它就整合了與機(jī)械制造、電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等相關(guān)的全部?jī)?nèi)容,因此凸顯出了極為明顯的綜合性特征。⑤要發(fā)揮機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì),就需要調(diào)動(dòng)這一系列不同產(chǎn)品、技術(shù)要素的作用,不能顧此失彼,僅僅片面強(qiáng)調(diào)機(jī)械生產(chǎn)或者信息技術(shù)某個(gè)方面的作用,而是要促進(jìn)其均衡協(xié)調(diào)發(fā)展,進(jìn)而形成良好的規(guī)模效益與集成化效果。
(三)合理利用柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)
柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的利用,將機(jī)械產(chǎn)品的具體信息動(dòng)態(tài)作為前提,借助存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用等系統(tǒng),同時(shí)調(diào)動(dòng)數(shù)字化加工技術(shù)等的作用,使得產(chǎn)品加工作業(yè)更加具體化、精準(zhǔn)化。具體來(lái)說(shuō),因?yàn)槿嵝宰詣?dòng)化技術(shù)的存在,它可以與機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r等保持更緊密的聯(lián)系,對(duì)市場(chǎng)所提出的產(chǎn)品生產(chǎn)需求做出更全面準(zhǔn)確的把握,最終形成能與之保持相互、動(dòng)態(tài)調(diào)整的關(guān)系,這就能確保機(jī)械制造工作的開(kāi)展與市場(chǎng)需求更緊密地聯(lián)系起來(lái),提升產(chǎn)品的實(shí)用價(jià)值。
(四)借助計(jì)算機(jī)綜合性應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)
在專業(yè)的計(jì)算機(jī)綜合機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)正式形成并得到廣泛運(yùn)用前,國(guó)內(nèi)機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了較為科學(xué)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)——這包括相對(duì)獨(dú)立的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)設(shè)計(jì)等內(nèi)容,它們?cè)讵?dú)立的生產(chǎn)工作中有著極其關(guān)鍵的功能,但它們互相之間尚未形成緊密協(xié)調(diào)與配合的關(guān)系,這就使得機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的程序得不到精簡(jiǎn),相關(guān)企業(yè)無(wú)法整合,市場(chǎng)集成化程度不高。⑥而計(jì)算機(jī)綜合機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)則能形成一個(gè)相對(duì)完善的系統(tǒng),它能夠促進(jìn)不同機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的高度融合,進(jìn)而有效提升企業(yè)單位的工作效益。
(五)發(fā)展機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化
當(dāng)前已經(jīng)發(fā)展出了相對(duì)完善的機(jī)電一體化系統(tǒng),它能夠在工作環(huán)境相對(duì)復(fù)雜的條件下得到高效運(yùn)用,其生產(chǎn)效率較高,且可以實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證一體化,是機(jī)電一體化發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要成果。在其具體操作利用環(huán)節(jié),通過(guò)對(duì)環(huán)保節(jié)能等技術(shù)的引入,可以進(jìn)一步達(dá)到控制環(huán)境污染的目的,這就有利于經(jīng)濟(jì)與環(huán)境雙重效益的提升??紤]到當(dāng)前國(guó)內(nèi)機(jī)械自動(dòng)化能力還不強(qiáng),不能有效解決機(jī)械生產(chǎn)中的問(wèn)題。因此,企業(yè)要在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中形成巨大優(yōu)勢(shì),就必須借助網(wǎng)絡(luò)力量,不斷優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化水平。
五、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向
(一)網(wǎng)絡(luò)化
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,并使計(jì)算機(jī)技術(shù)得以大范圍應(yīng)用,從而促進(jìn)了工作效率得到大力提高。而在機(jī)械制造行業(yè)中加入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并使二者相互結(jié)合,對(duì)于機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)也有著重要意義?;ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可對(duì)機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行綜合管控,并充分利用監(jiān)視技術(shù),全方位監(jiān)管生產(chǎn)的全部程序,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并合理解決,保證生產(chǎn)在安全環(huán)境下完成。
(二)實(shí)現(xiàn)綠色化
我國(guó)在很長(zhǎng)一段發(fā)展時(shí)間中,都是以犧牲環(huán)境作為代價(jià)來(lái)發(fā)展經(jīng)濟(jì),這就造成了相對(duì)嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題,基于此,機(jī)械設(shè)計(jì)與制造也必須采用綠色生產(chǎn)理念及工藝。在整個(gè)過(guò)程中,生產(chǎn)作業(yè)必須將降低能耗、控制環(huán)境污染作為重要目的,對(duì)廢棄物進(jìn)行科學(xué)的循環(huán)使用,提升資源利用率。
(三)數(shù)字化和虛擬化
數(shù)字化特征是運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)將產(chǎn)品機(jī)械生產(chǎn)線上的產(chǎn)品表示出來(lái),將機(jī)械加工產(chǎn)品的精度利用數(shù)字表示出來(lái),使得制造加工過(guò)程呈現(xiàn)出一個(gè)可視化的內(nèi)容,保證產(chǎn)品加工的順利進(jìn)行。所謂機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的虛擬化趨勢(shì)是指,在生產(chǎn)的過(guò)程中為了保證產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn),會(huì)利用3D仿真等其他虛擬仿真的方式將設(shè)計(jì)表現(xiàn)出來(lái),然后對(duì)其性能進(jìn)行分析,整合多方面信息,防止浪費(fèi)原材料,保證產(chǎn)品加工的準(zhǔn)確性,有利于提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量與加工效率。
(四)機(jī)電一體化
在計(jì)算機(jī)、專業(yè)機(jī)械設(shè)備與技術(shù)得到持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展的過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化將成為產(chǎn)品制造的重要趨勢(shì),與之同步前進(jìn)的,還有數(shù)控設(shè)備的引入與后續(xù)融合,這就強(qiáng)化了機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)基礎(chǔ),使得自動(dòng)化設(shè)計(jì)與制造的程序得到合理優(yōu)化,使得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得到升級(jí)。不僅如此,在此過(guò)程中,機(jī)械設(shè)計(jì)與制造將進(jìn)一步帶有微型化特征,這就可以在滿足基本使用需求的前提下,達(dá)到降低能耗與經(jīng)濟(jì)成本的重要目的。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在現(xiàn)代企業(yè)中的發(fā)展的探討,意義重大。相關(guān)工作人員需要在明確機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化概念及其特點(diǎn)基礎(chǔ)上,把握其在現(xiàn)代企業(yè)中存在的問(wèn)題;在此基礎(chǔ)上提出機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展及其措施——如培養(yǎng)更多的高素質(zhì)人才、均衡發(fā)展各項(xiàng)技術(shù)、合理利用柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)、借助計(jì)算機(jī)綜合性應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)、發(fā)展機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化、優(yōu)化生產(chǎn)程序并有效控制風(fēng)險(xiǎn)等;最后形成對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向——智能化、綠色化、數(shù)字化和虛擬化、機(jī)電一體化發(fā)展的認(rèn)識(shí)。
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作者簡(jiǎn)介:
張國(guó)梁(1997-),性別:男,民族:漢族族,籍貫:福建省壽寧縣人,學(xué)歷:本科,職稱:學(xué)生,單位:福州大學(xué)至誠(chéng)學(xué)院。