劉樂

摘要：本文簡要概述了機械設計制造與自動化技術的基本內(nèi)容與使用要點，重點從多元化分析的視角探究了機械設計制造與自動化應用在應用技術、應用領域以及應用優(yōu)勢的多元化特點，并提出了及時更新技術、加強技術宣傳、完善共享平臺以及引進培養(yǎng)人才的策略，以加強機械設計制造以及自動化的應用。

Abstract： This paper briefly summarizes the basic content and key points of mechanical design， manufacturing and automation technology， focusing on the characteristics of the application and application technology， application advantages， and proposes the strategies of timely updating technology， strengthening technical publicity， improving the sharing platform and introducing talents to strengthen the application of mechanical design and manufacturing and automation.

關鍵詞：多元化視角;機械設計制造;自動化技術;柔性自動化;集成化

Key words： diversified perspective;mechanical design and manufacturing;automation technology;flexible automation;integration

中圖分類號：TH122 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）01-0211-03

0 ?引言

自動化是指不過度依賴人為操作，而是利用電力驅(qū)動完成設備的自動運行，幫助機械加工環(huán)節(jié)更好更快地完成工作，同時也可通過電子技術完成設備的智能啟停，實現(xiàn)各項參數(shù)的及時調(diào)節(jié)，對于機械設計制造具有重要作用。為了保證自動化技術的高效運用，首先要對機械設計制造自動化的基本內(nèi)容進行深入了解。

1 ?機械設計制造自動化概述

自動化技術是以互聯(lián)網(wǎng)以及通信技術作為應用基礎，通過將所有信息資源進行整合處理，實現(xiàn)無人干預便可對產(chǎn)品工藝參數(shù)完成智能調(diào)節(jié)的工作模式。隨著機械設計制造企業(yè)對自動化技術的高效運用，對生產(chǎn)系統(tǒng)中的軟件與硬件設施進行了一定程度的優(yōu)化與升級。其中軟件系統(tǒng)需要依托服務器與網(wǎng)絡設施來完成使用，不同功能模塊分別負責各環(huán)節(jié)的控制與運行，能夠自動采集加工信息并完成在線存儲，幫助工作人員利用計算機更好的完成資源調(diào)配，實現(xiàn)資源的最大化運用。而硬件設施上也實現(xiàn)了數(shù)字化控制，能夠支持操作人員通過編程系統(tǒng)完成產(chǎn)品的加工制造。應用自動化技術進行機械設計制造時需要注意以下要點，第一，為了確保自動化技術的高效運用，需要保證材料與設備的高效性能，確保所選用的材料設備符合實際生產(chǎn)需求，并確保投入使用的機械裝置可以切實提高加工制造效率與應用的便捷性。因此在購置過程中需要優(yōu)先選擇能夠滿足可回收、可分解等要求的材料，盡可能減少金屬材料的使用比例，而對于耐久性較低的材料，則要使用自動化非金屬材料代替，這樣不僅可以減少對生態(tài)環(huán)境的污染，還能充分展現(xiàn)可塑性的優(yōu)勢。第二，使用高性能發(fā)動機，由于機械制造的自動化效果通常取決于發(fā)動機的工作效率，因此發(fā)動機本身的性能要保證不會對制造過程造成影響，并有利于后續(xù)維護、保養(yǎng)等工作的開展。而在設計過程中，需要以排放量低、能耗小的增壓柴油發(fā)動機作為主要擇選對象。一旦發(fā)動機無法符合自動化技術的使用需求，便不可投入到機械制造當中。第三，強化機械結(jié)構(gòu)，自動化技術本身具有適應性強、功能性完善等特點，能夠為機械行業(yè)生產(chǎn)提供良好的支持，因此為了確保相應優(yōu)勢的最大化呈現(xiàn)，可借助優(yōu)化機械內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)設備之間的集成性加強，要求工作人員在系統(tǒng)中對各類機械裝置進行集中控制，并確保設備的使用效率保持最大化。

2 ?多元化分析視角下機械設計制造自動化應用的特點

2.1 應用技術多元化

2.1.1 組裝自動化

對于部分需要組裝的機械而言，自動化組裝技術是其使用較多的自動化技術。例如汽車機械制造，汽車主要由各類機械部件構(gòu)成，在進行機械制造的過程中組裝自動化技術能夠替代人工自動化組裝，將汽車組裝效率大大提高，同時減少人工操作能夠提高其組裝質(zhì)量，以往依賴于人工組裝非常容易出現(xiàn)操作失誤，而自動化組裝則能夠避免此類情況的發(fā)生。以凱迪拉克為例，該汽車制造工廠已經(jīng)啟用自動化機器人進行汽車的組裝，其車間面積超過4.5萬m2，與6.5足球場面積相當，將近400臺機器人中有一半都在車身機械自動組裝工廠中工作，只有十多位工人在車間內(nèi)對機器人進行管理，在自動化技術的幫助下，其每天都能夠生產(chǎn)80多臺汽車[1]。

2.1.2 柔性自動化

柔性化應用的特點體現(xiàn)在可以依照外界環(huán)境呈現(xiàn)與之對應的適應能力，是指經(jīng)過柔性化技術加工制造出的產(chǎn)品更符合市場的需求環(huán)境與應用特征，能夠遵從發(fā)展性原則與經(jīng)濟變化趨勢，進行產(chǎn)品特點的修正與完善。當前機械企業(yè)在設計和制造產(chǎn)品時需要根據(jù)客戶的使用要求來調(diào)節(jié)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與類型，因此提高產(chǎn)品的適用性是各機械設計制造過程中需要切實解決的問題。在使用柔性化技術時需要將其與其他技術有機結(jié)合，在保障產(chǎn)品有序生產(chǎn)的基礎上，優(yōu)化人員操作行為、升級計算機系統(tǒng)界面，并合理構(gòu)建產(chǎn)品信息與參數(shù)，充分發(fā)揮計算機管理性能，以此達到保障信息系統(tǒng)運行可靠性、保障產(chǎn)品交貨時間的目的。

2.1.3 集成化技術

集成化技術是機械設計制造產(chǎn)業(yè)自動化控制的主要發(fā)展方向，是指將計算機技術進行高度整合，使其能夠作為一個整體被運用到生產(chǎn)系統(tǒng)當中，借助其包含的管理、信息等程序，優(yōu)化加工流程，促進自動化生產(chǎn)，使設計、加工、制造方式更加多元化、多樣化，并實現(xiàn)統(tǒng)一的調(diào)度管理，避免無序化的流程開展，影響加工制造效率。在集成化技術的使用過程中，不同工藝間的整合還可強化生產(chǎn)全過程的統(tǒng)籌管理，完成零部件的動態(tài)集成，同時還可帶動資源的優(yōu)化配置，切實發(fā)揮自動化技術在機械加工制造中的實際作用。此外，工作人員也要進一步豐富自身的理論知識，提升工藝水平，能夠有效應對產(chǎn)品制造過程中出現(xiàn)的突發(fā)狀況。

2.1.4 智能化技術

與以往的加工模式相比，智能化技術可以實現(xiàn)加工制造的全過程調(diào)節(jié)與控制，自動識別系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、參數(shù)，完成應用系統(tǒng)的全方位檢測，并根據(jù)分析結(jié)果，找出加工制造時存在的不足與漏洞，之后借助專家系統(tǒng)與神經(jīng)元網(wǎng)絡自行設計出一套切實可行的解決方案，同時記錄好相應信息作為故障案例，避免同類型問題再次發(fā)生。此外，為了確保智能化技術優(yōu)勢的充分發(fā)揮，工作人員要設置相應的管理系統(tǒng)以及人機操作界面，站在實際需求角度出發(fā)，確保資源的高效實用，防止資源浪費現(xiàn)象的產(chǎn)生。智能化技術能夠減少自動化控制系統(tǒng)發(fā)生故障的頻率，對其運行的全過程進行全面的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)或設備發(fā)生了故障，則需要積極應用智能化技術診斷問題發(fā)生的原因，確定問題發(fā)生的部位，智能化系統(tǒng)能夠在故障發(fā)生的第一時間向工作人員發(fā)出警報，并進行故障數(shù)據(jù)的匯總和分析，將調(diào)查的結(jié)果反饋給工作人員，方便工作人員進行故障診斷和處理，對系統(tǒng)的運行效率具有顯著的提高作用。智能化技術在軟件設計中也獲得了較好的應用。例如CAD軟件，傳統(tǒng)設計方法的主要材料是不同類型的模具，自動化控制的系統(tǒng)在運行過程中難以避免地存在缺陷，例如無法有效地預測問題，導致數(shù)據(jù)接收所需要的時間發(fā)生了延遲，自動化控制系統(tǒng)的準確性被降低。而智能化技術參與軟件設計時，能夠改變CAD軟件設計的思路，將以上的問題妥善地解決。智能化技術在自動化控制的領域推出了符合先進技術的設計概念，其運用的設計思維是多元化空間方向，采用的設計模型也具有多維度的特點，讓自動化控制的程序與系統(tǒng)更加地契合，完全滿足當今時代下自動化控制領域的需求。目前而言，智能化技術應用于CAD軟件設計能夠?qū)ζ溥M行設置上的優(yōu)化，將其設計效率進行全力提高，保證了設計方案的精確性。同時將CAD軟件相關的設計方案質(zhì)量進一步提高，充分結(jié)合該軟件實際的使用需求，解決CAD軟件的設計方案中存在的問題?？偠灾?，智能化技術的積極應用使自動化控制中軟件設計領域的工作實現(xiàn)高效快捷的開展。

2.1.5 數(shù)控技術

在汽車機械制造中應用的數(shù)控技術是自動控制與計算機的結(jié)合，在其各自的優(yōu)勢上衍生出來的更高效的自動化技術，其自動化的程度較高，所需的勞動強度比較低，制造出的機械擁有更高的精度與一致性，因此主要將數(shù)控技術運用于設計環(huán)節(jié)與制造環(huán)節(jié)。除此之外，數(shù)控技術在焊接工作中的應用也十分關鍵。例如凱迪拉克的工廠中由于需要進行全鋁車身的制造，因此積極應用數(shù)控技術進行焊接，在數(shù)控技術幫助進行精確的鋁激光焊接工作后，其結(jié)構(gòu)強度提升了20%。但此類數(shù)控技術的局限性也較為明顯，主要突出在其操作難度比較大，對技術人員的專業(yè)要求較高等方面。

2.2 應用領域多元化

2.2.1 電氣領域

電氣工程的各個環(huán)節(jié)都要利用有效措施進行控制，傳統(tǒng)的控制手段是由人工完成的，其工作量較大，并且人工控制經(jīng)常會出現(xiàn)差錯，影響工程效果。而自動化技術可以完全代替工作人員完成相應的控制操作，極大地降低了工作人員承擔的工作壓力，減少了低級錯誤的發(fā)生，提高了系統(tǒng)控制能力。自動化技術是利用計算機算法進行數(shù)據(jù)計算操作的，因此可以實現(xiàn)實時且動態(tài)地監(jiān)控電氣工程的運行，對于存在的隱患進行及時地排查和解決。由于科學技術發(fā)展的勢頭越發(fā)迅猛，電氣工程機械化的程度越來越高，自動化控制項目所需要的基層工作人員越來越少，大量的自動化機器已經(jīng)逐漸取代了人工崗位，推動著電氣設備逐步向自動化方向靠攏。在電氣領域中，相關工作人員充分利用自動化技術，將自動化控制的專業(yè)能力進行不斷地提高，讓自動化硬件與軟件形成相互協(xié)作的方式，精簡了自動化控制的整體工作流程，保證了工作方案的科學性。

2.2.2 工業(yè)領域

由于工業(yè)領域中機械制造的產(chǎn)品較多，因此自動化在工業(yè)領域中的應用最為廣泛，例如汽車機械設計制造、飛機機械設計制造等，以汽車機械設計制造為例，PLC技術是當前汽車機械制造中應用較為廣泛的自動化技術，該技術能夠?qū)o人車間實現(xiàn)，落實生產(chǎn)線的自動化管理。傳統(tǒng)的沖壓車間需要要求較高的沖壓形式與合適的壓強，導致沖壓車間在管理上難度較大，并對其運行速度造成了阻礙。而PLC自動化控制技術的引入則能夠智能管控車間內(nèi)的高速沖壓，實時監(jiān)控沖壓中的各項參數(shù)，在保證制造效率的同時將車間運行的風險大大降低。在PLC技術的基礎上進行延伸還可以實現(xiàn)總線技術，其能夠與其他各類自動化技術進行結(jié)合，提高自動化制造的水平[2]。

2.2.3 農(nóng)業(yè)領域

在現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)發(fā)展中，隨著機械化農(nóng)業(yè)的推進，自動化已經(jīng)逐步融入農(nóng)業(yè)的機械設計與制造之中。當今飛速發(fā)展的社會中自動化技術已然成為了重要的資源，對于農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營來說，為了獲得更快更穩(wěn)健的發(fā)展，必須要積極利用新興的自動化技術，提高對自動化技術的重視，加快農(nóng)業(yè)機械的設計制造步伐。對于農(nóng)業(yè)中的機械設計制造來說，恰好需要先進的自動化技術來幫助農(nóng)業(yè)機械化的進一步推進。該類技術能夠使農(nóng)業(yè)的機械設計與管理工作更加合理。

2.3 應用優(yōu)勢多元化

2.3.1 提升系統(tǒng)穩(wěn)定性

自動化技術能夠提升機械設計制造的系統(tǒng)穩(wěn)定性，保證其生產(chǎn)質(zhì)量，由于自動化控制能夠使制造系統(tǒng)依照既定的程序設計完成產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，可以有效避免因人為操作失誤導致產(chǎn)品不合格的現(xiàn)象，自動化系統(tǒng)穩(wěn)定性極強，使用良好的性價比，可以縮短產(chǎn)品制造時間，操作方法上也更加方便、簡易，因此能夠保障產(chǎn)品的實際性能。

2.3.2 加強制造安全性

自動化技術能夠改善應用環(huán)境，對生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設備參數(shù)進行精細化管理，提升數(shù)據(jù)精確性，確保加工質(zhì)量滿足安全標準。例如在機械制造過程中，工作人員可利用自動化技術控制加工指令，還可以對機械設備進行監(jiān)督與監(jiān)測，確保當發(fā)現(xiàn)故障、安全問題時能夠采取合理的解決方案，避免事故隱患的進一步擴大。

2.3.3 增強制造便攜性

自動化設備僅僅需要部分數(shù)據(jù)就可以采取正確的反應措施，同時利用數(shù)據(jù)檢測系統(tǒng)監(jiān)控機械制造的設備。機械設計制造系統(tǒng)在應用了自動化技術后，操作變得更加便捷與簡單。應用自動化技術可以為機械設計制造減少不可控因素，直接實現(xiàn)自動化控制，將機械制造的效率進行全面的提高，保證制造系統(tǒng)的安全和可靠。

2.3.4 降低資源成本

傳統(tǒng)機械設計制造在管理方式上略顯粗放，容易受人為、環(huán)境等多方因素影響，無法切實保障指令的實施，而自動化技術條件下實現(xiàn)了機械設計與制造流程的全方位監(jiān)管，使傳統(tǒng)管理方式得以完善與優(yōu)化，保證各項資源合理運用，減少了浪費、亂用等現(xiàn)象，從而達到降低成本費用的目的。

3 ?加強機械設計制造自動化應用的策略

3.1 及時更新技術

由于科技發(fā)展的勢頭非常迅猛，自動化技術的更新?lián)Q代極快，因此機械設計制造需要及時地對自動化技術進行更新以獲得更完備的性能，保障機械設計制造更加高效高質(zhì)高量。如今的機械設計制造自動化技術仍然存在或多或少的缺陷，只有不斷地更新自動化技術才能夠保證機械設計制造方面的工作更方便、更快捷、更安全。

3.2 加強技術宣傳

自動化技術的發(fā)展是有目共睹的，但仍有人員故步自封，堅持用傳統(tǒng)的設計制造方法進行機械設計制造工作，此類現(xiàn)象是自動化技術的應用宣傳的不到位引起的。要想讓自動化技術更快地融入機械設計制造，必須要加強該技術的宣傳，讓其充分認識到自動化技術的創(chuàng)新性與實用性。因此相關企業(yè)應當開辦自動化技術的相關講座，號召大家學習自動化技術，還可以邀請自動化技術應用較強的人員進行演講或者派遣單位技術人員去其他應用較好的企業(yè)或項目進行學習，只有切身體會到自動化技術在機械設計制造中的強大作用，才能夠激發(fā)其使用自動化技術的欲望。

3.3 完善共享平臺

機械設計制造想要緊跟自動化發(fā)展的浪潮，需要充分利用現(xiàn)代化的技術，建設自動化共享平臺進行自動化技術的共享。自動化共享平臺完全符合機械設計制造在發(fā)展上的需要，能夠?qū)C械設計制造的需求進行整理和歸檔，還可以將當前建設情況納入其中，為機械設計制造的反思與進步提供有效的數(shù)據(jù)參考，為機械設計制造自動化的應用提供了有力的信息化保障。隨著時代改革的創(chuàng)新，傳統(tǒng)的自動化共享平臺已經(jīng)不能夠滿足如今大量機械設計制造的共享需求，因此需要加強對該平臺的完善和應用。完善自動化共享平臺可以通過利用先進的區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)，以區(qū)塊鏈的優(yōu)勢確保共享平臺的穩(wěn)定運行。

3.4 引進培養(yǎng)人才

要想自動化技術在機械設計制造之中取得進步與發(fā)展，必須要重視相關工作人員的素質(zhì)培養(yǎng)。一方面企業(yè)應當應對參與機械設計制造的工作人員積極展開培訓工作，培訓的內(nèi)容主要包括自動化技術的應用、機械設計制造的安全管理等。另一方面，企業(yè)還需要對其進行嚴格的績效考核，將其自動化技術應用的工作與績效考核結(jié)合起來，讓其了解機械設計制造中的自動化技術應用與其獎懲息息相關，進而擺正其工作的態(tài)度。除了要注重老員工的業(yè)務培訓，還需要積極引進優(yōu)秀人才。在招聘過程中，優(yōu)先錄取綜合能力較強的人員，考核其自動化技術應用能力，探討其對機械設計制造未來發(fā)展的認知。機械設計制造的工作人員不僅需要順應時代的發(fā)展提高自己的自動化技術應用能力，更需要不斷提高自身的職業(yè)素養(yǎng)。

4 ?結(jié)論

總而言之，自動化技術在機械設計制造應用中需要注意諸多應用要點，從多元化分析的視角看來，機械設計制造與自動化的應用具有應用技術多元化、應用領域多元化以及應用優(yōu)勢多元化的特點，當前多種自動化技術被應用于機械設計制造之中，其具有較多、較明顯的優(yōu)勢，被應用于電氣、工業(yè)與農(nóng)業(yè)等多重領域，為了更好的應用自動化技術，需要及時更新技術、加強技術宣傳、完善共享平臺以及引進培養(yǎng)人才。

參考文獻：

[1]劉馥，王輝，于文強.基于PDM的工程機械項目管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2021，57（06）：26-27.

[2]陳至歡，劉云韓.新形勢下自動化技術在機械設計制造中的應用研究[J].內(nèi)燃機與配件，2021（19）：155-156.

[3]周澤宏.自動化技術及其在機械制造中的應用研究[J].內(nèi)燃機與配件，2019（06）：219-220.