陳小坤

江西銅業(yè)集團(tuán)建設(shè)有限公司 江西 南昌 330000

引言

近些年，伴隨科技水平的持續(xù)提高，機(jī)械行業(yè)已然全方位普及了自動(dòng)化技術(shù)，通過(guò)對(duì)該技術(shù)的引進(jìn)，促使機(jī)械有關(guān)公司取得了更多的經(jīng)濟(jì)收益。所以，從企業(yè)發(fā)展的角度來(lái)看，務(wù)必要結(jié)合自身具體狀況，對(duì)目前的機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)展開(kāi)更加深入的研究與創(chuàng)新，保證公司具備更大的發(fā)展前景，從而持續(xù)提升機(jī)械生產(chǎn)制造效率與質(zhì)量水平。

1 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域應(yīng)用的重要性

1.1 提升產(chǎn)品質(zhì)量和一致性

自動(dòng)化技術(shù)能夠消除人為因素的影響，提高產(chǎn)品的制造精度和一致性。機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的自動(dòng)化系統(tǒng)可以準(zhǔn)確執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù)，避免了人為錯(cuò)誤和變異，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性與可靠性。

1.2 加強(qiáng)安全性和工作環(huán)境

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中能夠承擔(dān)一些危險(xiǎn)、粗重和煩瑣的工作，減少工人的直接接觸，從而降低了意外事故的風(fēng)險(xiǎn)。此外，自動(dòng)化系統(tǒng)還可以?xún)?yōu)化工作流程，改善工作環(huán)境，提高員工的工作舒適度和安全性[1]。

1.3 加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期

自動(dòng)化技術(shù)可以在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的各個(gè)階段提供更快速、高效的解決方案。通過(guò)使用自動(dòng)化軟件和機(jī)器人，可以加速設(shè)計(jì)過(guò)程、優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃、縮短交貨周期，使企業(yè)能夠更快地將新產(chǎn)品推向市場(chǎng)，并增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1.4 實(shí)現(xiàn)定制化生產(chǎn)

自動(dòng)化技術(shù)的靈活性和可編程性使得機(jī)械設(shè)計(jì)和制造能夠更好地滿足客戶的個(gè)性化需求。通過(guò)靈活的自動(dòng)化系統(tǒng)，企業(yè)可以根據(jù)客戶要求定制產(chǎn)品，提供多樣化的選擇，滿足市場(chǎng)細(xì)分需求，增加市場(chǎng)份額。

2 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造中的應(yīng)用

2.1 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的智能化應(yīng)用

隨著科技的不斷進(jìn)步，智能化設(shè)備嵌入到機(jī)械設(shè)計(jì)及制造過(guò)程中，不僅提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，還使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程更加靈活和可控。

在一體化生產(chǎn)方面，智能化應(yīng)用涵蓋了機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、裝配等各個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)智能化的設(shè)備和系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作、無(wú)人看管生產(chǎn)以及信息化管理。例如，在設(shè)計(jì)階段，智能化軟件可以模擬和優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在制造階段，智能化設(shè)備能夠根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)和加工流程，確保產(chǎn)品的一致性和精度。在裝配階段，智能化機(jī)器人和自動(dòng)化設(shè)備可以自動(dòng)完成零件的裝配和測(cè)試，減少人力成本和操作錯(cuò)誤的可能性。

智能化設(shè)備還具備自我監(jiān)控和調(diào)整的能力，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中的異常情況，并做出相應(yīng)的調(diào)整。通過(guò)傳感器和監(jiān)控系統(tǒng)，智能化設(shè)備可以監(jiān)測(cè)溫度、壓力、振動(dòng)等參數(shù)，及時(shí)預(yù)警并調(diào)整工藝參數(shù)，確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。這種自我監(jiān)控和調(diào)整的功能在無(wú)人看管的情況下，能夠保證設(shè)備的高效運(yùn)行和生產(chǎn)品質(zhì)的穩(wěn)定性[2]。

智能化設(shè)備能通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)，賦予判斷甄別和思考能力，可以根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則和算法，自動(dòng)判斷產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)行故障診斷和修復(fù)。例如，在質(zhì)量檢測(cè)方面，智能化設(shè)備可以通過(guò)圖像識(shí)別和數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)辨別產(chǎn)品表面的缺陷和不良，提前做出判定和報(bào)警。在發(fā)生故障時(shí)，智能化設(shè)備可以分析故障原因，并提供相應(yīng)的解決方案，減少停機(jī)時(shí)間和維修成本。

為了更好地應(yīng)用智能化技術(shù)，需要根據(jù)具體需求進(jìn)行合理的設(shè)置和調(diào)整。首先，必須明確制定智能化設(shè)備的工作流程和操作指令，確保設(shè)備按照預(yù)期進(jìn)行工作。其次，需要對(duì)智能化系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)和更新，保持其高效運(yùn)行和適應(yīng)新需求的能力。另外，通過(guò)高端儀器設(shè)備和先進(jìn)的軟件應(yīng)用，可以進(jìn)一步提升智能化設(shè)備的性能和功能，實(shí)現(xiàn)更精確、高效的機(jī)械設(shè)計(jì)及制造。

2.2 集成化應(yīng)用

作為計(jì)算機(jī)綜合體系的一部分，計(jì)算機(jī)集成化系統(tǒng)通過(guò)提供管理、制造、設(shè)計(jì)和質(zhì)量監(jiān)控等輔助功能，為機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了諸多便利。通過(guò)有效的資源規(guī)劃和協(xié)調(diào)，集成化系統(tǒng)可以降低加工成本，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)集成化生產(chǎn)，企業(yè)能夠減少冗余和浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)資源的最大利用，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)能。集成化系統(tǒng)借助自動(dòng)化技術(shù)和現(xiàn)代前沿電子信息技術(shù)等手段，實(shí)現(xiàn)智能化處理出廠質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化監(jiān)控，從而提高產(chǎn)品的一致性和可靠性，使得企業(yè)能夠更好地監(jiān)控和管理產(chǎn)品質(zhì)量，提供高品質(zhì)的產(chǎn)品，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[3]。

要想實(shí)現(xiàn)集成化生產(chǎn)，需要在機(jī)械設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面規(guī)劃。在產(chǎn)品制作、規(guī)劃、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)等方面，要充分考慮集成化的要求，減少研發(fā)時(shí)間和成本，并確保研發(fā)質(zhì)量和效率。通過(guò)全面規(guī)劃，可以降低開(kāi)發(fā)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)和錯(cuò)誤，提高產(chǎn)品的創(chuàng)新性和市場(chǎng)適應(yīng)性，有效控制企業(yè)的資金成本。自動(dòng)化技術(shù)在集成化生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，能夠優(yōu)化設(shè)備工作機(jī)構(gòu)，解決生產(chǎn)過(guò)程中的人工勞動(dòng)和煩瑣問(wèn)題，提高生產(chǎn)效率和品質(zhì)穩(wěn)定性。我國(guó)相關(guān)行業(yè)應(yīng)該積極進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)與引進(jìn)，以滿足集成化生產(chǎn)的需求。通過(guò)引入先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，企業(yè)能夠不斷提升生產(chǎn)水平，加強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)更高的價(jià)值創(chuàng)造。

2.3 加強(qiáng)自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

隨著機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平的不斷提高，自動(dòng)化技術(shù)作為關(guān)鍵的生產(chǎn)力手段需要與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)密切結(jié)合，形成全新的設(shè)計(jì)制造工藝和模式。這種綜合應(yīng)用能夠進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的智能化管理。①計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以將設(shè)計(jì)、加工、裝配等環(huán)節(jié)相互連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控，促進(jìn)各個(gè)環(huán)節(jié)之間的協(xié)同和自動(dòng)化控制。如此一來(lái)，在整個(gè)生產(chǎn)流程中可以實(shí)現(xiàn)更高程度的智能化操作，并能夠根據(jù)實(shí)時(shí)需求進(jìn)行靈活調(diào)整和優(yōu)化，提高了生產(chǎn)的靈活性和響應(yīng)速度。②目前，傳統(tǒng)的手工繪圖方式已逐漸被計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)取代，設(shè)計(jì)師可以直接在計(jì)算機(jī)界面上進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)繪圖工具和功能模塊的調(diào)用快速創(chuàng)建復(fù)雜的機(jī)械零部件和裝配體。通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，不僅大大提高了設(shè)計(jì)效率，還減少了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和重復(fù)工作的可能性。③在設(shè)計(jì)工作完成后，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)方案可以方便快捷地在不同部門(mén)和團(tuán)隊(duì)之間進(jìn)行共享和交流。不論是跨地域合作還是內(nèi)部團(tuán)隊(duì)協(xié)同，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和模型，各個(gè)環(huán)節(jié)的參與者都能夠及時(shí)獲取和使用相關(guān)信息。當(dāng)需要變更設(shè)計(jì)方案時(shí)，只需在軟件中進(jìn)行修改，所有相關(guān)人員都能夠快速獲知并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，從而避免因?yàn)槭止だL圖而帶來(lái)的耗時(shí)和錯(cuò)誤。④通過(guò)三維建模和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)師、工程師甚至客戶能夠在虛擬環(huán)境中直接感知和交互。設(shè)計(jì)方案可以以逼真的形式展示，包括外觀、功能和裝配方式等，從而使得評(píng)估和優(yōu)化設(shè)計(jì)變得更加直觀且準(zhǔn)確，可有效減少設(shè)計(jì)修改的次數(shù)和成本[4]。

2.4 無(wú)線與機(jī)械生產(chǎn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合應(yīng)用

監(jiān)控和管理人員可以通過(guò)計(jì)算機(jī)終端對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以此掌握生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、工藝參數(shù)的變化以及產(chǎn)品質(zhì)量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)即時(shí)更新到自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)響應(yīng)和控制。如果發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的異常情況，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員及時(shí)采取相應(yīng)的措施，減少生產(chǎn)事故的發(fā)生。利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械生產(chǎn)每個(gè)環(huán)節(jié)的管理。通過(guò)無(wú)線傳感器，可以將機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)、溫度、濕度等數(shù)據(jù)與監(jiān)控系統(tǒng)連接在一起，監(jiān)控和管理人員無(wú)須親臨現(xiàn)場(chǎng)，就能夠隨時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀況。同時(shí)，監(jiān)管人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)控和調(diào)整工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程的精確控制。例如，通過(guò)無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)，操作人員可以實(shí)時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行效率和能耗情況，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，提高機(jī)械生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

而在5G無(wú)線覆蓋的應(yīng)用下，機(jī)械加工生產(chǎn)中的無(wú)線與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)合應(yīng)用更加強(qiáng)大和智能化。5G網(wǎng)絡(luò)的高速、低延遲的特點(diǎn)，使得監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸更加快速和穩(wěn)定。這意味著監(jiān)控和管理人員可以隨時(shí)隨地通過(guò)移動(dòng)終端對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和管理，可以使用智能手機(jī)或平板電腦連接到無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)查看生產(chǎn)數(shù)據(jù)、分析工藝參數(shù)，甚至進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。5G技術(shù)的廣泛覆蓋還可以將各個(gè)機(jī)械設(shè)備和傳感器連接成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的信息共享和協(xié)同操作，進(jìn)一步提高機(jī)械生產(chǎn)的智能化水平。

2.5 虛擬化模式在自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用

虛擬化仿真系統(tǒng)通過(guò)模擬真實(shí)情況，使得工程師和操作人員能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)和測(cè)試。此種虛擬化環(huán)境能夠幫助工作人員找出潛在的問(wèn)題，并針對(duì)這些問(wèn)題制定解決方案。在機(jī)械制造中，可以通過(guò)虛擬仿真系統(tǒng)模擬產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，檢測(cè)可能存在的設(shè)計(jì)缺陷或生產(chǎn)線上的問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，有助于提前發(fā)現(xiàn)和解決潛在的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，減少因此帶來(lái)的延誤和損失。通過(guò)結(jié)合傳感器和虛擬環(huán)境的互動(dòng)，可以在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建具有視覺(jué)、嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等感知能力的真實(shí)場(chǎng)景。工作人員可以與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互，并通過(guò)觀察、感受和操作獲取真實(shí)的反饋。這有助于判斷產(chǎn)品合格與否，減少因人為因素而產(chǎn)生的誤判，并提高測(cè)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。通過(guò)虛擬化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，企業(yè)可以降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。盡管我國(guó)在虛擬自動(dòng)化技術(shù)方面與其他國(guó)家還存在一定差距，但是其在自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的前景。隨著科技的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)的專(zhuān)家學(xué)者正積極開(kāi)展虛擬化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用探索。通過(guò)加大投入和研究力度，我們有望縮小與其他國(guó)家的差距，實(shí)現(xiàn)虛擬自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展。

3 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域有效應(yīng)用的建議

3.1 提高自動(dòng)化技術(shù)的集成水平

除了創(chuàng)新和引入先進(jìn)技術(shù)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)還應(yīng)注重提高自動(dòng)化技術(shù)的集成水平。通過(guò)將不同的自動(dòng)化設(shè)備、系統(tǒng)和工藝流程進(jìn)行整合和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)互通和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)控與分析，以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

3.2 加強(qiáng)與相關(guān)行業(yè)的合作與交流

機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的自動(dòng)化技術(shù)涉及多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，為了有效應(yīng)用這些技術(shù)，企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)與相關(guān)行業(yè)的合作與交流。與自動(dòng)化設(shè)備供應(yīng)商、軟件開(kāi)發(fā)公司、智能傳感器制造商等建立合作關(guān)系，共同研發(fā)解決方案，分享經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，共同推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的創(chuàng)新與應(yīng)用[5]。

3.3 進(jìn)行智能化改造和升級(jí)

隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)可以考慮對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行智能化改造和升級(jí)。通過(guò)添加智能傳感器、自動(dòng)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析平臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、故障診斷和遠(yuǎn)程控制，提高生產(chǎn)效率、降低成本，并為實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

3.4 引導(dǎo)市場(chǎng)需求，掌握技術(shù)發(fā)展方向

機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)應(yīng)積極引導(dǎo)市場(chǎng)需求，關(guān)注用戶反饋和行業(yè)動(dòng)態(tài)，及時(shí)調(diào)整技術(shù)研發(fā)方向。通過(guò)與市場(chǎng)接軌，了解市場(chǎng)需求，主動(dòng)創(chuàng)新和優(yōu)化自動(dòng)化技術(shù)，滿足不斷變化的市場(chǎng)需求，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，機(jī)械設(shè)備的適用面越來(lái)越廣，在機(jī)械制造與設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)τ谧詣?dòng)化技術(shù)的依賴(lài)程度也在逐漸提升。基于對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的使用，顯著提升了機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的水平，降低了生產(chǎn)成本。若想促使自動(dòng)化技術(shù)在此領(lǐng)域更好的融合，相關(guān)公司就必須要加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新與研究，積極研發(fā)與引進(jìn)更加先進(jìn)的技術(shù)。并且，也要加強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)性人才的培養(yǎng)，提升機(jī)械生產(chǎn)設(shè)計(jì)流程的自動(dòng)化程度，以此促進(jìn)國(guó)內(nèi)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造行業(yè)邁向更高層次的發(fā)展階段。