淺析自動化在機械制造中的應用趨勢

黃曉彥

【摘要】機械制造具有綜合性，在科學技術不斷發展的今天，自動化已經成為機械制造不可忽視的重要組成部分。自動化在機械制造中的應用，影響到機械制造的設計、生產、銷售和回收等流程。本文通過分析機械制造自動化發展的特點，探討未來機械制造自動化的發展趨勢。

【關鍵字】機械制造；自動化；趨勢

現代機械制造是具有綜合性的，不僅結合了生物學、管理學、材料學、電子學等，還在逐步實現自動化和精確化。而自動化在機械制造的應用，讓機械制造節約了人力成本，提高了技術水平。自動化在機械制造中的應用，就是在機械制造中，以實現加工對象的連續自動化生產，讓整個加工過程得到優化，從而提高加工速率，增加企業效益。

早在上世紀30年代，自動化的概念就被提出，發展到如今，自動化已經成為一個完備的系統。而機械化生產則在19世紀末期被提出，上世紀中葉出現自動化車床，美國福特汽車公司采用機械加工自動化生產線，讓自動化真正大規模應用到機械制造之中，而到了上世紀80年代，計算機的流行和發展，讓計算機集成制造系統成為新時代的標志。時間來到21世紀的今天，智能化和柔性生產線的出現，讓機械制造自動化上升到另一個高度。

當前十分火熱的"機器換人"，其實也是機械制造自動化的一種應用。機械制造自動化的基本目的是取代人力，其基本特征也是如此。在生產活動中，利用智能化的生產設備和控制系統，依靠簡易的操作和命令，保證各環節的連貫流暢，從而取代人力進行繁重重復的工作，解放勞動力。整個生產環節不需要人力的參與，或只需要少量工人進行輔助，有效降低人力成本。而且，因為自動化的標準和智能，能夠減少廢品率，提高原材料的利用率，從而有效減少物質資源的消耗，降低原材料成本。

生產安全一直是國家政府，乃至企業管理不可忽視的重要問題，如何有效地避免安全事故的發生，是企業管理的重要課題。機械自動化的應用，同時也需要注意到這個方面。由于機械自動化設備自身擁有安全保護系統，比如機器人就安裝有光感系統，對于異物或人出現在面前，會自動停止運作，避免出現誤傷事故。同樣，機械制造自動化設備在運行過程中，對于出現的一些問題可以自行解決，減少人力的參與，從而提高生產線的安全系數。

而且，機械制造不僅僅是生產線上的制造，還包含設計、回收等等一系列的部分。因此，自動化也不能停留在制造這一個方面，要涵蓋產品設計、產品研發、市場調查、售后服務等等任何機械制造涉及到的部分?？傮w而言，機械制造自動化主要包含儲運過程自動化，在運送工件、刀具、原料等物料時，實現自動化，無需人力進行搬運；加工過程自動化，在生產加工過程中，使上下料、裝夾、換刀、加工和設備檢驗實現自動化運作；在質量檢測過程中，實現產品檢測、部件檢測和刀具檢測的自動化。

1，機械制造自動化的發展特點

正如上文所說，現代的機械制造已經成為一項綜合技術，不僅是自動化，計算機、感應、信息技術管理、新能源、機器人、智能化等等，都慢慢融入機械之中?？v觀整個機械制造的發展過程，其實就是與其他新技術結合的過程。而我國的機械制造自動化，也正是在這種大環境下，一步步成長到今天。

我國機械制造業自改革開放以后，就得到了大幅度的發展，作為國家重點發展的行業，得到了飛速的提升，無論是產量，還是規模都成為世界前列。然而，由于起步晚，加上設備不先進，基礎設施不夠完善，機械制造自動化的發展，受到了一定的限制，與國際上的發達國家相比，還具有一定的差距。

在生產經驗上，國外很多企業由蒸汽時代發展而來，經歷了蒸汽時代和電氣時代的變革，無論是理念還是工藝，都較為成熟。由于時間的堆積，國外的試驗數據和生產數據都十分豐富，這是我國機械制造業暫時無法比擬的。國外大多數企業在很早便實現無人化、智能化，而我國的中小企業，還處于人工管理階段。

在生產設備上，自動化數控機床、計算機集成管理系統，這些在近些年才受到重視的方面，國外發達國家較早就實現了應用。同時，一些新的自動化技術，如柔性制造系統，我國只有較少的企業已經運用，無論是普及率還是需求率，都不甚理想，剛性制造仍是我國中小企業的主流。

在管理理念上，由于長時間的實際經驗影響，加上我國機械制造自動化對于自動化管理方面的忽視，導致很大一部分企業不了解，或者不愿意使用計算機進行自動化管理。生產模式和管理模式沒有做到有效結合，無法做到按時、精益、高效地進行生產管理。

總體而言，我國的機械制造自動化與國外發達國家還存在一定差距。復合加工技術、柔性制造系統、精加工技術、微米技術等等高新技術，在我國機械制造業還只是初級階段，只有個別先進企業能夠進行應用。

2，機械制造自動化的發展趨勢

我國未來的機械制造自動化，總體上還是要向著智能化、柔性化和精益化方向發展，改變之前"橫向"發展的模式，改為"縱向"往高端市場、國際市場延伸。不能僅僅追求"寬度"，更要注重"高度"和"深度"，打造名族品牌，掌握核心技術。

早期的自動化，是解放人的雙手，讓一些制造過程可以使用設備自動完成。而最新的智能化，則要求不僅解放人的雙手，甚至讓設備自身替代人做一些事情，模擬人的思維行動，從而得出最佳解決方案，并且執行。機械制造自動化需要結合智能化，依靠智能制造設備和專業的操作人員，共同完成生產作業。減少工人的體力勞動，轉化為腦力勞動，優化整個生產流程，提高生產率，減少資源的浪費。在沿海地區，一些企業甚至實現了"熄燈工廠""無人工廠"，真正做到了"綠色制造"。

如今，柔性化生產成為越來越多企業的選擇，通過不同的模塊，實現同生產線多產品生產。隨著科學技術的日新月異，高頻GPU、多核CPU芯片為機械制造設備帶來了更多的可能。柔性化生產結合智能化，能夠起到更佳的效果。另外，在使用柔性化制造的同時，也可以采用復合加工，通過多軸控制減少輔助時間和工序，推廣工藝多元化和復合化，從而讓智能化和柔性化生產線更好地發揮作用。

機械制造自動化，"機器換人"是一個方面，如何達成遠程操作和診斷也是當前的目標之一。在"互聯網+"成為"風口"之后，"互聯網+機械制造"成為另一個方向。一般而言，當設備出現問題時，需要企業的維修人員上門去維修，有時候在檢查之后發現未帶相應零件，又需要回公司去取，一來一去浪費了工廠的生產時間，間接影響到企業的利益。而通過互聯網控制智能設備，不僅能夠實現遠程診斷，維修人員有針對地攜帶零件進行維修，甚至一些基本的問題，通過遠程的幫助就可以解決。沈陽i5數控機床是世界上首臺具有網絡智能功能的i5數控系統，將工業化、信息化、網絡化、智能化、集成化有效集成，實現智能補償、智能診斷、智能控制和智能管理。

機械制造自動化是機械制造業重要的手段，能夠積極推動行業的發展。機械制造自動化應順利時代的潮流，積極謀求突破，趕上甚至超越國際發達國家的技術水平，讓機械制造業在貫徹《中國制造2025》和實現國家富強的過程中，發揮更大的積極作用！

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