浅析自动化在机械制造中的应用趋势

黄晓彦

【摘要】机械制造具有综合性，在科学技术不断发展的今天，自动化已经成为机械制造不可忽视的重要组成部分。自动化在机械制造中的应用，影响到机械制造的设计、生产、销售和回收等流程。本文通过分析机械制造自动化发展的特点，探讨未来机械制造自动化的发展趋势。

【关键字】机械制造；自动化；趋势

现代机械制造是具有综合性的，不仅结合了生物学、管理學、材料学、电子学等，还在逐步实现自动化和精确化。而自动化在机械制造的应用，让机械制造节约了人力成本，提高了技术水平。自动化在机械制造中的应用，就是在机械制造中，以实现加工对象的连续自动化生产，让整个加工过程得到优化，从而提高加工速率，增加企业效益。

早在上世纪30年代，自动化的概念就被提出，发展到如今，自动化已经成为一个完备的系统。而机械化生产则在19世纪末期被提出，上世纪中叶出现自动化车床，美国福特汽车公司采用机械加工自动化生产线，让自动化真正大规模应用到机械制造之中，而到了上世纪80年代，计算机的流行和发展，让计算机集成制造系统成为新时代的标志。时间来到21世纪的今天，智能化和柔性生产线的出现，让机械制造自动化上升到另一个高度。

当前十分火热的"机器换人"，其实也是机械制造自动化的一种应用。机械制造自动化的基本目的是取代人力，其基本特征也是如此。在生产活动中，利用智能化的生产设备和控制系统，依靠简易的操作和命令，保证各环节的连贯流畅，从而取代人力进行繁重重复的工作，解放劳动力。整个生产环节不需要人力的参与，或只需要少量工人进行辅助，有效降低人力成本。而且，因为自动化的标准和智能，能够减少废品率，提高原材料的利用率，从而有效减少物质资源的消耗，降低原材料成本。

生产安全一直是国家政府，乃至企业管理不可忽视的重要问题，如何有效地避免安全事故的发生，是企业管理的重要课题。机械自动化的应用，同时也需要注意到这个方面。由于机械自动化设备自身拥有安全保护系统，比如机器人就安装有光感系统，对于异物或人出现在面前，会自动停止运作，避免出现误伤事故。同样，机械制造自动化设备在运行过程中，对于出现的一些问题可以自行解决，减少人力的参与，从而提高生产线的安全系数。

而且，机械制造不仅仅是生产线上的制造，还包含设计、回收等等一系列的部分。因此，自动化也不能停留在制造这一个方面，要涵盖产品设计、产品研发、市场调查、售后服务等等任何机械制造涉及到的部分。总体而言，机械制造自动化主要包含储运过程自动化，在运送工件、刀具、原料等物料时，实现自动化，无需人力进行搬运；加工过程自动化，在生产加工过程中，使上下料、装夹、换刀、加工和设备检验实现自动化运作；在质量检测过程中，实现产品检测、部件检测和刀具检测的自动化。

1，机械制造自动化的发展特点

正如上文所说，现代的机械制造已经成为一项综合技术，不仅是自动化，计算机、感应、信息技术管理、新能源、机器人、智能化等等，都慢慢融入机械之中。纵观整个机械制造的发展过程，其实就是与其他新技术结合的过程。而我国的机械制造自动化，也正是在这种大环境下，一步步成长到今天。

我国机械制造业自改革开放以后，就得到了大幅度的发展，作为国家重点发展的行业，得到了飞速的提升，无论是产量，还是规模都成为世界前列。然而，由于起步晚，加上设备不先进，基础设施不够完善，机械制造自动化的发展，受到了一定的限制，与国际上的发达国家相比，还具有一定的差距。

在生产经验上，国外很多企业由蒸汽时代发展而来，经历了蒸汽时代和电气时代的变革，无论是理念还是工艺，都较为成熟。由于时间的堆积，国外的试验数据和生产数据都十分丰富，这是我国机械制造业暂时无法比拟的。国外大多数企业在很早便实现无人化、智能化，而我国的中小企业，还处于人工管理阶段。

在生产设备上，自动化数控机床、计算机集成管理系统，这些在近些年才受到重视的方面，国外发达国家较早就实现了应用。同时，一些新的自动化技术，如柔性制造系统，我国只有较少的企业已经运用，无论是普及率还是需求率，都不甚理想，刚性制造仍是我国中小企业的主流。

在管理理念上，由于长时间的实际经验影响，加上我国机械制造自动化对于自动化管理方面的忽视，导致很大一部分企业不了解，或者不愿意使用计算机进行自动化管理。生产模式和管理模式没有做到有效结合，无法做到按时、精益、高效地进行生产管理。

总体而言，我国的机械制造自动化与国外发达国家还存在一定差距。复合加工技术、柔性制造系统、精加工技术、微米技术等等高新技术，在我国机械制造业还只是初级阶段，只有个别先进企业能够进行应用。

2，机械制造自动化的发展趋势

我国未来的机械制造自动化，总体上还是要向着智能化、柔性化和精益化方向发展，改变之前"横向"发展的模式，改为"纵向"往高端市场、国际市场延伸。不能仅仅追求"宽度"，更要注重"高度"和"深度"，打造名族品牌，掌握核心技术。

早期的自动化，是解放人的双手，让一些制造过程可以使用设备自动完成。而最新的智能化，则要求不仅解放人的双手，甚至让设备自身替代人做一些事情，模拟人的思维行动，从而得出最佳解决方案，并且执行。机械制造自动化需要结合智能化，依靠智能制造设备和专业的操作人员，共同完成生产作业。减少工人的体力劳动，转化为脑力劳动，优化整个生产流程，提高生产率，减少资源的浪费。在沿海地区，一些企业甚至实现了"熄灯工厂""无人工厂"，真正做到了"绿色制造"。

如今，柔性化生产成为越来越多企业的选择，通过不同的模块，实现同生产线多产品生产。随着科学技术的日新月异，高频GPU、多核CPU芯片为机械制造设备带来了更多的可能。柔性化生产结合智能化，能够起到更佳的效果。另外，在使用柔性化制造的同时，也可以采用复合加工，通过多轴控制减少辅助时间和工序，推广工艺多元化和复合化，从而让智能化和柔性化生产线更好地发挥作用。

机械制造自动化，"机器换人"是一个方面，如何达成远程操作和诊断也是当前的目标之一。在"互联网+"成为"风口"之后，"互联网+机械制造"成为另一个方向。一般而言，当设备出现问题时，需要企业的维修人员上门去维修，有时候在检查之后发现未带相应零件，又需要回公司去取，一来一去浪费了工厂的生产时间，间接影响到企业的利益。而通过互联网控制智能设备，不仅能够实现远程诊断，维修人员有针对地携带零件进行维修，甚至一些基本的问题，通过远程的帮助就可以解决。沈阳i5数控机床是世界上首台具有网络智能功能的i5数控系统，将工业化、信息化、网络化、智能化、集成化有效集成，实现智能补偿、智能诊断、智能控制和智能管理。

机械制造自动化是机械制造业重要的手段，能够积极推动行业的发展。机械制造自动化应顺利时代的潮流，积极谋求突破，赶上甚至超越国际发达国家的技术水平，让机械制造业在贯彻《中国制造2025》和实现国家富强的过程中，发挥更大的积极作用！

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