新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用探究

杨宝义

（青岛亿斯欧管理咨询有限公司，山东 青岛 266400）

中国特色社会主义市场经济的持续进步，给高新技术的发展和更新换代带来了新的可能性，各种各样的新技术开始在社会发展和各行各业升级过程中发挥应有的作用。特别是自动化技术更是如此，其在机械设计、机械制造行业当中扮演了重要角色，并确实带动了机械设计及制造工作的进步，有效地提升了我国工业化生产的效率和质量[1]。根据实际工作经验来看，将自动化数控技术、自动化集成技术等应用到机械设计及制造过程中去，能够让自动化技术的应用价值得到充分的发挥。

1 机械设计及制造及自动化技术概述

中国目前还处于社会主义初级阶段，无论是经济发展水平还是社会建设成果都并不能尽如人意，特别是机械设计及制造行业当中，还存在一定的问题，而充分利用自动化技术显然能解决上述问题。经过几十年的演变和发展以后，我国的自动化技术较之前更加完善，具有自动化目标实现成本低、自动化技术发展迅速等一系列特征，借助自动化技术进行机械设计及制造的更新和升级，能够收获极其可观的回报。而我国的机械设计及制造行业目前虽然取得了一定的发展成果，但是其还存在一定的不足之处亟待解决，比如说部分设计人员缺乏足够的创新意识和创造能力，这使得我国的机械设计开始出现功能设计停滞等方面的问题，直接造成了机械制造和生产过程难以为继、生产质量下降等相关情况，对我国工业化建设及社会经济发展十分不利。而将自动化技术应用到机械设计及制造行业当中，能够有效解决上述问题，自动化技术所具有的一系列优势，能够提升机械设计及制造的质量，并使机械设备更符合市场的需求[2]。在这种情况下，我国的机械设计及制造业从业人员开始根据自动化技术的分类和特点，结合机械设计制造的实际需求，将部分自动化技术与机械设计制造结合起来，使其摆脱了过去一段时间内创新力度不足等问题，保证了机械设备设计制造的质量。

2 自动化技术在机械设计及制造领域的应用价值

第一，其能够合理降低机械设计及制造成本。现阶段绝大多数机械设计制造企业都开始引入了全自动生产线，以大规模的机械化流水线代替过去的人工生产，这样一来车间内的生产岗位数量就会得到有效缩减，企业在人力资源方面的支出自然而然就会大幅度下降[3]。同时，借助自动化生产线进行机械制造，还能够降低生产过程的复杂性，再利用大数据技术和云计算技术对生产特定数量的机械设备所需要的原材料进行计算，即可保证原材料使用调配的合理性，避免原材料的浪费，从而达到控制生产成本的效果。现阶段来看，我国的社会经济建设态势发展极快，机械设计及制造行业也必须要跟上这种节奏变化，而自动化技术的应用则能够保证机械设计制造的效率，改变了过去人工生产时效性差、废弃率高的问题，使机械设计及制造工作在规定时间内完成。第二，自动化技术的应用有助于规避生产事故隐患。机械设计制造工作并非易事，特别是机械制造过程更是包含多种多样的安全风险，人为操作不当、生产制造设备维护不到位等原因，都可能导致严重的安全事故。而在应用自动化技术以后，企业即可利用在线管理技术对机械制造流水线进行监管，实现生产过程的可视化管理，一旦发现人为操作失误或设备检修不到位等问题，系统将自动报警，把安全风险扼杀在摇篮里。另外，利用自动化生产技术取代危险岗位的工作人员，也能降低安全事故的危害性，同时在线管理系统还能为维护人员提供零部件替换指示和保养建议，提升设备维修养护水平，降低安全风险。最后，合理应用自动化技术，能够有效提升机械生产效率。在机械设计及制造过程中应用自动化技术，能够提升机械设计的合理性，并使制造过程更加高效。这主要是因为，自动化生产线不容易出现误差，每一批生产出来的产品都能直接投入组装，淘汰率比较低、自然也就无需重复生产，生产制造效率自然而然会得到提升。在借助自动化技术进行设计的过程中，设计人员的工作效率也将会得到提升，再加上CAD等计算机技术的支持，机械设计工作的水平必将会得到有效提升。

3 自动化技术在机械设计及制造领域的应用方向

在信息化技术不断发展的今天，机械制造企业开始认识到现代化技术的重要性，很多企业都开始在设计及实际生产当中引入自动化技术，也确实取得了突出的应用效果。自动化技术的应用价值无可非议，它除了能够帮助机械设计制造企业降低成本之外，还能够提升机械零部件生产的效率和标准性，降低机械制造的误差率，从根本上优化机械设计制造的水平[4]。而自动化技术在机械设计及制造领域的应用方向包括：

3.1 自动化数控技术的应用

在机械设计及制造领域当中应用自动化数控技术，能够有效提升设计制造水平，其主要是通过计算机、数控设备和光电感应设备等对机械制造进行有效控制，充分发挥自动化数控技术的优势作用，能够提升机械设计制造的精确度。比如，汽车生产制造企业就可以根据汽车生产需求，编写代码程序等，而后在计算机上运行该程序，进而实现机械生产线的有效控制，对不同零部件的生产过程进行协调和统筹，在机械设计不出问题的情况下，机械制造的效率将会大幅度提升。目前，自动化数控技术正在越来越多的机械制造企业当中发挥作用，具有自动检测、自动控制等方面的功能，适用于生产流程比较复杂、生产环节不断重复的机械类制造企业，比较常见的应用方向包括航天机械设计及制造、汽车机械设计及制造等，未来的应用前景一片大好。尤其是汽车机械设计领域的应用，一些机械手臂甚至可以在已编辑好的程序下自主工作。与此同时，还可以及时对自主工作过程中遇到的问题或是其他突发情况进行自主排查，在不需要人工协助的情况下解决问题，或是给出一些具备参考意义的故障处理措施。

3.2 自动化智能技术的应用

机械设计及制造的自动化技术应用包含多个方面，而自动化智能技术的应用，具有最为突出的研究价值。在中国制造转变为中国智造的过程中，目前我国的机械设计及制造业朝着更加精细化、更加高科技的方向发展，生产材料、生产零部件都迎来了新一轮的挑战，利用人工生产显然无法满足这样的高精度要求，因此借助智能自动化技术进行生产可谓是势在必行。智能系统能够实现机械设计制造工作的构思、评估、决策等目标，并能够发挥人工智能技术、自动生产线和计算机设备的综合优势，工作人员和智能系统共同对机械设计制造过程进行管理调整，整体精确度非常高。比如，在生产汽车的过程中，企业就可以利用人工智能的学习功能向其中录入专家思维，而后以此进行需要人工决断的步骤，并利用智能芯片系统控制机械制造过程，保证制造的质量。除此之外，借助自动智能化技术，还能实现智能感应、智能分析等，有助于提升机械制造过程的监测水平，并结合工作环境的变化调整生产参数，确保机械设计制造的顺利进行。伴随时代的发展，人工智能技术的发展速度也在逐步提升，应用领域也在逐步扩大。所以，相信在不久的将来，智能系统在机械设计制造方面能够发挥出更强大的统领作用。与此同时，赋予机械设备更多的功能，自动化智能技术属于综合型特征较强的未来研究学科，伴随此学科理论的丰富，自动化智能技术可以融合大数据、物联网、云计算等技术，促使技术的作用进一步发挥。

3.3 自动化集成技术的应用

在机械设计制造过程中，自动化集成技术同样十分重要，它能够进行自动调节和重组，借助微电子技术、通信技术等一系列先进技术，改变过去机械生产只能由工作人员进行控制的局面，使指令控制模式正式在机械制造当中发挥作用。在应用自动化集成技术以后，工作人员可通过电脑向生产系统下达指令，各个制造设备接收到指令以后，就能够自动完成高效准确生产，机械设计制造的效率和管理效果就会由此得到提升。在实际应用中，一些企业已经利用集成技术实现了多设备的统筹生产管理，技术人员只需要在操作界面输入指令即可完成生产过程的控制，整体生产制造效率得到了根本性的提升。自动化集成技术也将会在航空航天领域、汽车制造生产领域得到较为广泛的应用，尤其是一些对生产制造技术要求较高的零部件生产环节，如果不能得到自动化集成技术的辅助，那么这些生产环节的生产工作落实质量就可能会无法满足相关标准，致使行业生产工作的落实过程效率更低、质量效果更差。

3.4 自动化虚拟仿真技术的应用

自动化虚拟仿真技术是一种比较新颖的技术，一出现就得到了人们的广泛关注和认可，而将自动化虚拟仿真技术应用到机械设计制造过程中去，能够有效提升生产效率和产品性能。根据应用情况来看，自动化虚拟仿真技术能够对机械制造过程进行妥善管控，其能够对生产过程进行模拟分析，提前模拟出生产过程中可能发生的一系列问题，并根据数据库案例等给出有参考价值的解决应对方案，能够有效解决过去机械设计制造故障率高、中途停产的问题。随着这项技术的发展，目前已经有越来越多的企业在正式生产之前，借助虚拟仿真技术模拟机械设计方案的生产情况，从根本上提升了机械设备设计制造的综合效益。

3.5 柔性自动化生产技术的应用

柔性自动化生产技术是一种起源于英国的机械生产技术，它能够根据机械设计方案和生产信息，对机械制造的原材料储存运输系统、加工设备等进行统筹管理，更好地适应不同生产方案的需求。它是以成组技术为基础而形成的一种新技术，所谓的成组技术指的是能够根据生产需求对加工对象进行分组处理的技术，在这一技术的支持下，系统才能根据机械设计方案对待加工材料进行有效的调用、运输盒排列。柔性自动化生产技术信息控制结构呈现倒三角形，以计算机设备为基础实现信息的高效处理和调用，能够对机械制造过程进行妥善监测，并根据实际生产情况调整接下来的生产计划。除此之外，柔性自动化储存运输管理系统具有一定的研究价值，它能够对粗加工零部件、生产制造所需工具、生产线废料等进行妥善地安置和运输，信息化技术在这个过程中发挥着重要作用，其控制工业机器人对上述材料进行运输和搬运，实现自动化材料运输调配。基于其优越性可以判断，在未来的发展当中，柔性自动化技术将会在越来越多的方向发挥作用。

4 结语

自动化技术具有一定的综合性，它指的是以信息化技术、计算机技术、电子学、液压技术等为基础的一系列具有自动控制功能的技术，在实际应用当中发挥着不可替代的作用。而我国的机械设计制造行业近几年迎来了新一轮的发展，充分利用自动化虚拟仿真技术、自动化集成技术、自动化智能技术、自动化数控技术等自动化技术进行机械设计制造，是未来一段时间内行业进步的新抓手。有关人员必须要根据工作经验和机械设计制造的需求，对本课题进行进一步的研究。