自动化技术应用分析及发展前景

王琛玮 ， 燕并男

（西安石油大学电子工程学院，陕西 西安 710065）

传统制造技术应用虽然十分广泛，但是存在问题较多，例如材料浪费、生产成本高和工作效率低等。为有效突破传统制造技术的瓶颈，自动化技术得到了快速发展，它是一种基于计算机技术、电子通信技术和自动控制技术等交叉互融的学科，改变了传统制造模式，具体体现在生产系统化、集成化和智能化等方面。产品从设计到成品一体化完成，展现自动化技术的先进性，为企业注入新的发展动力，有助于企业提高生产能力，扩大生产规模，保持强有力的竞争力、创造力和市场占有率，进一步推动了我国智能制造技术快速发展[1]。

1 自动化技术概述

自动化技术是通过让机械设备按照预先编好的程序自动完成一系列自我操作和控制的技术，达到解放人力劳动的目的。从企业的角度而言，可以通过一次购买自动化设备来代替多人劳动，提高工作效率，最大限度增加企业效益。随着自动化技术的成熟，自动化技术被应用到机械设计与制造、电力系统、交通运输和汽车制造等行业，有效推动了我国装备制造业的快速发展[2]。

2 自动化技术在机械制造的应用

2.1 智能制造技术

将计算机技术、信息技术和系统工程结合建立智能化产品加工体系，以适应现代化智能制造发展需求。传统的零件制造主要依靠人和机械设备完成，零件加工和装配精度受人为操作因素影响，不仅效率低而且很难保证质量。随着机械制造与自动化技术深度结合，智能制造和装配逐步取代传统制造方式，能够在零件制造过程中进行自动化改造，满足零件互换性要求。比如数控加工技术，其可以利用计算机复制技术在终端预先编制加工程序，整个加工过程在实时监测下完成，实现零件的自动化加工，有效提高零件精度。并进一步依靠大数据、云计算和软件技术等工具通过计算机对零部件完成最优组合或装配，节约生产时间，从根源上解决生产效率低等问题[3]。

2.2 机械产品设计

自动化利用计算机系统可以实时监测机械设计目标相关信息，根据监测信息的实时反馈来调整机械设备的运行状态，当设备运行遇到问题时，可以及时对机械故障进行分析和处理并反馈给维修人员，确保机械设备的运行安全性。因此，利用自动化技术可以提高机械设备的生产速度，根据实际工况对设备进行及时调整，减少生产事故发生，进一步提高机械设计整体质量与水平[4]。

2.3 虚拟仿真技术

自动化技术将计算机和虚拟化应用融入机械设计中，可以对机械设计、装配和运行进行模拟仿真，提供多种动力交互手段。特别在特殊复杂零件的加工和装配时，不仅可以有效地优化机械结构，还能模拟机械设备在运行过程中可能出现的问题，防止机械设备运行过程中出现返修的情况，提高机械设计的有效性，推动我国制造业飞速发展[5]。

自动化技术是机械制造的助推剂，形成了自动化智能制造技术，但是制造技术离不开检测，只有将智能制造和检测有效结合，才能确保产品质量。对于企业而言，需要合理地应用自动化技术以提升竞争力，

颠覆传统的劳动模式，构建综合运营模式，促进制造企业迈向现代化发展。

3 自动化技术在汽车行业的应用

3.1 智能化组装技术

汽车生产制造要基于多元化的加工技术，零件需要采用不同的加工方式完成。随着人们对汽车的需求量不断提高，汽车行业不仅要确保数量还要提高汽车的安全性和舒适性。由于汽车零部件加工之后需要精密组装，而传统的组装方式往往是人力完成，人为操作在安装过程中又很难保证精度。因此汽车制造和装配形成了自动化流水线生产，不仅保证安装精度，还能提高生产效率，成为我国汽车制造业现代化发展的重要标志[6]。

3.2 自动巡航系统

利用大数据和信息技术把自动化技术应用到汽车自动巡航系统，加强汽车软件系统，可以为驾驶员提供辅助帮助，提高自动巡航的准确性和舒适性。在驾驶过程中可以根据路况设置合适的车速，系统可以按照指示要求自动巡视路况，完成辅助驾驶。利用多传感器技术可以精准地计算并获取汽车车速和前后车距等信息，传输至汽车中心系统后做出判断，从而把汽车的速度控制在一定范围，最大限度地降低事故发生率。如果在行驶过程中出现紧急情况，自动控制系统可以对出现的状况进行分析处理并快速做出响应，做出紧急刹车或者快速通过等判断，确保汽车安全行驶。自动化技术在汽车行业的应用，很大程度上降低了汽车的驾驶难度，也在汽车制造领域发挥至关重要的作用[7]。

3.3 PLC自动控制系统

PLC自动控制系统主要检测汽车内部配件，了解车辆在运行过程中的功能效用，当汽车在行驶过程中出现制动系统失灵情况时，PLC安全系统会及时启动保证汽车内人员的生命安全，因此拥有PLC安全系统的汽车安全性更高，适合现阶段汽车行业发展需求，借助安全系统可以有效地对汽车常见故障进行诊断，排除汽车存在的隐患[8]。

自动化技术贯穿于整个汽车制造过程，从生产制造、零部件装配，到安全驾驶都起着至关重要的作用，有利于增强汽车安全性能，提高驾驶员的舒适性。借助人工智能技术、传感器和机器视觉技术的发展，为后续无人驾驶及自动导航技术提供技术支持，进一步促进我国汽车制造业快速发展。

4 自动化技术在农业方面的应用

4.1 包装和检测自动化

随着农业的迅速发展，水果和蔬菜的包装与检测工作步入自动化，有效地解决了工作人员的工作强度过大的问题。自动包装和检测主要利用X射线检测与高速相机对水果和蔬菜有害性进行检测，自动对水果和蔬菜进行分类，筛选出无损伤的水果和蔬菜进行分级包装。进一步提高水果和蔬菜种植人员的工作效率，减少检测和人工包装成本，提高经济效益。

4.2 农产品种植自动化

通过把自动化技术引入农产品的种植中，实现科学种植，提高农产品的产量和质量。利用计算机辅助控制实现农产品的无土种植。结合传感器技术实时监测农产品对营养液的需求，并用计算机分析各种参数，确定农作物需要的营养液配比，控制系统根据参数需求制备营养液并将其输送至农产品种植槽，从而减轻人为施肥过度的危害，满足农产品生长的基本需求[9]。

4.3 农业灌溉自动化监测

利用自动化技术实现农产品节水减排灌溉，通过将计算机和传感器技术相结合。监测土壤的温湿度、气候环境和农产品生产条件需求，监测不同时期农产品对水的需求量。主要是通过传感器对农产品的含水量进行监测后下达灌溉命令，在确保农产品水量充足的前提下不会造成涝灾或者水分流失，节约水资源。充分利用低水位线自动灌溉，高水位自动停水的措施，当遇到恶劣天气影响时需要自动控水，以免影响农产品正常生长。自动灌溉技术可以解决水资源浪费的问题，有效推动现代化农业技术的发展[10]。

4.4 农作物生产监测

通过将图像感知技术和计算机技术结合，利用图像识别功能实时监测农产品的生长情况，远程控制农产品的灌溉和虫害防治，帮助种植者治理虫害，及时止损，提高农产品的产量和质量。在农业生产中应用监控技术还能够精确化控制农作物，提高农产品品质。

5 自动化技术发展前景

5.1 加快现代工业的发展

自动化技术成为工业生产发展的主流方向，可以节约生产原材料，提高企业生产的质量和效益。有利于标准化和个性化结合，将硬件和软件高度融合，形成一套行业统一的标准，促进我国自动化技术标准化发展，进一步扩大自动化发展空间，提高工业生产力，推动我国迈入发达国家行列，更好地为社会和人民服务。

5.2 促进制造企业的转型升级

在《中国制造2025》发展战略背景下，我国制造业正逐步向智能制造转型发展，制造业日益朝数字化、网络化、智能化方向发展。利用物联网技术加强信息管理，对生产过程进行监测，减少人为干预，加大过程的可控性。将先进的制造技术和信息技术结合，设置参数记忆、故障诊断和分析处理等功能，形成多维度在线监测电流、电压和温度等智能PLC模块。不仅可以在设备出现故障前提前预警，还能进行故障分析处理，确保系统运行良好，极大地提高了工作效率。《“十四五”智能制造发展规划》中也明确指出到2025年制造企业要普遍采用数字化技术，重点行业初步完成智能升级，到2035年制造企业要全面向智能化和数字化转型[11]。

6 结语

综上所述，自动化技术已经广泛应用于我国各个行业，本文主要介绍了自动化技术在机械设计与制造和汽车行业的应用。在机械制造方面主要从智能制造、产品设计和虚拟仿真方面入手，体现自动化技术促进传统制造业转型升级，提高了企业生产能力，行业竞争力和市场占有率。在汽车制造行业主要从智能组装、巡航系统和PLC自控系统方向入手，体现自动化与信息技术，人工智能和机器视觉等技术交叉互融，增强汽车安全性和舒适性。在农业自动化方面，实施自动化包装与检测，提高农产品产量和质量，增加种植者的经济效益。目前自动化技术减轻了人力劳动，提高了工作效率和生产质量，促进了我国产业结构转型和升级。到2035年自动化技术会融入更多行业，将走向智能化、信息化和网络化的发展道路，提高我国综合国力和国际竞争力。