機(jī)械工程自動化在制造業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢

信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為我們的生活帶來了諸多便利，同時也推動著社會中各領(lǐng)域的改革與發(fā)展。高附加值制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景下，應(yīng)當(dāng)做好對機(jī)械工程技術(shù)的全面研究，從實(shí)際出發(fā)，應(yīng)用高新技術(shù)提高機(jī)械工程技術(shù)水平，以此實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)高度的提升。目前，機(jī)械工程自動化技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到制造業(yè)中，以青海地區(qū)為例，圍繞電力裝備、化工通用裝備、重型機(jī)械等領(lǐng)域綠色低碳需求，聚焦重點(diǎn)工序，加強(qiáng)先進(jìn)鑄造、鍛壓、焊接與熱處理等基礎(chǔ)制造工藝與新技術(shù)融合發(fā)展，實(shí)施智能化、綠色化改造，極大地降低了企業(yè)在生產(chǎn)中的成本，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。為有效提升機(jī)械工程自動化技術(shù)的應(yīng)用價值，推動我國制造行業(yè)長足發(fā)展，需做好對該技術(shù)的全方位研究。1機(jī)械工程自動化技術(shù)概述機(jī)械工程和自動化技術(shù)就是指將發(fā)達(dá)的技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制造的過程中，通過應(yīng)用該技術(shù)，加快對原材料的加工與生產(chǎn)，同時也使產(chǎn)品質(zhì)量得到提升。[1]即在具體的機(jī)械制造中，借助信息技術(shù)以及自動化技術(shù)合理安排機(jī)械設(shè)計(jì)工作，通過這些技術(shù)的應(yīng)用，引導(dǎo)機(jī)器完成一系列的生產(chǎn)工作。關(guān)于印發(fā)《青海省工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》明確指出青海省裝備制造行業(yè)應(yīng)基于綠色低碳需求，加強(qiáng)基礎(chǔ)制造工藝與新技術(shù)的融合，提升關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用能力，全面增強(qiáng)制造業(yè)的制動化水平。隨著通知的發(fā)布，對制造行業(yè)提出了新的標(biāo)準(zhǔn)與要求。因此，需要應(yīng)用機(jī)械工程自動化技術(shù)，在自動化運(yùn)行的過程中完成一系列的機(jī)械生產(chǎn)工作，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的全面拓展。2機(jī)械工程自動化技術(shù)的主要特點(diǎn)2.1綜合化在制造業(yè)發(fā)展中，機(jī)械工程自動化技術(shù)被廣泛應(yīng)用，該技術(shù)最大的特點(diǎn)就是綜合化，主要體現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的各個方面。從當(dāng)前機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)來看，利用自動化技術(shù)開展相應(yīng)的生產(chǎn)工作，不會只對機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的加工，而是在實(shí)踐中會綜合各個方面的工作，如市場調(diào)研、產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品加工等。整個流程體現(xiàn)出了極高的協(xié)調(diào)性和綜合性，能有效發(fā)揮現(xiàn)代化機(jī)械工程自動化技術(shù)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械制造各個環(huán)節(jié)的全面監(jiān)控與管理，切實(shí)提高各個環(huán)節(jié)的工作效率和質(zhì)量，全面滿足機(jī)械工程生產(chǎn)要求。2.2一體化除上述兩個特點(diǎn)之外，機(jī)械工程自動化技術(shù)還具有一體化的特點(diǎn)。在實(shí)踐中，應(yīng)用此技術(shù)可以對生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行有效整合，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建完整的技術(shù)運(yùn)行體系，可及時了解在生產(chǎn)過程中存在的不足，從而采取針對性的措施進(jìn)行解決，最終可有效提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。與此同時，在一體化技術(shù)運(yùn)行環(huán)境下，能夠有效提升技術(shù)應(yīng)用價值，發(fā)揮出技術(shù)整合的工作效率，使得企業(yè)掌握更多的市場技術(shù)競爭實(shí)力。[2]3機(jī)械工程自動化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)3.1提高生產(chǎn)效率隨著我國制造企業(yè)的不斷增加，使得制造事業(yè)市場逐漸飽和，各企業(yè)均面臨著較大的競爭壓力。對于制造企業(yè)而言，想要在當(dāng)前社會環(huán)境下站穩(wěn)腳跟，提高自身在市場中的核心競爭力，樹立優(yōu)質(zhì)的企業(yè)形象，需由內(nèi)而外地做好各個工作。制造業(yè)的核心工作以產(chǎn)品生產(chǎn)為主，為切實(shí)提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極引入并應(yīng)用機(jī)械工程自動化技術(shù)，滿足產(chǎn)品生產(chǎn)要求。從傳統(tǒng)的機(jī)械工程來看，大多以人工方式進(jìn)行，整個工程的各個環(huán)節(jié)都需要由人工進(jìn)行監(jiān)管，這在一定程度上會消耗大量的人力、物力和財(cái)力，同時，由于員工職業(yè)素養(yǎng)存在一定不同，在各生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能會出現(xiàn)諸多不足，在一定程度上影響了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。而機(jī)械自動化技術(shù)就是把機(jī)械設(shè)備的諸多性能融合在一起，讓機(jī)械設(shè)備不但操作簡便，同時性能多樣化。[3]在該技術(shù)的應(yīng)用下，可以實(shí)現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的自動化進(jìn)行，即使無人監(jiān)管，機(jī)械工程作業(yè)系統(tǒng)也能穩(wěn)定運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。不僅如此，在機(jī)械工程中，設(shè)備維護(hù)是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，在自動化技術(shù)的應(yīng)用下，工作人員可以借助計(jì)算機(jī)分析機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，將所生成的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理，從而總結(jié)出機(jī)械設(shè)備存在的問題，以此進(jìn)行針對性的維護(hù)，提高工作效率。同時，還能將生成的數(shù)據(jù)信息上傳至云端，以避免此類故障問題再次發(fā)生。從這一方面來說，在機(jī)械工程中，自動化技術(shù)的應(yīng)用顯著提高了機(jī)械生產(chǎn)的效率。3.2優(yōu)化生產(chǎn)流程在機(jī)械工程中，生產(chǎn)流程代表著產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到進(jìn)入市場的整個環(huán)節(jié)。從傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)角度來看，由于缺乏信息技術(shù)以及自動化技術(shù)的應(yīng)用，生產(chǎn)流程十分繁瑣，每一個環(huán)節(jié)都需要在人工的管理下有效進(jìn)行，但在實(shí)踐中常常會出現(xiàn)一些問題，導(dǎo)致無法對整個環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)動態(tài)控制，無法提高產(chǎn)品加工的精度，這些問題在一定程度上降低了機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量。在機(jī)械工程自動化的應(yīng)用下，通過信息技術(shù)以及自動化程序，可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)械工程各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)收集，通過對數(shù)據(jù)的分析，計(jì)算機(jī)可以對整個生產(chǎn)加工流程進(jìn)行全面監(jiān)控，找出生產(chǎn)流程中不足的部分，刪除一些冗余的程序，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化生產(chǎn)流程的目的，降低了機(jī)械生產(chǎn)成本。3.3提高產(chǎn)品質(zhì)量對于制造企業(yè)而言，產(chǎn)品的質(zhì)量決定著企業(yè)在市場中的高度。在傳統(tǒng)的機(jī)械制造加工中，各生產(chǎn)者會運(yùn)用專業(yè)的技術(shù)對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行操作，每一個環(huán)節(jié)都需要管理者進(jìn)行監(jiān)管，確保各個環(huán)節(jié)的開展符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。雖然此種方式能夠?qū)ιa(chǎn)全過程進(jìn)行監(jiān)督，但由于人工操作穩(wěn)定性不高，且時常出現(xiàn)生產(chǎn)失誤的問題，對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量造成了一定影響。應(yīng)用自動化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的自動化運(yùn)行，確保生產(chǎn)節(jié)奏保持一致，以此提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的質(zhì)量。4機(jī)械工程自動化在制造業(yè)中的應(yīng)用目前，隨著機(jī)械工程自動化技術(shù)的應(yīng)用，青海省已步入裝備制造產(chǎn)業(yè)的拓展工程發(fā)展階段，實(shí)施裝備制造產(chǎn)業(yè)拓展工程，打造青海裝備制造競爭新優(yōu)勢，到2035年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值約200億元。在拓展工程項(xiàng)目中，新能源發(fā)電及儲存裝備、新能源汽車、節(jié)能環(huán)保設(shè)備、智能制造設(shè)備、軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)等受到了重點(diǎn)的關(guān)注。以下對機(jī)械工程自動化技術(shù)的應(yīng)用展開全面分析。4.1集成化技術(shù)在機(jī)械工程制造中，由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)眾多，涉及內(nèi)容廣泛，所以在進(jìn)行生產(chǎn)時，需結(jié)合多種技術(shù)，將多種技術(shù)集成為一個整體，充分發(fā)揮各個技術(shù)的功能和優(yōu)勢，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)的自動化運(yùn)行。從這一方面來說，在制造業(yè)中，集成化技術(shù)成為主要的技術(shù)之一。集成化技術(shù)涵蓋了多種技術(shù)，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、系統(tǒng)測試技術(shù)等。將這些技術(shù)融為一體，全面地應(yīng)用到機(jī)械工程生產(chǎn)中，能有效提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。需要注意的是，集成化技術(shù)的應(yīng)用效果顯著，但需要較強(qiáng)的理論支撐以及實(shí)踐操作，對于技術(shù)人員來說，需具備理論知識基礎(chǔ)以及實(shí)踐操作能力，在實(shí)踐中將各類技術(shù)有效整合，全面了解每一項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)和功能，將其應(yīng)用到機(jī)械生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中，從而實(shí)現(xiàn)自動化作業(yè)。4.2智能化技術(shù)在機(jī)械工程自動化技術(shù)中，智能化技術(shù)是主要的技術(shù)之一，該技術(shù)的應(yīng)用可滿足制造業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。將智能制造融入機(jī)械制造企業(yè)的發(fā)展脈絡(luò)當(dāng)中，提升整個生產(chǎn)系統(tǒng)的擬人化能力。[4]通常來說，該技術(shù)可被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)以及管理環(huán)節(jié)。從產(chǎn)品生產(chǎn)的角度講，應(yīng)用智能化技術(shù)可以對產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品檢驗(yàn)等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行全面監(jiān)控，同時，還可將智能化技術(shù)添加到機(jī)械產(chǎn)品之中，確保機(jī)械產(chǎn)品的智能化水平得以提升，從而滿足機(jī)械產(chǎn)品的數(shù)字化、智能化發(fā)展需求。從管理的角度來講，運(yùn)用智能化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的全方位管理。管理人員能夠在智能化技術(shù)的幫助下借助計(jì)算機(jī)、監(jiān)控設(shè)備、管理軟件等載體進(jìn)行生產(chǎn)流程的管理，便于管理人員及時找出生產(chǎn)環(huán)節(jié)的問題，并進(jìn)行針對性的解決，從而消除在機(jī)械生產(chǎn)中的隱患。不僅如此，在機(jī)械生產(chǎn)中，管理人員還可借助智能化技術(shù)優(yōu)化管理方案，確保管理工作更加科學(xué)、精細(xì)，為機(jī)械工程開展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。另外，智能化技術(shù)在智能制造裝備工程中發(fā)揮出了極高的應(yīng)用價值，主要的發(fā)展方向是發(fā)展智能設(shè)備軟、硬件規(guī)模化生產(chǎn)，加大對人工智能、云計(jì)算等先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的研發(fā)和引進(jìn)，為企業(yè)、社會、居民提供一站式智能化解決方案。發(fā)展智能可穿戴設(shè)備、智能代步工具、智能工業(yè)機(jī)器人等系列產(chǎn)品。遠(yuǎn)期探索發(fā)展無人機(jī)、直升機(jī)、通用航空裝備以及北斗導(dǎo)航終端產(chǎn)品研發(fā)與制造。4.3虛擬化技術(shù)虛擬化技術(shù)是當(dāng)前機(jī)械工程生產(chǎn)中必不可少的技術(shù)之一，該技術(shù)的應(yīng)用能夠及時發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)過程中的主要問題，幫助工作人員及時找出問題并采取針對性的措施解決從源頭上消除問題，提高生產(chǎn)質(zhì)量。虛擬化技術(shù)主要是指在機(jī)械工程生產(chǎn)中，應(yīng)用該技術(shù)將既有的加工產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型，在此基礎(chǔ)上借助計(jì)算機(jī)對機(jī)械設(shè)備的各個零部件和生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行分析，找出其中的問題。與此同時，在實(shí)踐中，技術(shù)人員還可通過虛擬化技術(shù)構(gòu)建仿真分析模型，通過對模型的了解與分析，直觀地了解在生產(chǎn)過程中的一些問題，及時調(diào)整生產(chǎn)方案和制造方案，以此提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，減少返工的問題，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。在虛擬化技術(shù)中，CAD輔助設(shè)計(jì)是常用的軟件之一，應(yīng)用這一軟件，可以實(shí)現(xiàn)對各類產(chǎn)品的三維建模，并在計(jì)算機(jī)上生成相應(yīng)的加工圖紙，從而降低設(shè)計(jì)難度。4.4柔性自動化技術(shù)在機(jī)械工程中，柔性自動化技術(shù)也是不可缺少的技術(shù)之一，通過該技術(shù)的應(yīng)用，能夠保證生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，從而提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質(zhì)量。該技術(shù)主要是電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合，其加工程序十分靈活，也被稱之為可變自動化技術(shù)。在生產(chǎn)量較大時，柔性與生產(chǎn)率是相悖的。[5]為減少在生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)時間、降低企業(yè)的生產(chǎn)成本、全面提高生產(chǎn)效率和制造工業(yè)的柔性，便需要充分應(yīng)用到柔性自動化技術(shù)，以此滿足市場的發(fā)展趨勢，提高產(chǎn)品的市場暢銷度。尤其在當(dāng)前環(huán)境下，機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求不斷增加，機(jī)械產(chǎn)品也逐漸朝著多元化的方向發(fā)展，為了滿足廣大客戶的實(shí)際需求，需做好對產(chǎn)品的針對性設(shè)計(jì)。而在整個過程中，則需要應(yīng)用到柔性自動化技術(shù)，對相關(guān)的產(chǎn)品生產(chǎn)要素、技術(shù)要素、營銷要素進(jìn)行綜合分析和整理。5機(jī)械工程自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢5.1數(shù)據(jù)智能化發(fā)展數(shù)據(jù)智能自動化主要是指機(jī)械自動化生產(chǎn)過程中對于人工智能的控制及模擬。在現(xiàn)代化生產(chǎn)領(lǐng)域中，生產(chǎn)數(shù)據(jù)是至關(guān)重要的一部分，所有的生產(chǎn)項(xiàng)目都會將生產(chǎn)數(shù)據(jù)作為主要的依據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行針對性的產(chǎn)品生產(chǎn)。從這一方面來說，機(jī)械工程自動化技術(shù)必將朝著數(shù)據(jù)智能化的方向發(fā)展。5.2人機(jī)一體化發(fā)展機(jī)械工程自動化技術(shù)的應(yīng)用顯著提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，在整個過程中，產(chǎn)品、環(huán)境、人是不可缺少的三要素，也是人機(jī)一體化自動化制造系統(tǒng)的組成要件。在制造業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展中，自動化技術(shù)的應(yīng)用價值通常需要由人和產(chǎn)品進(jìn)行反映，產(chǎn)品和人之間是相輔相成的。人機(jī)一體化可以實(shí)現(xiàn)各個方面的整合，將系統(tǒng)運(yùn)行、生產(chǎn)操作、屏幕顯示多個方面集合在一起，顯著降低了控制的難度。在未來，我國制造業(yè)必將朝著更加多元化的方向發(fā)展，而人機(jī)一體化不是機(jī)械工程自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。5.3綠色型發(fā)展在機(jī)械工程生產(chǎn)中，通常會消耗大量的資源以及材料，借助自動化技術(shù)能夠降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，減少能源消耗，滿足當(dāng)