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智能自动化技术在机械设计中的应用探析

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  摘   要:机械智能化、自动化虽然在我国起步较晚,但发展却较为快速。智能化和自动化机械已在社会生产中得到广泛的应用,在机械设计中应用智能自动化技术,更是成为机械设计的主要发展方向。文章对智能自动化技术在机械设计中的应用进行深入的探讨和研究,并提出可靠的建议,以促进我国机械智能化和自动化水平的进一步提高,为早日实现社会主义现代化贡献力量。
  关键词:智能;自动化技术;机械设计
  随着社会经济的不断发展和科学技术水平的快速进行,近年来,在机械设计中越来越多的应用技术更加智能化和自動化,使机械实现了自动化和智能化运行,大幅度提高了生产效率和生产质量,而且还显著降低了生产成本,改变了传统生产方式中,依靠人工力量进行生产的格局,有效提升了生产的安全性,使生产方式发生了巨大的变化,有效促进了社会经济的现代化发展和进步。
  1    简析机械自动化
  所谓机械自动化,就是指在没有人为干预的情况下,机器或装置能够以机械方式按照预先设定好的程序或指令运行,完成相关操作。机械自动化系统,是所有自动化控制系统中最早出现的。
  1.1  发展历程
  机械自动化的出现并不是从现代开始的,而是有着悠久的历史。早在春秋战国时期,《墨子》中就记载了鲁班曾制造出一种能够借助风力飞上天空,3天不落的木鸟,这是我国最早的关于机械自动化装置的记载。工业革命时期,瓦特在制造蒸汽机的过程中,就使用了多个机械自动控制系统,开始了现代机械自动化发展的新纪元。1870年,美国诞生了自动生产螺丝的设备,这一设备采用的是纯机械控制方法,属于典型的单机自动化系统。流水作业生产模式的发展和广泛应用,以及汽车发动机气缸自动生产线的诞生,进一步提高了自动化技术水平,也使机械自动化向更高层次发展。到了现代社会,随着电子信息、计算机网络以及人工智能等技术的高速发展和广泛应用,出现了自动化程度更高的数控自动化技术,能够有效地在无人工干预的情况下完成相关生产工作,是现代机械自动化发展的重要成果。
  1.2  发展现状
  目前自动化一词已成为现代工业领域中经常出现的词汇,自动化技术已成为降低成本、提高生产效率的重要手段,是优化资源配置、提高资源利用率的重要方法。早在20世纪90年代,我国企业就已开始普遍采用自动化技术进行生产。发展至今,随着我国市场经济机制的日益成熟,市场竞争也越来越激烈,在这种情况下,企业急需通过更高水平的自动化生产设备来进一步提高生效率和质量,减少成本,从而在市场竞争中能够立于不败之地。尽管我国的机械自动化得到快速发展,取得了良好的成果,但和发达国家的机械自动化水平相比,还存在着明显的差距和不足,主要表现在以下几点。
  1.2.1  生产水平方面
  进入21世纪,我国制造业在发展规模以及生产质量方面都得到了高速发展,并取得了巨大的突破,但由于缺少真正的核心技术,我国自主生产的产品大部分关键零件及机器只能依赖国外进口,严重限制我国制造业生产水平的进一步提高。因此,在关键的机械自动技术上,我国仍需要加强研究,提高水平,真正掌握核心技术。
  1.2.2  制造方面
  我国的制造业起步较晚,在20世纪70年代才开始慢慢向着机械自动化方面转型。因此,虽然我国的制造业得到了快速发展,但在技术方面水平仍较为落后。尽管在当前我国的制造业生产过程中,已普遍使用各种生产设备,机械自动化普及率也越来越高,但对人力的依赖程度仍然较高,人力仍是我国工业生产流程中必不可少的重要组成部分。
  1.2.3  管理方面
  工业发达的国家基本已具备了成熟的管理体系,对管理的重要性也具有较为到位的认识,并且普遍应用计算机进行管理。目前,在我国的工业管理方面,虽然也开始应用计算机进行辅助,但很多企业仍在使用传统的经验式管理方法。此外,严重缺乏创新型人才,导致核心技术研发水平迟迟得不到有效提高,仍需要依靠国外技术。
  1.3  机械自动化发展产生的主要影响
  1.3.1  改善了生产条件
  在当今社会的生产活动中,广泛应用机械智能自动化技术,应用先进的机械设备进行生产,大幅度降低了劳动强度,生产效率大幅度提高,而且产品的质量有了更可靠的保证。由于使用了智能自动化机械设备,无需人工操作,还能够有效避免生产安全风险,保证生产工作的顺利进行[1]。
  在机械设计中应用智能自动化技术,工作人员只需要在计算机终端进行操作,在生产风险较大的行业,如煤矿生产方面,整个生产过程中实现自动化作业,能够有效避免生产故障产生的威胁,有效保证工作人员的生命安全和身体健康。
  1.3.2  控制成本提高生产效率
  在机械设计中应用智能自动化技术[2],再使用智能自动化机械设备进行生产,能够有效降低能耗,同时还能够有效提高能源利用率。机械设备自动化生产和传统的手工作业相比,不仅具有更高的生产效率,在同等时间内生产更多的产品,使大批量生产得到实现,有效满足了市场对产品的大量需求。而且标准化的生产模式,还能够有效提高产品的质量,降低瑕疵产品率和废品率,从而有效节约资源,降低生产成本,扩大企业的利润空间,给企业带来更多的经济利润。
  1.3.3  设备调整和维修更方便
  在实际应用智能自动化机械设计进行生产的过程中,不仅要对智能自动化机械设备进行正确的安装,确保其能够正常运行,还要对应用过程中的智能自动化设备进行维修,从而减少故障发生率,确保正常运行,延长使用寿命。
  在安装智能自动化机械设备的过程中,为了能能够充分满足生产要求,必须要结合实际情况对智能自动化机械设备进行安装,并进行相关调试,保证智能自动化机械设备能够达到相关的匹配程度,在不改变硬件条件的情况下,就可以应用于生产活动之中。除此之外,在实际生产过程中,智能自动化机械设备还能够通过自动化程序对自身的故障情况进行有效的监控并及时发出预警,一旦发现故障,第一时间采取有效的处理措施,防止故障影响范围扩大,造成更大的损失,还能够第一时间通知相关维修人员进行维修,保证机械设备的正常生产应用[3]。   2    智能自動化技术在机械设计中的应用方法
  2.1  集成化应用
  互联网技术的高速发展,推动了智能自动化技术的不断进步,使其得到广泛应用,还在此基础上,不断衍生出新型技术,如柔性制造技术、加工数控技术等,有效满足当今社会生产对智能自动化机械设计的新要求。
  目前,我国在对各个级别的集成制造系统进行设计的过程中,已普遍积极应用各种智能化自动技术,提高了机械设备的智能自动化水平以及生产质量和效率,这已成为一种集成化状态。集成化应用智能自动化技术,并将其应用于机械设计之中,其本质就是通过系统工程理论的指导,利用现代化的信息技术对各种指令进行传输和执行,最终实现智能化操作。在应用智能自动化机械的过程中,企业不能只是简单f地更新生产机械设备,而是要真正地实现企业现代化发展,将经营管理与企业生产有机结合起来,统筹兼顾,整体优化生产流程、组织结构和管理体系,有效提高生产效率及质量,促进企业的不断发展和进步,更能够有效提高我国的生产力水平,对我国社会经济发展建设具有非常重要的意义。
  2.2  柔性自动化
  在应用智能自动化技术进行机械设计的过程中[4],为满足实际生产要求,必须要充分考虑智能自动化机械的适应和反映能力。目前,受到客户需求和市场变化等因素的影响,企业需要及时优化调整发展模式,同时为了更好地提高自身的竞争力,还要积极创新智能化自动技术,对企业内部结构进行优化调整,从而适应社会市场的发展规律,满足社会市场的发展需求,能够在日益激烈的市场竞争中立于不败之地。
  柔性智能化自动系统是一种借助计算机网络对企业的整个生产流程进行科学管理的系统,能够有效优化企业管理结构,提高管理效率和质量,从而有效推动企业的发展和进步,提高企业的利润空间。
  柔性自动化技术的核心是信息控制,而信息控制是通过计算机实现的,结合控制模型,能够有效对生产过程进行全程监测,保证生产质量,而且不会对普通设备造成影响,实现智能自动化机械设备和普及机械设备的协调发展。
  2.3  虚拟化应用
  虚拟化技术也是一种以计算机技为基础,结合模型发展起来的技术,在机械设计过程中,应用虚拟技术能够进一步提高生产质量,还能够优化产品效果,同时能够有效降低智能自动化机械设备的故障发生率,减少维修成本,保证企业生产活动的顺利进行。
  3    结语
  随着科学技术的进一步发展,各个领域都已开始广泛应用智能自动化技术,在机械设计行业中,智能自动化技术具有非常明显的优势,是机械设计发展的必然趋势,对社会经济发展进步具有积极的作用。 作者简介:杨传吉(1997— ),男,安徽芜湖人,本科生;研究方向:机械工程。
  [参考文献]
  [1]石晓慧.人工智能技术在电气自动化控制中的应用分析[J].科学与财富,2019(1):64.
  [2]袁越.机械设计中智能自动化技术的应用[J].中国化工贸易,2018(32):142.
  [3]罗雪丰,杨志超.机械设计制造及其自动化的应用[J].南方农机,2018(16):39.
  [4]胡金雨.智能自动化技术在机械设计中的应用研究[J].南方农机,2018(21):152.
  Abstract:Although mechanical intelligence and automation started late in China, it developed rapidly. Intelligent and automatic machinery has been widely used in social production. The application of intelligent automation technology in mechanical design has become the main development direction of mechanical design. In this paper, the application of intelligent automation technology in mechanical design is discussed and studied in depth, and reliable suggestions are put forward to promote the further improvement of the level of mechanical intelligence and automation in China, and to contribute to the early realization of socialist modernization.
  Key words:intelligence; automation technology; mechanical design
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