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当机械制造以及生产时通过运用自动化技术,使制造过程能够更加连续化,并能够快速落实自动化审查,使大批量产品的生产过程能够更加高效优质,这就称之为机械自动化。在机械制造自动化较早时期主要是运用机械以及电气部件来有效实现机械制造自动化。到上个世纪60年代后期,计算机和控制技术的不断发展,计算机辅助设备等的出现。使信息化管理逐渐走入到了机械制造的过程中,进而形成了计算机集成制造系统。
自动化技术在机械制造中的应用
在机械制造的实际操作中,对机械自动化生产的实际运用更加重视。随着机械制造自动化理论研究不断深入,自动化的目的也更加明确,使其更加适用于实际生产。为此,在实现机械制造的自动化进行研究时,主要是结合企业发展的需要不断针对生产环节进行突破,使其更加符合企业的需要,并能够有效实现自动化促进企业实现经济效益的目的,同时推进自动化技术的不断发展。就当下我国机械制造自动化技术的实际情况而言,自动化技术主要集中投资少回报快的技术上。特别是我国在机械制造水平上正处在较为落后的情况,更加应当注重发展潜力大、成本费用较低并且能够得到快速回报的自动化技术上,使企业的经济效益能够得到快速的回报。麻省理工大学在二十世纪所提出的LP精细生产模式,就能够有效实现低投入高回报的典型代表技术。结合我国当前情况来看,机械制造企业运用的生产设备大多是通用设备,并且随着自动化机械制造过程的不断发展,不断对自动化生产设备进行改进,但均是围绕企业机械制造生产的实际需要来推进自动化设备的生产布局,并在重点关键环节进行制造设备的添置,结合CAD\CAM技术、优秀的计算机队伍,通过计算机自动化技术对机械制造系统进行有效的整合,使自动化技术的优势能够得到有效发挥,全面推进我国机械制造自动化技术水平的不断上升。就当下我国在机械制造自动化的水平上来看,我国企业在自动化的发展上主要还是依照循序渐进的方式来开展,重点发展具有现代化特色的机械自动化。机械制造自动化技术主要是遵循由低级、简单到高级、复杂的发展过程,有效突进了自动化管理质量的快速提升。在当前的机械制造行业中,大多数的企业基本上已经实现了自动化控制设备,在机械制造生产过程也逐渐实现了机械控制自动化、数字化以及智能化的发展。在实现了机械化和自动化生产的工厂中,运用单机自动化生产设施来实现生产线的自动化,并通过综合自动化设备来对生产线进行管理,进而能够更加有效控制生产,促使生产效率的快速提升,使机械制造自动化更加符合理想需要。当前,我国在机械制造水平上相较于先进的制造水平还有这较大的差距。为此,大多数的企业并没有在生产过程中将计算机完全应用到其中,对“高度自动化”的追求也稍有欠缺,并且针对制造过程中出现关键环节,也均是通过将低成本的自动化手段来进行改革实现自动化。随后在此基础上,通过不断积累自动化技术的经验,以及设备的改进,来实现自动化生产,最终目的是实现高度自动化的CIMS生产。随着我国在机械制造自动化的不断发展,技术水平的不断提高,部分企业在机械自动化的生产、技术以及管理等方面上均有了非常大的提高,因此,自动化设备应当逐渐向高级自动化、集成化发展,使机械制造自动化生产体系更加趋于成熟。
自动化技术在机械制造中的应用发展趋势
当前我国自动化在设备上、技术上以及管理方法上均有了非常明显的提升,通过逐渐的积累,我国在机械制造自动化技术的经验更加丰富,发展也日渐成熟,逐渐向集成化、虚拟化以及智能化方向趋近。
二十一世界机械制造自动化发展方向中,集成制造技术可以说是最为重要的方向,更是当下机械制造企业不断改革的生产模式。将计算机组合应用作为基础,再通过有效的整合使生产制造系统能够作为一个整体来进行运作,通过多个分系统相互关联使其呈现为模块式的组合模式,自动化制造系统、自动化管理系统以及自动化信息系统均包含其中,同时信息集成程度高的制造系统则还将质量信息系统一并包含。
伴随计算机的日渐发达,覆盖率的全面化,智能技术也随之越来越强,人机一体化机械制造设备也随之走入到了机械制造企业中来,通过智能化的制造系统使进行生产时,实现了人机相互活动的智能化,例如在工艺构想与设计时,以及逻辑推理以及分析判断等形式。机械智能化为人机提供了一个非常好的环境,这是智能化中非常的重要的特点,在进行制造生产时,通过有效的人机交流与互动。不仅能够有效提高自动化。并且集合模块化的组合模式,能够更好地提高机械自动化系统的实用性和协调性。
首先是程序单元。这个单元是机械自动化系统运行过程中最为重要的一个单元,系统当中应该执行的任务和执行任务过程中所采用的方式都是程序单元需要解决的问题。其次是作用单元。这一单元是整个自动化技控制系统中完成前期任务的重要组成部分,主要是在系统运行的过程中,为系统增加其保持正常运行过程中需要的能量,还要做好机械生产过程中的定位工作。再次是传感单元。这一单元是系统运行过程当中最为基础性的一个单元,主要是对系统在工作中的运行状态和运行指标进行监控和检测,保证系统处在正常的运行状态当中。第四就是制定单元。这一单元是整个系统当中最为重要的一个单元,它能够对传感单元传输过来的信息进行详细的分析和比较,这样就可以根据实际的情况对相关的数据信息进行处理,并发出动作信号。最后一个就是控制单元。这个单元是系统中起到保障性作用的单元,在各个单元的制定和动作调节以及维护方面,控制单元有着十分关键的作用。
2机械自动化技术在机械制造中的应用分析
2.1集成化应用分析
对于机械制造领域来说,其中所涉及到的集成化实际上主要是在技术功能、技术经营上所进行的集成。而也正是由于信息技术的作用影响,才能够使得计算机集成化技术转化成为对于机械制造的整体性优化。企业本身在实际进行经营管理的过程中,所涉及到的相关动态集成措施,能够让制造企业本身的动态集成为一个整体,通过这方面的措施才使得自动化技术保持自身的应用合理性,进而让企业信息管理系统、计算机辅助设计技术、数控加工技术等被应用到制造系统中。就现阶段来说,将CAD/CAM作为主要核心的CIMS工程应用措施,实际上已经在整个制造行业中进行了覆盖,其生产形式必然会成为未来的发展趋势。
2.2柔性化应用分析
柔性化最显著的特点在于其能够根据外界因素作用力的差异表现出与之相对应的适应能力。换句话说,在柔性化应用过程中,生产出的产品能够较好地适应市场的更改特性。现代机械制造行业必须针对终端用户的各类需求及时精确地做出反应,进而对机械制造产品类型和结构属性做出相应调整。从这一角度上来说,柔性化应用可以很好地解决该问题,其在确保必要生产柔性的基础上,对人机交互界面进行了合理优化,并在构建产品制造信息系统的基础上将计算机管理的工作效益发挥到最大。在当前技术条件的支持下,敏捷制造已成为柔性化应用的必然选择与发展趋势,其最显著的应用优势体现在以下几个方面:a.提高产品生产质量和生产效率。b.确保产品交货期,满足客户需求。c.强化信息系统运行全过程的可靠性。
2.3自动化的加工系统
机械是由不同的零部件组合而成,而成品是将零部件按照一定的顺序和技术要求进行组装而成的。自动化的加工系统能够有效地完成生产过程中的重复劳动,能够大大降低工人的重复劳动,节省体力,保证充足的人力资源。
2.4智能化应用分析
智能化机械制造技术,主要是将自动化技术、人工智能技术、机械制造技术、系统工程管理技术等多项不同的技术进行了良好的结合。而通过和专家系统所进行的结合,智能机械实际上完全能够依据机械制造体系中所呈现出的环境不同变化。机械智能化体系中所存在的一个主要特性,便是其所呈现出的极为特殊的人机工作界面,在实际执行制造工作的过程中,可以利用交互界面来进行人机沟通。智能化技术的应用,其中所存在的关键,就在于使用智能技术来对于相关专家所呈现出的智力活动加以模拟,如此一来,便能够使得自动化机械按照专家化的模式来进行运转。同时,还由于智能技术的应用,使得运行的系统能够依据自身当前所呈现出的情况来执行实时性的检测工作,尽可能的保证运行得以优化。
3结束语
1.1智能化应用
智能化应用是指通过各种现代先进技术,例如计算机网络技术、智能技术、编程技术等实现的具有高度智能化的应用,它是科学发展的必然。智能化应用于现代经济,要求抛弃原有的落后制造技术和理念,在市场经济条件下,充分考虑商品和人为因素,通过人性化的加工商品来理解和制造更加符合人们要求的加工方案。智能化在机械制造领域应用主要是指为全面提高机械性能,将自动化技术与人工智能技术完美结合,相互渗透融合而形成的综合制造技术。智能化制造技术不仅可以实现高度人性化的人工智能,还能够在制造加工过程中对专家和相关技术人员的思维活动和技能进行模仿,取代专家的思维方式。
1.2集成化应用
机械制造中的重要技术之一就是集成化技术,该技术主要通过信息技术实现机械制造的优化集成。在机械制造过程中,需要综合运用计算机网络技术、微电子技术、通讯技术等,各种技术之间相互关联、相互影响,在融合过程中,不可避免地将产生各种高新技术,例如现代社会常用的柔性制造技术等。为最大限度的促进高新技术的生产,必须要将各种现有各项技术进行集成,各种现有设备系统也要实现一定程度的整合,这有助于产生新的管理应用技术。机械自动化技术中的集成制造可以有效实现现代意义上的柔性生产变革,将人放在中心位置,保证产品生产质量和服务质量。
1.3虚拟化应用
现代机械制造技术将CAD、CAPP等制造工艺与计算机制图技术有机融合,这些技术极大的完善了传统人工制图技术,一方面降低了劳动力成本,另一方面也提供了制图质量和水平,在精准度和速度方面有质的提升。CAD技术不仅在作图速度方面有较大优势,并且在出现错误时可以及时修改。虚拟自动化可以利用计算机仿真技术对机械制造活动进行仿真,不仅缩短了生产周期,丰富了产品种类,并且有更高的能力应对日益复杂多变的市场需求。
1.4柔性自动化应用
柔性自动化技术在现代企业已经广为运用,该技术并没有完全依赖自动化,而是在柔性生产的前提下对信息系统进行完善,以实现利用计算机管理企业的目标,它在应对市场变化方面有较大优势。柔性自动化有效解决了大批量和小批量生产之间的问题,在保证生产效率和产品质量的前提下,能够根据市场灵活调整生产,保证供给和需求的有效平衡。柔性自动化在企业中的应用已经不断趋于成熟,也显示出了其应有的实用价值。
2机械自动化在机械制造中的应用前景
我国机械自动化起步较晚,发展和应用时间较为短暂,某些方面的技术水平还不成熟。与西方发达国家相比,仍有很大差距。同时这也表明我国机械自动化在机械制造行业中的应用仍有很大空间。科技就是生产力,人才是将科学技术转变为先进生产力的关键因素,因此,为更好的促进机械自动化发展,首先要加大培养机械自动化人才的力度,为该行业培养优秀的技术人才,在未来不断创新科技,开发出具有自主知识产权的产品,只有这样才能提高企业的核心竞争力,这同时也是我国机械自动化在机械制造中应用的主要方向。机械自动化技术将成为未来企业不可缺少的技术,是企业发展的必然,是引领企业走向科学、可持续发展道路的重要手段。该行业在新时期是最具发展潜力的朝阳行业,随着科学技术的不断进步,机械自动化也会迎来新的发展机遇。
3结语
我国各种工业的起步较为落后,虽然现在有些行业已经达到了世界领先水平,但是在机械自动化技术的应用方面还远不及发达国家,因此应该清醒地意识到与发达国家的差距,采取各种措施来缩小与发达国家之间的生产力的差别。在前几年,西方发达国家就已经实现了机械自动化中的柔性自动化、智能化以及集成化等方面的技术。这些方面的自动化技术主要运用于数控机床与柔性制造系统当中,并且应用效果优良。现状之下,对于机械自动化技术,我国还只停留在单机自动化和刚性自动化阶段,而像柔性制造单元及柔性制造系统,其数量却尤为之少。虽然我国各行各业都已经体会到了机械自动化的好处,并且能够利用机械自动化来提高产品的质量,同时降低安全事故发生的几率,但是对于机械自动化的应用还处在初级阶段,想要进一步提高生产力,增强企业的实力,需要加强对于西方发达国家的学习,努力促进机械自动化技术在煤矿企业生产中的应用。不难看出我国煤炭的产量每年都在增加,因为经济的增长需要能源作为支撑,特别是电力能源,而我国的电力能源主要来源于火力发电,也是依赖于煤炭的供给。而纵观我国煤炭的生产,很多煤矿使用的都是多年以前的技术和机械,这些技术和机械上的落后限制了煤矿的产量,同时也容易对生产人员的生命财产安全造成威胁,因此更新煤矿生产的技术,对机械进行更新换代,是提高煤炭产量,保证安全生产的重要措施。将机械自动化应用在煤矿机械制造中,能够提高煤矿机械制造的精度,同时创造出更高效率的煤矿机械,能够为我国的煤炭产量的增长作出贡献,因此具有重要的现实意义。
2自动化技术组成分析
作为一门综合学科,自动化包含的技术种类很多,可以将自动化技术粗略的分为以下几个组成部分:程序单元、作用单元、传感单元、制定单元以及控制单元。(1)程序单元。程序单元是控制单元的核心,由工程师提前编制的程序在控制单元中运转,以维持整个系统的运行。(2)作用单元。所谓的作用单元是受程序单元所控制的,负责整个系统运转的单元,是命令的执行者。(3)传感单元。负责收集各种数据,并将这些数据及时的传递给控制单元,由控制单元进行计算和处理,再反馈给其他的单元,以此来保证整个系统的良好运转。(4)制定单元。制定单元的作用是对整个系统的其他部分命令,调控其他部分的行为。(5)控制单元。控制单元是整个机械自动化控制系统工程的保障性单元部分,其主要用于解决单元制定和动作调节。
3机械自动化在煤矿机械制造中的应用探究
依据不同的功能,可以将煤矿机械分为三个系统:挖掘系统、输送系统、安全监控系统,而在煤矿机械制造过程中,就应该实现煤矿采掘机械的自动化、煤炭输送的机械自动化、煤矿安全监控系统的自动化。
3.1煤矿采掘机械的自动化
我国经济的强劲增长是以源源不断的能源作为动力的,而能源又是以源源不断的煤炭供给来作为基础的,因此随着我国经济的发展,对于煤炭的需求量也越来越大,现有的煤炭生产效率已经难以满足实际需求,如何提高煤炭挖掘的效率,则是当前应该着重思考的问题。实现煤矿采掘机械的自动化,能够用机械代替全部的人力操作,那么生产的效率将会更高,而且也避免了由于人力生产带来的各种安全事故发生的隐患。可以说煤矿采掘机械的自动化将直接影响到我国的能源供给,对于国计民生来说都是至关重要的。发达国家将自动化技术应用于煤矿机械制造中已经取得了很好的效果,不仅各种机械的可靠性强,而且操作的精度也非常高,广泛适用于各种操作条件,相较于以往的生产机械的生产效率有了较大的提高。近年来我国在煤矿机械自动化方面也有了长足的进步,研究出了一批具有自主知识产权的煤矿生产机械,打破了国外煤矿生产机器的垄断,这意味着我国煤矿机械自动化水平提上到了一个新的高度,有利于相关煤炭企业的生产以及整个煤炭行业的进步。
3.2煤炭输送的机械自动化
煤炭的生产和运输是不可分割的两个组成部分,如果有着强劲的生产力,但是运输效率低下,挖出来的煤运不出去,跟没挖是一样的。因此在研究煤矿采掘机械的自动化的同时,对于煤炭输送机械的自动化同样应该加以重视,只有输送的速度跟得上挖掘的速度,才能够真正提高煤矿的产量,提高煤炭企业的效益。目前大多数煤矿都是以胶带作为运输方式,传统的胶带运输业已经渐渐和PLC技术相融合,形成了各种新型的自动化运输系统,这些新兴自动化运输系统不仅运转上更为可靠,而且也更为高效,不用耗费过多的人力来进行维护。新型自动化运输系统的出现使得胶带的调速方式更加敏捷和精确,从而使得胶带运输的速度能够跟随煤炭的产量而随时变化,能够充分利用电能,同时减少了对于人力资源的消耗,也避免了安全事故的发生,在最大程度上提高煤炭企业的效益。
3.3煤矿安全监控系统的自动化
安全是煤矿生产的首要前提,近些年来各种关于煤矿的安全事故触目惊心,引起了人们对煤矿生产的反思,加强煤矿安全监控系统的自动化,能够有效防止各种安全事故,避免相关操作人员的生命及财产安全的威胁。想要防止煤矿生产中的安全事故发生,很大程度上依靠于对于各种数据的及时监控和预报。实现煤矿安全监控系统的自动化,能够随时监测整个地层的变化、坑道中的瓦斯浓度的变化以及整个开采系统运转的变化,针对这些变化提出相应的预警方案,能够在安全事故发生之前将隐患消除在摇篮之中,对于煤矿企业的生产来说是非常有益的。当然不可否认,如今我国生产的煤矿安全监控系统相配套的传感器的种类较少,这种现状在一定程度上限制了煤矿安全监控系统的自动化,但是相信随着时间的发展,各种自动化监控系统配套的传感器也将越来越丰富,打破国外对于这方面的垄断,降低煤矿安全监控系统自动化的成本,为推动煤矿企业安全生产作出贡献。
4小结
自从20世纪80年代以来,我们国家煤矿企业的开采量一直都是保持比较好的势头。至于运输井下厚煤方面,那些大型的煤矿企业用的方法都是胶带运输。在胶带运输的过程中,对于工况监控系统的研制总的来说取得的成果是可喜可贺的,并且对于它的应用已经进入了一个快速的发展阶段。现今,不管是计算机技术还是PLC技术,在实际生活中得到越来越多的应用,以前那些比较单一的保护现在也变得系统化、综合化。这里要提到的就是DCS结构,它实现了地面监控的目标。电气自动化技术目前来看,它发展得很不错,变频器的技术变得越来越成熟,这样也就使得调速系统发展得越来越好。一部分比较先进的国家,在采煤方面有很大的突破,它们对于提升机电控方面的研究比较深入,现在他们开始把PLC作为中心控制器,这样一来就实现了提升工艺控制,同路行程控制跟安全回路监控的全微机监控,从而改善了提升机安全运行方面的问题。现今社会,高科技文化发展的越来越好,对于煤矿机械设备而言,信息化设计它占据着重要的地位,总的来说,它是一个非常必要的环节[2]。现在,我们国家的煤矿事业并不发达,比那些先进国家的相差很多,所以,我们国家一定要制定切实可行的政策,并且还要给予足够的技术扶持,这样一来才可以发展壮大我们国家的信息化建设事业。目前,我们国家的煤矿工业发展非常迅速,国家对煤矿开采的安全性以及煤矿机械设备的信息化建设提出了更高的要求,除此之外,煤矿企业本身为了得到更好的发展,不得不进行信息技术改革,这样一来就使得信息化设计在煤矿设备中占据的地位越来越高。
2.煤矿安全,监控控制系统
我们国家的很多煤矿企业,已经开始使用安全监控系统,这些监测装置非常的多,涵盖遥测仪、断电仪、红外线自动喷雾等装置,这些对于我们国家的煤矿生产的安全要求来说是完全足够的,但是遗憾的是,我们国家的相配的传感器种类非常的少,同时使用的寿命不是很长,除此之外,它的工作稳定性相对而言也比较差,这样一来就使得维护的工作量变得很大,以上的问题使得监控系统的工作缺乏安全性以及可靠性,在实际操作中没有得到充分的利用[3]。对煤矿机械设备进行信息化设计对于提高工作效率是非常有帮助的,主要就是信息化设计可以改变落后的生产方式,同时改变了煤矿的作业模式。因此,研究信息化设计在煤矿机械设备中的应用具有深远的意义。
3.结论
1.1安全性能比较高机械制造自动化系统具有较高的自动报警、自动诊断等功能,在机械设备生产过程中,自动化系统中含有的各种安全保护功能会根据生产过程中出现的安全故障等进行自行判断,从而可以及时地将各种故障展现出来,最大程度避免因为生产故障而导致的安全事故发生。同时机械制造自动化技术是通过电子信息控制系统实现对机械设备的操作,降低了机械设备因为人为操作而出现的失误等,导致设备的损坏等。
1.2产品质量得以提高机械制造自动化技术通过对机械设备生产的控制,实现了机械设备生产流水线操作,实现了机械产品的批量生产,同时避免因人工操作而出现的质量瑕疵,有效保障了生产产品的质量,并且机械制造自动化技术可以对设备生产过程中出现的质量问题进行及时的反馈与技术调整,同时也可以实现对生产产品的全程监控,一旦产品质量出现问题,就可以通过自动化系统查找原因。
1.3改善了行业的劳动形式传统的机械制造技术主要以是依据人工操作的模式进行生产,而实现机械制造自动化技术后,机械制造生产实现了机械化、自动化,为此人们就从繁重的体力劳动解脱出来,从而从事具有高技能性、高知识性的脑力劳动中,社会也不再为人们提供机械制造的低端岗位,而是开始朝着培养高端知识技能型人才方向发展,与此同时机械制造的产品也有性能单一、操作简单向技术集约型方向发展,大大提高了产品的科技含量,提高了机械产品的技术,缩短了产品更新换代的周期。
1.4推动社会发展机械制造自动化技术对社会的推动作用主要体现在:①提高了社会生产力,机械制造技术自动化的实现大大满足了社会生产力对机器设备的要求;②人类利用机械设备自动化不断继续技术的创新。随着机械化程度的不断加深,机械制造自动化技术应用到社会领域内的范围越来越广,为此它大大促进了社会科学技术的发展与创新;③机械制造自动化技术降低了对能源的消耗,有利于促进社会的可持续发展。
2我国机械制造技术的发展现状以及自动化技术的应用
2.1我国机械制造技术的发展现状①我国的机械制造设计方案落后于西方先进国家。我国的机械制造技术存在着自动化程度低、尖端技术缺乏等问题,尤其是我国的机械制造模式还主要集中在家庭式作坊模式,虽然一些机械制造行业实现了规模化生产制造,但是其主要集中在低端领域;②行业制度落后,制度落后是我国社会经济发展中不同行业所普遍存在的问题,其反映在机械制造行业,是企业应用计算机系统进行管理的模式还不普及,很多机械制造企业主要采取人工管理模式;③我国机械制造企业应用计算机系统的积极性还不高,很多企业还没有实现自动化、系统化的制造。
2.2机械制造自动化技术的应用结合机械制造业现状,我们要认真分析机械制造业发展现状,加大对机械制造自动化技术的实用性研究,提高自动化技术在我国实际生产中的应用,应用自动化技术的原则就是坚持以企业实际需要为导向,以最小的投入获得最大的经济效益为目的,实现对自动化技术的应用。虽然我国的自动化技术相比一些先进国家存在一定的差距,但是其在实践中应用的实例非常多,涉及的领域也非常广,比如安全自动化技术在汽车制造行业中的应用,在汽车制造业中冲压车间是最危险的工艺,因此安全自动化技术在冲压车间的应用要求最高,通过压机之间的机械自动化装置实现对加工件的自动传递,实现了生产线的安全性,一般压机机械自动化系统会采取各种安全保护功能提高冲压生产线的安全:①紧急停止装置。该装置主要是为了机械设备在控制过程中,防止无意之中的重新启动;②安全门防护装置。它主要是为了防止人员在压机内所遇到的各种危险;③双手控制装置以及安全控制设备。
3机械制造自动化技术的发展趋势
3.1机械制造自动化技术和网络化融合计算机技术的不断发展,网络技术的应用范围越来越广泛,我国加强了对互联网技术的应用,因此机械制造自动化技术与网络的融合是机电设备一体化发展的必然趋势。在网络技术条件下,通过互联网技术的监视技术、远程控制技术可以实现对机械制造业的管理,通过远程控制技术对机械制造产品进行生产控制,同时通过监视技术对生产过程进行管理,实现对机械制造全过程的控制与监管,可以说随着机械制造自动化技术与网络的融合能够大大改变人们的生产方式,人们不再守在机械生产线面前,而是通过网络信息系统监控系统实现对机械制造生产线生产情况的全过程监管,大大降低了人工劳动量。
3.2以智能化为依托,发展实用型机械自动化技术机械制造自动化技术的发展取决于其实际应用性,因此自动化技术的发展应该围绕企业的实际发展和具体条件为导向,并且以使用自动化技术获得更高的经济效益为目的,如果脱离企业实际发展实施自动化技术发展就没有任何意义。同时基于网络技术的发展,机械制造自动化技术朝着智能化发展,智能化机械制造技术对对传统机械制造技术的创新与发展,也是现代技术发展的真实体现,具体体现在机械制造控制中为:运用心理学、生理学以及运筹学等进行人工智能模拟、自动编程以及人机对话等,从而用智能技术取代依靠人脑判断、决策的脑力劳动。
3.3以新材料为支撑,进行绿色化发展随着我国能源的短缺、自然环境的恶化,发展绿色经济是我国改革的主要内容,也是我国经济发展的主要方向,机械制造自动化技术是我国发展绿色经济的真实体现,也是促进我国走向可持续发展之路的必然要求。机械制造自动化技术对传统的机械制造技术提出变革的要求,并且改变了传统的以高能源消耗为主的制造模式。绿色化发展不仅是对制造材料的创新,也是对制造工艺的创新,从产品的设计到生产管理、产品包装、销售等都实行了绿色流程,而且也加大了对产品的回收利用,提高了机械制造产品的可回收率与使用率,实现资源的最大优化配置。
3.4光机电一体化发展光机电一体化就是将计算机技术、微电子技术以及光学技术等实现融合,采取光机电一体化技术能够生产出更具有高附加值的机械产品,同时光机电一体化技术中的激光技术、传感检测技术、光能驱动等等均是机械制造自动化技术发展的主要趋势之一。
4结束语
带式输送机一直都是我国煤矿开采运输中的主流。随着我国采煤技术的不断提升,安全矿井的生产能力也在不断增强,对输送机的技能也提出了更高的要求。从目前来看,我国的大型输送机主要采用先进的变频驱动控制技术,能有效实现输送机的软启动。为了使输送机始终平稳的运行,即始终保持适度的扰度,在输送机上采用了先进的液压自控张紧装置。随收稿日期:2015-02-05作者简介:张宁(1980-),男,经济师,太原理工大学矿业工程学院矿业工程硕士研究生在读。着各式各类先进技术的运用,现在我国的带式输送机已经形成了系列,同时也提升了水平,最重要的是可以适应我国多样的矿井。
2采矿机械装备中的自动化技术
近年以来,我国的采煤装备以及技术等各方面都有了很好的发展,同时采煤机械设备的自动化技术也取得了较大的发展。2.1液压支架中的电液控制系统液压支架电液控制系统方面的功能主要有支架的自降功能、自动推移刮板输送机、自动化跟机作业、远程操作作业等等,并且液压支架的电液控制系统已经完全摆托了对进口的依赖,实现了国产化。国内有很多液压支架电液控制系统的研究单位,主要分布在北京、河南、山西、广东等地,其中北京是主要的分布范围。2.2智能型采矿机的自动化控制智能型采矿机已经基本实现了记忆割煤、检测采煤位置、摇臂调高控制以及机身水平测试等等功能。国内的采矿机厂家有很多,都实现了挖矿机的这一重要功能。2.3刮板输送机中的自动化技术刮板式输送机的自动化功能不仅仅包括减速器、温度测试,还有电机的降压启动、链条张力检测以及破碎机自动推移等等。刮板式输送机的自动化技术在国内多家成套装备供应商家那里已经取得了突破,“三机”控制系统已经实现国产化。目前,多家公司组织专门的技术研究人员参与自动化控制方面的研究,并将无线、视频、音频等手段应用于输送机的自动化控制,致力于实现“无人跟机作业,有人安全值守”的理念。
3与国外先进机械设备对比
不可否认,我国自主研发的电牵引采煤机、液压支架、刮板式以及带式输送设备等都具有很强的技术实力,即使是在国外,也是有很强的竞争力的。但是,我国目前的煤矿开采机械设备同国外的相比仍有很多不足之处,主要体现在可靠性、安全性、智能化、信息化、自动化等方面,这些都是我国需要进一步提高的方面。3.1液压支架国产的液压支架主要是在材料、元部件、高级控制方面输与国外高端产品,而中国的液压支架的全自动控制系统还处在刚刚起步的阶段,更不要说与外国先进设备一较高下了。3.2采煤机国产的采煤机主要是在智能化功能方面弱于国外高端采煤机。如记忆割煤、远程遥控等等方面。要想取得长远的进步,必须在已有技术的基础上,借鉴国外的先进技术,同时也要有自己自主创新的过程。3.3输送机与国外高端输送机相比,国内的刮板式输送机主要是在自动伸缩机头以及在线故障诊断等方面存在着不足之处;对于带式输送机,主要是在动态分析、自控张紧技术等方面属于国外。3.4自动化技术在自动化技术以及设备的自动化方面,国内的科研单位在三维检测、自动找直等方面弱于国外技术。另外,我国的采煤设备,主要是以单机控制为主,缺乏联动控制;缺乏运输设备智能的一体化控制等等。
4我国采煤机械设备以及技术的发展方向
要想实现我国采煤技术以及开采机械设备的真正独立,必须要依靠自主创新,以期能够实现即使是在极其恶劣的情况下,也能安全信息传输、煤岩识别以及对安全的感知等等;形成一套依靠视频、音频、感知等手段的集检测、控制于一体的智能控制装备。通过对自动化技术的运用,将我国现有的液压支架、电牵引采煤机、刮板式输送机、带式输送机等有机地结合起来,全面提升我国采煤机械装备以及自动化技术的现有水平。努力为我国参与世界竞争创造条件。
5结语
对信息进行处理的过程就是设计,它也是一个加工知识的过程。设计活动展现出人类特有的智能行为,机械设计也一样。千百年来,人们完成设计都是依靠智能的构思和手上操作,只是近期电子计算机技术的飞速发展促使人们在实施机械设计时更加广泛地运用计算机智能技术完成辅助设计。这也就是我们常说的CAD,主要是加快了机械设计中人们对于图形的处理速度及计算数值的效率。机械设计智能化需要将设计理论跟智能工程结合在一起,并以自动化智能工程为基础,进一步建立更能反映出人们智能水平及自动化程度的机械设计理论、技术,促使机械设计自动化能够更好地诠释设计活动,最终提升机械设计的自动化程度。在机械的设计理论和设计技术方面,我们应当重点研究设计过程中人的思维规律及信息流。因此,机械概念设计智能化的实现也是提升机械设计自动化程度要继续解决的热点问题和难点问题。
2培养自动化复合人才
要想发展并推广应用各种新的机械设计自动化技术,就需要持续引进一系列的新概念、新理论及新技术,不断将传统机械设计制造当中的某些设计观念及技术进行升级甚至是替换,这就需要我们培养出一大批兼具技术素质及研究理论的优秀复合型工作人才。机械设计朝着自动化方向发展的速度越来越快,机械制造业也将更加依赖科学技术及知识。这种全新的自动化设计模式对于工作人员的经验、技艺等的要求将越来越低,更多地是需要他们提高自身的自动化设计知识及技能。技术人员跟一线工作人员之间的界限将越来越模糊,直至消失,因而机械设计制造工人应当拥有高层次的管理能力及技术人员的知识结构。所以,机械设计及制造企业应当加快培养出更多的复合型人才,并充分发挥出人才资源的优势,大力推广应用自动化设计技术,最终达到提高机械设计自动化程度的目的。
3全面创新自动化技术
当前,我们正处于经济时代,不仅仅是经济在飞速发展,技术的发展也日新月异。从当下我国的国情来看,发展机械设计自动化技术是一个由简单到复杂、从低级到高级、逐渐完善的过程。然而这一过程所面临的不仅是时间问题,更重要的是技术创新问题[2]。机械设计制造在选择使用自动化技术后,其生产方才可以改变传统的机械化模式,逐渐过渡为机械控制自动化模式,最终实现计算机控制自动化。只有先以单个部门自动化的实现为基础,才能逐渐达到全行业的设计自动化,最终实现机械设计过程的全面自动化。从目前我国机械设计自动化的具体程度来看,中国机械设计自动化程度跟国外相比还存在很大的差距。所以,我们应当积极以国外先进的自动化技术发展进程为参考,不断追求创新,致力于我国机械设计自动化现状全面开发新技术,尽量少走发展的弯路,大大提升我国机械设计自动化程度,争取尽早与国际机械设计自动化接轨。
4结语
(一)进一步提高了生产效率。
系统在生产产品的过程中,主要果采用了控制自动化和信息的自动化,以此减少了在操作过程中的失误,让操作控制起来更加方便简单。机械自动化在不断的完成其操作自动化外,还进一步保证了产品的质量,并且在计算机控制的情况下,进一步修改了编程,让生产的产品更具有多样化,同时也加快了产品的更新换代。
(二)系统在运用过程中,便于维修和调整。
关于机械自动化系统的设计主要是应用了计算机技术,它的功能是可以根据产品的需要来调试安装设备,然后再生产出所需要的产品。对于多数利用的电子技术而言,它能够减少在生产过程中的开关数量,然后让操作人员在工作中,方便操作,由于工作的内容都是提前设定好的,系统在运行过程中能够自动的转换。目前,根据对象的需求系统可以自动调整好自动化的产品,确保其需求。
(三)减少了安全隐患。
机械自动化系统的运用,在使用过程中,要确保生产设备在运行过程中的稳定性和安全性能,让其能够提前做好在生产过程中可能出现的安全隐患和危险状况,在每一个生产环节都要做到监控设施,做好监控工作,及时发现设备在运行过程中出现了故障,然后进行报警诊断,及时解决问题,让机器恢复正常运用。在机器运行的过程中,如果出现了短路。过载或者过压的状况,要将其尽快的转换到别的模式下,并在此要及时关掉电源。另外,对于机械自动化,它在使用中能够减少大型设备发生事故。
二、机械设计制造及其自动化发展的前景
(一)人格化。
机械设计制造及其自动化的发展越来越注重产品与人之间的关系,在社会的不断的发展中,进一步实现机械自动化走向人格化。这主要是因为,机械自动化产品的使用者,最终就是人类,所以说,在产品的设计中要更加注重智能化。情感以及人性的投入。另外,在人格的发展中还要体现出其模拟方式,然后研制出各种不同的自动化产品,让其进一步促进人格化的发展和推动机械化制造及其自动化的发展。
(二)绿色化。
目前,随着我国社会的不断进步与发展,我国的环境问题越来越受到人们的关注,环境日趋呈现污染状态,一些资源也开始慢慢锐减,人们对于环境的保护意识越来越强,对于产品的绿色概念也逐步增强。因此,对于绿色的生产,就应该考虑到周边环境的影响,让其在生产过程中对环境的影响降到最小,减少生态环境的污染,进一步提高资源的利用率,让其绿色要的机械化制造产品进一步促进社会的发展,这样不仅能够有效的利用环境保护,还能够让变废为保,将废弃的材料进行回收和利用,投入的生产过程中。
(三)网络化。
随着我国网络技术的迅速发展,我国网络化建设技术越来越多,机械化制造产品也不例外,在网络技术发展的浪潮中,机械自动化的产品也向全球化推广,另外,多媒体技术的应用,让计算机图形作为多学科知识,让其形成了一套比较完整的系统,目前,基于网络的各种远程控制和检测技术迅速发展,机械自动化产品在其中发挥着十分重要的作用。例如利用家庭网络将给各种家用电器连接成以计算机为中心的集成家电系统,使得人们不出门也可以充分利用个各种高科技的生活和娱乐设施,从而丰富了人们的日常生活。
(四)智能化。
所谓智能化系统一般是指人与机器一体化的系统。在生产的过程中随时可能发生的智能活动包括想法,分析,判断。另外,智能系统当中的智能化主要表现在系统是否具有友好性,适应性。智能制造需要做到的是全面复苏社会资源,能源,和环境污染,促进更加合理的竞争和合作。智能化是在控制理论的基础之上,吸收了多种学科的知识和思想方法,从而模拟人类的大脑,提高了机器的推理判断力,还有自主决策力,这样就可以全面实现机器智能化。
三、结语
目前,我国自动化技术发展速度非常快,在机械领域中的作用也日趋明显。应用自动化技术能够降低人力劳动成本,工作人员只需要进行简单的操作就能够实现大型机械的自动化作业,甚至能够完成人们无法完成的工作。计算机技术的发展为自动化技术应用到机械领域提供了保障,人们打破了对传统机械行业的认识,以自动化设备来实现对机械的调用和装配,不仅降低了人力成本,同时还能够有效降低产品的报废率,是整个机械装配流程形成连续化,使产品的生产周期大幅缩短,保质保量的完成机械装配任务,为企业创造出更为丰厚的经济效益。
2自动化技术在机械制造中的应用
1)信息自动化。信息自动化主要是依托于计算机技术而形成的,其中主要包括辅助制造、辅助设计、工艺辅助设计、数据库系统管理等。辅助制造指在产品生产过程中采用数值控制技术来实现自动化应用,进而完成产品的生产,也被称为数控技术;辅助设计是指采用计算机设计软件来完成对产品的创意、设计、建模、参数值评测等,并且对机械构件实现精确测量;工艺辅助设计则是辅助制造和辅助设计的纽带,能够有效提高工艺生产的效率,并使之实现优化和提升;产品数据库系统管理则是采用计算技术来实现对储入库,进而实现信息数据的系统化管理。
2)物资供输自动化。物资供输是对品生产的原材料进行运输和调配的过程,其物资供输自动化则是采用自动化手段来完成物资的运输和调配,是自动化在机械领域中得到应用的细分体现,其中涉及自动化设备、自动化装置、自动化物资输送、自动化软件等。
3)生产自动化。生产自动化能够从机械制造加工方面得以体现,可以实现机械组件的自动化装卸,这种自动化装卸在系统不发生故障的情况下可以循环重复进行,有效降低人力使用成本,并且能够降低由于人为因素所造成的失误,提升产品的合格率,大幅提升了产品的质量。
4)设备装配自动化。设备装配自动化是将整个装配流程输入到数控设备中,通过计算机来完成对机械的操作,按照特定的规格、形状制成配件,同时还能够完成一系列组装、调试、验收等工作,是一条能够自动完成机械装配的自动化流水线。在机械制造业中,设备装备拥有比较重要的地位,而自动化设备能够协助完成接卸装配,使很多繁琐的人工装配能够用机械替代完成,极大地提高机械生产效率,是现代化机械制造的重要组成部分。
5)检测自动化。自动化装配完成的零件或设备需要对其进行检测,而自动化检测则能够很好的完成这项工作。针对新型材料、零部件和复杂的工艺加工产品,在机械制造也中采用人工进行检测难度非常大,而且效率极低,已经不能满足当前机械制造与生产的要求,检测自动化被应用到机械制造是一种必然趋势,采用多种检测技术来对机械制造出的产品进行检测,其中包括电流信号、时序错排、人工神经网络和其他更为智能的设备诊断技术。
3自动化技术在机械制造中的应用发展趋势
1)高度集成化。将自动化应用在机械制造领域,首要解决的问题就是实现制造技术的高度集成化。集成化是一种生产模式,能够将多种生产内容按照一定的顺序来形成流水作业,对制造生产工作进行整合,并在计算机技术的基础上来实现和完成机械制造的自动化,并将其细分到各个子系统中,如自动化信息系统、自动化制造系统、自动化管理系统等,相互子系统之间分工协作,形成一套拥有高集成度的机械制造自动化系统。
2)智能化。机械制造是由手工制造发展转变而来的,传统简单的机械制造技术无法满足新时代的要求,依托于先进的计算机科学所构建的智能化系统能够实现机械加工的集成化、系统化、流程化作业,打破传统机械生产的局限,引入高效能的功能体系,结合计算机信息技术来实现系统的集成和整合,使之成为一个整体,力求实现全自动的智能化生产。智能制造就是将人工智能技术引入到机械制造中,同时在自动化基础上实现更加现代化的机械制造,使相互之间的技术能够相互渗透和共融,能够运用计算机来对机械制造进行分析和决策,模拟人的思维来模仿和代替人的工作。此外,相较于专家智慧,智能化机械制造能够完成专家无法完成的对自身进行监视,及时发现错误并进行调整和改进,同时还能对任务进行预设,不断调节自身参数获得最佳状态,不受情绪的影响等优势。可见,智能化系统相较于人工智能要更高一层。
3)虚拟化。虚拟化指采用计算机技术来使机械产品能够在现实中完成完全模拟,进而提升产品质量,提高工作效率。比如,机械制造过程中应用计算机模拟仿真技术和信息控制技术,能够更好的对计算机的控制过程进行模拟,发现其中所存在的问题,进而在实际工作中避免出现类似错误。利用虚拟化能够大幅提高产品设计和研发的周期,保证产品质量,进而提升在市场中的竞争力。
4)柔性自动化。现代机械制造业的发展要求企业在市场应变能力上要更为灵活,对客户的反馈有快速捕捉并对产品加以改进的能力,因而要根据市场需求的内外部环境条件来有针对性的进行部件更新,对产品生产结构进行调整或改变机械制造种类等,对此,采用柔性自动化技术是最佳的选择。利用计算机技术来构建人机交互界面,并结合自动化技术构建一个拥有柔性自动化的信息管理系统,为获得更高的效益和利润提供保障。柔性自动化系统中并不完全是自动化设备,也存在普通设备,只是在个别环节上可以进行人为介入,以提升机械制造的作业效率。柔性自动化所要实现的目标就是使产品生产能够更好的满足市场需求,提升市场竞争力。与此同时,采用柔性自动化能够拉近机械设置、机械生产、机械制造之间的关系,使集成化程度更高,大幅提升自动化技术应用背景下机械制造的效率。
4结束语
自动化技术不仅仅是指机械代替人的体力劳动,并能够在部分工作中代替人脑进行作业。其优点具体体现在以下6个方面:(1)提高产品质量。自动化控制系统能够使机械的执行机构按照设计的要求完成作业,使之不受操作者主观因素的影响,使产品质量一致性好,降低产品的不合格率。(2)提高生产效率。自动化设备能够实现连续生产且故障率低,生产准备时间短,生产效率高。(3)增加生产的柔性。机械自动化生产加工系统可以随时产需求的变化快速调整生产,换线高效。(4)降低制造成本。机器自动化生产的节拍很短,可以达到较高的生产率,同时机器可以连续运行,因而在大批量生产的条件下能大幅降低制造成本。(5)提高产品精度。自动化设备上采用了各种高精度的导向、定位、进给、调整、检测、视觉系统或部件,可以保证产品装配生产的高精度。(6)缩短制造周期,减少制品数量。自动化使产品的制造周期缩短,能够使企业实现快速交货,提高企业在市场上的竞争力,同时还可以降低原材料及制品的数量,降低流动资金成本。
2实施方式
2.1信息流自动化实施信息流自动化是以计算机技术为基础,把整个生产制造过程作为一个大系统,将产品的市场需求、产品设计、工艺制定、组织生产、原材料供给和库存等信息集成化,生产信息能够顺次、准确送达到指定下一流程地址。生产信息流自动化的主要实施手段是通过计算机集成制造系统(CIMS)集成计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺过程设计(CAPP)和计算机辅助制造(CAM)各单元的信息,这就要求产品数据进行标准化、统一化处理。信息流自动化的实施将从根本上解决农业机械制造周期长,信息渠道不畅,彻底改变了手工编制工艺文件的方式问题。有利于加快产品设计,提高工艺编制效率,保证工艺规程的精确性,最终保证制造产品的一致性。
2.2生产自动化实施
(1)生产设备的自动化。生产设备的自动化指对加工速度、进给量、动作姿态等生产信息编辑后,无需人工操作,生产系统根据已设定好的程序应用自动化生产设备完成出产任务。自动化设备的一次投入资金较高,从企业的长期考虑,不管是在作业质量,还是生产效率上都是经济的。生产设备的自动化实施可从以下5个方面考虑:①在农业机械零件铣、锉、钻、铰、攻等机加工中采用数控机床和加工中心,以适应产品变化,保证加工精度,减少人的作业强度;②在焊接生产中应用焊接机器人或专用焊接,增加系统柔性,并可实现多品种、小批量产品生产的快速转换,使焊接效率和质量大幅度提升。焊接辅助设备如翻转机、导轨、气动或电动夹具的应用将方便焊接作业,减少生产准备时间,进而提高焊接作业效率;③板材切割可使用激光或等离子切割机,可以保证切割的精度;④喷涂漆前的抛光打磨可由喷丸机替代,以提升打磨的均匀性和效率,且不漏死角;⑤若生产批量较大,对喷涂漆工作可设置自动化的喷涂车间,喷涂和自动输送链速率可系统控制,可改善人的作业环境,保证喷涂的均匀性。自动化的生产设备应用可有效缓解人的作业强度,一条生产线往往只需要少数人员,极大地节约人力资源,并提高生产的效率,保证产品质量,生产周期容易确定,使排产与生产管理更加准确。数控系统是自动化生产设备的“神经”,使对带有这些控制系统的加工设备实现远程控制和局域化控制成为可能。因此,在选用自动化设备时要考虑合适的控制系统。
(2)生产管理系统的自动化。传统的生产管理,依据年度计划或订单确定主生产计划,制定作业计划,对各种生产要素进行组织。现代的生产管理采用拉式生产,以看板管理为实施手段进行准时化(JIT)生产,对生产要素进行精益化组织,看板管理方法是在同一道工序或者前后工序之间进行物流或信息流的传递。随着计算机技术的发展,可利用网络,进行指令的下达、工序之间的信息沟通,使信息的流程缩短。在看板管理的基础上实施物料需求计划(MRP)系统,以完工时期为时间基准倒排计划,基于产品生成进度计划,组成产品的材料结构表和库存状况,通过计算机计算所需物料的需求量和需求时间。
2.3物流系统自动化实施
(1)运输自动化。机械制造产生产品附加价值,同时需要大批的物料输送到生产前线,因此物料在运输过程的效率高低直接影响机械产品的生产加工。保证机械生产连续性,首先要考虑生产物流的持续高效运输,为整个生产系统节约成本,创造利润。自动化运输可以使整个传输系统高效有序的运转起来,将生产线各工位需要的物料及时有效地运输到指定位置,更加完美地配合自动化机械生产,并做出快速反应,完成半成品和成品的整理及运输任务。对一般地传输系统的自动化而言,包括传输装置自动化、控制装置自动化和单机自动化装置,一些特殊的自动化系统还包含自动分拣、筛选、投递等。
(2)仓储自动化。物流系统中通过对信息流处理,精确地将各个类别的物料存储在自动化立体仓库中,并通过信息的传输由自动物流输送小车等自动化物流设备配送到生产一线。高水平的自动化立体仓储实现了以自动化立体仓库为枢纽的局域地区化物料配送,通过现代信息手段建立局域网络,实现少人化、智能化控制。自动化物流系统使现代管理通过信息传输结合MRP系统,实现数据资源的共享和及时处理及信息的传输和反馈,使管理变得更加的容易,所有的实时信息和数据都能准确快捷地反馈到专家系统,便于专家系统有效地分析并给出正确的指令,使生产更加的精益化,最终配合自动化生产机械生产出高质量的产品,以适应市场需要。自动化物流的建立是生产系统自动化重要的一部分。
3前景展望
(1)生产系统集成化。集成化在农业机械制造中的应用,主要是对信息集成,生产资料集成。信息基础主要是通过计算机集成技术,在农业机械产品在生产管理方面以MRP为核心,运用企业资源计划(ERP)、制造资源计划(MRPII)管理系统,对企业制造的各种资源进行统一的计划和控制;生产制造方面以CIMS为工具对CAD、CAPP和CAM进行数据信息集成,把以往企业相互分离的自动化“孤岛”(MRP-II、CAD/CAM、GT...)和人员通过计算机有机地综合起来,使企业各项业务相互协调地进行。
(2)智能化。智能化技术在生产管理系统中的应用,可以使系统能够对系统中的状况自动地进行快速反应和处理,并采取相应处理措施,而这一切生产活动的关键就是专家系统。可以说专家系统是人工智能与计算机数据库结合,并能比较快速地对系统进行监督和反馈,及时的发现处理系统中发生的问题,能够更好地保证生产的顺利进行。
(3)柔性化。在运营管理中,柔性化使生产系统可以同时生产不同的相似产品通过编程自动化技术,适应不同的环境和需求,具有良好的可操作空间。在这种环境下生产出的产品可以适应各种市场需求,有极强的适应能力,可以满足多数客户需求。
(4)虚拟化。虚拟化就是结合计算机技术、仿真技术,对农业机械产品从设计到生产的全过程进行仿真模拟,以验证其合理性,如在农业机械产品制造中,运用Flexsim、Witness和eM-Plain以对工厂和生产线,分析和优化生产布局、资源利用率、产能和效率、物流和供需链等;运用DELMIA仿真软件对机器人动作路径进行规划,并能验证是否存在干涉。
4结语
关键词:机械制造;自动化;现代生产;管理系统
在机械制造业当中,随着现代化生产方式以及管理模式的应用,使得整个生产过程有了可靠的保证,为提高企业信誉创造了条件。机械制造生产管理采用自动化系统,实现对各生产环节的监控,并能够在CPC的帮助下对产品进行检验,保证了产品的质量。现阶段,我国对机械制造生产管理自动化系统的应用已经取得了一定的成绩,这为今后的全面推广及实施创造了有利条件。
一、生产管理系统肩负的职能以及运行方式
传统生产管理主要是依据订单的内容,合理地安排施工,从而保证能够在交货日期内完成生产。在整个操作过程中,多是人为地布控,所以,容易出现纰漏,影响企业信誉[1]。现代管理系统,借助计算机与网络化技术,通过对各个生产环节进行实时地监控,可以有效保证够各个环节能够按照计划完成生产任务,为企业能够按时交货打下了良好的基础。现代生产管理与传统生产管理相比,运行方式和职能都发生了明显的变化。现代生产管理系统的运行呈现信息化、网络化的特点,从订单采购到制造的整个过程,可通过计算机系统对数据进行整理和分析,并就相关的生产内容进行记载,实现了有效数据的高度利用[2]。同时,现代生产管理系统能够充分地体现各管理部门的职能作用,加强了职能的集中力度,为保证各系统的控制以及运行的有效进行创造了条件。
二、生产计划管理
现代生产管理要求有详尽的生产计划并对整个生产进度进行控制,从而保证客户能够及时地收到货品,随着计算机网络技术的介入,机械生产管理建立网络操控系统,实现自动化控制,为保证生产管理和生产能力的平稳发展提供了方法。同时,在机械生产过程中,计算机系统可以让管理人员对生产过程实时监控、远程控制等,从局部检查生产进度、设备运行情况以及对生产过程中出现的问题进行及时地处理,从而保证生产的顺利进行。计算机系统当中的内部存储功能可对各制造单元进行系统地监控。一般,多台加工产品、制造单元或FMS单元通过局域网组建一个制造中心,通过中心控制,保证各施工工序的平稳进行[3]。机械制造自动控制系统在接到订单之后,会根据订单的内容及时地安排生产,依据制造工序,列出施工中可用到的施工工具。在CPC的控制下,生产车间人员可随着对生产零件进行检验,达到合格后方可出厂。利用CPC系统对生产过程中产生的数据进行处理,出据生产过程中涉及到的相关数据,将其作为各种生产指令的依据,从而使各生产环节能够有序地进行。
三、生产准备
生产系统的高效、有序进行,需要对各子系统进行控制,从而保证各施工工序能够协同配合,共同完成生产任务。因此,在准备生产和生产过程中,要对各系统的运行功能进行检查,同时还要保证后续工序的顺利进行。但因各种因素的影响,如外购生产所需的货品是否能够到位,机械设备的运行是否完好、设备故障等,使生产环节容易脱轨,进而影响生产进度[4]。为了有效控制各生产环节能够按照进度的要求进行生产,存储一定数量的半成品至关重要。对于半成品的存储数量,要依据生产条件来确定,若存储过多的半成品,就会影响公司的资金回笼速度,对资金流通产生一定的压力,对此,利用自动化管理系统,通过综合分析生产因素,确定半成品库存量。通常,制造周期在三个月的产品生产系统,半成品的库存量为当月生产出的成品数量的1.5-2倍左右,此时,在出现生产的部分零件交货日期向后推迟一定时间内的情况下,可借助库存的半成品赶超交货日期,从而使生产能够顺利进行。传统生产管理系统,对于生产过程中出现的问题需要安排一定的人员耗费相当多的时间对数据和信息进行处理,期间还可以出现错误,但现代管理系统就可以有效避免此类事件的发生,借助计算机技术,通过安装先进的生产管理软件,就可以有效地处理上述问题,因此,具有广泛的应用价值。
四、有效控制生产成本
在现代生产管理系统当中,利用计算机和互联网系统可有效控制生产成本,提高企业经济收益。在传统生产系统当中,系统的生产成本是各子系统计算之和,存在着一定的滞后性,且计算的结果有可能与实际成本有偏差,现代生产管理系统可以利用计算机建立的中央控制系统对各环节产生的费用进行实时地统计,有效地提高了成本控制的准确度[5]。在产品成型后,通过计算机技术,生产部门可第一时间计算出产品的制作成本,并将其与标准制作成本进行比较分析,找出成本可控因素,从而实现企业资金的高效利用,保证企业的长远发展。随着计算机与网络技术在制造业中的应用,机械制造的管理水平得到了明显的提升,自动化程度更加明显。在更多的面向现代化生产管理系统机软件的开发和利用,将进一步提升机械制造企业自动化管理能力,为提高企业生产运行效率,保证交货日期,降低生产成本,提高经济效益等创造了有利条件,具有广阔的发展空间。
作者:张伟 单位:邵阳学院机械与能源工程系
参考文献:
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[3]王怀明.面向制造企业的集成化工艺与生产管理系统的研究[D].天津大学,2010.
大量的实践研究结果证实,机械自动化技术的应用显著提升了整个机械制造行业的产品质量,明显强化了生产效率,有效控制了产品的生产周期,并提高了产品的更新速度,从而使得整个机械制造行业的生产成本得到了有效控制,有效地提升了经济效益。另外,工作人员的劳动强度明显下降,作业环境得到有效改善,并且有效地支持了相关技术的发展。综上所述,在当前技术条件发展环境的支持下,机械自动化技术已成为机械制造行业应用性技术改造、升级以及发展的最为关键因素,同时也在一定程度上决定着整个机械制造行业未来的发展方向。还有一点更值得相关工作人员注意,即机械自动化技术能够确保机械制造行业的生产效率、产品质量以及成本因素均实现最优化的资源配置。
机械自动化技术是一门综合多种学科且有着广泛应用空间的学科技术。一般而言,将机械自动化技术理解为系统工程的一种表现方式,其主要由程序单元、作用单元、传感单元、制定单元以及控制单元这5个方面共同构成。(1)程序单元:程序单元作为整个机械自动化系统工程中最主要的单元部分,主要用于解决系统应当“做什么”以及“怎样做”的问题。(2)作用单元:作用单元是整个机械自动化控制系统的前期性单元部分,主要对系统进行能量施加和定位明确。(3)传感单元:传感单元则是整个机械自动控制系统的基础性单元部分,主要对系统在工作过程中的实时状态以及性能参数进行检测。(4)制定单元:制定单元可以说是整个机械自动控制工程中的核心单元部分,通过对传感单元所传输的信息数据进行分析和比较,从而制定并发出相应的动作信号。(5)控制单元:控制单元是整个机械自动化控制系统工程的保障性单元部分,其主要用于解决单元制定和动作调节。
对于机械制造而言,其集成化主要是指技术经营和技术功能的集成。在信息技术作用下,计算机集成化制造能够对企业参与制造的全过程进行整体性优化。企业在经营管理过程中所涉及的动态集成能够将企业内部动态集成为一体,从而强化其与全球化竞争过程中的关键性需求的融合。在机械制造技术的发展过程中,通过机械自动化技术的合理应用,能够将计算机辅助设计技术、企业管理信息系统应用技术以及数控加工技术逐步引入到制造系统中。现阶段,以CAD/CAM为主的CIMS工程应用方式实现了对机械制造行业的有效覆盖,未来必将成为机械制造行业中最核心的生产方式之一。
柔性化最显著的特点在于其能够根据外界因素作用力的差异表现出与之相对应的适应能力。换句话说,在柔性化应用过程中,生产出的产品能够较好地适应市场的更改特性。现代机械制造行业必须针对终端用户的各类需求及时精确地做出反应,进而对机械制造产品类型和结构属性做出相应调整。从这一角度上来说,柔性化应用可以很好地解决该问题,其在确保必要生产柔性的基础上,对人机交互界面进行了合理优化,并在构建产品制造信息系统的基础上将计算机管理的工作效益发挥到最大。在当前技术条件的支持下,敏捷制造已成为柔性化应用的必然选择与发展趋势,其最显著的应用优势体现在以下几个方面:(1)提高产品生产质量和生产效率;(2)确保产品交货期,满足客户需求;(3)强化信息系统运行全过程的可靠性;(4)优化企业内部和外部的应变性能,并在此基础上充分满足机械制造产品个性化和多样化的发展需求。
一、自动化技术创新在机械设计中的应用
不断的将机械产品的创新能力优化与提高,与国家、机械领域的企业单位发展与生存有着密切的联系。在美国,相关的机械工程的设计委员会制定了2005年到2030年的有限资助计划领域中,将机械创新设计作为重要的资助之一;另外,机械个性化的发展趋势以及机械市场的复杂多变也要求了企业需要在机械设计当中不断的更新、设计,迎合市场的需要,而自动化技术创新的运用是确保企业能够在第一时间内研发出迎合市场需求的产品的有利武器。因此,对于21世纪的机械工程设计学科来说,创新性与快速性就成为企业是否能够适应市场需要、社会发展的关键所在。在机械产品概念设计的初期阶段,也就是原理方案的设计当中决定了产品是否具备创新性。
对于机械产品的设计概念来说,主要是设计到了人们的创新思维,也可以看成为人脑抽象与形象思维综合运用的一种结果。当然也受到了人们创新思维以及知识积累的局限。人们进行机械创新设计时,具有很大的随机性,并不能够确保想要的设计,同时兼具创新性的方案能够在一定的时间段之内得出。因此,想要在第一时间内设计出满足市场需求、能够占据市场的产品,存在一定的困难局限性,也是不太现实的问题,因此,在机械产品的创新迅速实现过程中,基于计算机化的创新就是非常有效的方法之一。
从广义的机构学的教学来看,对于机电一体化系统(包含了机、电、液与控制等等),都可以将其看成为两个组成部分——广义的传动机构与传动载体。而对于创新机电一体化系统的方案,就在于创新广义机构。因此,笔者在本文当中针对机械设计当中自动化技术创新的运用提出了一套机械系统创新设计以及自动化的方案(基于三维平台,以下所述都是基于三维平台)。
二、机械设计与自动化体系
对于上述中的复杂机械系统进行创新设计以及对于机械相应的自动化系统的组成方面,主要是以下:两种具有较强的获得创新性设计方案的能力的、在计算机化方法当中适合于机械系统创新设计当中较为复杂的方案;直接支持产品设计方案的三维虚拟样机装配与仿真的自动化建模过程,能自动化地对创成的复杂机械系统符号方案进行仿真、建模以及装配。而快速与创新则是其最大优点。
对于初期机械设计概念的这一阶段放纵,主要通过自动化系统为创新设计提供两套方案:其一,基于机械设计的基本规则而采用的创新设计方案;其二,创新方案的功能改良分解以及重组。考虑到这两种系统设计在方案的产生原理上都是采用的符号形式将最终的方案列出。而对于机械概念设计的初期阶段的使用符号的方案,机械自动化则会将方案进一步的分解成为机构的基本形式以及相互的连接这两个方面。在进行识别基本的机构方法选取上可以考虑到进行运动分析,从而将内部各个构件运动时所产生的分析数据展示出来。为了将开发机械产品的速度进一步提高,就能够使用面向对象的技术来进行基本机构的设计。然后,三维平台进行的二次开发,在采用的措施当中选择特征控制参数、数据库驱动等等,对于整体的基本机构三维造型设计,能够使用少量特征控制参数对其进行驱动。能够良好的解决基本机构虚拟建模的问题。
在机械领域当中,对于刚度、美学的等方面都有着很高的要求,因此为了满足机械运动刚度以及美学,可以最优的布局算法能够考虑到基本机构所占据的空间以及连接关系,从而基本机构在空间当中的位置进行确定,从而可以将机械系统空间限制到最小的占有空间。对于装配方案“后台预置”的借用,对于基本机构的运动分析数据以及布局结构的参照,则能够在特定的布局空间当中放置好虚拟的模型。连续的变化驱动构件的位置,在概念设计当中使用符号方案的设计,就能够得到其三维虚拟样机(复杂机械系统)。
1.1生产效率低
传统的机械设计制造,使用了大量的人工劳动力。根据不同的产品部件,安排不同的技术工种对其进行操作,并由指定的工人进行产品的焊接操作。环节越多越容易发生错误。而且人的劳动力是有限的,精力更是有限的,随着劳动时间的不断增加,他们的劳动效率也在不断下降。因此传统的机械设计制造耗费了大量的劳动力,却不能有效提高生产效率。
1.2产品质量不高
传统的机械设计制造消耗了大量的劳动力,人们不断地重复着相同的工作。随着工作时间的增加,工人们会感觉到疲惫,此时生产流程上最容易发生错误。产品的生产质量会随着时间的增加变得越来越差。如果是精细的产品,其生产过程中,需要大量精密的操作,这些操作如果是人工进行的,本身就存在着技术失误的可能性。再加上工人们劳累程度等多方面因素,工人出现操作失误的可能性就会变大,因此传统的机械设计制造生产出来的产品,一定有着不同的不合格率。但如果换成机器自动化生产,那么产品的质量就会大幅度提高。
1.3工作强度大安全性低
由于传统的工业设计制造需要大量工人,而生产厂家往往为了节省成本,会压缩自己的生产场地,往往几百个工人会挤在一个生产车间中。这样虽然能够节约成品,但是稍微一点的管理失误就会产生巨大的安全隐患问题。拥挤的生产车间里,需要配备相当多的消防设施,但尽管如此只要稍微有一点操作失误,就是引起整个生产车间的混乱。更重要的是一旦发生了安全问题,几百个人在一个车间里也会发生踩踏事件。因此传统的机械设计制造存在着安全隐患问题,设备的安全性能也是较低的。
2机械设计制造自动化的意义
2.1生产效率的大幅度提高
运用了机械设计制造自动化技术后,从人工生产变成机器流水线操作,由几百个人的工作规格变成一两个人。随着自动化技术的发展,机器与机器之间也没有了人力转换,变成了生产线上的全自动化模式。机器比人力更加有效率,最重要的是这种效率的稳定性,机械自动化所产生的生产效率不会随着工作时间的增加而降低,只需要几个工人进行对机器的监测就行了。
2.2产品质量及规格的提高
机械自动化可以做到使每个产品都达到生产标准,甚至做到每一个产品都一模一样。人工的劳力却只能满足生产的需要,做不到使得每一个产品都达到生产标准,机械设计制造及其自动化的最重要意义就是大大提高了产品的规格,保证了产品的质量。
2.3能源利用率提高
传统的机械设计制造,人工的操作往往伴随着材料的浪费和丢失,一旦人工操作出现失误,那么一个产品的报废处理就会带来资源的浪费,并会对生产效率产生影响。但是自动化操作改善了这种情况,每台机器都会使得能源利用率达到最高,随着自动化技术的发展,能源百分之百的利用是可以实现的。
3机械设计制造及自动化未来的发展方向
3.1环保化
虽然机械自动化带来了生产力的革新,但是大量机器的引进,也造成了废弃物的污染问题。在今后的发展中,我们应该把机械自动化技术和环保技术相结合,机器产生的废料和污染物应该自动循环到环保机器中,从而实现再生产。
3.2精细化
为某机械设备的自动化流程图,与原来单个设备对比,自动化系统变得越来越复杂,越来越精细。机械设计制造及其自动化技术在未来的发展过程中,应该不断把自动化设备做得更加精细,采用更加灵敏的机器人设备,使得生产效率更好,产品质量更高。
4结语