摘要：机械制造业是我国国民经济的重要组成部分，其发展如何对于我国的工业经济而言举足轻重。当前随着我国科学技术的迅速发展，自动化技术作为一项现代化工业所必备的基础技术，其在机械制造业中的应用越来越广泛，而且自动化技术的应用，大大提高了机械制造业的工作效率，节省了人力资源、人工成本，而且也提高了生产安全性以及产品的精密度，使产品质量大大的提高了。机械制造的集成化应用、柔性化应用、智能化应用和虚拟化应用是机械自动化的集中体现，升级制造业技术支撑，将机械制造自动化、智能化、集成化、柔性化是现代化制造业必然要求与必然趋势。在此，本文对机械设备制造中的自动化技术应用进行深入的研究，以期能促进机械制造业的自动化发展。
关键词：机械制造；自动化；集成化；柔性化；智能化；虚拟技术
机械自动化，是将自动化技术应用于机械加工制造领域，从而实现机械设备能够自动且连续地进行加工制造生产活动。由于机械自动化技术的应用，大大提高了机械加工制造的工作效率，节省了人力资源、人工成本，而且也提高了生产安全性以及产品的精密度，使产品质量大大的提高了，因此其在机械加工制造业得到了广泛且深入的应用。而且随着我国科学技术水平的不断提高，在机械加工制造业中，人工智能和自动化等科学技术已在生产实践中积累了应用经验，这也为自动化技术在机械制造业中的应用以及不断完善奠定了坚实的基础，促使机械制造业朝着集成化、自动化以及虚拟化的方向发展。本文中将详细分析研究机械工程及其自动化在制造中的实践应用，期待同行指正。
1集成化的应用
所谓的机械制造集成化，指的是机械制造过程中，其技术经营以及技术功能的集成。即机械制造过程中，通过引入先进的信息技术，实现计算机的集成化制造，进而实现对机械制造全过程的一个整体优化。例如，在实际生产过程中，企业进行生产和经营管理时的动态集成，可以有效地将其内部所有工作动态集为一体，进而最大程度实现其各项需求的融合。与此同时，机械自动化技术在机械制造中的有效应用，在实施过程中，需要实现集成化以满足机械制造需求。
计算机集成化主要表现为计算机辅助设计、计算机测试、数控加工、柔性制造工艺等，通过将这些内容实现集中化，可以有效提升机械制造水平，而在此过程中，还可以通过过程重组、系统精简的方法实现机械自动化发展。此外，还可以加强计算机网络及工程数据库的建立，以将机械制造过程中的主要内容与生产经营活动相结合，实现机械制造过程的不断优化，合理配置资源，从而进一步提升机械生产效率，降低生产成本，减少人工劳动强度，并不断促使企业创新机械制造技术，加强新产品研发，以不断提升机械产品质量，实现其市场竞争力的不断提升，进而带着我国社会经济发展建设水平的全面提升。而且集成化生产方式在机械制造业中的应用，它和自动化在机械制造业中的应用是相互促进的，甚至还可更深层次地促进自动化技术的应用，使得我国机械制造业的自动化水平不断提升，促进行业积极发展。
2柔性化的应用
柔性化是相对“刚性”而言的。在机械制造的初期，由于当时的市场经济机制还处于发展初期，市场环境是卖方为主，机械制造生产更多的是刚性生产，机械制造规模化、批量化和标准化，能满足社会对机械制造产品的需求。但随着消费结构升级，买方市场到来，市场对个性化、定制化、时效性提出更高要求，能够满足“多样化、小规模、周期可控”的柔性化生产应运而生。自动化、信息技术、人工智能等技术的普及，使柔性化生产得以实现。
具体而言，柔性化生产的应用是机械制造业为适应市场变化和应对市场竞争，将微电子学、计算机和系统工程等技术有机结合，通过制造技术、系统结构、管理模式、人员组织等改革，按需及时调整生产工序和工艺弹性生产的一种生产方式。这种生产方式更加灵活，能适应市场经济环境的发展和变化，不仅提高了机械产品的市场占有份额，对促进机械制造业的发展也有非常大的作用。而且它不仅体现在生产的柔性上，更延展到营销、管理、人员等各方面，具有设备利用率和人员劳动生产率高、生产弹性、质量可控、抵御市场风险能力强等优势。此外，柔性化生产在“互联网+”时代被赋予了更多的意义。供需双方通过互联网平台，实现明确需求、产品设计、加工生产、物流配送，在短时间之内完成个性化产品的交易，柔性化生产在此过程中至关重要，而且也使得机械制造业的管理效益达到了最大化。
目前，柔性化生产比较典型的应用在汽车制造领域。美国、日本等国家在上世纪70年代前后已经开展了柔性生产。世界主要汽车生产厂商如通用、福特、宝马、丰田等公司都采用了柔性制造系统，实现同平台多车型或跨平台车型共线生产、任意混流生产或批量生产等柔性生产目的。在我国，广汽丰田、一汽大众、上海通用等品牌的工厂都采用了柔性化的生产方式。当前，我国正在推进供给侧改革，需要减少无效和低端供给、扩大有效和中高端供给，解决结构性有效供给不足等问题，而柔性化生产的特点刚好可以满足个性定制、提供高品质有效供给，成为推进改革的一个重要方式。从当前我国制造业长远发展来看，在加快新一代信息技术与制造业深度融合的发展主线下，柔性化生产对于促进创新发展、提质增效都将起到积极的作用。
3自动化加工系统
在机械加工制造行业中，对机械设备的制造，涉及到大量不同种类的零配件。而机械设备成本，就是由这些零配件组成的。根据一定的要求，通过科学的制造技术对各种具有不同功能的零配件按照一定和顺序进行合理的组装，最终成型后，就是机械设备成品。
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自动加工系统在机械加工制造领域的应用，实现了以机械代替人工，能够进行生产过程高强度的重复劳动，减少了人工的工作量和劳动强度，同时还提高了生产效率。自动加工系统的应用，能够使工作人员在更加良好的工作环境中，以更好的工作状态进行工作。使工作人员可以拥有更多的时间对机械加工制造技术进行研究和分析，从而促进技术的发展和创新，对推动生产力的发展和进步，具有十分重要的促进作用。
4智能化技术的应用
智能化技术在机械制造业中的应用，其是建立在机械制造自动化的基础上，引入人工智能技术，用人工智能设施来模拟、替代原本的机械专家的思考、分析和决策活动，实现机械制造过程中智能化和自动化的完美结合。在机械制造中应用智能化技术，通过人机交互操作界面，可以自动化地监督管理机械制造的运行情况，一旦在生产作业过程中发生意外突发事故，可以智能化地自动调整参数，有效控制住突发事故，保证整个机械制造生产的稳定可靠。而且智能化和自动化的应用，真正意义上在机械制造中实现了机械代替人工，极大地提高了机械制造的自动化水平，也促进了生产力的大幅度提高。如在机械工程生产上，应用智能化的操作系统，即可应用智能化管理系统来管理整个机械生产流水线，智能化管理系统通过自动收集各个流水线上的信息，自行调度、生产，所有操作几乎都由系统代理了人工操作，而且在生产过程中一旦发生任何故障，智能化系统会自动采取相关措施予以解决，既避免了人为操作失误导致发生生产事故，又大大提高了机械制造生产的安全性和稳定性。又如，将智能化技术应用在机械工程生产管理上。在传统的机械生产管理上，在机械设计、生产和销售等各个环节，都需要生产管理人员做好市场调研、模型设计、产品推销和售后管理等环节，这不仅仅耗费了管理人员大量的精力，而且也会人工处理滞后导致机械生产和销售的数据不能同步。而应用智能化技术，可以高效准确地收集到市场数据，从生产、销售到应用反馈等都可以利用计算机进行智能化管理，而且还根据生产的实际情况做出相应的调整，既避免了所收集的市场数据的滞后性，而且也大大提高了机械生产的效率。
5虚拟制造技术的应用
虚拟制造技术是由包含计算机仿真、计算机图形学、人工智能学、并行工程以及多媒体技术等先进的科学技术形成的综合体系技术，其是通过情景构建、仿真的形式，对设计、制造等生产工程进行统一建模。在产品设计、工艺设计和生产控制等环节应用虚拟制造技术，在虚拟的场景里对可能出现的问题进行仿真分析，这样就可以及时地发现在制造过程中可能会出现的问题并进行改进，在实际制造过程中就可以避免出现生产风险，大大提高了生产进度，节约了制造成本，并进一步提高了机械系统的柔性和精度。如，在机床夹具辅助设计系统中，应用虚拟制造技术，其集夹具设计、夹具拼装和夹具维护于一体，而且在系统中Auto-CAD图形软件工具的使用，既可以实现各种设计计算和快速设计机床夹具，而且图形库和数据库都清晰方便，该系统的通用性非常强。又如在机床设计中，应用虚拟制造技术进行产品的三维虚拟加工、加工过程仿真和产品装配仿真等，可以大大减少甚至是取消物理样机的研制次数，降低开发周期和成本，提高机床设计的质量。以UGNX为例，这是一款三维参数化虚拟设计软件，其实体建模和仿真功能非常强，将其应用于小型数控滚齿机的设计中，利用UGNX自身强大的建模技术，在操作时利用软件的草图、拉伸、旋转、孔操作和螺纹操作等，即可完成所有标准和非标零件的三维建模工作。
当前在我国，虚拟制造技术在机械制造业的应用仍在不断的摸索中，但在西方发达国家，尤其是在美国，虚拟制造技术的应用排在世界前列。福特汽车公司、克莱斯勒汽车公司以及波音公司等，在汽车设计开发和客机的设计开发中都应用了虚拟制造技术。在未来，随着我国制造业的不断发展，相信虚拟制造技术在我国的应用范围一定会越来越广泛。
综上所述，随着我国社会经济的快速发展以及城市化进程的不断加快，特别是全球经济一体化程度不断加深，制造业的产品竞争已进入到了白热化阶段。在激烈的市场经济中，我国作为制造业大国，要实现机械制造业的快速发展，必须要充分发挥自动化技术在机械制造业中的作用。而且在信息化技术迅猛发展的背景下，机械制造自动化技术也得到了较大的发展与优化，在实际生产中大大缩短了产品的生产周期，提高了生产的安全性和产品的质量，为企业带来很大的经济效益，也使得机械制造企业在激烈的市场竞争中能够生存和发展下去。为了满足现代工业制造的需要，机械制造自动化技术还必须不断地改进和完善，并引入更多的信息技术，以此使其更好地服务于我国的机械制造业，从而提高我国的机械制造水平，促进机械制造行业快速发展。
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论文作者:李经炎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/2
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