智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用范文

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摘要：伴隨著第三次科技革命的不斷深入，自動(dòng)化和智能化日漸成為了各國(guó)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展方向。其中，將機(jī)械與電子兩種技術(shù)完美結(jié)合的機(jī)電一體化技術(shù)，更是二十一世紀(jì)的企業(yè)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的重要手段。在當(dāng)今世界，想要提高工業(yè)生產(chǎn)的效率與質(zhì)量，機(jī)電一體化和智能制造的高效融合是必由之路。本文主要探討兩種技術(shù)目前的發(fā)展現(xiàn)狀、可行的應(yīng)用思路以及未來的發(fā)展前景，以求能對(duì)相關(guān)行業(yè)的從業(yè)者一定的啟示。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；智能制造；運(yùn)用

引言

在中國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中，制造業(yè)仍舊占據(jù)著不可替代的重要地位，對(duì)于整個(gè)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型有著極為重要的影響。然而，在經(jīng)濟(jì)全球化迅猛發(fā)展的今天，出口、占據(jù)更加廣闊的市場(chǎng)是每個(gè)制造行業(yè)相關(guān)企業(yè)都一直努力的方向。也正是如此，中國(guó)的制造業(yè)面臨的不僅僅是國(guó)內(nèi)的對(duì)手，還有數(shù)不勝數(shù)的國(guó)外同行，想要在眾多企業(yè)中脫穎而出，創(chuàng)新是最根本的突圍之路。而將機(jī)電化與智能化相結(jié)合，進(jìn)而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，是“中國(guó)制造”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸袊?guó)智造”的一條有效途徑，也是制造業(yè)以己身推動(dòng)整個(gè)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛的必經(jīng)之路。

1機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

所謂機(jī)電一體化技術(shù)，顧名思義就是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的融和。這項(xiàng)技術(shù)早在上個(gè)世紀(jì)六十年代就已經(jīng)誕生，由于當(dāng)時(shí)的信息技術(shù)也處于剛剛萌芽的階段，機(jī)器的智能水平相對(duì)比較低下，設(shè)備也比較簡(jiǎn)陋，所以最開始還主要是應(yīng)用于小型機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)，僅僅在有限范圍內(nèi)提高生產(chǎn)效率。而伴隨著電子計(jì)算機(jī)等相關(guān)技術(shù)的深入發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)又結(jié)合了多個(gè)領(lǐng)域的前沿科技，使得設(shè)備的智能化程度實(shí)現(xiàn)了飛躍式的發(fā)展，用途愈加廣泛。今天的機(jī)電一體化技術(shù)，已經(jīng)可以用機(jī)器的智能控制代替人工的操作，實(shí)現(xiàn)高水準(zhǔn)的智能生產(chǎn)，在減少人力浪費(fèi)的同時(shí)，也降低了雇傭的成本，少了人為因素的干擾，整個(gè)生產(chǎn)過程也更加安全有效，而且精密的計(jì)算也使得產(chǎn)品生產(chǎn)更加規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，極大地提高了產(chǎn)品的綜合質(zhì)量。在中國(guó)加入世界貿(mào)易組織后的今天，這項(xiàng)技術(shù)可以幫助中國(guó)企業(yè)在更大程度上參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，贏得更加廣闊的市場(chǎng)，其發(fā)展前途不可限量。

2智能制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

所謂智能制造技術(shù)，就是在生產(chǎn)的過程中，用電腦模擬人腦，用電腦強(qiáng)大的計(jì)算能力來預(yù)測(cè)生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的各種問題和風(fēng)險(xiǎn)，自主決定生產(chǎn)的各項(xiàng)環(huán)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的高度智能化，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程形成極其精準(zhǔn)的控制。相比于傳統(tǒng)的人工控制生產(chǎn)過程，機(jī)器比人腦的存儲(chǔ)空間更大，能夠綜合生產(chǎn)過程中的各種有效信息，達(dá)到人工所無法實(shí)現(xiàn)的精度水準(zhǔn)，犯錯(cuò)誤的概率更低，且基本不需要休息，因而最終的成本也更低。由這種技術(shù)生產(chǎn)出來的各類產(chǎn)品，合格率更高，各種性能和質(zhì)量也有一個(gè)比較統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，競(jìng)爭(zhēng)力也就更強(qiáng)大。今天的智能制造技術(shù)，也有很廣闊的應(yīng)用前景，比如在一些工資水平較高的地區(qū)，可以實(shí)現(xiàn)無人作業(yè)，有效降低企業(yè)成本。再比如對(duì)于一些高精尖零件的生產(chǎn)，熟練工人的培養(yǎng)是有難度的，而使用此項(xiàng)技術(shù)，則可以讓機(jī)器進(jìn)行穩(wěn)定的操控，降低失誤率，完成高水平的生產(chǎn)要求。此外，工業(yè)生產(chǎn)中或多或少會(huì)有一些高危的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，用此項(xiàng)技術(shù)將工人換下來，可以最大限度地降低風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

3機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的實(shí)踐與運(yùn)用

無論是機(jī)電一體化技術(shù)，還是智能制造技術(shù)，在今天的工業(yè)生產(chǎn)中都有極其重要的地位，而若能將兩者緊密融合起來，則會(huì)帶給企業(yè)更大的經(jīng)濟(jì)效益，這主要表現(xiàn)在以下四個(gè)層面。

3.1傳感技術(shù)

生產(chǎn)過程的高度智能化，離不開機(jī)電一體化技術(shù)的核心技術(shù)之一———傳感技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)可以借助傳感器收集生產(chǎn)過程中的各種信息，在對(duì)這些信息經(jīng)過各種處理之后，可以從中找到生產(chǎn)所真正需要的信息，并遠(yuǎn)程傳達(dá)給智能控制中樞。在強(qiáng)大的信息支撐之下，結(jié)合電腦高速的運(yùn)算能力，控制中心能夠?qū)⒏鞣N生產(chǎn)信息有效、快速地傳達(dá)給具體實(shí)施生產(chǎn)各個(gè)機(jī)械設(shè)備，最終達(dá)到企業(yè)要求的智能制造。與人工不同，在信息的傳達(dá)方面，傳感器不容易受到外界因素的干擾，比起手動(dòng)輸入，失誤更少，速度也更快，有助于終端的產(chǎn)品質(zhì)量的提高和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。目前，如果想要在智能化生產(chǎn)的過程中大規(guī)模運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)的話，還需要進(jìn)一步降低傳感器的制造成本，優(yōu)化相關(guān)程序的設(shè)計(jì)。

3.2智能機(jī)器人

所謂智能機(jī)器人，是通過模擬人體某種功能，來實(shí)現(xiàn)機(jī)器生產(chǎn)無人化的一種較為高級(jí)的機(jī)器。比如，可以通過模仿人的手臂，借助對(duì)信息的操控，實(shí)現(xiàn)一定程度的智能化生產(chǎn)。智能機(jī)器人的設(shè)計(jì)，需要結(jié)合各種高精尖技術(shù)，綜合多個(gè)學(xué)科的領(lǐng)域，因而算是機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的高級(jí)應(yīng)用，也是大規(guī)模進(jìn)行智能制造必不可少的技術(shù)。相比于普通工人，機(jī)器人進(jìn)行相關(guān)操作時(shí)準(zhǔn)確率更高，發(fā)生失誤的可能性更小，對(duì)于復(fù)雜、困難的生產(chǎn)工序可以迅速掌握，使用成本比起大批量地培養(yǎng)熟練工人的成本更低，因而可以在諸多對(duì)技術(shù)水平要求較高的領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，是工業(yè)企業(yè)協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的重要手段。目前，智能機(jī)器人主要運(yùn)用于一些較危險(xiǎn)或?qū)ιa(chǎn)精確度要求較高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，在軍事方面使用得相對(duì)廣泛。

3.3數(shù)控技術(shù)

數(shù)控技術(shù)是在智能制造中使用得較為廣泛的一種技術(shù)，作為機(jī)電一體化技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，此項(xiàng)技術(shù)能夠借助信息分析和數(shù)據(jù)處理等手段，降低生產(chǎn)的成本，完善產(chǎn)品的質(zhì)量，改進(jìn)生產(chǎn)的環(huán)節(jié)，最大限度地提高工業(yè)生產(chǎn)的速度和效率。舉例來說，在未使用此項(xiàng)技術(shù)之前，對(duì)生產(chǎn)過程中的一些風(fēng)險(xiǎn)，可能只能通過經(jīng)驗(yàn)豐富的工人等進(jìn)行模糊的處理，而使用了這項(xiàng)技術(shù)后，完全可以借助多項(xiàng)數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)全面的反映和模擬，進(jìn)而提高產(chǎn)品生產(chǎn)的高質(zhì)量。再比如，很多大型生產(chǎn)事故其實(shí)是一次次小的失誤積累的結(jié)果，人的感知能力有限，不容易防微杜漸，而數(shù)控技術(shù)則能快速識(shí)別異常數(shù)據(jù)，及時(shí)把控生產(chǎn)中的危險(xiǎn)環(huán)節(jié)，極大地提高生產(chǎn)的安全程度。總而言之，數(shù)控技術(shù)可以極大地提高智能化的精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)高水平的智能制造。

3.4自動(dòng)化生產(chǎn)

自動(dòng)化是智能制造極為重要的表現(xiàn)形式，其實(shí)現(xiàn)也離不開機(jī)電一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用。通過事先編好的相關(guān)程序，結(jié)合上述的傳感技術(shù)等相關(guān)技術(shù)，就可以逐步達(dá)到生產(chǎn)的自動(dòng)化。這項(xiàng)技術(shù)目前在生產(chǎn)已有了相當(dāng)廣泛應(yīng)用，比較簡(jiǎn)單的生產(chǎn)程序，比如說對(duì)于產(chǎn)品外包裝的印刷，再比如說對(duì)于飲品的灌裝，再比如說對(duì)于煙草的制造，都是自動(dòng)化大顯身手的環(huán)節(jié)。這項(xiàng)技術(shù)可以綜合運(yùn)用上述的多種技術(shù)，進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧，構(gòu)造出一條完整的生產(chǎn)鏈條，完成不同層次的多種生產(chǎn)要求。同時(shí)，由于程序的可編輯性，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于需要經(jīng)常優(yōu)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，還有需求量較小的樣品的生產(chǎn)，有很好的應(yīng)用前景，是提高智能制造水平和精度的關(guān)鍵手段。

4結(jié)語

結(jié)合長(zhǎng)期的理論研究和具體的生產(chǎn)實(shí)踐，可以看到機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)取得了驕人的成績(jī)，對(duì)于降低工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)成本、提高其生產(chǎn)效率有巨大的幫助，是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。從當(dāng)今的現(xiàn)狀來看，未來想要更好地運(yùn)用這兩項(xiàng)技術(shù)，應(yīng)該從兩方面著手。其一，是向體積更小、更便攜的方向發(fā)展，在完善產(chǎn)品構(gòu)造之余，減少生產(chǎn)過程中對(duì)能源的耗費(fèi)。其二，是向更適合人類使用的方向發(fā)展，此項(xiàng)技術(shù)開發(fā)的本意就是為了降低人工成本，解決勞動(dòng)力缺乏的壓力，因而也要在后續(xù)的完善環(huán)節(jié)考慮人機(jī)關(guān)系，滿足人的生理和心理需求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的高效、健康、舒適和安全。相信在后續(xù)的優(yōu)化完善之下，兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合必將帶給中國(guó)的制造業(yè)更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

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作者：成功 單位：蘇州氫潔電源科技有限公司