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摘要:伴隨著第三次科技革命的不斷深入,自動化和智能化日漸成為了各國工業生產發展方向。其中,將機械與電子兩種技術完美結合的機電一體化技術,更是二十一世紀的企業進行工業生產不可或缺的重要手段。在當今世界,想要提高工業生產的效率與質量,機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目前的發展現狀、可行的應用思路以及未來的發展前景,以求能對相關行業的從業者一定的啟示。
關鍵詞:機電一體化;智能制造;運用
引言
在中國目前的經濟結構中,制造業仍舊占據著不可替代的重要地位,對于整個中國的經濟結構轉型有著極為重要的影響。然而,在經濟全球化迅猛發展的今天,出口、占據更加廣闊的市場是每個制造行業相關企業都一直努力的方向。也正是如此,中國的制造業面臨的不僅僅是國內的對手,還有數不勝數的國外同行,想要在眾多企業中脫穎而出,創新是最根本的突圍之路。而將機電化與智能化相結合,進而提高企業的生產效率和質量,是“中國制造”轉變為“中國智造”的一條有效途徑,也是制造業以己身推動整個中國經濟的騰飛的必經之路。
1機電一體化技術發展現狀
所謂機電一體化技術,顧名思義就是機械技術和電子技術的融和。這項技術早在上個世紀六十年代就已經誕生,由于當時的信息技術也處于剛剛萌芽的階段,機器的智能水平相對比較低下,設備也比較簡陋,所以最開始還主要是應用于小型機械設備的生產,僅僅在有限范圍內提高生產效率。而伴隨著電子計算機等相關技術的深入發展,這項技術又結合了多個領域的前沿科技,使得設備的智能化程度實現了飛躍式的發展,用途愈加廣泛。今天的機電一體化技術,已經可以用機器的智能控制代替人工的操作,實現高水準的智能生產,在減少人力浪費的同時,也降低了雇傭的成本,少了人為因素的干擾,整個生產過程也更加安全有效,而且精密的計算也使得產品生產更加規范和標準,極大地提高了產品的綜合質量。在中國加入世界貿易組織后的今天,這項技術可以幫助中國企業在更大程度上參與國際競爭,贏得更加廣闊的市場,其發展前途不可限量。
2智能制造技術發展現狀
所謂智能制造技術,就是在生產的過程中,用電腦模擬人腦,用電腦強大的計算能力來預測生產過程中可能出現的各種問題和風險,自主決定生產的各項環節,進而實現生產的高度智能化,對整個生產過程形成極其精準的控制。相比于傳統的人工控制生產過程,機器比人腦的存儲空間更大,能夠綜合生產過程中的各種有效信息,達到人工所無法實現的精度水準,犯錯誤的概率更低,且基本不需要休息,因而最終的成本也更低。由這種技術生產出來的各類產品,合格率更高,各種性能和質量也有一個比較統一的標準,競爭力也就更強大。今天的智能制造技術,也有很廣闊的應用前景,比如在一些工資水平較高的地區,可以實現無人作業,有效降低企業成本。再比如對于一些高精尖零件的生產,熟練工人的培養是有難度的,而使用此項技術,則可以讓機器進行穩定的操控,降低失誤率,完成高水平的生產要求。此外,工業生產中或多或少會有一些高危的生產環節,用此項技術將工人換下來,可以最大限度地降低風險,實現安全生產。
3機電一體化技術在智能制造中的實踐與運用
無論是機電一體化技術,還是智能制造技術,在今天的工業生產中都有極其重要的地位,而若能將兩者緊密融合起來,則會帶給企業更大的經濟效益,這主要表現在以下四個層面。
3.1傳感技術
生產過程的高度智能化,離不開機電一體化技術的核心技術之一———傳感技術。此項技術可以借助傳感器收集生產過程中的各種信息,在對這些信息經過各種處理之后,可以從中找到生產所真正需要的信息,并遠程傳達給智能控制中樞。在強大的信息支撐之下,結合電腦高速的運算能力,控制中心能夠將各種生產信息有效、快速地傳達給具體實施生產各個機械設備,最終達到企業要求的智能制造。與人工不同,在信息的傳達方面,傳感器不容易受到外界因素的干擾,比起手動輸入,失誤更少,速度也更快,有助于終端的產品質量的提高和標準化生產的實現。目前,如果想要在智能化生產的過程中大規模運用此項技術的話,還需要進一步降低傳感器的制造成本,優化相關程序的設計。
3.2智能機器人
所謂智能機器人,是通過模擬人體某種功能,來實現機器生產無人化的一種較為高級的機器。比如,可以通過模仿人的手臂,借助對信息的操控,實現一定程度的智能化生產。智能機器人的設計,需要結合各種高精尖技術,綜合多個學科的領域,因而算是機電一體化技術在智能制造中的高級應用,也是大規模進行智能制造必不可少的技術。相比于普通工人,機器人進行相關操作時準確率更高,發生失誤的可能性更小,對于復雜、困難的生產工序可以迅速掌握,使用成本比起大批量地培養熟練工人的成本更低,因而可以在諸多對技術水平要求較高的領域發揮重要作用,是工業企業協調、可持續發展的重要手段。目前,智能機器人主要運用于一些較危險或對生產精確度要求較高的生產環節中,在軍事方面使用得相對廣泛。
3.3數控技術
數控技術是在智能制造中使用得較為廣泛的一種技術,作為機電一體化技術中的重要環節,此項技術能夠借助信息分析和數據處理等手段,降低生產的成本,完善產品的質量,改進生產的環節,最大限度地提高工業生產的速度和效率。舉例來說,在未使用此項技術之前,對生產過程中的一些風險,可能只能通過經驗豐富的工人等進行模糊的處理,而使用了這項技術后,完全可以借助多項數據,對生產過程實現全面的反映和模擬,進而提高產品生產的高質量。再比如,很多大型生產事故其實是一次次小的失誤積累的結果,人的感知能力有限,不容易防微杜漸,而數控技術則能快速識別異常數據,及時把控生產中的危險環節,極大地提高生產的安全程度。總而言之,數控技術可以極大地提高智能化的精準度,實現高水平的智能制造。
3.4自動化生產
自動化是智能制造極為重要的表現形式,其實現也離不開機電一體化技術的推廣應用。通過事先編好的相關程序,結合上述的傳感技術等相關技術,就可以逐步達到生產的自動化。這項技術目前在生產已有了相當廣泛應用,比較簡單的生產程序,比如說對于產品外包裝的印刷,再比如說對于飲品的灌裝,再比如說對于煙草的制造,都是自動化大顯身手的環節。這項技術可以綜合運用上述的多種技術,進行統籌兼顧,構造出一條完整的生產鏈條,完成不同層次的多種生產要求。同時,由于程序的可編輯性,這項技術對于需要經常優化設計的產品,還有需求量較小的樣品的生產,有很好的應用前景,是提高智能制造水平和精度的關鍵手段。
4結語
結合長期的理論研究和具體的生產實踐,可以看到機電一體化技術在智能制造中的應用在工業生產取得了驕人的成績,對于降低工業企業的生產成本、提高其生產效率有巨大的幫助,是制造業實現可持續發展的必由之路。從當今的現狀來看,未來想要更好地運用這兩項技術,應該從兩方面著手。其一,是向體積更小、更便攜的方向發展,在完善產品構造之余,減少生產過程中對能源的耗費。其二,是向更適合人類使用的方向發展,此項技術開發的本意就是為了降低人工成本,解決勞動力缺乏的壓力,因而也要在后續的完善環節考慮人機關系,滿足人的生理和心理需求,實現生產的高效、健康、舒適和安全。相信在后續的優化完善之下,兩項技術的結合必將帶給中國的制造業更長遠的發展。
參考文獻:
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