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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。
[关键词]机械自动化技术现状应用与发展
一、引言
机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。如何发展我国的机械自动化技术,应实事求是,一切从我国的具体国情出发,做好各项基础工作,走中国的机械自动化技术发展之路。
二、机械自动化在我国的特点及作用
机械自动化的特点很多:第一,机械自动化是面向21世纪的技术,是具有明确的范畴的新的技术领域;第二,机械自动化技术是面向工业应用的技术,可以提高制造业的综合经济效益和社会效益;第三,机械自动化技术是面向全球竞争的技术,同时是驾驭生产过程的系统工程,是市场竞争核心时间、质量和成本三要素的统一。
在工业生产中,机械自动化的作用很大:第一,机械自动化的应用,可以提高生产过程的安全性;第二,机械自动化可以提高生产效率;第三,机械自动化可以提高产品的质量;第四,机械自动化可以减少,生产过程的原材料和能源损耗。
很多方面机械自动化的特点与作用相辅相成,在工业中起到很大的作用,并且我国处于机械自动化的初期,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。
三、我国机械自动化的现状
机械自动化技术从上世纪20年代开始发展应用以来,在各行各业都得到了迅速发展和广泛的应用,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国让处于初级操作阶段的自动化。
近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
1.管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业拒不采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
2.设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD技术的比例比较低。
3.制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米、纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
4.自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、只是智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业可见。
四、我国机械自动化的发展之路
1.结合中国生产实际进行发展机械自动化技术。先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。所以我国应结合具体生产实际,逐步实现我国机械自动化发展的全球化,一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争汇总纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术是制造的全球化得以实现。
2.发展投资少、见效快的低成本自动化技术。发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的而发展需要和国情。这需要我国机械自动化技术向网络化和虚拟化方向发展。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品小勺都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的额交流、加强产品开发的合作何经营管理的学习,优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间跳读、供应链及物流设计的建模和仿真,推动企业向着既竞争又合作的方向发展。超级秘书网
3.我国在发展机械自动化的同时还应结合我国的具体国情进行分析。在发展机械自动化的同时注意到发展的环境,实现发展机械自动化的绿色化。绿色制造通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿的设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产绿色产品,产品使用网以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制作哦啊能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时是原材料和能源的利用率达到最高。
综上所述,我国要搞好机械自动化,不但要起点高,瞄准世界先进水准,而且必须包括各种灵活的提成本、见效快的技术,坚持提高与普及相结合的方针,同时从我国具体的基本国情出发,使我国的机械自动化技术发挥应有的才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。
参考文献:
[1]马志平.机械自动化的未来与现状[M].北京:机械工业出版社,2003.5.
[2]张世昌.先进制造技术[M].天津:天津大学出版社,2004.
机械电子自动化技术产生于20世纪20年代,当时被广泛应用到机械批量生产冷加工方面,直至20世纪60年代左右,为了适应市场的变化及需要,提高机械生产的灵活性与反应能力,逐步创建了可以改变的自动化生产体系,也就是以电子计算机为核心推广的柔性自动化。此种电子自动化是在生产体系不改变或者改变不大的前提下,在对生产及机械设备进行管理期间,可以利用信息处理、自行检测、判定分析等方法对结构进行预先判断,同时可以自行由生产一种零部件转变到生产另一种零部件。经过实践验证发现,传统的机械自动化生产技术同当前很多企业的真实生产不相符,所以,相关工作人员应对其进行改进与探究。对于机械自动化来讲,其技术水平不但同整体机械生产领域存在关联,同时也与社会经济存在密切联系。因此,怎样推动我国机械电子自动化技术的发展,成为当前制造领域需要深入探究的首要问题。
2当前我国机械电子自动化的情况
对于机械电子自动化技术来讲,其开始于20世纪,到目前为止已经获取了极大的发展。尤其是最近几年计算机集成化水平越来越高,极大促进了我国机械自动化的发展。尽管我国近些年机械电子自动化取得了一定进步,然而仍处在初级阶段。现今,全球除了西方少数经济较发达的国家外,很多国家的电子自动化水平较低。我国的产业结构不够合理,发展较不平衡,自动化程度较低,与一些发达国家比较,在种类、质量、应用等方面存在较大差距。想要发展我国机械电子自动化技术,不可能一蹴而就,而是需要一个漫长的过程,需要坚持不懈的努力、勇于尝试、大胆创新,开拓进取,从而推动我国机械自动化更好发展。
3提高我国机械电子自动化水平的措施
随着经济发展速度的不断加快,市场竞争越来越激烈,机械生产企业想要保证自身在激烈的竞争中得以生存并不断发展,就需要提高机械电子自动化的能力及水平,具体可以从以下几方面入手。
3.1同实际生活相结合,大力发展机械电子自动化技术
对于机械制造技术来讲,其核心内容在于使用。想要促进机械电子自动化水平的不断提高,需要从企业生产技术发展的实际情况出发。唯有针对相应的商品生产选用配套的自动化生产形式,才能缩减成本投入,增加资金收益,提高企业市场竞争能力。所以,企业在发展机械电子自动化技术期间,应同实际相结合,关注应用,也就是生产的真实收益。相关工作人员应及时纠正盲目进行自动化的行为,如仅需1~2个月就可以完成的工作却要进行自动化,不仅不会增加资金收益,同时还会降低工作效率。企业应将注意力放在效益方面,而不是仅仅关注速度。
3.2大力推广见效快、成本低的机械自动化技术
大力推广成本低的机械自动化技术,具有较大的潜力,并且投入较少,前景十分广阔,同时具备较高的自动化水平,能够取得事半功倍的效果,同我国当前发展需求相吻合。美国著名的麻省理工大学曾提出了精益生产的LP形式,也就是通过最低的资金投入,获取最高的生产收益。同时,日本丰田公司提出了生产JIT、弹性作业、成组技术GT等生产形式,使很多自动化水平较低的企业收获了较高的资金收益。在芬兰,NOKOAData企业在生产车间创造了386、486等生产线,其不仅仅是由自动化的机械设备构成的,同时在其中也插入计算机指导及员工的参与,将原始工业生产形式同高新科技灵活、巧妙地结合起来,进而缩减生产过程中的资金使用,提高生产质量及效率。其实,精益生产自身就代表由企业及国家的真实状况出发,借助外国机械制造领域发展低成本自动化的经验。我国很多机械制造企业存有大量的通用型设备,在大力发展机械电子自动化技术的同时,在可以给予原始设备的前提下,对机床的布局进行科学调整,尽可能少地加入数控设备,并且引进CAD技术,就可以全面发挥人员的创造性优势及电子计算机的管理特点,形成以人为核心,以计算机为先导的生产体系,为我国的机械生产领域开创一条资金投入低、效果好、资金收益高、同我国国情相吻合的机械电子自动化技术发展途径。
3.3把握基础,关注发展机械电子自动化的配套技术
在促进机械电子自动化技术的应用与发展期间,还需要做好该技术应用的基础工作,并且基于实际情况进行推广,不但应发展主要设备,同时还需要加大开发自动化软件及相关配套控制系统的力度。电子计算机、微处理设备、新型刀具、传感设备、可编程控制设备等必将是未来机械电子自动化技术的前提与基础。配套设备的质量同日后机械设备自动化发展水平之间存在密切的关联。所以,相关工作人员应对其予以重视,不断更新机械自动化的配套技术,进而推动我国现代自动化的发展。在应用其进行自动化加工期间,体系的自行检测、控制、伺服等操作都不能缺少微电子技术;并且需要进行信息处理与交换,对数据进行计算,进而同计算机及信息处理技术又形成了密切关联。对于现代的自动化技术来讲,其涵盖微电子、自动控制、机械技术等内容。想要促进机械电子自动化水平的提高,就需要对电子学、计算机技术、机床装料技术等给予高度重视,大量选用数控程序机床进行生产,并且不断改进并完善生产线,保证其稳定性与安全性,同时加大对生产控制信息体系的重视程度。相关工作人员在应用并发展自动化技术期间,需要不断提高自身的专业技能及综合素养,牢牢把握自动化的基础,由真实情况出发,不仅发展主要设备,同时发展配套技术,为后续工作夯实基础,降低企业成本投入,增加企业资金收益,提高企业市场竞争能力。
3.4与我国的国情相结合,大力发展机械电子自动化技术
发展机械电子自动化技术,其是一个由低至高,由简单至复杂,由存在缺陷到不断改进及完善的过程。在通过自动控制设备操控机械生产期间,其生产的形式也由机械化水平逐步向机械控制自动化水平过渡,实现了计算机、数字化控制的自动化。唯有建设自动化厂房后,才能保证生产整体过程实施自动化,进而提高生产质量及效率,增加企业资金收益。当前,我国的机械自动化水平相对较低,不可急于求成,需要逐步开展。对于我国这一处在发展期间的国家来讲,对生产技术进行探究的前提是保证技术的适用性。例如:我国想要学习借鉴国外柔性制造系统,则需要在柔性生产的基础上,对人机工作界面进行优化,创建比较全面的信息体系,提高人机管理的质量及效率。在体系中,先进的自动化设备需要同普通装置并存,在体系中各个环节都可以进行人工干预。这种方法密切结合的我国的国情,选用科学、先进的技术进行创新,以适用性为基础,获取经验,进行应用与推广,从而增加企业资金收益,提高企业市场竞争能力。
4总结
首先要对机械自动化有一个深刻的认识,这样才能对机械自动化技术以及制造模式进行深刻彻底的分析。作为近年来机械工业发展的核心技术,机械自动化与传统的机械加工生产相比,有着明显的不同。机械自动化是在无人的情况下,利用原来设定的程序,通过各种机械设备来完成机械的生产以及控制。简单来说,就是在自动化的制造模式下,实现生产的自动控制。实行机械自动化的重要意义在于,将机械工业的发展推向一个更高的层次。在这种制造模式下,可以实现生产劳动强度的大幅度下降,同时促进生产效率的提升,大大促进机械工业的发展。
2机械自动化的技术核心分析
2.1机械自动化技术核心的应用作为机械工业中应用技术的一种,机械自动化技术可以实现机械加工的连续自动生产,并且保证所进行的生产流程是最优化的。这就大幅度地提升了加工的效率,降低了加工所需的时间,满足了市场的需求。机械自动化技术以及制造模式的广泛应用使得整个机械工业得到了飞速的发展,极大地促进了机械工业水平的提升,将机械工业带进入一个新的发展时期。首先应该看到的是,随着机械自动化技术的广泛应用,生产过程中的安全性大大提升。在整个生产过程中,对于人员的需求已经降到了最低,大部分的生产过程都是由机械设备来进行,这也就最大程度地提升了生产的效率。传统的生产模式远远不能满足现代市场对于机械设备的需求,采用这种制造模式就可以大大提升生产效率,同时还能降低生产中出现的误差,有效地提升生产的质量。此外,通过应用机械自动化技术,可以有效降低对资源的浪费,尽可能地降低生产的成本。这是因为应用机械自动化技术后,生产过程中采用的是自动控制系统,可以通过前期的程序设计来实现资源利用的最大化,大大降低了传统模式下的资源浪费。因此,广泛地应用机械自动化技术,可以有效地促进机械工业的发展。
2.2机械自动化技术的技术核心对于机械自动化技术来说,数控技术是其核心技术。机械工业所生产的机械产品,大多具有高精度的特性,这就要求必须采用先进的数控技术。数控技术在机械自动化技术中发挥着十分重要的作用,利用数控技术可以实现加工过程中的自我修复以及自动更正,就可以保证满足机械生产的高端要求。此外,应用数控技术可以实现在生产的过程中对产品生产进行技术调节,从而实现对各项参数的满足。最重要的是利用数控技术,可以对加工过程中出现的故障及时进行修复,从而保证生产的及时性。除了数控技术之外,网络技术在机械自动化技术中也发挥着重要的作用。网络技术的应用可以为机械自动化技术注入新的活力,从而促进机械自动化技术的发展。
2.3机械自动化技术的发展趋势首先来说,机械自动化技术必将朝着高速度、高精度以及高效率的方向发展,这样才能满足机械工业的高端要求。其次整个自动化技术系统的发展方向应该是柔性化,这样就可以通过集成技术来对生产进行模块化管理,有效促进自动化技术作用的发挥。最后,机械自动化技术必将朝着智能化的方向发展,这是因为其自身的智能化程度依旧有着一些缺失,这就要求自动化技术采用更高端的技术,增强自身的智能化水平。
3机械自动化的制造模式分析
在生产过程中采用先进的机械自动化技术以后,机械工业的制造模式也会发生相应变化。传统的机械制造模式必将被新型的制造模式所取代。首先表现在人员的改变上。在自动化技术的机械制造模式下,人员在生产过程中发挥的作用大大降低,人员的使用量也大幅度降低,用最少的人力进行加工生产,实现了生产模式的现代化。其次,改变流水线的生产方式。在自动化的流水线生产中,实现对生产过程的全程控制,促进生产效率的提升。最后,在自动化技术的机械制造模式下,实现对生产的智能控制。这样就可以减少因为人为原因所造成的损失,大大降低生产成本,使得机械生产的水平得到最大程度的提升。总体来说,原有的机械制造模式已经发生巨大的变化,已经从原有的人工操控转变为自动控制,极大地提升了机械工业的生产水平。
4结语
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
关键词机械设计制造及其自动化专业实践教学多维创新能力
1基于CDIO工程教育模式的机制专业教学改革与创新实践措施
1.1探索机械设计制造及其自动化专业
“产教融合、校企合作”学生实践能力和创新能力教学改革方式对课程实验、课程设计、行业见习与企业实习、毕业设计和课外实践活动等实践教学环节进行系统研究,探索出其各自有效的改革途径,如何通过引入企业案例,或者进入企业实际工作岗位进行培养,提高学生实践能力和创新能力,使学生成为具有行业知识基础和创新能力的高级工程技术人才。
1.2面向行业重构和优化机制专业课程体系结构
机械行业涵盖范围比较广,不同的企业需求人才能力不同,如何在不同企业的人才需求中归纳出共性的人才培养目标,既保证人才培养的共性,又具备不同企业的人才个性能力。基于CDIO工程教育理念,立足于“中国制造2025”对机械设计制造及其自动化专业人才培养的跨学科、综合化等新要求,在机械制造类专业课程教学中要既追求学科知识的广博性,又注重专业技能的精深程度,[3]把传统的以基础理论知识为导向的课程结构转型为以学科综合应用能力发展为主的课程结构,构建完整的理论加实践的机械制造课程体系结构,同时通过课程整合形成跨学科的课程群,使之与“中国制造2025”战略实施过程中的经济转型和产业升级的需求相匹配。一方面,通过广泛地调研相关企业在“中国制造2025”的新形势下对于机械设计制造及其自动化专业毕业生知识和能力的需求,并立足于实际生产过程,根据行业企业所需的知识和技能适当调整课程内容,使培养的学生更好地满足社会经济发展的需要。另一方面,专业教师要密切关注制造行业特别是量大面广的核心制造业中的新技术、新工艺,并将这些内容及时引入到机械制造课程教学中来,使教学内容紧扣行业发展趋势,让学生紧跟本专业先进技术的发展形势。
1.3依据CDIO工程教育模式的理念,构建与培养目标相适应的实践教学体系
根据机械设计制造及其自动化专业的特点,实践教学体系包含课程实验、课程设计、金工实习、各类实训、顶岗实习、毕业综合训练、职业资格培训以及学科竞赛等多个方面。同时考虑“阶段性与系统性相结合,理论与实践相结合”的原则,又可以将机械设计制造及其自动化专业实践教学体系分为三个模块,分别为基本技能模块、专业技能模块、实践与创新能力模块。基本技能模块包括基础实验、专业实验、综合性实验;专业技能模块包括认识实习、生产实习、顶岗实习、毕业实习、金工实习、课程设计及毕业综合设计;实践与创新能力模块包括社会调查、专业技能训练及认证、创新性实验、参与教师科学研究项目、参加教育行政主管部门和行业主办的各类学科竞赛、“互联网+”大赛以及大学生挑战杯竞赛。[4]
2实施过程
(1)顶层设计阶段。为成果形成做好顶层设计,明确实施目标,制定实施方案。在梳理机制专业人才培养前期积淀的基础上,组织教师和行业专家开展广泛讨论,制定课程体系和实践教学体系建设的实施方案。(2)具体实施阶段。对接行业需求,明确能力标准,从人才培养方案制定、课程体系优化、实习实训改革、课堂教学革命、教学团队建设等方面全面落实学生能力培养。(3)总结提炼阶段。对成果的实施进行总结、修正,并加以提炼。在成果实施的不同阶段,依据成果实施的阶段性成果组织分析,指出不足,并在后期加以修正。收集、整理项目实施过程中产生的各种资料(研究数据、教案资料、论文资料等),并总结提炼,同时以书面形式呈现,并转化为论文。(4)交流推广阶段。通过媒体报道、、著作出版及经验交流等方式对成果进行应用推广。