計算機技術在傳統(tǒng)機械設備中的應用分析

1、 計算機技術在傳統(tǒng)機械設備中的應用分析 李宗澤Summary 傳統(tǒng)機械設備存在的一些問題已經制約了現代制造業(yè)的發(fā)展，計算機技術在傳統(tǒng)機械設備中成熟應用為機械設備的自動化與智能化提供了解決方案，文章從對傳統(tǒng)機械設備存在的問題出發(fā)，闡述了計算機等信息技術與傳統(tǒng)機械設備的結合，并指出了計算機技術的應用給實際生產制造產生的積極作用，以機電一體化、智能機器、智慧工廠為代表的先進制造方式是未來制造業(yè)的核心。Keys 計算機技術；機械設備；機電一體化；智能機器；智慧工廠中圖分類號 TP3 A 1674-6708（2018）215-0122-02各種機械給生產生活帶來了極大的便利，發(fā)揮著重要的作用，但是根據實

2、際的使用情況來看，也存在一些問題，例如機械運行效率低、產品制造精度不高、運行操作不便且存在一定的生產操作風險。而當今迅速發(fā)展的計算機技術以其獨有優(yōu)勢可以很好的解決當前存在的問題，如計算機技術的應用可以實現機械設備的自動化，來實現提高生產效率、提高制造精度等優(yōu)勢?？梢?，傳統(tǒng)機械設備的升級改造已離不開計算機技術的應用。本文針對傳統(tǒng)機械設備的特點及其存在的問題，結合計算機技術的優(yōu)勢，來分析計算機技術與傳統(tǒng)機械設備的結合及所帶來的技術優(yōu)勢，以此促進對先進智能機械設備的認識，為后續(xù)進行深入學習研究奠定基礎。1 傳統(tǒng)機械設備我國作為機械發(fā)展最早的國家之一，從古代的指南針、地動儀、水力機械，到如今的機械自動

3、化與智能化制造，經歷了曲折變化的機械設備設計與制造道路。與智能化機械相對應的那些傳統(tǒng)機械設備在過去為生產制造帶來了革命性變化，如提高了生產效率、改善了工作環(huán)境、滿足了生產需求等，但是隨著制造業(yè)的激烈競爭與技術發(fā)展要求，傳統(tǒng)機械設備已經難以滿足實際要求，比如：制造精度不足，無法滿足高精尖需求；自動化參差不齊，仍需人工參與操作；智能化水平不高，造成大量資源浪費；生產環(huán)境惡劣，存在一定安全隱患。1）制造精度不足。如傳統(tǒng)的機床，完全依賴于設備自身的配合和熟練的人工操作才能制造出一定精度的原部件，但是所制造出的產品仍舊無法滿足精度要求，這嚴重限制了相關高精尖技術的發(fā)展，同時也造成了資源材料的浪費。2）自

4、動化參差不齊。傳統(tǒng)機械設備由于其制造的出發(fā)點主要替換人工的重復勞動，雖然在一定程度上能夠實現簡單的自動化操作，但是由于當時技術水平的限制，導致傳統(tǒng)機械設備的自動化程度不高，實際應用過程中仍需大量的人工操作，這顯然是不符合今后生產要求。3）智能化水平不高。傳統(tǒng)機械設備只能實現簡單的重復操作，幾乎談不上智能操作，其在運行過程中完全依賴操作者的行為，尤其是在一些需要不斷改進的生產環(huán)節(jié)中，很難實現對生產過程的學習與改造，這不符合當前提出的智能制造發(fā)展戰(zhàn)略需求。4）生產環(huán)境惡劣。生產車間機械設備繁多，一般都伴隨噪音、油污以及其他高危險的操作，而傳統(tǒng)機械設備由于其需要人工全程現場操作，這給現場工人帶來極大

5、的潛在風險，有的生產事故甚至造成人員傷亡，這些隱患對企業(yè)、社會和國家都是難以承受的?？梢姡瑐鹘y(tǒng)機械設備雖然給生產制造帶來了一定便利，但是其存在的上述這些典型問題嚴重約束了生產制造業(yè)的發(fā)展，機電一體化、智能機器與智慧工廠已經成為當前機械設備的主流方向，高度自動化的機械設備與生產車間是推動智能制造向前發(fā)展的基礎。2 計算機技術在機械設備中的應用以計算機為代表的信息技術已經在機械設備中得到了長足的應用，如上述提到的已經發(fā)展成熟的機電一體化技術，以及正在發(fā)展的智能機器與智慧工廠技術，其本質都是將先進的計算機技術與傳統(tǒng)機械設備的融合。2.1 計算機技術與傳統(tǒng)機械設備的結合計算機等信息技術在傳統(tǒng)機械設備中

6、的應用主要經歷了3個典型的發(fā)展階段，分別為機電一體化、智能機器與智慧工廠。1）機電一體化。機電一體化是機械設備發(fā)展的潛在需求，由日本人在20世紀70年代提出的新概念，也稱為機械電子技術。其主要是在傳統(tǒng)的機械設備上使用電子信息技術來提高機械設備的自動化水平，實現設備的高效執(zhí)行與高精度工作，有助于機械設備的可靠性提高與低能耗目標的實現，且已經得到了充分的發(fā)展與應用，如數控機床，電液伺服機構等。2）智能機器。智能機器是繼機電一體化技術之后計算機與機器人結合的新產物，與傳統(tǒng)的工業(yè)機器只根據固有的程序進行重復的工作不同，智能機器可以感知外界的環(huán)境，依據計算機賦予的識別、推理、判斷能力，在一定范圍內自行修

7、改程序，對外界的刺激做出應答。而更高級的智能機器則可以通過深度學習，總結經驗來獲得修改程序的原則，從而獲得更強大的推理思考能力。如戰(zhàn)勝了眾多圍棋高手的阿法狗、Master就是能夠深度學習的智能機器，可見計算機與機械結合對推動智能化發(fā)展有著重要作用。3）智慧工廠。智慧工廠是在智能機器基本普及的基礎上，利用物聯網的技術和監(jiān)控設備加強信息管理，完全掌握生產流程，提高生產過程的可控性、減少生產線上的人工干預、及時正確地采集生產線數據，進行合理的安排生產計劃與進度。并加上綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術于一體，構建一個高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化智慧工廠。2.2 計算機技術的應用對生產制造的作

8、用除了2.1所敘述的計算機技術與傳統(tǒng)機械設備的結合，計算機技術在整個生產制造過程都能發(fā)揮極大的作用，如計算機控制技術實現了生產自動化、計算機信息系統(tǒng)實現了生產過程管理、計算機仿真技術實現了生產過程的模擬等為實際生產過程提供了極大的便利，為生產制造企業(yè)提高了生產效率。1）計算機輔助制造對生產制造的作用。借助計算機設計軟件（如CAD/CAM），開展機械設備等制造產品的工程設計、工程描述、信息表達與轉化等，可以完成機械設備的設計構思與可行性論證、總體設計、零部件設計，以及機械設備的常規(guī)參數計算與分析等，這徹底改變了傳統(tǒng)的機械設備手工設計模式，為機械設備的現代制造技術帶來了跨越式進步與發(fā)展，實現了數字

9、化設計與數字化制造，提高了整體制造效率與科技水平，也為后續(xù)發(fā)展智能制造奠定了技術基礎。2）計算機控制技術對生產制造的作用。其實計算機的技術在生產制造領域已經十分廣泛，最初始的是實現機械設備自動化功能，其主要通過采用傳感器、控制器與執(zhí)行器實現機械設備與系統(tǒng)的自動化控制，進而為全廠全過程控制奠定基礎，也是實際生產制造自動化的基礎技術，其對提高生產效率、制造精度與安全可靠具有積極作用。3）計算機信息系統(tǒng)對生產制造的作用。如果說計算機控制技術是生產制造企業(yè)的底層應用，那計算機信息系統(tǒng)就是上層管理的應用，計算機信息系統(tǒng)是企業(yè)實施信息化建設的基礎，主要采用計算機信息技術與計算機網絡技術為生產制造企業(yè)提供先

10、進的生產運作與生產管理手段，如對生產制造物料管理與倉儲管理，實現生產流程與生產管理相結合，實現企業(yè)各生產流程的全過程管理，實現生產企業(yè)的效率與效益的雙提高。4）計算機仿真技術對生產制造的作用。對于有些生產制造過程設計與實驗過程中由于難以開展的實際實驗，否則會對生產設備造成不必要的破壞，這種情況下就需要開展相關的仿真實驗分析，如對設備的控制仿真分析。除此之外生產制造系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng)工程，集生產計劃、生產工藝、設備管理、人員管理、物料采購等于一體的系統(tǒng)，為提高生產企業(yè)對全過程的管控，有時也需要通過對全系統(tǒng)進行仿真分析來對實際過程做出合理決策。3 結論計算機等信息技術作為生產制造企業(yè)轉型升級的核心手段，在給傳統(tǒng)機械設備帶來高度自動化與智能化的同時，也為生產產品提高了附加值，更是生產制造企業(yè)在市場競爭中需要依賴的核心技術。本文從計算機技術在傳統(tǒng)機械設備中的應用分析，重點圍繞機電一體化、智能機器與智慧工廠為主線進行了應用分析，并進一步拓展到計算機技術對整個生產制造過程的作用，以此闡述計算機技術對機械設備、生產過程、制造企業(yè)的重要性。Reference1陳亮華.淺談計算機技術在機械制造中的運用J.企業(yè)技術開發(fā)，2012（11）：111-112.2邵明軍.淺談機械制造中計算機技術的應用J.職業(yè)技術，2013（4）：95.3白小文.計算機技術在航空制造業(yè)中的應用J.科技創(chuàng)