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1.自动化技术需结合生产实际
机械自动化技术最终是为了提高生产效率,因此必须具有实际应用价值。也就是说,我国的自动化机械技术,应注重企业的生产现状、技术条件等因素,并根据产品的特点选择适合的自动化设备,不能盲目的选择。在生产进度的制定和自动化设备的引进上都应符合企业的发展现状。实际上机械自动化就是实现从半自动化向自动化转化的过程,但是针对我国的国情,自动化技术要与人工管理和控制相结合才能符合生产实际,才能提高产品的质量。在工业逐渐发达的今天,产品的质量更应该受到企业生产者和用户们的关注。因此,如何结合实际,研发和使用自动化机械设备,提高生产效率是现代企业追求的目标。
2.我国自动化技术的发展方向
2.1投资少、效率高的自动化技术将成为未来发展的方向为了适应我国的国情,研发投资少、效率高的自动化机械设备将成为必然趋势。同时,也符合自动化发展的整体趋势。事实证明,欧美等发达国家在自动化技术的研发上也沿袭了这样的原则。我国的机械生产过程中,通用设备居多,因此结合国外低成本自动化技术是正确的选择,在以原有的机械设备为主的前提下引进少量的数控设备,并合理调整其布局。同时不断的完善技术,实现计算机自动化管理和人工的合理运用,建立单元化的生产系统,从而实现我国工业制造自动化技术的先进性,同时降低企业投资,提高经济效益,这样才能促进我国的工业现代化的实现。2.2机械自动化技术的发展趋势自动化技术在机械生产上的应用主要包括微电子技术的应用、自动控制理论和技术的应用以及基本机械技术的研发等。因此,在机械自动化的研发过程中,电子学、计算机技术发展及自动化设备和自动化生产线的研发和使用应得到广泛关注。实现机床装料与零件检测的自动化,并合理应用数控机床等设备。必须严格抓好自动化技术的基础工作,发展主机的同时也要发展自动化元件和其控制系统。另外,微处理机、传感器以及可编程控制器等都是我国未来自动化技术研究的方向。研发和推广先进的机械自动化技术,并将其扩展到其他学科,不断更新企业人员的观念,设计新的符合时展的机械设备,同时还要注意员工的知识水平,应注重对他们的培训。未来,传统机械制造会逐渐转向自动化设计和生产,因此应使操作人员跟上技术的更新,掌握更多的知识。总之,对人才的培养也是现代机械自动化技术应用的要求,无论是设备操作人员,还是公司管理人员都应不断的拓展自身的知识水平,学习自动化技术的操作方法及原理。这样才能够有利于进一步推广自动化技术,使我国的机械自动化水平达到世界先进水平。这些便是科技发展对我国机械自动化的要求,也是我国未来自动化研究的方向和发展趋势。值得注意的是,我国目前经济处于发展过程中,应将自己与发达国家区分开来,无论是技术的研发还是设备的应用,落脚点都应以自身的经济水平为基础。只有适合我国的技术方针才能够促进机械自动化的发展。另外,低成本、高效率的自动化机械设备必将受到各个国家和企业的欢迎。因此,应加大力度,致力于研发这类自动化设备,以实现在成本降低的情况下提高企业的生产效率。
3.总结
毫无疑问,机械自动化能够提高企业的生产效率、降低成本,同时能够提高安全系数。因此,在我国机械行业,逐步实现机械自动化生产是必要的。当然,这一过程中,要深入了解我国的国情和产业结构,在技术的改进和设备的引进上,都应该从实际情况出发。我国是工业大国,机械作为工业的重要组成部分,其发展需得到关注和重视。
1机械自动化的发展历程
早在二十世纪初,机械自动化的概念就已经被提出,当时主要应用于制冷领域,经过更加广泛地应用和推广,渐渐在整个机械制造行业普及。二十世纪六十年代,市场经济以惊人的速度发展,为适应市场的变化和满足市场的需求,可变的自动化的生产加工系统诞生了,通过计算机技术的应用,实现了机械制造的柔性和可变性,从而提高了机械制造的灵活性。这种自动化的软件系统基本上不改变制造过程,自动的经验和自动的信息处理与判断分析是通过一定的机械生产设备实现的,此外,还可以通过在管理过程中对这些自动实现进行预期操作。在生产过程中可以实现生产制造的自动化,还极大地方便了生产材料的更换。然而,当时的自动化系统并不能很好地适应现代化企业的生产需求。当前,自动化技术大部分都是在操作过程中的自动化,随着市场竞争越来越激烈,要想在激烈的竞争中站稳脚跟,必须要坚持不懈的努力,持续的创新,抓住机遇,推动自动化技术的发展。
2机械自动化在机械制造中的应用
2.1智能化应用
为了适应经济与科学发展的脚步,机械制造工业对相应的制造技术也提出了要求。在这种技术需求的推动下,机械制造技术得到了相应的改进和提高,并且使机械制造自动化得以实现。机械制造技术在原有基础上不断改进的进程中,对于落后的制造加工理念要坚决摒弃,对于旧的技术,要不断开发出新的技术进行跟新换代。同时,对于商品的概念,要有深刻的理解,从而使制造加工方案更加合理,更加完善,制造出近乎完美的商品。智能化应用到机械制造中,即将机械制造技术、自动化技术、人工智能技术以及计算机应用技术等多种技术进行结合,通过这些技术的有机融合,渗透,形成一种全新的,综合性的制造技术,从而达到全方位提高机械制造工艺性能的目的。在实际应用中,智能化制造技术不仅可以实现人工智能,还能够对专家或技术人员的思维活动进行模拟。由于智能化技术的特殊性,对于自身行为监控等专家无法完成的工作,利用智能化技术就可以轻松实现。智能化系统具有与专家相同的智慧、逻辑思考能力,可以把专家从繁重的脑力劳动中解脱出来,改变了以前的只能模拟和减轻体力劳动的局面,具有划时代的意义。
2.2集成化应用
作为机械制造中的一项新技术,集成化技术主要用于实现机械产品的快速制造。通过信息化技术的应用,集成化技术实现了机械制造过程的优化,让机械制造过程向着精简化和集成化发展。在机械制造过程中,会应用到各个领域的先进技术,如微电子技术、通讯技术等,而这些技术并不是孤立存在的,而是彼此之间相互作用、紧密结合的,于是,新的高新技术也在融合的过程中应运而生,例如目前被广泛应用的计算机辅助技术、柔性制造技术等。为了推动这些高新技术的发展与产生,就要充分利用现有的技术和设备,并且进行合理的整合与集成,产生出新的管理应用技术。通过集成化技术的应用,不仅可将生产制造企业内部所有的生产工作、经营管理活动进行整合,使之形成一个完整、统一的整体,还可从原有的机械制造基础上实现柔性生产模式的变革,以人为活动主体,保证企业产品的生产质量,并实现产品生产质量与服务质量的和谐统一。
2.3虚拟化应用
虚拟制造技术是由多学科构成的综合系统技术。包括现代机械制造工艺、计算机图形学、并行工程、人工智能、多媒体技术、信息技术等多种技术。虚拟制造技术以仿真技术和系统建模为基础,利用信息技术、仿真计算机技术对现实机械制造活动过程进行仿真。通过对机械制造过程进行仿真,可以及时发现机械制造中可能出现的问题,制订出相应的解决方案。旧的生产方式下,产品研发和产品试制,必须通过设计和实际的生产试验才能达到试制新产品的目的,开发过程中有很多不确定性,遇到技术难题就要修改设计方案,重新试制新产品,不仅加大了产品的生产周期,还浪费了资源,提高设计成本。而采用虚拟制造技术就可以避免这些现象的发生,仅仅通过计算机来进行模拟和仿真,缩短机械产品开发周期的同时还降低了成本,提高机械产品竞争力。
3自动化技术在我国的发展趋势
3.1网络虚拟化的制造方式
网络虚拟制造技术主要依靠计算机技术、强大的软硬件功能和其他交互设备,通过计算机工作平台,构建出一个虚拟的环境。在这个虚拟的环境中,把人类的知识、人类的技术和人类的感知能力参与其中,形成一种全新的人机界面形式,对生产活动进行全面的建模和仿真。通过与虚拟世界中的对象进行交互作用,对于产品从设计开发到生产制造的每一个环节进行仿真和模拟。除此之外,还可以对产品性能进行全面模拟试验,对产品的设计和制造合理性、制造周期进行预测。在产品没有生产之前,就对设计的可行性、经济性、合理性进行全面的考核,有效避免不合理的设计和资金投入,从而达到资源的最优化配置。
3.2绿色化的制造方式
“绿色”这一概念,最初被应用于环境保护领域,目前,已被社会各个领域所广泛采用。必须坚持走可持续发展的道路,创建绿色环境,作为自然界的一个部分,人和人类社会不能脱离自然界而存在,人类的生存与发展依赖于自然界的发展,人类必须与自然界和谐共处。人类的发展历史中,由于各种原因给自然界带来了巨大地破坏,有些甚至是无法修复的。长此以往,人类和人类社会的发展必将受到阻碍,甚至停滞不前。值得庆幸的是,人类已经意识到自己的错误,并逐步推动人与人类社会同自然界的和谐一致,制造技术的自动化也是如此。开发与运用一项新技术时,应站在哲学高度,把可持续发展作为必须考虑的因素,促进环境文明,推动制造自动化向“绿色”自动化方向发展。
4结束语
机械自动化在机械制造工业中具有举足轻重的地位,是影响机械制造工业的整体发展水平的重要因素。机械自动化不仅可以推动社会总体经济的快速发展,还可以促进我国综合实力的稳步提高。因此,机械制造工业的发展离不开机械自动化的广泛采用和合理应用,运用各种科技手段,使机械自动化技术水平得以提高,进而促进我国机械制造工业的发展,提高我国的经济实力和综合国力。
摘 要:现阶段我国的立体仓库行业迅速发展,但是与发达国家还存在较大的差距,故本文从技术难点及解决方案、工艺流程和主要机械结构与设计参数进行了深入的探讨。
关键词:自动化;立体仓库;机械结构
一、技术难点及解决方案
1.1有效降低噪音的措施
采用运行平稳性高、传动噪音低的功能部件。比如:在输送区间的所有范围内,安装有非金属导向装置,输送辊采用非金属材料,这样,托盘的金属导轮在运输过程中,既避免了与金属材料接触而产生噪音,又保证了运行平稳、可靠。此外,链轮、传动轮和导向辊轮等运动部件,均采用非金属材料制作,为降低噪音提供了有力保障。
1.2对环境污染物的有效防护
由于生产工艺对厂房有较高的洁净度要求。因此设备设计中,采取技术措施,尽可能减少生产中对环境的附加污染。在动力传动部位下方,安装异物接收装置,对粉尘、油污等异物进行收集;采用集中的供气和排气方式,避免对环境造成二次污染。
1.3减少冲击震动的措施
选用导向平衡装置,采用伺服电机,安装直线运动导轨或导轮,配置缓冲器件,在地基与地面之间,安装防震垫等。所有这些措施,均会有效地降低设备运行中所产生的冲击震动。
1.4堆栈车停位精度和重复精度
在重量、高速、长距离运行条件、堆叠停车精度和可重复性的要求高、堆场车辆重量超过10吨,高于10米,停止精度在40米停止错误不超过2毫米长长的铁轨,同时根据生产的要求,必须达到最大速度在运行过程120米/分钟,必须保持稳定,光滑的,而且是可行的。在关键设备中,采用伺服电机驱动,直线导轨和导向轮导向结构,并对堆栈轨道车的位置进行精确控制。选用高精度元器件,确保设备停位快速、准确。
二、工艺流程
立体仓库系统的主要工艺是:将前一级平面物流中承载产品的托盘存入到库中的承载架上,经过一段固定时间的工艺处理后将其取出,并放入到后面一级平面物流当中。立体仓库系统中主要对象为一个6层堆栈车,是一个可以完成在直线轨道上行使和升降动作,并且能够一次性对6个托盘完成存入和取出动作的物流移送设备。在自动运行时,平面物流通过提升机将承载产品的托盘送入6层入库暂存架,存满后向堆栈车发出取托盘请求信号,堆栈车接到请求信号后取暂存架托盘,然后将托盘存入某一列承载架上。当某一列承载架的托盘完成工艺处理后,堆栈车将其送入到6层出库暂存架当中,完成动作后会向后一级平面物流发出托盘准备好信号,这时平面物流就会通过出库提升机将出库暂存架上的托盘取走。立体仓库系统要求能够自动、快速、可靠和高效地完成所有的存取动作,对机械结构的设计以及精度都有较高的要求。因此,为了达到设计目的,一个可靠、稳定和灵巧的机械结构设计是必不可少的。
三、主要机械结构与设计参数
3.1入库/出库
6层提升机设备由进料机构、垂直提升机构和机架3部分组成。进料机构包含长辊输送和动力传动部分。主要功能是将最多为6组的屏托组合,根据生产工艺要求,逐一将其输送到“入库6层堆栈机”或从“出库6层堆栈机”中取出。
a.设计参数。长辊输送:长辊85mm;最大输送速度:20m/min,变频调速;传动方式:链传动;长辊输送面平面度:±1.0mm;最大提升速度:40m/min;提升方式:链传动,设置导向装置和配平装置;停位点:6个;停位精度:±2.0mm。
b.安全防护措施。链传动处安装护板;提升区域的顶端和底端,安装安全单元;外部有透明防护板;上部安装检查及维修用的梯子、安全栏杆和平台。
c.架体结构。架体由铝型材联接和矩形管焊接组合而成,既轻巧、美观和平直,又保证架体的强度和刚度。
3.2堆栈轨道车
设备由地面轨道、行走机构、垂直提升机构、6层搬运系统、定位升降机构、换向机构和机架组成,主要实现屏托组合在“平面物流线”与“承载架”之间的存取功能,保证精确、通畅、稳定、快速和可靠;并完成与相关设备的信息交换任务。每次最多可同时存取6层屏托组合。
a.设计参数。行走输送:包胶轮300mm;输送动力:11.0kW,减速比:1/11,伺服电机;行走导向:铝型材导轨,导轮;提升动力:7.0kW,减速比:1/25,伺服电机;最大提升速度:15.7m/min;提升方式:链传动,设置导向装置和配平装置;停位点:2个;停位精度:±2.0mm;搬运动力:0.4kW,减速比:1/14,伺服电机;最大输送速度:45.4m/min;传动方式:齿轮齿条,直线导轨;定位升降动力:0.9kW,减速比:1/10;传动方式:蜗轮蜗杆,导杆,直线轴承。
b.架体结构。架体由铝型材联接和矩形管焊接组合而成,既轻巧、美观和平直,又保证架体的强度和刚度。提升区域的顶端和底端,安装安全单元;行走车体设置操作维修平台和安全护栏。
3.3承载架
承载架由底架和上下两段支架组成,每段支架包含6层承载架,每两列承载架设计为一套。承载架包含进出输送和导向装置。承载架的每列可同时放置12层屏托组合进行工艺处理。
a.设计参数。进出输送:采用万向滚珠作为输送面;输送面平面度:±1.0mm;承载:150kg/一个承载架。
b.进出导向。将每个承载架进出口位置,设计为有坡度的开口结构,并安装耐磨板,利于屏托组合的输送,同时降低运行噪音。
c.架体结构。底架和上下两段支架均由矩形管焊接而成,架体之间用高强度螺栓连接。承载架外侧,设置操作维修平台。
四、结束语
所设计的自动化立体仓库机械结构已在国内着名电子企业成功投入使用,较好实现了系统的稳定、可靠、低噪和精确的运行。实际运行效果表明,立体仓库机械结构系统安全、稳定,很好地适应了现场生产环境,满足了各项生产需要,大大节约了人力和物力。
1概述
机械制造业是我国各个工业部门生产设备的重要来源,是现代文明进步的重要标志。在制造业中处于主导地位,为我国工业体系的完整性建设奠定了坚实的发展基础,是促使我国生产技术水平提高的重要组成部分。我国自改革开放以来,大力发展重工业,以东北重工业发展为主,支撑了我国整个国民经济的发展。如果没有现代机械制造业的存在,那么我们的生活资源、生活工具也不会存在,人们的生活水平可能会始终处于“钻木取火”“衣不蔽体”的落后时代,严重影响了现代文明的进步,所以机械制造业水平的提高关乎国计民生的发展。然而,机械水平的高低、技术含量的高低与人才培养是密切相关的。机械制造及其自动化专业人才的培养尤为重要与紧迫。
2机械制造及其自动化的发展现状及趋势
自改革开放30多年来,我国机械制造业的规模在不断扩大,制造产品技术也在不断提高,在机械制造业的大力发展中,对就业人员的需求量也不断增大。2013年我国制造业增加值排名世界第一,但总体水平与发达国家相比仍存在很大的差距,主要表现在以下方面:
2.1机械制造高级人才缺乏
机械制造行业技术人员集中并且需求量大,大多从事制造工作或者流水线组装工作,中低层技术人员是供过于求。对于高级技术人员和管理人才相对缺乏,没有先进技术和管理理念的高级人才做产业支撑。
2.2产品缺乏创新并且开发时间长
产品设计和制造理念落后的主要原因在于缺乏创新思维和改变意识,导致机械制造的机械设备落后、陈旧,不能跟随现代产业发展的需要。
2.3缺乏核心技术支持
我国的机械制造技术大多需要引进外国先进技术,没有自我开发意识,过度依靠国外技术,导致许多先进创新的科技不能跟上各发展阶段的需要,始终比发达国家落后。
2.4管理形式粗放
我国大多数企业都缺乏协调能力强和具有市场开拓意识的管理层,导致企业管理水平出现良莠不齐的现象。
2.5机械制造的自动化利用水平低
机械制造有自动化技术但不能充分合理地利用,就会导致在制造生产的过程中出现大量资源浪费或者资源利用不充分的现象,无论从资源的利用还是技术水平的高低都不能跟上发达国家水平。综上所述,说明我国始终处于中国制造阶段,还待成为中国研发,对高级专业人才的培养已迫在眉睫。
3机械制造及其自动化专业人才培养体系中存在的问题
3.1专业性人才培养方案和规划不完善
机械制造及其自动化专业在技术应用型大学中是重点专业课,本专业的教育培养方案应结合当前工业、产业发展需要制定相应的培养方案和教学规划。许多大学对人才的培养注重理论知识多,对专业的总体格局要求多,对社会经济发展形势了解少,导致了学生对专业知识的学习粗泛,对技术学习的反馈能力差。加之学校的培养方案大多是综合应用型,没有具体细化到各个专业,认为与其专业有关的课程知识都是重点都需要深入学习,培养方案的制定太宽泛,导致学生不能抓住学习重点。就学校本身而言,加强专业性人才的培养本是其职责,但长期都没有一个确定的培养方案,不断探索更改培养计划,学生也始终处于适应学校方案的过程中,对自我学习方向及学习侧重点始终处于迷茫状态。所以对机械制造及其自动化专业人才的培养方案不完整、不完善导致学生学习不能准确定位专业,使专业技术的学习不到位,影响工作技能。
3.2专业技术人员思想老化,不能满足现代产业需要
机械制造及其自动化专业人才思想老化、技术陈旧远远落后于当今制造业的发展水平,更不能满足用人单位对专业技术水平的需求,主要来自于两方面原因:
3.2.1就专业技术人员自身来说,其缺乏自主学习的意识,始终认为自我专业技术强,不需要学习的态度,导致其技术水平徘徊不前,始终处于自我认为的技术水平状态,对现代机械制造及其自动化更新换代的技术要求一概不知,使企业生产整体水平处于落后状态。
3.2.2就外界因素而言:(1)学校对机械制造及其自动化专业的教学水平长期不改变,相关专业的硬件设施不加以完善,学生接受的知识理念和技术水平的要求也就处于陈旧状态;(2)对在职技术人员,企业没有定期举行技术培训或学习活动,不能及时更新技术人员现有技术水平。专业技术人员对外界信息和国际机械制造及其自动化技术水平的了解少,学习机会少,使得大多专业技术人才的技术水平不能达到时代需求的专业要求。
3.3对专业人员的教育方式和手段不能适应新要求
高新技术的飞速发展引起了对高新人才的需求加剧。随着市场经济的不断发展,人力资源已不再是按部就班、各守岗位的现象,人力资源也不断市场化,对优秀的专业技术人员都参与到资金雄厚的生产企业中,使得学校教育的师资问题受到威胁。专业的师资力量流失
,急需非专业或者专业技术水平不高并且经验缺乏的教育工作者参与到对专业技术人才的培养中,由于教育方式不到位、知识理念不专业的原因使专业技术人员的整体素质偏低。除此之外,在许多职业技术学校中,由于资金短缺,实训的机械设备落后,并且数量不足,所达到的教学目的与现存的技术水平要求存在很大的差距。学校教育更注重应用型人才的培养,强调理论原理多,注重实践教学少;注重教师的单向知识传输多,而师生互动活动少;强调课程学习的系统性多,而对专业的综合实训机会少等诸多不符合现代技术要求的教育方式或手段,都导致了专业人员的专业程度不能适应新要求。 3.4对学生的教育缺乏创新、创业意识的教育
现代学生教育最大的弊端在于缺乏自主创新能力,在各高校的教育学习中,都侧重于理论教学,无论是教学的资金使用程度,还是教学的人才培育方针,都不能满足实践教学的要求。进行创新、创业教育的学习是有难度的,一方面,教学的工作者都是经过我国多年的教学方式培育出来,对于实践教学本身就缺乏实际的教育经验,教学方式就不能满足专业技术水平的要求;另一方面,学校的实践教育设施有限,只能进行简单的实训操作。实训操作课程松懈,不能达到真正实训的目的。结合以上两方面原因,我国教育制度中缺乏实践的执行力度,对学生创新、创业思维的教育更是落后于发达国家。
4机械制造及其自动化专业人才培养模式
4.1制定新的人才培养方案,符合时展要求
要培养出专业的机械制造及其自动化人才,应摒弃陈旧的教育方案,不断更新,制定适合各阶段专业技术水平发展要求的教学方案。将培养的专业目标定位于实际需要的应用型人才相结合,注重“抓基础、强实践、善应用、多方向”的教学原则。对教学课程体系应不断优化整合,使其能达到对专业技术教育的目的。优选教学内容,抓侧重点技能培养,更要体现出机械制造及其自动化的专业特色和优势,注重理论与实践相结合教学方式。将原来的《工程材料》和《金属工艺学》两门课程合并为一门《工程材料及机械制造基础》,将《机床电气控制》与《PLC原理与应用》合并成《电气控制及其PLC》,通过相关课程的整合,减少大量的重复知识,减轻了教学压力。压缩教学内容,抓重点,缓解了因教学内容多和学时少而产生的矛盾,同时也能开设其他相关的新课程,以提高专业人员的自身素质。
4.2专业技术人员应主动学习,紧跟时代前沿
专业技术人员专业性应体现在先进性、实用性方面。机械制造及其自动化专业技术人员是发展现代文明的重要领导者,要不断学习先进技术,增加自我认识,注重技术的适用性才是一个优秀专业人员的表现。专业技术人员的学习应适合专业发展要求、时展要求,不断吸取最新的发展成果和先进技术,与现代机械制造领域的发展相适应。机械制造及其自动化是一个与时俱进的专业,又是一个含有传统因素的专业,在学习先进的科学成果时,也应该巩固传统知识的学习,不断钻研,提高自我素质和专业技能。
4.3改革教学方法和手段,整体优化教学过程
培养专业机械制造人才首先应摒弃传统的教学方法和手段,采用现代教学方式,如开发CAI教学课件等方式能使教学课件直观易懂,综合多种现代化的教育手段将专业知识与生产实践相联系,这就相当于学习的过程就是工业生产的实际操作过程,让学生能直接感官到学习的目的以及学习的效果。除此之外,加强实践教学,还需要培养实践意识和动手操作的能力,比如校外实训、实验室试验、毕业设计等都能考验学生的动手能力和培养实操意识。在教学过程中,老师应该参与到学生的实践讨论中去,做到师生互动。相互交流不仅能解决学生的技术疑惑问题,还能从中感受实践教学效果。优化教学过程有利于提高学生专业的基本能力、综合运用能力和创新能力。
4.4注重创新能力培养,提高专业技术能力
培养专业人员的创新意识首先应为学生培养创新意识创造良好的条件。在高校的教学过程中,教学应围绕机械制造及其自动化的专业技能与创新能力相结合,从不同教学层面和教学形式进行创新能力的培养,如对系统构型创新、功能创新、集成创新的训练还能促进专业人员科研能力的形成。除了外部条件能加强专业人员创新意识的提高,机械制造及其自动化专业人员自身还应该具备危机意识,培养创新意识,具有创新能力是时展的需要,作为专业的技术人员更应如此。对实际的生产操作或者综合设计、毕业设计的处理中要时刻具有钻研精神,才能综合提高专业技能。
装配是整个生产系统的一个主要组成部分,也是机械制造过程的最后环节。装配对产品的成本和生产效率有着重要影响,研究和发展新的装配技术,大幅度提高装配质量和装配生产效率是机械制造工程的一项重要任务。相对于加工技术而言,装配技术落后许多年,装配工艺已成为现代生产的薄弱环节。因此,实现装配过程的自动化越来越成为现代工业生产中迫切需要解决的一个重要问题。
1 装配自动化在现代制造业中的重要性
装配过程是机械制造过程中必不可少的环节。人工操作的装配是一个劳动密集型的过程,生产率是工人执行某一具体操作所花费时间的函数,其劳动量在产品制造总劳动量中占有相当高的比例。随着先进制造技术的应用,制造零件劳动量的下降速度比装配劳动量下降速度快得多,如果仍旧采用人工装配的方式,该比值还会提高。据有关资料统计分析,一些典型产品的装配时间占总生产时间的53%左右,是花费最多的生产过程,因此提高装配效率是制造工业中急需解决的关键问题之一。
自动化装配具备如下优点。
1.1 装配效率高,产品生产成本下降。尤其是在当前机械加工自动化程度不断得到提高的情况下,装配效率的提高对产品生产效率的提高具有更加重要的意义。
1.2 自动装配过程一般在流水线上进行,采用各种机械化装置来完成劳动量最大和最繁重的工作,大大降低了工人的劳动强度。
1.3 不会因工人疲劳、疏忽、情绪、技术不熟练等因素的影响而造成产品质量缺陷或不稳定。
1.4 自动化装配所占用的生产面积比手工装配完成同样生产任务的工作面积要小得多。
1.5 在电子、化学、宇航、国防等行业中,许多装配操作需要特殊环境,人类难以进人或非常危险,只有自动化装配才能保障生产安全。
随着科学技术的发展和进步,在机械制造业,CNC,FMC,FMS的出现逐步取代了传统的制造技术,它们不仅具备高度自动化的加工能力,而且具有对加工对象的灵活性。如果只有加工技术的现代化,没有装配技术的自动化,FMS就成了自动化孤岛。装配自动化的意义还在于它是CIMS的重要组成部分。
2 装配自动化的任务及应用范围
所谓装配,就是通过搬送、联接、调整、检查等操作把具有一定几何形状的物体组合到一起。
在装配阶段,整个产品生产过程中各个阶段的工艺的和组织的因素都汇集到一起了。由于在现代化生产中广泛地使用装配机械,因而装配机械特别是自动化装配机械得到空前的发展。
装配机械是一种特殊的机械,它区别于通常用于加工的各种机床。装配机械是为特定的产品而设计制造的,具有较高的开发成本,而在使用中只有很少或完全不具有柔性。所以最初的装配机械只是为大批量生产而设计的。自动化的装配系统用于中小批量生产还是近几年的事。这种装配系统一般都由可以自由编程的机器人作为装配机械。除了机器人以外,其他部分也要能够改装和调整。此外,还要有具有柔性的外围设备。例如零件仓储,可调的输送设备,联接工具库、抓钳及它们的更换系统。柔性是一种系统的特性,使这种系统能够适应生产的变化。对于装配系统来说,就是要在同一套设备上同时或者先后装配不同的产品(产品柔性)。柔性装配系统的效率不如高度专用化的装配机械。往复式装配机械可以达到每分钟10~60拍(大多数的节拍时间为2.5~4s。);转盘式装配机械最高可以达到每分钟2000拍。当然,所装配的产品很简单,例如链条等;所执行的装配动作也很简单,例如铆接、充填等。
对于大批量生产(年产量100万件以上)来说,专用的装配机械是合算的。工件长度可以大于100mm,质量可以超过50g。典型的装配对象如电器产品、开关、钟表、圆珠笔、打印机墨盒、剃须刀、刷子等,它们需要各种不同的装配过程。
从创造产品价值的角度来考虑,装配过程可以按时间分为两部分:主装配和辅装配。联接本身作为主装配只占35%~55%的时间。所有其他功能,例如给料,均属于辅装配,设计装配方案必须尽可能压缩这部分时间。
自动化装配机械,尤其是经济的和具有一定柔性的自动化装配机械,被称为高技术产品。按其不同的结构方式常被称为“柔性特种机械”或“柔性节拍通道”。圆形回转台式自动化装配机由于其较高的运转速度和可控的加速度而备受青睐。环台式装配机械,无论是环内操作还是环外操作或二者兼备的结构,都是很实用的结构方式。
1 机械与自动化技术
目前,随着我国自动化技术的迅速发展,自动化技术在机械领域中的作用日趋明显。微机技术的发展为自动化技术应用到机械领域提供了保障,对机械产品的调用和装配全部由自动化设备来实现,不仅改善了工作环境、降低了劳动力成本,而且还可以降低生产的次品率,将整个机械装配流程推向自动化、连续化、大幅缩短产品的生产周期,为企业带来更为丰厚的利润。
2 自动化技术
(1)信息处理自动化。是指依托于微机技术及其相关技术而形成的信息处理的自动化,其中主要有 CAD(辅助设计 )、CAM(辅助制造)、CAPP( 辅助工艺过程设计 )、PDM(产品数据库管理系统)等。CAD 是指设计人员利用设计软件或图形设备来完成产品的设计、建造模型、参数值评测等工作的过程;CAM 是指将数值控制技术和仪器设备应用在生产过程中,自动完成产品及配件的加工、检测、装配和包装等工序的过程;CAPP 则是 CAD 和 CAM 的桥梁与纽带,可以使工艺人员专注于编制完整而详尽的工艺文件,不再被繁琐重复的工作拖累,不断提高工艺技术,提高产品质量,缩短单个产品或零部件的生产周期,以致缩短整个产品的生产周期;PDM 则是采用数据库技术来实现产品对储入库,改善工作流程,进而来系统化管理产品的出入库信息。
(2)物资供应自动化。物资供应是指调配和运输生产所需原材料的过程,物资供应自动化则是利用自动化技术来完成该过程,是自动化技术在传统制造领域中得到进一步发展的体现,主要有自动化装置、自动化物资输送软件、自动化设备等。
(3)产品生产自动化。是指由机械设备和自动化装置来代替人工完成产品的部分或全部加工的生产过程。在不出现故障的情况下,该系统可以连续运转不间断生产,能有效降低劳动强度,且间接降低由于人的操作失误而导致的废品率,提升产品的品质。
(4)设备装配自动化。是指通过微机控制机械按照数控设备中预装的整个装配流程来完成设备装配的过程,根据既定的规格、形状完成产品的组装、调试、验收等工作。在机械制造业中,设备装配是目前机械制造的重要工序,通过自动化设备取代人工循环复杂操作,改善了设备装配工序,有效地提高了产品的生产效率和质量,在机械制造领域是一项重要技术应用。
(5)产品检测自动化。一件产品是否合格需要在产品出厂前对其性能和零部件分别检测,以保证产品是合格品。而各种新材料的出现和有特殊功能设备的不断加入,使得在机械制造业中产品的检测技术和工作难度不断增大,人工检测已不能满足现代高精度和多需求的产品检测要求,自动化检测技术在机械制造领域得到应用成为了一种必然趋势。现在检测技术中应用较多的技术主要包括基于电信号和时序的识别检测、rt 射线检测、ut 超声波检测以及其他更为智能的设备和诊断技术。
3 机械自动化应用前景
3.1 大力发展投资少、见效快的自动化技术
发展机械自动化技术首先要结合企业自身的实际情况,根据行业的现状、企业的规模以及经济条件等综合因素来开发应用机械自动化技术。购买成熟的机械自动化技术一定是有经济实力作为支撑,但应重点考虑企业的发展需要,将机械自动化技术真正运用到机械制造中去,确实能为企业创造可观的经济效益。考虑机械自动化发展时,应该根据具体的实际情况优先对投资小、见效快的自动化技术进行发展,以保证企业的顺利发展,逐步提高企业的自动化水平,实现企业自动化技术的快速发展。例如,在我国传统的机床上安装数控设备,以低成本换取效益的最大化,在现有设备改造的基础上,进一步熟悉自动化技术,从而全面实现企业的机械自动化。
3.2 根据我国的实情发展机械自动化技术
虽然我国机械制造的自动化水平在改革开放以来有了一定程度的提高,但还远远落后于世界先进的机械自动化水平。我国机械自动化还缺乏经验和先进的技术,因此,我国要发展机械自动化技术首先要立足于我国的具体国情之上,从实际出发,不断积累经验并积极吸收和借鉴国外的先进自动化技术,培养一批具有先进自动化技术的人才,探索出一条适合我国实际的机械自动化发展道路来,推动我国机械自动化技术的稳步发展,从而使我国实现机械制造的高效率和高水平。
例如,当产品进行连续性流水作业的批量加工过程中,将半自动机床、自动机床和组合机床作为自动化设备,在品种多样的产品批量生产中,根据产品的规格、性能,通过数控设备来控制自动化设备的快速自动调整,组成流水线,并逐步实现整个流水线的自动化。
3.3 从基础着手,注重配套发展机械自动化技术
发展机械自动化技术,搞好自动化技术应用项目的基础工作和推广应用工作是前提,只有从基础着手,才能够有效地推动机械自动化技术的健康发展。也就是在发展自动化设备的同时,还要配套发展自动化元器件和控制组件和系统,这样微处理机、传感器、可编程控制器、控制系统软件等组件就是未来机械自动化发展的主要技术基础。例如,在自动化技术的推广应用过程中,将自动控制、自动检测操作与微机技术和自动控制理论相结合;将信息交换、信息处理、数据存取、运算、判断与计算机和信息处理技术紧密结合,从而实现机械制造系统的自动化。
结束语
自动化技术对机械制造业的推动作用越来越明显,并且可以预见未来的机械制造将全部实现自动化。可见,自动化技术不仅能提高机械制造业的装备水平,还能够保证产品质量,提高作业效率,从而提升企业的经济效益,使机械制造企业运用自动化技术帮助企业增强市场竞争力。
1.可编程计算机控制器技术。传统的可编程控制器,在处理程序本身的逻辑运算指令时,大多采用单任务的时钟扫面或者监控程序,然后再刷新。这样的话,应用程序来决定了可编程控制器的控制速度,从而导致I/O通道的高效实时性的要求得不到满足。可编程计算机控制器,它最大的特点,在于它具有类似大型计算机的、分时多任务操作系统,并具有多样化的应用软件设计,采用分时多任务机制,构筑其应用软件的运行平台。这样,应用程序的运行周期,由操作系统的循环周期决定,而与程序长短并无关系。因此,应用程序的扫描周期与外部的控制周期,被区别开来,使得实时控制的要求,得到了满足。因此,可编程计算机控制器满足了高效实时控制的要求。它在工业控制中的广泛应用,显现出了其具有的强大优势功能。可编程计算机控制器技术在越来越多的工业领域中的应用,日益显示出其巨大的发展潜力。
2.交流伺服驱动技术。有些机电一体化产品,对定位精度要求比较高,在这种情况下,交流伺服驱动技术得到了日益广泛的应用。数字式交流伺服系统,作为其中一项重要的交流伺服驱动技术,其使用、调试都很简单方便,更加符合定位精度的数字化控制模式这一潮流。交流伺服系统,它的驱动器,是数字信号处理器。通过对电机轴尾端的光电编码器进行位置采样,在驱动器和机电之前形成位置和速度,是一种闭环控制系统。在交流伺服驱动技术系统中,数字是重要的组成部分,在控制系统中,通过充分发挥数字信号处理器的相对高效精准的运算能力,来完成整个系统的增益调节,乃至跟踪变化。然而,这种数字式交流伺服系统,在工作中,多半采用的是用半闭环的控制系统。这种控制方式存在一定的缺陷,就是在工作中,这种控制方式的编码器,不但要作速度环,而且同时又要做位置环,导致传动链上的间隙和误差,得不到补偿。对此,国外运动控制新技术在机械自动化中的应用探讨甘肃林业职业技术学院 张晓晖出现了能够弥补此种半闭式缺陷、很好地实现高精度的自动化设备,那就是全闭环数字式伺服系统,它能够有效克服半闭环控制系统存在的缺陷。全闭式的伺服驱动器,由于其将装在最后一级的机械运动部件上的反馈元件,来作为位置环,而电机上的编码器只作速度环。这样,传统机械系统存在的间隙得到了克服。同时,传统机械控制系统中制造的误差,也能够得到补偿,从而得到了较高的精确度,展现了全闭环控制的优势和功能。
3.直线电机驱动技术。近年来,在机械自动化机床进给系统中,直线电机驱动技术极其应用,在世界机床行业普遍被重视起来。在机床进给系统中采用直线电动机,直接驱动的方法,具有很多的优点。与原来的旋转电机传动相比,它们的最大区别在于,由于直线电动机取消了从电机到工作台之间的机械传动环节,使得机床进给传动链的长度被缩短为零,因此,这种传动方式又被称为“零传动”。正是由于机床进给传动链的长度被缩短为零,实现了优越的性能指标,原旋转电机驱动方式根本就无法达到。直线电机驱动技术系统中,由于那些响应时间常数较大的机械传动件被取消,使得整个闭环控制系统的动态响应性能,得到了大幅的提高,部件的反应更加灵敏,快捷;通过直线位置检测反馈控制,可使机床的定位精度得到极大提高;由于直线电机驱动技术采用的是直接驱动的方式,传动刚度也得到了很大的提高;由于零传动具有高速响应的特点,其加速度很大,加减速过程大为缩短,生产效率得到了大幅的提升。直线电机驱动技术,由于取消了部件的机械摩擦,而且导轨又可采用无机械接触的磁垫悬浮导轨,所以,电机在运动时,噪音可大大降低;由于取消了中间传动环节,机械摩擦时的能量损耗大为降低,传动效率得到了很大的提高。由于上述诸多优点,直线传动电机在许多国家的运动控制行业中倍受重视,得到了越来越快的发展。 综上所述,在机械自动化中,运动控制新技术的应用,及其与机械自动化融合的实用性,充分体现了运动控制新技术具有强大的生命力,说明其在机械自动化中具有很大潜力,促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。
装配是整个生产系统的一个主要组成部分,也是机械制造过程的最后环节。装配对产品的成本和生产效率有着重要影响,研究和发展新的装配技术,大幅度提高装配质量和装配生产效率是机械制造工程的一项重要任务。相对于加工技术而言,装配技术落后许多年,装配工艺已成为现代生产的薄弱环节。因此,实现装配过程的自动化越来越成为现代工业生产中迫切需要解决的一个重要问题。
1 装配自动化在现代制造业中的重要性
装配过程是机械制造过程中必不可少的环节。人工操作的装配是一个劳动密集型的过程,生产率是工人执行某一具体操作所花费时间的函数,其劳动量在产品制造总劳动量中占有相当高的比例。随着先进制造技术的应用,制造零件劳动量的下降速度比装配劳动量下降速度快得多,如果仍旧采用人工装配的方式,该比值还会提高。据有关资料统计分析,一些典型产品的装配时间占总生产时间的53%左右,是花费最多的生产过程,因此提高装配效率是制造工业中急需解决的关键问题之一。
自动化装配具备如下优点。
1.1 装配效率高,产品生产成本下降。尤其是在当前机械加工自动化程度不断得到提高的情况下,装配效率的提高对产品生产效率的提高具有更加重要的意义。
1.2 自动装配过程一般在流水线上进行,采用各种机械化装置来完成劳动量最大和最繁重的工作,大大降低了工人的劳动强度。
1.3 不会因工人疲劳、疏忽、情绪、技术不熟练等因素的影响而造成产品质量缺陷或不稳定。
1.4 自动化装配所占用的生产面积比手工装配完成同样生产任务的工作面积要小得多。
1.5 在电子、化学、宇航、国防等行业中,许多装配操作需要特殊环境,人类难以进人或非常危险,只有自动化装配才能保障生产安全。
随着科学技术的发展和进步,在机械制造业,CNC,FMC,FMS的出现逐步取代了传统的制造技术,它们不仅具备高度自动化的加工能力,而且具有对加工对象的灵活性。如果只有加工技术的现代化,没有装配技术的自动化,FMS就成了自动化孤岛。装配自动化的意义还在于它是CIMS的重要组成部分。
2 装配自动化的任务及应用范围
所谓装配,就是通过搬送、联接、调整、检查等操作把具有一定几何形状的物体组合到一起。
在装配阶段,整个产品生产过程中各个阶段的工艺的和组织的因素都汇集到一起了。由于在现代化生产中广泛地使用装配机械,因而装配机械特别是自动化装配机械得到空前的发展。
装配机械是一种特殊的机械,它区别于通常用于加工的各种机床。装配机械是为特定的产品而设计制造的,具有较高的开发成本,而在使用中只有很少或完全不具有柔性。所以最初的装配机械只是为大批量生产而设计的。自动化的装配系统用于中小批量生产还是近几年的事。这种装配系统一般都由可以自由编程的机器人作为装配机械。除了机器人以外,其他部分也要能够改装和调整。此外,还要有具有柔性的外围设备。例如零件仓储,可调的输送设备,联接工具库、抓钳及它们的更换系统。柔性是一种系统的特性,使这种系统能够适应生产的变化。对于装配系统来说,就是要在同一套设备上同时或者先后装配不同的产品(产品柔性)。柔性装配系统的效率不如高度专用化的装配机械。往复式装配机械可以达到每分钟10~60拍(大多数的节拍时间为2.5~4s。);转盘式装配机械最高可以达到每分钟2000拍。当然,所装配的产品很简单,例如链条等;所执行的装配动作也很简单,例如铆接、充填等。
对于大批量生产(年产量100万件以上)来说,专用的装配机械是合算的。工件长度可以大于100mm,质量可以超过50g。典型的装配对象如电器产品、开关、钟表、圆珠笔、打印机墨盒、剃须刀、刷子等,它们需要各种不同的装配过程。
从创造产品价值的角度来考虑,装配过程可以按时间分为两部分:主装配和辅装配。联接本身作为主装配只占35%~55%的时间。所有其他功能,例如给料,均属于辅装配,设计装配方案必须尽可能压缩这部分时间。
自动化装配机械,尤其是经济的和具有一定柔性的自动化装配机械,被称为高技术产品。按其不同的结构方式常被称为“柔性特种机械”或“柔性节拍通道”。圆形回转台式自动化装配机由于其较高的运转速度和可控的加速度而备受青睐。环台式装配机械,无论是环内操作还是环外操作或二者兼备的结构,都是很实用的结构方式。
现代技术的发展使得人们能够为复杂的装配功能找到解决的方法。尽管如此,全自动化的装配至今仍然只是在有限的范围是现实的和经济的。由于装配机械比零件制造机械具有更强的针对性,因而装配机械的采用更需要深思熟虑,需要做大量的准备工作,不能简单片面地追求自动化,而应本着实用可靠而又能适应产品的发展的原则,采用适当的自动化程度,应用现代的计划方法和控制手段。
3 机械装配自动化发展之路展望
3.1 结合生产实际发展机械自动化技术
先进装配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。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。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。
3.2 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,适合我国现阶段的发展需要和国情。我国机械装配业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械装配业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。
3.3 注重配套发展机械自动化技术
现代自动化技术在机械装配中的应用就是在控制理论的指导下,对生产的物流和人的作用进行 综合的研究,涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术,必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化,广泛采用程序数控机床,以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术,要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作,既要发展主机,也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等,这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。
结束语
装配是一项复杂的生产过程,人工操作已经不能与当前的社会经济条件相适应,因为人工操作既不能保证工作的一致性和稳定性.又不具备准确判断、灵巧操作,并赋以较大作用力的特性。
一、中高职院校机制专业课程体系衔接现状
中职的专业技能课是针对机床的种类开设的,如开设铣工工艺、车工工艺、数控加工基础等课程,只针对某一机床的操作而展开技能课程,学习起来缺少系统性,而高等职业教育不是针对某个机床进行技能课的开设,而是针对某个岗位需要的能力开展教学的,如车间普通机床操作员,高等职业教育需要开设金属切削加工及设备、液压与气压传动、机电设备安装与调试、车间班组长管理技术、机械加工实习、机械零件工艺实训、拆装实训、机床夹具拆装实训等课程来实现车间普通机床操作员所需要的技能,从而满足教学目标。从中我们不难看出,中职的专业技能课设置是根据某个机床操作,而高职的专业技能课是根据工作岗位,所以二者课程衔接错位。
在中等职业教育中,由于文化基础课程占的学时比例比较多,所以专业课程的学时比例相对高等职业教育较少,导致中职专业课开设的门数也相对较少,同专业的课程,中职没有开设,只有在高职开设,课程的衔接不对称。
二、实现中高职院校机制专业课程对接前提
1.中高职院校机制专业人才培养目标对接
据中、高等职业教育在培养目标和规格上的共性和都具有职业性、实用性、技能性等特点,培养目标主要从行业的职业岗位不同要求及相应规范中去确定,从而实现人才培养目标的对接,最终实现中等职业学校的毕业生继续到高等职业院校学习,实现技术型人才向高端技能型人才的转变。
2.中高职院校机制专业教学模式对接
在传统的中高职教学中,普遍采取理论和实践相分离的教学方式,即学生先去学习理论知识课程,当课程学习结束之后,进行实践技能的训练,这种教学容易导致理论和实践脱节,学生的理论知识和实践技能并没有融合。目前,高职的教学正在进行改革探索,在这改革过程中取得了一定的成果,尤其是理实一体化的教学模式,采用这种教学模式,学生的职业技能可以大幅度的提高,所以要想实现中高职院校教学模式的对接,必须采用一个合理可行的教学模式。
3.中高职院校机制专业职业资格证书对接
分段完成职业技能培训,中职阶段进行初级培训,获得初级车工、铣工等职业资格证书,高职阶段进行中级、高级培训,获得中高级车工、铣工、数控车工等职业资格证书,从而实现职业资格证书的对接。
三、中高职院校机制专业课程对接研究
1.中高职院校和企业共同参与,定制课程体系
中高职院校的专业教师和行业企业技术人才全程参与中、高职衔接专业的人才培养方案的制定,共同探讨企业对专业人才的需求,就业岗位和在中、高职两个阶段应具备知识、能力和素质结构,构建课程体系,确定教学内容。
2.中高职院校和企业共同参与,共同制定课程标准
中高职院校和企业合作制定相互衔接的课程标准,确定科学合理的教学顺序和实施路线,避免中、高职课程内容的重复,拓宽和加深课程内容,真正实现课程内容衔接的连续性、逻辑性和整合性。
3.中高职院校和企业共同参与,共同选择课程内容
中高职院校和企业共同参与根据行业标准、职业标准和企业标准选择课程内容,这样可以避免课程内容选择的重复性,同时在中职阶段讲授专业基本理论内容和一定的机床操作技能,而高职阶段虽然课程名称一样,但是内容完全不一样,高职阶段的课程是以典型工作任务为导向,培养学生专业能力、方法能力和社会能力,这样中高职课程并没有重复,也不会出现空缺,真正的实现了课程的对接,如在中职学校学完《机械制图》、《机械基础》、《公差配合与测量》等课程基本理论后,在高职以典型工作任务为导向继续强化学习《工程制图与CAD》、《机械设计与应用》、《互换性与测量技术》等课程。还有根据职业资格证书要求,在高职教育中安排专业拓展课,学生可以根据获得的职业证书等级来选修拓展课,通过职业证书带动了课程的衔接。
总之,课程对接是一个系统化的工程,只要实现中高职机械专业无缝的衔接,才能够培养出符合社会需要的高素质、高技能型人才,从而实现我国装备制造业的飞速发展,随着科学技术的突飞猛进,未来的中高职课程对接的路还有很长,亟待解决的问题也有很多,我们还将不断的探索走出一条符合企业、学生和家长满意的人才培养道路。
一、机械制造与自动化专业人才需求分析
(一)机械行业的发展为本专业的发展带来更多机会
国务院《关于加快振兴装备制造业的若干意见》提出,将发电、输变电、石化、煤化工、薄板连轧、煤综采、造船、铁路与轨道交通、环保、工程机械、自控和精密仪器、数控机床、纺机、农机、IT设备、飞机作为重点发展16大领域。这一举措为装备制造业未来的发展明确指明了方向和目标,也为机械行业带来更新、更广阔的发展机遇。机械行业是国家战略性、基础性行业,是我国的重要支柱产业,未来5年将是中国机械行业发展的最佳时期。从区域产业经济看,郑东新区及中牟产业带的开发和建设为制造业等高新技术产业步入更高领域提供了难得的机遇,同时,还带动了新的科技产业的形成和发展。中牟汽车城及中牟产业园区的建设,将带动装备制造业的全面发展,将为本专业的发展带来更多机遇。随着中原经济区建设进程的推进和新技术的不断采用,特别是一些重点工程项目的改造和开工,机械制造及自动化等制造类专业对高技能人才的需求呈现出一种“旺盛”的态势,不管是中牟汽车城等国家大型项目,还是富士康等大型企业,对高技能人才都表现出强大的需求态势。随着郑东新区的开发开放,大量装备制造类企业将对技能型高职毕业生产生大量的需求,将有效扩大机械(机电)类高职毕业生的就业空间。
(二)中原经济区建设为专业发展提供机遇
中原经济区建设于2011年上升为国家经济发展战略。建设中原经济区是新时期河南省加快发展的总体战略,对实现中原崛起、河南振兴的目标意义重大。在中原经济区建设的时代背景下,高职院校应承担起培养创新型、高素质、高技能机械制造专业人才的责任。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(21-22年)》将突出培养造就创新型科技人才定立为主要目标,并将实施培养创新人才政策、推进创新人才计划纳为重点。笔者所在学院机械制造与自动化专业积极探索与周边企业的合作模式,主动适应区域产业结构的调整,先后与郑州日产、河南红宇、海马(郑州)汽车、奇瑞(开封)汽车、东工实业、开封联顺等多家企业合作,建立了长效的校外实训实习基地。成立了由机械行业专家、企业人士、兄弟高校骨干教师、本校教师、教学管理部门领导组成的机械制造及自动化专业建设指导委员会,与企业建立良好的沟通渠道及合作关系,及时了解用人单位人才的需求情况,并合理调整人才培养方案。学院机械制造与自动化专业办学坚持以职业岗位行为技能需求为导向、以能力培养为主线,走工学结合道路;按照职业岗位任务需求建设“学习领域”体系,采用先进有效的教学方法和手段进行教学,加强实践环节训练,积极推进职业资格准入制度;规范教学管理,强化质量意识,把学生需求、社会需求与学生素质及技能培养有机融合。在这种背景下,学院还积极建设以机械制造与自动化专业为重点的机械制造与自动化专业群,培养和输送大批高素质技能型人才,顺应了河南省郑东新区地区经济发展的形势,并为该地区机械制造领域的持久发展提供了人才支持。
二、专业建设思路与目标
(一)建设思路
学院以教育部《关于提高高职高专教育教学质量的若干意见》16号文为指导,根据河南省郑州市产业结构调整及支柱产业发展趋势和企业的用人要求,加强与行业企业的深度合作,全面实施多层次、全过程的融合。建立以工作过程为导向的“工学结合、顶岗实习”人才培养模式,不断提高机械制造与自动化专业高技能人才的培养质量;扩大生产性实训基地建设规模,建设省级以至国家级示范实训基地,开发生产性实训项目;以课程建设为核心,以师资队伍建设为关键,以创新人才培养模式为重点,大力开展教学模式改革,着力构建基于工作过程的课程体系,积极开发基于工作过程的课程,按照省级特色专业建设的要求,建成优质教学资源丰富、社会服务能力强、具备较强专业核心竞争力的省级品牌专业,使本专业达到高职院校省内领先、国内先进的专业建设目标。
(二)建设目标
通过国家骨干专业建设,学院应创新专业建设教学指导委员会的运行机制,完善校企合作、工学结合的人才培养模式,制订校企合作工学结合长久运行保障机制;参照职业岗位任职要求,开发出与当地企业生产相结合的专业核心课程标准,构建工学结合的课程体系;完善多元化动态教学质量监管体系,建设一支专兼结合的“双师素质”教学团队;建设和完善校外实训基地,强化职业技能训练和顶岗实习,提高学生的社会服务能力;将实训实习基地建成产学相融、示范推广的平台,以增强社会服务和辐射带动能力。最终实现全面提高专业人才培养质量,形成专业教学的优势和特色,使机械制造与自动化技术达到区域内同类院校领先水平。
三、机械制造与自动化专业课程体系构建
(一)构建校企合作、工学结合的课程体系
坚持以服务区域经济建设和企业生产为宗旨,以能力培养为主线,以就业为导向,以校企合作、工学结合为途径,以学生职业能力和职业道德培养为核心,本着课程设置模块化、教学内容职业化、教学方法灵活化、教学过程开放化、教学手段现代化原则,引入行业、企业技术标准开发专业课程,改革不适应职业教育的教学内容和方法,实施企业参与课程开发与教学的订单培养计划,构建具有自己特色的工学结合课程体系。依托河南省及郑州新东区产业带的规划与发展,紧跟市场需求变化,校企共建专业建设委员会,每年要重新修订一次专业
人才培养方案,主动调整专业结构,科学设置课程体系,以提高学生就业竞争力。学院始终坚持以就业为导向,加强校企合作;大力推进“校企合作”课程体系,深入开展“工学结合、顶岗实习”课程体系的理论研究,根据合作企业的实际需要成立企业冠名班,其课程设置将依据企业的岗位能力需求而建,培养切实符合企业岗位需求的专业高素质技能人才,探索出“工学结合、顶岗实习”订单式人才培养新模式。教学采用工学结合的办法,由学校教师、企业技术人员共同授课,以实验、实训、生产为载体,突出学生关键职业能力培养,最后半年由校企双方合作开展顶岗实习,以提高学生就业率。 (二)探索和实施“2+.5+.5”的课程教学运行机制
“2”就是前2年。学生主要是在学校接受专业基础知识、专业基本技能教育和专业基本技能训练。课堂教学与实践教学比例为1:1,基于机械制造及自动化课程实践性强的特点,学校可采用“教、学、做”一体的教学模式,教学、实训与实习相结合的教学方法,一般在校内实训室或实训中心完成。第一个“.5”就是第五学期。本学期在学生完成大部分主干课程的基础上,由任课教师、实习指导教师或企业技术人员在校内实训中心或实习车间完成设备基本操作与检修的技能培训并模拟企业工作情景等,为顶岗实习做准备。第二个“.5”即是最后一学期。这学期,学生在完成所有教学、实践课程的基础上,由用人企业挑选到企业生产一线顶岗实习。最后再由企业和学校共同考核学生实习成绩。
(三)开发基于工作过程的课程体系
学院根据机械制造及自动化专业技术领域和职业岗位(群)的岗位要求,通过对职业岗位(群)从业人员和与职业岗位(群)专家及有关的人员进行调查,对在职业岗位上工作的学生的反馈信息进行分析、归纳、整理、综合,并参考相关职业标准,以培养学生的综合应用能力为主线,以教学内容和课程体系改革为重点,以改革教学内容和教学方式为突破口,整体优化实践教学体系和理论教学体系,以促进学生知识、能力、素质的全面协调发展。根据对机械行业岗位或岗位群的分析,结合企业用人的实际情况和工学结合人才培养模式,按照“基于工作过程”、“必需、够用”的原则,以培养学生职业综合能力为目标,以职业岗位工作过程为主线,以真实的生产工作任务为载体,校企双方共同参与设计开发专业核心课程并实施,重新组合课程内容,重点建设一些理论与实践一体化的专项技能课程。在课程体系建设过程中,学院要加强职业素质教育,将素质培养贯穿于整个教学过程。从入学军训到顶岗实习,构建素质教育体系,包括职业道德、心理素质、文化艺术修养和沟通交流能力等,达到专业理论知识和能力培养与素质培养相协调。在培养学生实践能力的同时,注重对学生诚实守信、爱岗敬业、团队精神、吃苦耐劳等素质的培养,引导学生把学做人、学习专业知识和提高专业技能结合起来,全面提高学生的素质,实现教学工作的整体优化。依托中牟汽车产业园区的优势,学院应深化课程体系改革,不断提高本专业的办学特色,进一步加强校企合作模式,带动和加快当地产业化项目的升级换！
【摘 要】 机械制造业是我国经济发展的基础产业，在发展过程中应当不断创新。随着现代科学技术的不断更新与发展，机械制造技术也越来越向高度自动化与精密工程技术发展。本文笔者就机械制造技术的特点进行简单的介绍，分析总结了我国机械制造自动化技术的现状，对我国机械制造自动化技术的未来发展进行了讨论。
【关键词】 机械制造 自动化技术 发展现状 特点 发展趋势
机械制造的技术水平是衡量国家的现代化发展进度的有效指标之一，是每一个国家国民经济的重要组成部分。我国在机械制造业的起步较晚，发展速度较为缓慢，随着科技发展的时间变迁，积累了大量机械制造的理论知识和实践经验。随着全球经济一体化的不断发展，各行业间的竞争也在不断加剧，国际市场竞争现象越演越烈，如何将高科技因素融入机械制造中，增强我国企业的市场竞争力成为了我国机械制造业面临的巨大挑战。
1 机械制造技术的特点
1.1 机械制造的系统性
机械制造技术主要包括了计算机技术、自动化技术、感应技术、信息管理技术以及新开发材料技术的运用，特别是对产品的设计，销售网络、组织管理等等方面已经具有相当成熟的现代技术运用。机械制造技术需要将传统的制造加工技术与现代科技技术进行有机结合，从而将制造技术贯穿于整个生产制造过程。
1.2 机械制造的综合性
机械制造技术不仅仅局限于机械加工制造的本身过程，它的产品面向整个市场，并且涉及到产品设计、开发，产品加工、销售以及售后的各个环节，并形成一个完整的体系。机械制造的终极追求是产品投放进市场后的应用情况，先进的机械制造技术可以提高企业的行业竞争力，提升企业的经济效益，并能够推动一个国家的经济发展，从而实现社会效益与经济效益的双赢。
1.3 现代机械制造技术体现了市场竞争要素
市场竞争力的核心就是产品生产率，随着经济市场化的不断发展，全球经济一体化的发展速度也越来越快，制造业的市场竞争矛盾已经逐渐向实践质量和成本三者综合考虑的矛盾。先进的制造业技术可以将质量、时间、成本三者进行有效结合，从而提升制造企业的核心市场竞争力。
2 我国机械自动化技术发展的现状
虽然我国自改革开放以来将制造业作为了国家重点发展行业，但是由于我国的制造业起步较晚，拥有的基础设施较为落后，与工业发达国家相比仍然存在较大差距，在许多领域仍然需要依赖对国外进口完成产品的加工制造。
2.1 我国的传统管理模式落后
在工业发达的国家，管理模式已经逐渐实现计算机系统代替人为管理，并且尤其重视对体制的改革和生产流水线模式的更新。已经全面提出了精益生产、高效生产、准时生产的管理思想，但由于我国进入信息时代时间较短，对于先进管理模式还处于正在发展的阶段，对计算机管理模式的运用并不广泛，还是以人为管理为主的管理模式。
2.2 自动化技术落后
与国外的先进制造技术相比较，我国还存在着许多不足之处，首先，我国还没有掌握自动化的核心技术，设计的产品方案相对较为落后，仅仅是简单利用自动化技术，目前还无法真正做到将机电进行有机结合；其次，我国使用的机械自动化还是传统的加工方式，并且，已有的自动化的设备数量太少，导致我国自动化整体水平较低；再次，我国的计算机技术还相对较为落后，随着计算机技术的不断发展，国外机械自动化水平已经具有了飞跃性的发展，而我国不能有效利用计算机技术，机械自动化发展进度较为缓慢；最后，我国的机械种类选择的局限性比较大，质量也无法达到国际普遍执行的标准，使用的范围也不够普遍、广泛。因此，我国的机械自动化还处在初级阶段，对于自动化设备的利用率也非常低，与国外的机械自动化发展存在较大的差距。
3 机械制造自动化技术的发展前景与趋势
3.1 机械制造自动化技术和网络化融合
随着互联网技术的不断发展，市场环境也发生了相应的转变。将机械制造自动化技术融入网络化是工业机电设备一体化发展的主要趋势。网络技术普及的市场大环境下，监视技术与远程控制技术也得到了迅猛发展，远程控制的终端设备就是机械制造的产品，因此，将机械自动化融入网络化发展是势在必行的，有利于提升企业的市场竞争力。除此之外，局域网络技术还将运用到大量的家电设备中，逐步渗入人们的
活，人们利用计算机技术就可以实现足不出户的生活模式，正常与外界进行交流和沟通，给人们的生活带来了很大的便利，与此同时，也是机械制造自动化技术的主要发展趋势之一。
3.2 以智能化为依托，发展实用型机械自动化技术
人类的社会进步一直伴随对智能的开发，机械制造自动化技术的发展也会随着人类社会进步的脚步进行智能化发展。智能化的机械制造自动化技术是与传统机械制造自动化最大的区别，也是工业一体化发展的主要方向。具体体现在控制论的基础上运用生理学、运筹学、心理学以及计算机科学进行人工智能模拟、自动编程、人机接口和对话，在加工过程中对所涉及的问题进行分析、判断、决策，从而取代部分人类脑力劳动，对人类的职能进行收集，从而达到更高的控制目标。机械制造自动化技术向智能化层次的发展是未来机械制造业的发展趋势之一。我国的智能化机械自动化技术应当以企业的生产和发展实际需要作为导向，采取与之相应的自动化方式进行生产，只有将企业发展需求作为核心原则进行机械自动化技术发展，才能将机械自动化技术产生的利益最大化，从而取得高效地经济效益和社会效益。
3.3 以新材料为支撑，进行绿色化发展
随着社会环境受到各方的关注，绿色化发展是工业改革的必经之路。传统工业发展需要耗费大量的资源，依靠掠夺环境资源进行自我发展，但地球上的能源有限，不能满足人类持续发展的需求，因此，工业发展必须走绿色发展道路，从而改变高投入低收入的局面，必须高效利用有限的资源走可持续的绿色发展道路，是机械自动化技术发展面临和迫切需要解决的问题。我国的机械制造业给我国生态环境带来了巨大影响，所以，必须保持生态环境与机械制造发展的平衡，才能走可持续发展道路。
3.4 光机电一体化发展
将计算机技术、光学技术、微电子技术、控制技术及机械技术交叉融合的光机电一体化发展是现阶段很多高新企业以及高新设备的基础，光机电一体化技术是实现机械一体化产品的基础，采用光机电一体化技术能够生产出高功能水平、高附加价值的机械产品，光机电一体化技术中的激光技术、传感检测技术、光能驱动等等均是机械制造自动化技术发展的主要趋势之一。
4 结语
机械自动化产业在我国具有十分重要的地位，机械自动化技术可以直接影响我国机械制造业的发展水平，我国目前正处于工业发展的繁荣时期，对机械制造的产品需求还在持续加大，但是落后的生产技术限制了我国机械产品输出，因此，应当不断吸收国外的先进生产技术。同时，随着科学技术的不断发展，自动化技术被不断应用在机械制造生产活动中，极大程度地提高机械制造的效率和产品质量。我国应当根据实际情况进行机械自动化的发展和研究，才能实现经济效益最大化。
摘 要：机械制造技术主要以提高产品质量、企业竞争力与效益为目的，它主要包括产品的设计、产品的生产、产品的销售使用、产品的维修服务、产品的回收等环节。随着人们生活质量的不断提高，人们也不断要求具有多样性、快捷性、价格合理、使用方便产品。在机械制造中融入自动化技术，不但能够缩短产品的生产周期，促进产品的更新速度，节约生产成本，降低工人的劳动强度，还能提高企业的产品质量和生产力，从而提升企业的经济效益。
关键词：机械制造；自动化；应用
1 机械制造技术的应用现状
1.1 机械制造技术的管理方面
机械制造技术的应用源于20世纪20年代，并在各行各业中得到了快速的发展。工业发达国家的机械制造企业在管理方面已经广泛地采用了计算机进行管理，并且非常重视生产模式、管理体制与组织更新和发展，同时推出了并行工程、敏捷制造、准时生产、精益生产等先进的管理思想和管理技术。而国内大多数机械制造企业在管理方面仍以经验管理为主，只有少数的大型制造企业采用计算机进行管理。
1.2 机械制造技术的设计方面
目前，国内的机械制造企业在设计方面很少采用计算机cad技术进行辅助设计，而工业发达国家的机械制造企业在设计方面则不断地更新设计准则和设计数据，并采用新的设计方法，大多数大型的制造企业已经开始进行无图纸的设计与生产，广泛地采用计算机cad技术进行机辅助设计。
1.3 机械制造技术的制造工艺方面
国内的机械制造企业虽然在制造工艺方面不断地采用先进的制造技术，相对工业发达国家的机械制造企业而言，还是存在一定的差距。工业发达国家的机械制造企业已经广泛地采用纳米技术、复合加工技术、微型机械和微米技术、电磁加工技术、高精密加工技术、激光加工技术、超塑加工技术、精细加工技术等新型的加工方法。而国内机械制造技术的制造工艺仍在开发、掌握中，普及率并不高。
1.4 机械制造技术的自动化方面
随着计算机的高度集成化，工业发达国家的机械制造企业已开始采用数控机床、计算机集成制造系统、加工中心、柔性制造系统、柔性制造单元，实现了机械制造的集成化、智能化、柔性化，进一步加快了机械制造自动化的发展。但国内的机械制造企业仍处于单机自动化、初级操作自动化、刚性自动化阶段，只有少数机械制造企业在使用柔性制造系统和柔性制造单元。
2 机械制造技术的应用与发展
2.1 机械制造技术的全球化发展
随着国内市场与国际市场的竞争日益激烈，国内有许多知名的机械制造企业在激烈的竞争中落败或者被其它企业所兼并，有的机械制造企业甚至面临倒闭、破产，同时网络技术的快速发展与计算机的广泛应用进一步激化了机械制造行业的竞争。为了实现机械制造技术的全球化发展，首先要让机械制造技术的网络化得以实现。
2.2 机械制造技术的网络化应用
人们随着网路的迅速发展和普及，给企业的管理与生产带来了革命性的改变。无论是产品的那个方面向设计、材料的采购、零件制造、市场开拓与销售都可以从全世界的方面。令外，网络科技的快速发展，可以加强我们与世界各地信息交流，我们还可以加强产品开发与合作和学习更先进的经营管理经验，推动了企业的发展。
2.3 机械制造技术的虚拟化应用
机械制造技术的虚拟技术主要是指利用计算机系统的仿真功能来模拟真实的操作系统，通过模拟生产产品、检验产品的制造过程。可以通过机械制造技术的虚拟化对产品的可加工性进行检验，对产品的制作工艺与加工方法的合理性进行探讨，从而确保产品的质量安全、保障产品的制造工艺，避免产品出现错误或者缺陷。
2.4 机械制造技术的绿色化应用
机械制造的绿色化应用包括很多方面，例如：产品的绿色生产、产品的绿色设计、采用绿色设备、使用绿色包装、采用绿色管理等。机械制造技术的绿色化不但能够提高能源和原材料的利用率，还能减少不良副产品造成的环境影响。
3 机械自动化技术的应用现状
3.1 机械制造的自动化信息系统
机械制造的自动化信息系统包括：计算机辅助设计、辅助制造、产品数据库系统、工艺辅助设计等。计算机辅助设计主要是指辅助工程师通过计算机的相关设
和图形设计软件对机械部件以及构造进行设计；工艺辅助设计主要是指优化和提高产品的生产工艺，增加其标准化程度；辅助制造主要是指采用计算机的数值控制技术，在产品的生产工艺过程中控制生产；产品数据库系统主要对计算机在设计和生产制造过程中的相关数据信息进行合理、系统化地管理。
3.2 机械制造的自动化物资供输系统
机械制造的自动化物资供输系统能够自动将机械制造中所需的成品与各种原材料输送到具体的、预定的位置。机械制造的自动化物资供输系统主要由自动化软件系统、自动输送设备、单机自动装置等组件构成，它是机械制造自动化过程中必不可少的细分系统。
3.3 机械制造的自动化生产系统
机械制造的自动化生产系统能够自动的装卸机械的相关组件，自动地、持续地循环工序。机械制造企业采用自动化生产系统不但可以减少机械在生产过程中人为操作的失误率，还能够代替工人的体力劳动，改善工人的劳动环境，提升产品的质量。
3.4 机械制造的自动化设备装配系统
设备装配系统是机械制造生产过程中十分重要的环节，而机械制造的自动化设备装配系统能够将特定形状与规格的机械零配件通过预定设计好的技术要求，实现组装、搬运、试验、调试、验收等步骤，从而形成一套能够进行自动生产制造的流水线。自动化设备装配系统的应用时现代化机械制造中非常重要的技术，它不但取代了人工循环复杂的装配工作，还提高了机械的产品质量和生产效率。
3.5 机械制造的自动化检测系统
随着科学技术水平的快速发展，机械制造中不断地运用到各种有特殊功能要求的复杂的加工设备和新型的材料与部件，增加了产品检测工作的难度，仅凭传统的人工检测方法，已不能满足现代化机械产品高精度工艺水平的检测要求，自动化检测技术的应用时机械制造发展的必然结果。目前应用较多的检测技术包括有：具有多判断系统的智能设备诊断技术与基于人工神经网络、电流信号、时序的识别检测技术。
4 机械自动化技术的应用与发展
4.1 机械制造的集成化
计算机集成制造系统是21世纪机械制造企业最主要的生产方式，它主要包括：制造自动化分系统、工程技术信息分系统、质量信息分系统、管理信息分系统等。工程技术信息分系统主要包含计算机辅助工程分析、计算机辅助设计、数控程序编制、计算机辅助工装设计、计算机辅助工艺过程设计等；管理信息分系统主要包含物料管理、经营管理、生产管理、人事管理、财务管理等；制造自动化分系统主要包含自动装配、加工中心、计算机数控、柔性制造单元、工业机器人等；质量信息分系统主要包含计算机辅助测试、计算机辅助检测、三坐标测量机、计算机辅助质量控制等。
4.2 机械制造的智能化
智能化制造系统在机械制造过程中能够进行相关的智能活动，比如分析、判断、构思、推理等。机械制造的智能化主要体现在智能系统具有良好的适应性与友好性。在机械的设计和制造过程中，一般采用模块化方法，让它产生较强的柔性；智能化制造系统主要强调友好性和安全性，并且能够节约能源，无污染，能够充分回收资源。
4.3 机械制造的敏捷化
机械制造的敏捷化要以企业的信誉度和竞争力为基础，通过组成虚拟公司，进行分工合作，从而增强企业的整体竞争能力，同时对用户的需求快速做出反应。敏捷制造为了实现快速地应变能力，要以虚拟制造技术为核心，以虚拟制造技术为关键技术。敏捷制造是现代机械集成制造技术的发展方向，是现代机械集成制造系统由信息集成发展向企业集成跨越的必经之路，敏捷制造的发展影响着现代集成制造系统的发展。
5 精简模式大力发展机械制造产业
机械制造业是我国的基础工业，机械制造技术决定着国家经济的强弱。为发展机械制造自动化技术，要以我国机械制造企业中的通用设备为基础，合理添置数控设备，合理调地整机床布局，充分发挥计算机的自动化管理技术，以信息自动化技术为先导，建立起自主的单元化生产系统。虽说我国是能源大国，但是人均平均就显得非常地匮乏。国家提出了节能减排的经济发展道路，就需要我们不断地加大机械制造技术的科研创新力度，向经济型和节能型产业发展，要追求用最少的能源创造出最大的利润，同时还要注重能源的可持续利用和环境保护。大力发展机械制造产业就要不断发展自动化技
术，以自我研发为基础，配套国外的先进技术，降低能源的消耗，减少环境污染，走低成本的、高利润的机械制造自动化发展道路。
6 结 语
机械制造自动化技术的不断发展和广泛应用是机械制造企业发展的必然趋势，给机械制造业带来了巨大的飞跃。机械制造业对世界各国的工业生产都有着非常重要的作用，机械制造自动化技术水平不仅影响了机械制造行业的整体发展水平，也显示出了这个国家国民经济的提高程度与工业发展水平。所以，必须加大机械制造业人力和物力的投入，促进机械制造自动化技术的不断更新和发展。
作者：高吭 李玉柱 姬江涛 贺智涛 李心平 貌建华 罗四倍
论文关键词：行业人才；教学改革；人才培养
论文摘要：农业机械化及其自动化专业致力于为社会培养农机专业人才，具有明显的行业背景。面对我国新农村建设对专业人才需求的变化，调整农业机械化及其自动化专业教学人才队伍已势在必行。通过结合自身的办学特色，构建农机专业教学人才队伍，建立产学研有机结合的教育模式是本次教育教学改革的核心内容，本次教育教学改革通过人才队伍的调整与完善，构建新型的人才培养方案、理论与实践教学体系，实现为行业和地方培养具有创新精神和实践能力的应用型高级人才。
在长期产学研合作教育探索与实践的基础上，本专业教学团队于2003年起，在“河南省教育厅高校创新团队”计划项目和河南科技大学教改课题的资助下，以河南科技大学具有50年办学历史的农业机械化及其自动化专业为试点，以“农业机械化及其自动化”国家级建设点建设为契机，系统地开展了“农业机械专业产学研合作教育的创新与实践”项目研究。
教学团队在国内外进行了广泛调研，走访了日本筑波大学、吉林大学、中国农业大学、江苏大学、沈阳农业大学等国内外同类高校。在查阅大量资料和参加国内外教育教学会议交流经验的基础上，剖析了产学研合作教育的多种典型模式，树立了产学研合作教育新观念。走访了中国一拖集团有限公司、中国收获机械有限公司、河南省坤达农业机械设备有限公司、郑州三中收获实业有限公司、河南强豫农业技术装备有限公司、洛阳卓格哈斯机械有限公司等20多家企业，发放调查问卷1000多份，对毕业生的状况和企业对人才的需求进行调查。在以下几个方面进行了探索与实践，并取得了一定的研究成果。
一、提高认识，明确教学改革思路
树立产学研有机结合的合作教育新观念，进一步提高对产学研合作教育的认识。确定了“一条主线、两个突出、一个强化、一个目标”的教学改革思路。以产学研合作教育作为主线，贯穿于人才培养的整个过程；突出学科基础，加强学科基础教育；突出工程实践环节，提高学生实践动手能力；强化专业方向特色，凸显办学特色优势；实现培养具有创新精神和实践能力的应用型高级人才为办学目标。充分利用学校工学、农学、管理学齐备的多学科优势，拓宽专业发展空间，开设具有明显行业特征的专业课程，培养学生农业机械设计制造及经营管理的综合能力。
二、全程互动，探索产学研合作教育新模式
结合多年的校企合作办学经验，提出了“校企全程互动”的产学研合作教育新模式。全程互动主要体现在招生计划、培养方案、理论实践教学、基地队伍建设、课程教材建设、科学研究和就业创业等环节的整个人才培养过程中，校企紧密合作，优势互补，互惠互利，推动人才培养质量的稳步提高和生产技术的不断进步。具体实施方式有：（1）利用科研与生产提升办学条件。自2000年以来，本学科共计入校经费1000余万元，在进行科研的过程中，研制成功各类实验样机如切割器实验台、风扇实验台、犁体外载测定装置等12台，价值60余万元。通过设置设计性、综合性实验开发项目，内容涵盖专业课实验内容的50％以上。（2）通过教学培养学生生产实践能力。农业机械化及其自动化专业一直注重学生实践能力的培养，通过金工实习、认识实习、生产实习、课程设计、夹具设计、冲压模具设计、毕业设计等38周的实践环节，强化了实践环节，提高了学生能力的培养。在加强校内实践教学基地建设的同时，还建设了若干个满足专业教学要求的、稳定的校外实习基地，保证学生受到与现代生产技术水平相对应的岗位实习训练。（3）生产实践发现的问题反馈于科研。针对我国玉米机械化收获存在的问题，对玉米收获机械、玉米秸秆处理、玉米根茬处理等技术进行了深入的研究，有效降低了玉米联合收获机的作业功耗，解决了双行背负式玉米联合收割机配套主机宽度较大，田间作业开道困难等问题，正是生产实践对科研的反馈为科学研究提供了不竭的动力。（4）利用科研成果和生产实践丰富教学内容。专业教师将科研和生产实践中遇到的问题以及解决问题的思路与方法穿插到本科生课堂教学中，以实际积累的工作经验和科研心得丰富本科生教学内容。（5）用科研培养学生创新与实践能力。专业教师十分注重学生创新与实践能力的培养，鼓励本科生到研究项目中来参加课题工作，使学生真正感受到了学有所用。要求专业教师在进行校基金与校实验技术开发基金的研究中要有本科生参与，培养了学生分析问题和解决问题的能力及创新与实践能力。
三、校企联合制订人才培养新方案
针对农业机械行业的新发展、新需求，与企业工程技术人员共同研究教学计划，制订了“厚基础、精专业、重实践、强能力”的人才培养方案。低年级学生统一开设公共基础课程和专业技术基础课程，构建高素质创新应用型人才的完备知识结构，以利于学生长远发展，使学生就业后能迅速胜任企业的生产技术和管理工作。高年级学生主要强化实践环节和动手能力。
建立了与生产实际、农村社会发展需要相结合的“二平台+专业方向+创新教育”的课程体系。二平台是基础课程教学平台和农业机械综合实践教学平台。基础课程教学平台由公共基础课和专业基础课两个模块构成，开设课程主要包括科学基础、人文社科基础、工程学基础和专业基础四大部分，占总学分的65%，实现厚基础教育。农业机械综合实践教学平台由校内外实践教学基地和专业实验室构成，为学生基本技能训练、实践创新能力培养提供强有力的支持。专业方向包括专业必修课和专业选修课2个模块，占总学分的8.5%。创新教育包括全校公选课、素质教育和综合创新3个模块，占总学分的9%。将创新教育融入到人才培养的全过程中，渗透到教学科研、工程实践和公益活动等各个环节，全面培养学生的创新意识、创新能力及实践能力。
四、强化能力，优化实践教学新体系
建立与理论课程体系相适应的“四层次、八模块”实践教学体系。四层次由基本素质、基础技能、专业技术和综合训练组成。八模块由素质拓展、科技创新、科研训练、工程训练、专业技能等模块组成，构建了学生基本素质、基本技能和专业能力培养的实践教学框架，占总学分的18%。
充分利用一批省级重点实验室、实验教学示范中心等教学科研基地，以现代农业装备设计技术和先进农机制造技术为基础，以农机设计与制造信息化技术为纽带，整合、充实、提升原有实验室资源。同时，依托形成的行业合作优势，校企联合建立校内外教学实习基地，全方位构建集农机设计与制造、智能控制、农业机器人技术、测试测量技术为一体的开放式农业机械综合实践教学平台。
五、专兼结合，形成教师队伍新结构
学校为企业举办不同层次、不同模式的农业机械学习班，教师在行业协会兼职，到企业进行技术指导、讲学或短期工作、实践进修，聘请企业院所高层管理和技术人员为兼职教授，为学生开设专业课和学术讲座、联合指导毕业设计等，企业设立专项奖学金。校企双方互动，相互渗透，形成一支了解社会需求、理论水平高、实践经验丰富、热爱教学工作的高水平专兼结合的教师队伍。
师资队伍建设坚持走培养与引进相结合的道路，立足培养，重点引进，尽早规划，分步实施，使农业机械化及其自动化专业拥有学术造诣较深、基础理论雄厚、专业知识扎实、实践经验丰富的教师，逐步打造一个教学科研能力强，结构合理，综合素质高的教师团队，从而带动整个师资队伍建设。师资队伍建设情况采用具体情形具体分析的策略，鼓励硕士学位的教师读博的同时加强对在职人员的培养。鼓励和支持教师到国内条件好的重点实验室去进修学习、参加科学研究，提高自己的学术水平，支持教师出国进修。在学校人事部门统一筹划下，加强人才引进工作，提高引进人才的质量。对青年教师予以扶持，吸收青年教师进入科研梯队，锻炼其科研能力。做好骨干教师的培养工作，使他们在培养期结束后，都有较大的提高，成为合格的学术、学科带头人。
六、人才培养质量跟踪调查
通过近两年对用人单位的毕业生情况调查发现，用人单位对毕业生的综合素质总体评价中，优秀与良好占90%以上。普遍认为本专业的毕业生工作能力和业务水平较高，基础扎实、踏实肯干、动手能力强。在对毕业生的随机抽样调查中发现，毕业生对所学专业教学形式、教学内容、教学资源及教学效果的总体评价优秀与良好占91%。毕业生对多个教学环节的教学效果也比较满意。从毕业生一次性就业率可以发现，除了考取研究生的毕业生之外，近三年本专业毕业生一次就业率都达到100%。这几方面肯定了本次教育教学改革路线的正确性。
1 机械自动化的概念
机械自动化：自动化是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，而机械自动化既是机器或者装置通过机械方式来实现自动化控制的过程。与传统的机械技术区别开来，使传统的机械加工得到质的飞跃。机械自动化的实现将机械生产 引领向了一个新的领域，通过自动控制系统，真正达到了大工业生产及减少劳动强度，提高了劳动效率，令整个世界的生产水平迈上了一个新的台阶，并由此延伸出了电气自动化。而目前的各个行业都已经离不开自动化系统。
2 机械自动化技术的发展历程
机械自动化技术的发展历程我们可以从三个大的板块进行剖析：机械技术的产生、动力机械的发展以及机械加工技术的发展。
2.1 机械技术的产生
机械技术的产生是研究机械自动化技术的第一个板块。机械的出现伴随着人类的进化繁衍，石器时代人类制造和使用的各种石器工具（如石锤）的简单工具就是后面我们所提及的“机械自动化”的祖先，是最早期的“机械工具”。以及用于谷物脱壳和粉碎的臼、装有轮子的车、提水的桔槔、都是早期的机械工具。制造陶瓷器皿的陶车，由动力、传动和工作组成的完整机械。17世纪末18世纪初，西方资本主义国家迅速发展，在欧洲爆发了产业革命，俗称“第一次工业革命”，而蒸汽机的就是第一次产业革命的标志。随着蒸汽机的出现慢慢发展，逐步从开始的采矿业推广到纺织、面粉和冶金等行业，逐渐成为一门产业。从人类的文明的出现延续至今，机械技术的发展已经有了那么多年的历史，已从日常生活的应用慢慢发展成一种技术，一种行业，一种利国利民的行业。
2.2 机械加工技术的进步
西方资本主义工业革命以前，机械技术就是单纯的手工技术和制造金属仪器、钟表技术。随着蒸汽机的出现，冶金、采矿等行业对机械技术的需要大，需要处理的零部件越来越多，于是机械加工技术迅速得到发展，进而满足冶金、采矿等行业的需要。业务的要求越来越高以及工技术的要求越来越高，促使机械加工技术要不断进步提升，在这种背景下一些新的创新技术出现了，在很大程度上机械加工技术就是在这样的背景下得到了发展和进步。
2.3 动力机械的发展
17世纪末，西方资本主义国家爆发了既有划时代意义的第一次工业革命，并成功的制造出了蒸汽机1765年，j.瓦特发明了有分开凝汽器的蒸汽机，降低了燃料消耗率。接着又在原来的基础上创制出提供回转动力的蒸汽机，扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和发展，使很多领域实现了大面积的机械化，但是仍然存在着冷却水系统等体积庞大、蒸汽机及其锅炉、凝汽器等问题。随着经济的发展社会的进步，动力机械技术仍然在不断发展，随着时间的轨迹的滑动，在机械制造业历史上必将发生着惊天辟地的发展和创新。
3 机械自动化技术的应用领域
3.1 应用于柔性自动化里
现今市场在经济全球化的影响下，市场的快速变化要求国内外的企业和个人必须具备较强的适应能力和快速敏锐的反应能力以及根据市场的具体情况对企业的方向以及产品的生产和销售情况进行调整和转变策略。机械自动化技术的生产逐步向高度柔性化的生产转变，多品种中批量生产模式对于保证交货期、产品质量、提高生产率均有很大的效益。随着科学技术的进步以及实践活动的不断深入，在20、21世纪我们引以为豪的技术已经被重新认识，人的作用又开始越来越受重视，在机械自动化技术中的作用越来越明显，机械自动化开始逐步向多样化和小型化方向转移。
3.2 智能制造的应用越来越广泛
到了今天，机械自动化制造技术已经不是传统意义上的商品制造技术，而是机械技术、人工智能、自动化技术相互综合的产物，是多个专业和方向的综合。机械自动化技术越来越智能化，可以监视技术的发展和自身的运动状态，对运行的错误进行改正并根据实际情况进行有效的预防措施。相对于传统的制造系统而言，我们所说的制造系统具有很好的学习和理解功能。智能化是现代机械化技术先进的一个重要标志。制造目标的制造系统作为一个有序组织，需要信息，制造系统同能量和信息以及环境物质。在当今世界上，世界各国对智能技术的研究都比较关注，并且已经开发出了一批智能系统。智能系统所涉及的领域和范围也在慢慢扩大，已经从最开始简单的自动化技术，逐步发展到的面向全球范围的整个制造环境的集成化以及自组织能力。
3.3 集成化的广泛应用
集成化是机械自动化技术在实践过程的一个重要的应用。企业与企业个人与个人之间的集成是有一定的目标的，是为了缩短各自的差距，与世界接轨。计算机技术的进步与发展在机械制造技术发展过程中起到了很重要的作用，而集成化在这个过程中起到了至关重要的作用。计算机、数控加工等在冶金、采矿等很多领域得到了应用并分别在应用的过程中得到了长远的进步。从单机到系统，从简单到复杂，从刚性到柔性的转变，最为有效的方法就是对相关技术进行系统集成。
3.4 虚拟化的应用
虚拟化的技术包括当人工智能、计算机的图形学、信息与多媒体技术等方面,以计算机的系统建模及仿真技术为根本。虚拟制造通过运用计算机仿真与信息技术，以全面仿真实际活动中的制造过程、信息以及人事物等，便于发现问题以及选取相应的预防对策，进而实现产品的一次成功制造，缩短生产周期，降低生产成本，提高市场竞争力的目标。
4 机械自动化技术的发展前景分析
机械自动化技术的发展已经有了几十年的历史，但是国内和世界上的水平相比较，差距不是一点半点，在世界范围内而言，人类的机械自动化技术的发展也仅仅算是刚刚起步而已。
机械自动化技术的发展应以大多数企业生产发展需要、国家经济发展需要以及广大世界人民生活水平发展需要为导向，只有这样机械自动化技术的发展才能在健康的轨道上运行，才能为整个社会、民族带来经济效益，只有和实践相结合才能使机械自动化技术产生最大效益化。
伴随着我国机械自动化技术的发展，在机械自动化应用广泛的领域内，势必带动人员的就业。机械制造自动化就业前景包括到工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售、印刷机械、数控机床、发电设备、工程机械等等。由于国内该行业发展历史短，缺乏一支专业化的人才队伍，这些都是就业的目标。
该行业的发展对我国的经济发展和民族复兴的作用重大，机械自动化技术的发展仍然处于初始阶段，因此仍应加速寻求更快、更省的发展之路，在这个过程中要与实际的国情相结合，明白机械自动化技术的发展不是一天两天的事情，而是一个很长一段时间的任务，从简单到复杂，从低级到高级，从不完善到完善需要时间也需要机遇，实现全面的机械自动化是我国机械制造行业的目标，我们要对准这个目标，实事求是，脚踏实地，不断的学习和研究，学习并借鉴世界其他国家的技术，努力提高我国机械自动化技术的核心竞争力，为我国经济的发展和人民生活水平的提高拼搏。
摘 要:自动化制造系统(fms)系指具有自动化程度高的制造系统。目前所谈及的fms通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的自动化为目标的制造系统。
关键词:制造规模;关键技术;发展趋势
随着社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切,fms发展颇为迅速,并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展。
一、自动化机械制造规模
按规模大小fms可分为如下4类
(一)自动化制造单元
fmc:的问世并在生产中使用约比fms晚6～8年,它是由1～2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,具有设置应加工多品种产品的灵活性。fmc可视为一个规模最小的fms,是fms向廉价化及小型化方向发展和一种产物,其特点是实{目单机自动化化及自动化,迄今已进入普及应用阶段。
(二)自动化制造系统
通常包括4台或更多台全自动数控机床及人工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。
(三)自动化制造线
它是处于单一或少品种大批量非自动化自动线与中小批量多品种f:ms之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、cnc机床,亦可采用专用机床或nc专用机床,对物料搬运系统自动化的要求低于fms,但生产率更高。
(四)自动化制造工厂
fmt是将多条fms连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整fms。它包括了cad/cam,并使计算机集成制造系统(c1ms)投入实际,实现生产系统自动化化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。fmf是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统ims)为代表,其特点是实现工厂自动化化及自动化。
二、自动化关键技术
(一)计算机辅助设计
未来cad技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用cad数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操作,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
(二)模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更起人们极大的关注。
(三)工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今,fms中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合,因而专家系统为fms的诸方面工作增强了自动化。展望未来,以知识密集为特征,以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在fms(尤其智能型)中关键性的作用。人工智能在未来fms中将发挥日趋重要的作用。目前用于fms中的各种技术,预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初,人工智能在fms中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术fimt旨在将人工智能融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程,系统能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调节其参数,以达到最佳工作状态,具备自组织能力。
(四)人工神经网络技术
人工神经网络fann)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统,成为现代自支化系统中的一个组成部分。
三、启动控制技术发展趋势
(一)fmc将成为发展和应用的热门技术
这是因为fmc的投资比fms少得多而经济效益相接近,更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将fmc列为发展之重。
(二)朝多功能方向发展
由单纯加工型fms进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能fms。fms是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势,是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。日本从1991年开始实施的“智能制造系统”frms)国际性开发项目,属于第二代fms:完善的第二代fms正在不断实现。智能化机械与人之间相互融合、自动化地全面协调从接受订单货至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。
进入新世纪,fms获得迅猛发展,几乎成生产自动化之热点。一方面是由于单项技术如nc加工中心、工业机器人、cad/cam、资源管理及高度技术等的发展,提供了可供集成一个整体系统的技术基础:另一方面,世界市场发生了重大变化,由过去传统、相对稳定的市场,发展为动态多变的市场,为了从市场中求生存、求发展,提高企业对市场需求的应变能力,人们开始探索新的生产方法和经营模式。
论文关键词：机械自动化；现状；发展
论文摘要：本文对机械自动化的产生及在我国的现状做了概述，在此基础上探索了我国机械自动化的发展之路。
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。
一、机械自动化的产生
机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用，上世纪60年代后为适应市场的需求和变化，为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力，开始建立可变性自动化生产系统，即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下，机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程，并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明，这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，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。
二、我国机械自动化的现状
机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来，已经得到了迅速的发展，特别是近年来计算机的高度集成化，开始采用了计算机集成制造系统，大大加快了机械自动化的发展，但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业，发展很不平衡，有大量落后于现代水准的产业，大部分企业还比较落后，手工劳动占有相当的比重，我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有；我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低，不仅在数量上同世界先进国家有较大差距，而且在品种上、质量上、使用上，同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程，不可能一蹴而就。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。当前，我国还处在社会主义初级阶段，经济、财力、生产力水准、国民素质等，与世界主要国家的差距是很大的；我国有丰富的劳动力资源，每年城镇新增就业人口达两千多万，且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率，劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。
三、我国机械自动化发展之路探索
（一）结合生产实际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。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产，才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。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。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法，全年生产任务只需1～2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正，对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益，而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差，开工率一般仅在50％～60％。而能在生产中长期服役的主力生产线很少，像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的bmd线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部，而是带有普遍性。据调查，我国引进的弧焊机器人，完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3；另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态；还有1/3不能正常使用，直接影响了用户使用更多机器人的信心。
（二）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，适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产lp模式，就是以最小的投入，取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产jit、全面质量管理tqc和成组技术gt、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式，使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰nokoa data机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线，它并不完全由自动化设备组成，中间穿插着借助计算机指导的人工参与，将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起，从而使这种生产线的造价较低，同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发，借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备，在发展现代机械自动化技术时，若以原有的设备为主，合理调整机床布局，添加少量的数控设备，引入cad／cam技术，就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性，共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统，为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。
（三）注重配套发展机械自动化技术
现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下，对生产的物流和人的作用进行综合的研究，涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术，必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化，广泛采用程序数控机床，以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术，要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作，既要发展主机，也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等，这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。
原文作者：何宏伟
摘 要：工业的发展在我国的经济建设发挥着重要的作用，促进了我国的经济增长，是我国的支柱性产业。随着科学技术的发展，机械自动化技术在工业生产的过程中起到了重要的促进作用，不仅减少了大量的劳动力，并且提高了工作效率和生产质量。在文中对机械自动化技术进行了阐述，并且对其在未来的发展前景进行了展望。
关键词：机械工业；自动化技术；应用；发展前景
1 机械自动化技术的主要特征
在工业生产中，工作量繁重，并且需要对产品的质量有很高的要求，所以对于生产工艺和生产流程都有很高的要求。随着科学技术的发展，在工业生产领域，逐渐实现了机械自动化生产技术，主要是对生产工艺和生产流程进行了自动化设计，使工艺流程更加简便高效。随着机械自动化技术在工业制造业中的应用，逐渐的扩展到工业生产的其他领域中，对工业生产起到了极大的促进作用。在工业生产中，应用机械自动化，大量的减少了劳动力的投入，缩短了生产周期，提高了生产效率，并且自动化的应用还提高了工艺生产的精度，提高了产品质量。在机械自动化应用的过程中，减少了安全生产事故的发生几率，并且节省了大量的生产成本，为工业生产创造了有利的环境。
2 机械自动化技术的应用分析
2.1 信息流的自动化
信息流的机械自动化主要是指自动化技术在计算机辅助设计、制造、工艺设计以及产品数据管理系统等方面的应用。其中，计算机辅助设计指的是设计人员综合利用计算机的图形设备进行机械设计的辅助工作；计算机辅助制造指的是在计算机技术在机械生产制作系统以及过程中的应用，其核心是数控技术，即计算机数值控制技术；计算机辅助工艺设计则是计算机辅助设计与辅助制造之间的桥梁，能够优化工艺设计，提高工艺编程的质量和效率；产品数据管理系统指的是对设计制造过程中出现的信息和数据进行管理的系统。
2.2 加工系统的自动化
在工业生产中，以往需要投入大量的人力来进行加工生产，在此过程中，不仅劳动强度高，并且还会因为人为操作的失误而发生安全事故，既造成经济损失，又威胁到人身安全。在此使用机械自动化技术，可以使人从繁重的劳动中解脱出来，并且提高了加工精度，减少了安全事故的发生几率。
2.3 物流系统的自动化
在工业生产中，需要对原材料和产品进行输送，输送过程的快速有效是保证生产效率的基础。利用机械自动化可以建立物流输送系统，快速高效的进行输送工作，保证生产加工的连续性，为生产效率打下坚实的基础。
2.4 检测过程的自动化
随着社会经济的不断发展，各行各业都得到了快速的进步，对于机械零部件的数量和质量都有更高的要求标准，这就对工业生产提高了标准。传统的人工检测方式已经无法满足现有的生产加工形势，所以需要建立机械自动化的检测系统，可以保证检测的质量和效率，提高了生产加工的精度和效率。
2.5 装配系统的自动化
在生产加工的过程中，需要对零部件进行组装才能完成生产工序，在组装的过程中，需要一定的技术含量，并且要严格按照工艺流程执行，人为操作容易产生错误，并且工作效率低。机械自动化装配系统可以严格按照工艺流程装配，减少人为操作的失误，并且提高了装配效率和质量。
3 我国机械自动化技术的发展前景
3.1 绿色化
在我国工业生产的过程中，对生态环境造成了一定的污染，所以说如何在工业发展和生态环境之间建立平衡的发展机制非常重要。在工业生产的过程中会使用大量的原材料，造成自然资源的浪费，并且还会排放污染物，产生噪音，这些都是急需解决的问题。所以在未来的发展中，需要机械自动化技术考虑到能源的损耗，对自然界的污染等，建立绿色的生产系统，实现可持续发展。[论文网]
3.2 实用化
机械自动化技术的研发，最根本的目标还是在于应用，实现更高的综合效益。尤其是随着国家对经济发展质量要求的不断提高，机械自动化的发展也越来越趋向于“理性”，不再盲目求快，而是更加注重自动化技术发展的实用性，追求更多的实际经济效益。因此，针对我国机械自动化技术规模小、基础薄弱、自动化水平低、应用范围相对有限、缺乏经验和技术等问题，机械自动化的发展应当紧密结合企业生产和技术发展的实际需求，坚持循序渐进的原则，奠定坚实的基础，创造良好的社会条件，逐步跨入自动化发展的高级阶段。
我国在建设机械自动化的过程当中，应当充分考虑到我国的国情，可以先从简单的技术做起，逐渐的建立起自己的机械自动化生产体系。同时吸取国外的先进技术，结合我国的实际创造出适合我国工业发展的机械自动化理论。
3.3 信息化
从我国机械制造工业的发展现状来看，发展高效率、低成本的机械自动化技术，必然会实现更高的经济效益，具有更广阔的发展前景，这就要求我国的机械自动化要逐渐向网络化和虚拟化的方向发展。随着以计算机为代表的现代信息技术的不断发展，为机械自动化技术的发展创造了良好的条件，在一定程度上促进了信息技术与机械自动化技术的整合与优化，大大提高了机械自动化技术的自动化程度，这主要体现在模式信息的处理方式上，可以借助计算机对生产数据、图形等信息进行快速、准确的分析、判断和分类，更好地满足了机械生产与制造的需要。借助计算机等信息技术手段，可以促进产品设计、材料选择、零件制造、生产规划、供应链与物流管理等环节的建模与仿真，提高机械自动化的信息化程度。
3.4 智能化
近年来，人工智能技术实现了巨大的进步与发展，它将人脑功能的研究分析结果应用于机械生产中，大大提高了提高机械生产与制造的效率和质量。在未来，随着机械制造工业的日益精密和复杂，人工智能将会在机械自动化中得到越来越多的应用，结合计算机辅助技术，共同促进机械自动化技术向着智能化的方向发展，会代替人工完成更多危险、复杂和精密的加工任务，实现机械自动化制造系统的智能化。
结语
工业的发展是一个国家进步的体现，也是社会经济发展的重要指标。在工业发展的过程中，应该充分的利用科学技术，实现工业生产自动化，智能化。目前机械自动化已经在我国的工业生产领域广泛的应用，不仅减少人员的投入，还提高了工作效率，在产品的精度方面也有了更高的提升，保证了生产的效率和质量。机械自动化技术的进步促进了我国的工业生产，对我国的经济发展创造了有利的环境，为可持续发展提供了动力。
摘要：随着社会的不断发展,制造技术是发展制造业的关键技术,是创造财富和为科学技术发展提供现金手段的基础。本文分析我国先进制造技术及其自动化的现状,并阐述我国先进机械自动化的发展趋势。
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。
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。
