浅谈金属加工的自动化

摘要：随着科技的发展，自动化技术是金属加工及机械制造技术中的重要组成部分，它是当前金属及机械工程领域中涉及面比较广、研究比较活跃的技术，已经成为金属加工行业获取优势市场竞争力的重要手段之一。文章简述了金属加工自动化的内涵，分析了新时期我国金属自动化的发展走向。

关键词：自动化；金属加工；虚拟化；智能化

中图分类号：TP2文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)28-0225-01

On the Metal Processing Automation

CHEN Hai

(Beijing Jiaotong University,Electrical Engineering College,Beijing 100044,China)

Abstract: With the development of technology, automation technology is the metal processing and machinery manufacturing technology in an important part of it is the metal and mechanical engineering involved in the field of broad, active on the technology, has become the metal processing industry access Advantage of the market competitiveness of one of the important means. The article outlined the content of automated metal processing, analysis of the new era of metal toward the development of automation.

Key words: automation;metal processing;virtual;intelligent

1 引言

如同其他企业一样，金属加工企业面临着日益激烈的市场竞争形势，迫切需要提高适应市场快速变化的能力。企业是以追求利润最大化为最终目标，所以企业的任何行为都是应该围绕着提升自身业务能力、减少成本等角度出发来优化分配各种资源。其中，自动化技术是提高金属加工企业提升业务水平，提高生产效率和产品质量的重要手段。

2 金属加工自动化的内涵

自 1936 年美国人 D.S.Harder 提出“自动化(Automation)以来，自动化这一名词开始出现，并从最初 D.S.Harder 提出的“机器之间的零件转移不用人去搬运就是‘自动化’”发展成为真正意义上的自动化。目前，我们所谈的“自动化”一词已经从自动控制、自动调节、自动补偿、自动识别等发展到自我学习、自我组织、自我维护和自我修复等更高程度的自动化。自动化技术在金属加工领域中的应用，使得自动化的内涵又有了新的发展，主要体现在以下几个方面：

第一，从形式方面来讲，金属加工自动化主要表现在代替人的体力劳动，繁重的体力劳动不再由人去付出，而是通过自动化的机械去完成； 采用智能技术实行自动化处理，可以根据指令或者模拟人工智能等来完成简单的自行操作和处理； 工作人员、机械以及自动化仪器之间成为一个系统，这个系统能够实现协调的运作与控制，并不断地得以优化。

第二，从涉及面来讲，自动化技术不但涉及到具体加工制造过程，还涉及到产品的整个生命周期。机械制造自动化技术贯穿于整个金属加工过程的始终，能够最大限度地降低人力、物力和财力的消耗，并能最大限度地提高生产效率，能够为企业创造更高的经济效益。

第三，从功能方面讲，金属加工自动化不仅仅表现在代替人的体力劳动和脑力劳动，此外，金属加工自动化还表现出诸多的优点: 第一，金属加工自动化技术能够极大地提高生产效率，缩短产品生产周期，为产品抢占市场提供了时间保证； 第二，加工自动化技术能够确保产品质量达标和规格统一，符合现代社会标准化生产模式，具有良好的发展前景； 第三，金属加工自动化技术能够提高生产效率，减少劳动力的消耗和使用，从而帮助企业降低生产成本，提高企业的经济效益。

3 新时期我国金属自动化的发展走向

基于以上对机械制造自动化概念的介绍和内涵的丰富，在了解和认识国内外金属加工自动化发展客观现实，我们认为新时期我国机械制造自动化将会朝着虚拟化、智能化、环保化以及灵活化方向发展。

1) 虚拟化

过去，金属加工产品的设计主要依赖前期的图纸与后期的成品试验才能得以完成，这不但浪费了大量的时间，而且在产品试验过程中也造成了人力、物力和财力的消耗，产生了很高的费用。随着现代科学技术的迅速发展，电子计算机技术和网络通讯技术已经逐渐成熟起来，人们借用电子计算机可以模拟操作很多工作，借用互联网可以实现数据的快速传输，从而使身处不同地域的人可以实现即时性的交流与合作。金属加工行业在应用自动化技术下，也在开始大量使用电子计算机技术和网络通讯技术，为虚拟设计和试验提供了技术支持。

2) 智能化

随着人工智能的出现，人们已经开始认识到智能化的强大优势。在金属加工行业中主要采用的是智能制造系统，这是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在加工过程中能够解决难以用数学的方法精确描述的复杂的、随机的、模糊的、柔性的各种问题，具有自我学习、自我适应、自我组织和自我决策等特点。智能加工技术能够通过人与机器的合作，极大地扩展和延伸人类在金属加工过程中的脑力劳动，从而优化加工过程、提高生产效率和减少消耗。

近 20 年来，制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型，这就要求加工造系统不但要具备柔性，而且还要表现出某种智能，以便应对大量复杂信息的处理，瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境。因此，智能加工越来越受到高度的重视。智能化模式的基础是智能系统，智能系统既是智能和技术的集成而形成的应用环境，也是智能加工模式的载体。与传统的加工相比，智能加工系统具有以下特点：人机一体化；自律能力；自组织和超柔性；学习能力和自我维护能力；在未来，具有更高级的类人思维的能力。由此出发，可以说智能加工作为一种模式，是集自动化、集成化和智能化于一身，并具有不断向纵深发展的高技术含量和高技术水平的先进加工系统，也是一种由智能机器和人类专家共同组成蹬人机一体化系统，它突出了在金属加工诸环节中，以一种高度柔性与集成的方式，借助计算机模拟的人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，同时，收集、存储、处理、完善、共享、继承和发展人类专家的加工智能；当然，目前还只能算初步，但潜力极大，前景广阔。

3) 数字化

数字化是先进加工技术发展的核心内容。数字化加工是加工技术、电子计算机技术、网络通讯技术与现代管理科学相互融合、共同发展的结果。对金属加工企业来说，包括图形、数据、知识和技能等各种信息都是以数字的形式通过网络技术在企业内部实现快速传递，能够根据市场变化，多渠道迅速收集资料信息，并在虚拟传递、数据库、多媒体以及还原程序等数字化技术的支持下，对产品信息、工艺流程和资源信息进行科学的分析、综合与处理，实现对产品设计工作、产品功能、生产活动以及销售活动等进行仿真，为机械制造企业提供全面的、快速的信息支持，便于金属加工企业根据市场的变化以及自身所遇到的各种问题作出及时的调整。

4) 环保化

自从第二次工业革命以来，人类社会经济发展步入了快速发展时期。特别是从 2 0世纪 6 0 年来以来，世界上大多数国家都实现了经济的快速增长。但是，人类在享受经济增长所带来的优越生活条件的同时，也面临着资源消耗和环境污染等重大社会问题。人类社会已经意识到不可再生性资源的宝贵性和环境对人类的巨大影响，开始注重减少资源的消耗与环境的保持。金属加工业给环境带来了巨大的污染，“废水、废气、废渣”等“三废”已经给环境带来了巨大的污染，表现在全球气候变暖、水资源污染、各种自然灾害频发等现象。

金属加工自动化水平的提高能够减少资源的消耗、降低“三废”的排放，从而实现“节能减排”的目标。因此说，金属加工自动化朝着环保方向发展是必然的趋势。

4 结束语

金属加工及制造的自动化研究在我国有了一定的进展，但在实际的运用中还存在相当的差距，需要有关部门结合我国具体情况，深入研究，取得成效，提高我国金属加工自动化技术水平。

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