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1 概述
网络信息化设备智能化在现阶段可以说有了空前的发展,我国的建设事业也在不断的发生改变,这对于工程机械来讲,其需求不再是一味的增加数量,对于工程机械的技术水平也有了一定的要求。对于工程机械信息化以及智能化的要求,大多都是表现在对于工作部件的控制提高,就目前来看,现代化的机械工厂,大多都是先行材料的输入再到机床的启动以及停止,然后对参数进行调整,直到工件的拆卸以及运输,而这些环节都可以实现数字化以及自动化,无需人为看守。可以说,计算机技术的蓬勃发展,给各个行业都带来了一定程度的影响,当然工程机械行业也会随着其进行相应的改变。
2 工程信息化与智能化发展的概况
鉴于我国大环境的影响,国内的机械信息化以及智能化的发展状况相比国外还有一定的差距。一直以来,国际市场上工程机械技术大多都被欧美等集团所垄断,就目前来看,国外的大部分智能化机械设备都拥有者远程监控以及只能维护等功能;由于我国信息化及智能化工程机械研究比较晚,在上个世纪末我国才首次开展工程机械机器人化技术的研究,大多高等院校以及研究机构等工程机械生产企业进行联合研发。我国的工程机械信息化与智能化在研究之初,几乎所有的控制软件都是进口而来,国内的主机厂家设计人员大多也是以电气系统的设计以及原件选型为主要任务,在这种情况下,就大幅度的制约了我国的工程机械化技术的发展。之后我国开始引用了国外所生产的控制器,而设计人员也开始根据工程机械主机控制策略再次进行了开发,而这段时间内,设计人员开始对控制模型的搭建有所重视,但因为控制器大多进口,我国的工程机械信息化以及智能化的领域还处于初步阶段。而随着不断的研究以及大量人力物力的投入,我国的机械工程逐渐的推出了一系列的产品,知道现在开始了现代化的技术开发,并且对工程机械控制策略进行了验证,就目前来看,我国得给欧诺工程机械行业已经进入到了飞速发展的阶段,但值得一提的是,变速器以及高液压件等等关键性的零件还是会依赖进口,这在一定程度上还是制约了我国整体工程机械生产的扩张。
3 工程机械技术发展现状
我国制造装备自动化程度不高的原因,有一部分是由于沿袭了欧美等发达国家的电气化以及自动化的发展历程;而我国是属于赶超型工业,其工业自动化水平偏低很严重。另一种现象就是信息化水平不高,其原因是大多企业信息化系统效果无法完美的发挥,没有发挥有效的集成提升将制造执行系统还有经营管理系统进行融合,而智能化缺少一定的挤出。
4 工程机械信息化与智能化的发展方向
工程机械信息化以及智能化其是一个从低级到高级的发展方向,并且从简单到复杂,从不完善到完善的一个发展过程,工程机械信息化以及智能化说的,是在工程机械中利用信息的采集以及智能的控制技术,使得工程机械有一定程度的自我感知以及自我控制能力。随着科学技术的不断进步,现代化施工项目大型化的需求所在,新研发的工程机械不单单需要实现集成化操作智能控制,还需要将这些组成一个机遇网络智能化集群协同的控制系统,只有这样才可以有效的使得项目施工效率有所提高的同时降低不必要的耗能。就我国现阶段工程机械化产品的信息化以及智能化来看,其已经成为世界工程重要发展方向之一,工程机械的智能化指的是工程机械利用工程机械集成的信息,利用计算机微控制器,给予系统的程序进而达到理想的控制目的,而工程机械化则是包括了售前的信息以及售后的信息,如果售前信息以及售后信息都得到了有效的信息集成,那么在读取时则会方便很多,对于极其使用以及管理还有日后的养护对于维修等等程序,将会更加的快捷。
智能化制造技术可以轻松的实现高效以及低耗能、质量优秀等,其提高了产品对于多变的市场适应能力以及提高企业自身的竞争能力。智能化制造技术不单单局限于制造的工艺,更是涵盖了整个市场的分析以及生产的管理还有相关的销售维护等等。智能化制造技术更加强调人与管理还有信息和技术的四维集成,不单单涉及到物品的质量,更涉及到能量以及信息流等。总的来讲,工程机械设备利用信息技术以及网络技术的智能控制技术在进行融会贯通之后更加的适应现在的社会。
4.1 多技术的融合
利用计算机一级微型的传感器还有网络控制技术等先进技术的融合,对工程机械技术在应用中出现的各种问题解决,例如使用无人操作技术还有声控劲爆技术一级自动称重技术等等。
4.2 机械故障诊断技术
就现阶段来看,我国工程机械技术信息化以及智能化在有了一定进步的同时,工程机械设备的维护以及相关故障修理还是比较落后,其大多停留在人为维修以及养护的阶段。而未来我国工程机械技术发展中,机械故障诊断技术以及信息化和智能化必须得到提高,来补充这一块的短板。
4.3 智能信息管理技术
现阶段,我国的工程作业地点相比之下比较集中,对于工程机械设备的管理,其信息化以及智能化也是刚刚起步。对于智能化以及信息化的管理技术的完善将成为我国接下来工作的重点所在,只有在保障工程机械设备得到良好运转以及保养的前提下,工程机械的作业才会得到一定的提高。
5 工程机械行业信息化智能化制造发展趋势
无人驾驶技术在这些年,得到了快速的发展,而无人驾驶技术也是工程机械信息化以及智能化的一个发展趋势。在特殊的环境中例如易坍塌区域、易爆炸区域,有辐射区域中作业,甚至是深海以及外太空作业,都需要有遥控装置,并且使用高智能的无人驾驶工程机械。随着自动控制以及机器人还有网络通信技术对工程机械领域不断的发展,利用导航以及位置诱导原理,基于无线或者是有线的通信对其进行操作,并对信息等进行分析处理。
自从十二五规划对我国的工程机械行业发展提出要求之后,自动化的生产以及数字化还有自动化等等为基础的智能化制造成为了现阶段各个行业的标准。如温岭2015年我国工程机械行业的固定资产达到了惊人的一千亿,在这其中,对智能化制造方面的投入高达三百亿,占据总资产的三分之一,这也使得我国工程机械行业的整体智能化水平得到了一个大跨步的提高。
6 结束语
工程机械信息化与智能化是将计算机技术以及自动控制还有相关网络技术等融合到一起,随着计算机的发展,工程机械信息化以及智能化必定会得到不断的发展,给我国的工程机械行业提供更多的发展方向。
参考文献
[1]郝小华.机械工程智能化的发展趋势探讨[J].经营管理者,2013(13).
[2]贾一凡,殷晓刚,姚晓飞,等.智能化高压开关机械试验用位移传感器的分析与研究[J].高压电器,2013(10).
【关键词】自动化技术;包装机械;应用
1引言
在机械产业发展的时代,我国的机械工业取得了很大的进展,包装机械作为机械工业中一个重要的环节,它的工作效率、工作质量直接影响着整个包装行业未来的发展。但我国的包装行业仍处于起步阶段,面临很多的挑战,在产学研投入、以及创新的力度上还有很大的发展空间,对自动化技术的全面了解,以及其在包装机械中的应用分析,能够为未来包装行业的不断更新升级,提高其智能化、自动化、信息化的水平提供发展依据。
2包装机械自动化的关键技术
2.1现场总线技术
现场总线技术是一种可以实现不同自动化领域中现场智能设备之间的相互网络通讯连接的工业数据总线。包装机械企业可运用ERP系统作为辅助,将现场总线技术与现代总线技术相集成,实时了解机械包装的生产情况,并实时监控生产车间的运行情况,进而方便管理层在ERP系统上进行数据调取和分析。
2.2物流自动化技术
物流自动化技术是在物流作用过程中设备与设施之间的自动化的基础上形成的一套完善的自动化技术。在产品加工、包装工序上运用物流自动化技术,可以节省大量的人力资源。
2.3传感器技术
实现测试与自动控制过程的关键技术便是传感器技术,传感器和传感技术的运用在包装机械行业中有着重要的作用。在相应的工序流程位置上安装传感器,进而利用传感器及其技术对包装的各个工序进行测试和自动控制,包括封装、冷却、加温、包装、清洁等工序。2.4安全检测技术安全问题是各个行业中一直最为关注的问题,也是消费者的最为关注的问题,尤为重要的是包装的安全问题,特别是在食品包装行业,因而无论在哪个行业,都需要大量的安全监测技术对包装机械自动化作为保障。
3我国包装机械行业的发展趋势
3.1提高包装生产效率
包装机械行业由于自动化技术的大力引用及支持,在工作运行中,相关的工序能够实现紧密的连接,使得各生产线可以顺利有序的进行,一定程度上大大地提高了包装的效率,大大地减少了工作时间,使得包装可以以最快的速度完成交货任务,并在这一过程中,降低了产品包装所需的成本,使得包装机械行业能够获得更多的经济收益。
3.2满足产品包装的变更要求
产品包装不仅要保证其质量过关,而且在同时还应该对产品包装设计有所要求,要尽可能的满足产品包装的需求,追求完美,因而在细节上要做相应的变更,在自动化机械行业中,这一变更极为简单。自动化机械因其优势特征,包括较强的柔韧性、包装的灵活性,因而可以满足在同一尺寸范围内的包装生产线在晓得细节上的变更,很大程度上利于降低包装中可能会发生的意外损失。
3.3及时地诊断与排除设备常见故障
自动化的包装机械系统中,有关于出现常见故障及解决的方案,这是在系统进行工作之前,设计者预先输入进去的。在系统工作中若出现故障,系统就会自动的、及时的对出现的故障进行诊断,分析原因,然后排除并解决掉出现的故障,从而保障系统能够继续进行工作,确保包装生产线能够顺利运行。
3.4有效地解决包装生产中的污染问题
在机械包装中,可能会出现噪声污染、废弃物污染、粉尘污染等形式的污染,影响着环境及周边居民的生命安全。为了能有效地解决这些污染,进而引进了自动化包装机械行业,这一操作系统属于全自动化的操作,在高科技的、自动化的处理下,不仅解决了这些问题而且还营造了一个理想的生产环境,在保护周边环境的同时,也有利于包装机械行业的可持续发展。3.5增强了自动识别功能包装机械自动化系统中自动化技术的应用,极大地增强了系统的自动辨别功能,这一系统不仅能能够自动的识别包装材料的相关信息,例如反弹力、厚度等,而且可以在探头扫描的辅助下对不同形状的产品进行位置确定,这一自动识别功能的增强,使得包装的准确度大大的提高了。
4自动化在包装机械行业中的应用
使用包装机械的自动化产品分为以下几类:传动系统(变频器)、运动控制(伺服)、人机界面(文本显示器、触摸屏)、控制系统(PLC)。
4.1传动系统
为了调整主工艺速度和控制电机在生产过程速度的周期性变化而使用传动产品,在现代化的包装机械自动化中,变频器将计算机技术、现代控制技术和网络技术有机结合,形成了一系列的优势条件,包括调速精度高、动态响应快、运行效率高、功能因数高、调速范围宽等,在大型包装机和包装生产线得到了广泛的应用,主要是安川、SEW、富士、西门子等变频器品牌。
4.2运动控制
运动控制产品通过伺服电机实现精准位置的控制和严格的速度同步,因伺服电机自动调整、低震动、响应速度快等特点,在装卸、输送、码垛、卸垛、打标等工序上得到了广泛的应用,比如台达ASDA-A2高性能伺服控制器的切标、送标系统,使得套标的速度达到了600~800瓶/min,极大地满足了果汁饮品、啤酒等消费品的生产需求。图1为采用伺服系统的传动结构图。
4.3人机界面
包装机械与PLC、单片机相配合来使用,其HMI主要以显示器为主,用来设置生产工艺参数,记录设备的生产历史、监控设备的运行状态等。这一界面的厂家主要有西门子、OM-RON、三菱、HITECH、DIGITAL、EASYVIEW等。
4.4控制系统
主要是PLC控制系统,这一系统具有较强的可靠性、在程序设计方面比较方便灵活、抗干扰能力强、且运行稳定等优点,在包装机械的应用中,大部分都选择使用PLC控制系统,并且在5年内,这一系统将一直是包装机械的主流控制系统。PLC、人机界面、变频器这些主要应用在啤酒、饮料包装设备、全自动包装机、方便面食品生产线、乳品包装设备上、瓦楞纸板(箱)生产设备等方面,PLC的应以三菱、OMRON、西门子、施耐德和台达等品牌为主。包装行业虽然是配套行业,但涉及到的领域多是国民经济,对包装行业的配套服务依赖较大,尤其是在食品、饮料行业等,因此在包装行业发展的过程中,讲义自动化为未来的发展趋势。
5自动化技术在包装机械中的应用展望
①自动化技术在包装机械中的应用将会更加的高效,其技术水平会随着科学的发展而不断地得到强化。②包装机械设备更加优质化、设备故障判断和排除更加平稳化,自动机械的设备运行会更加柔韧、灵活,并确保产品包装的各个细节都达到相应的标准;另一方面,未来的发展中,会随着实践中积累的经验,不断地改进,自动化包装机械的自我修复技术会随之得到优化,为生产线的平稳运行提供可靠地保障。在未来自动化包装技术将会有更的价值,要不断自主创新,走产学研相结合的道路,增加科研项目的资金投入;不断地提升自动化技术水平,要积极引进、消化、并吸收,再创新相应的重大关键技术;在考虑到需求及安全的基础上,提高企业内部的信息化管理水平;根据自身的发展现状,加强自动化产品在包装机械行业中的应用广度和深度,使其最大限度度地发挥自己的价值。6结束语在科技快速发展的今天,智能化、自动化已经成为了各个行业的发展趋势,包装机械方面也不例外,在中国加入WTO之后,给中国的出口也带来了很大的机遇,为了能使我国的包装技术与欧美国家相媲美,更应该运用新的技术不断地发展革新包装机械的自动化技术,在此过程中,要加大自动化技术在包装机械应用中的实时监控与定位控制,提高自动化机械包装生产的功能水平,使其能够更加稳定、可靠、智能的发展,更好地发挥其在我国包装机械中作用。
参考文献
[1]何孝武,杜健.自动化控制产品在包装机械行业的应用现状及发展趋向[J].中国包装工业,2011,03:20~21.
[2]杨坛.关于自动化在包装机械中的应用探讨[J].科技展望,2016(14):77.
【关键词】 桥门式 起重机 智能化
1 起重机械技术发展的需求
作为制造业、水利、化工、核电、建筑等领域不可缺少的机械装备,几十年来,我国起重机一直存在整机自身重量大、耗能多、智能化水平低等弱点。国内诸多起重机生产厂家,一直在进行研发创新,但大部分厂家把创新的焦点集中在主梁工艺的改进上,起重机结构庞大、自动化、智能化水平低,运行能耗高等缺陷仍难改变。由于起重机的产品特性和历史原因,长期以来人们只是从技术角度来衡量起重机的好坏而忽略了经济性。科学技术的飞速发展,推动了现代设计和制造能力的提高,“轻量化、节能化、智能化、精细化”逐步成为起重机未来的发展趋势。
2 桥门式起重机智能化的发展趋势及国内外现状
随着社会的进步,以人为本的指导方针越来越重要,安全、便捷、智能就成为当今起重机发展的主旋律。在起重装卸机械行业,随着工业自动化技术的发展,机械与电子技术的结合日益紧密,起重装卸机械智能化信息管理系统应势而生。起重机智能化信息管理系统对起重机的日常维护、安全运行、提高工作效率、集中管理、数据交换与共享等都具有重要的作用,智能化信息管理系统正逐渐在起重运输行业推广、使用。
智能化研究的目标是力争做到信息内容的全面化、信息显示的人性化、信息处理的实时化、信息传递的网络化、远程化:一是大型高效起重机新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统,其主要由全数字化控制驱动装置、可编程序控制器、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成;二是变压变频调速、射频数据通讯、故障自诊监控等技术将得到广泛应用,使起重机具有更高的柔性,以适合多批次少批量的柔性生产模式提高单机综合自动化水平;三是开发以微处理机为核心的高性能电气传动装置,使起重机具有优良的调速和静动特性,可进行操作的自动控制、自动显示与记录起重机运行的自动保护与自动检测,特殊场合的远距离遥控等,以适应自动化生产的需要。
3 桥门式起重机智能化研究的主要内容
目前,起重机用户对其工作性能、操作舒适性、自动化程度、工作安全可靠性、设备故障监控诊断能力等方面的要求也越来越高,所以必须采用智能起重机来满足需求。项目智能化研究采用的具体方式如下:
(1)采用地面操控或者遥控方式,取消司机室,这样既可以减轻起重机重量又可以提高操作人员安全性;(2)电气系统采用目前国际上较先进的“PLC+变频调速+触摸屏监控”的三级控制方案,运用PLC控制,简化电控系统中的硬件线路,减少电气系统的硬件故障,从而提高系统运行的可靠性和稳定性,且整机具有良好的人机对话和高品质的信息处理功能。
3.1 安全监控和故障诊断的智能化
重点开展PLC与远程监控系统的研究,将先进的计算机技术、控制技术、网络技术、通讯技术、微电子技术、电力电子技术、光缆技术等应用到起重机中,开发出新的计算机监控管理系统,实现智能人机接口,提升起重机安全监控和故障诊断的技术的水平直接,提升起重机的安全性能。
3.2 精确定位和智能防摆
鉴于起重机在工作过程中,由于大、小车的加减速和负载的提升动作以及风力、摩擦引起的扰动导致重物的来回摆动,这不仅会严重影响作业效率,而且容易造成事故。项目拟开展现代控制、非线性控制、模糊控制等多种控制方法,以实现精确定位和智能防摆。
3.3 遥控技术的研究
针对恶劣环境和特殊场所下的起重机,行业重点开展遥控技术的研究,满足不同场所的需要,如垃圾处理起重机,应用于高温、有害气体、高粉尘下的起重装卸机械等。
3.4 智能防撞
行业发展重点开展通过红外、激光、雷达等测距方式达到防撞目的研究,避免在工作繁忙的车间码头,运行在同一轨道上的多台起重机同时作业时导致碰撞。
3.5 物联网技术
针对大客户购买的多台起重机械,可设置射频识别系统(RFID:Radio Frequency Identification),实现实时追踪与远程诊断功能。一是实时追踪:出厂的起重机设备配有物联网功能的独一无二的ID。凭借ID,可实现无论起重机身在何处,只要拥有必须的网络条件,起重机一开机工作,客户就能查询到它的当前信息、实时工况和历史信息;二是远程诊断:当起重机出现故障时,通过物联网,在公司PC机上查询起重机的运行参数和相关操作,能快捷准确的判断故障、给出解决方案。
4 项目桥门式起重机智能化研究的意义及创新性
4.1 项目产品实现智能化、数字化跨越
项目采用地面操控或者遥控方式,取消司机室,既可以减轻起重机重量又可以提高操作人员安全性;同时电气系统采用目前国际上较先进的“PLC+变频调速+触摸屏监控”的三级控制方案,运用PLC控制,简化电控系统中的硬件线路,减少电气系统的硬件故障,从而提高整个系统运行的可靠性和稳定性,且整机具有良好的人机对话和高品质的信息处理功能。关键研发及改造包括安全监控和故障诊断的智能化设计、精确定位和智能防摆设计、遥控技术的研究,以及智能防撞结构设计。
关键词:机械技术;发展趋势;讨论
中图分类号:F407文献标识码: A
引言
随着我国经济的发展以及我国科学技术的进步,我国的机械行业已经步入到了机电一体化的程度了,可以说随着机电一体化的发展,机械动手能力与机电控制能力就会相结合,从而使我国的机械制造行业不断地创新,不断地与先进的技术相结合。
一、机械电子系统的概念
机械电子系统比较复杂,它包含众多专业知识,将机械学、电子学、信息技术、计算机技术、控制技术等有机融合而形成的一门综合性的系统。机械电子系统是由日本的一位学者提出来的,日本人将它解释为“:机电一体化乃是在机械的主要功能、主要动力和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关的计算机技术有机的结合起来的系统”。而美国机械工程师协会使用“现代机械系统”这一术语来描述“机电一体化”的复杂机械系统,他们的专家组在1984年向国家科学基金会提交的报告中,才明确提出现代机械系统术语的涵义为“:由计算机信息网络协调与控制的、用于完成包括机械力运动和能量流传递等动力学任务的机械和机电部件相互联系的系统”。在我国的机械行业也将机械电子系统称为机电一体化。机电一体化就是一个综合的概念,它包含了技术和产品两个方面的内容。机电一体化技术就是指技术基础、技术原理在内的、使机电一体化产品或系统得到实现、使用和发展得技术。而机电一体化产品是指采用机电一体化技术,产品的机械系统与微电子系统相互置换或有机结合而构成新的系统,且赋予其新的功能和性能的新一代产品。可以说无论从哪个角度说机械电子系统都不是单一的一个技术或系统,而是多个学科、领域组成的多层次的、多种类的系统集成。
二、机械电子技术的发展
机械电子技术的发展大约分为三个阶段:第一个阶段,上世纪60年代以前,人们在生产中开始使用电子技术来完善机械产品的性能,这一阶段也是机械电子技术发展的起步阶段;第二阶段,这一阶段为上世纪70年代到80年代之间,这一阶段,机械电子技术得到了快速的发展,为今后机械电子技术的快速发展奠定了良好的基础;第三阶段,上世纪90年代以后,机械电子技术开始迈人了一个新的阶段,机械电子技术的发展逐渐走向了智能化发展趋势。一方面,其他高科技技术开始融人到机械电子技术当中;另一方面,学术界对机械电子技术进行了深人的研究,为机械电子技术的发展提供了大量的理论依据。我国机械电子技术的发展起步相对较晚,从上世纪80年代开始,我国逐渐开始了对机械电子技术的开发和应用。我国相关部门也成了专门的机构,制定了许多发展措施。同时我国各大高校也逐渐开始开始有关机械电子技术的专业,这在促进我国机械电子技术的发展上面起到了推动作用。
三、我国机械电子系统的现状
近些年来,虽然我国经济也在不断发展,但是在很多领域出现了趋缓的态势,譬如机械电子行业,受到很大的冲击。据统计,2012年国内机电产品的进口增长速度加快,前三个季度累计进口的机电产品为168.2亿美元,而进口数量的增加,使得国产的机械电子设备占有率下降,科技成果在市场的转换率低下。目前我国机械电子行业发展仍然存在以下几方面的问题:目前我国的机械电子设备较为传统,大多数的机电产品自动化水平和智能化水平都比较低,而且鲜有成套的设备;新技术的研究发展进度缓慢,相比于世界先进国家的科技发展,还处于低位水平,譬如科技附加值较高的产品市场占有率不高,而在覆盖市场率比较高的品牌产品,科技含量很低,不利于科技成果在市场的转换;企业对机械电子行业的研发投入比较少,仅仅停留于低端产业阶段,而且大部分在“模仿”其他国家的产品,无法给企业带来较高的产业附加值;智能化、网络化、集成化等关键技术的应用程度低,与国际先进水平相比,差别非常大;高新科技的应用,需要升级和改造传统的机械电子传统行业,但目前对传统产业的研发和改造力度不佳,无法发挥高新科技的应用优势。
四、机械电子技术的发展趋势
随着知识经济和科学技术的进一步发展,机械电子技术的发展得到了迅速的发展,技术革新的周期明显的缩短,成为社会发展中不可或缺的新型技术之一。
1模糊化
模糊化是机械电子技术在近年来发展的另一大趋势。机械电子技术的应用领域相对较广,如何发展适应多个行业的机械电子技术就成为机械电子技术主要的发展任务。因此研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机械电子技术产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。
2数字化
数字化是现代科学技术发展过程中一个比较重要的概念。特别是微控制器的发展为其奠定了良好的基础,现代科学技术的发展都要尽可能的为技术发展的提供良好的平台。而数字化也成为了机械电子技术发展的一种主要趋势。
3集成化
集成化要求各中技术在发展的过程中互相渗透、互相融合,同时集成化又包含了生产加工过程中同时处理管理、检测、装配等多种工序,为了实现目前小批量生产的目标,使得系统的管理更具有弹性。首先,将系统进行分解,协调各个分解之后的部分的运转,进而促进系统高效、协调的发展。
4网络化
信息化的发展以及普及,使得以互联网为代表的信息技术逐渐成为各行各业,各个学科技术中最为依赖的基础工具之一。远程控制终端在生产中也逐渐成为普遍使用的技术,利用计算机计算,通过局域网技术使得在一定范围内使用的电器链接成为一个系统。因此。机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
5、机械电子系统的高速、高精度、高效化趋势
高性能化就是速度、精度和效率是有机结合。由于机械电子采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施,机床的高速、高精、高效化已大大得到提高。
五、机械电子系统的科技创新趋势
1、将企业作为科技创新的主体
传统机械电子系统的发展新主体是政府单位,经济体制改革对机械电子行业科技创新主体的重新定位提出了新的要求,认为政府需要转变以往在该行业中的主导地位和职能,以激励创新的手段,推动民营企业成为发展机械电子系统的主体。目前中国的企业是社会经济发展的主要贡献主体,但这些企业的科技研发和投资能力相对比较薄弱,需要提高企业的技术储备能力,以核心技术的优势,消除企业在机械电子领域的发展障碍,同时提高企业在行业当中的主观能动性。科技研发投入力度的加大,为了奠定科技创新的基础,需要在技术研究开发的阶段,加大科研经费的投入力度,并重新分配好企业的利润,尤其是那些比较成熟的机械电子企业,要做好充足的市场调研和财务分析工作,合理将获得的利润注入到科技创新研究工作当中,发挥资金链在科技研究开发当中的效用水平。加大科技研究人员的培训力度,人力资源作为企业生产和科技创新工作的主体,要求进一步提高科技研究人员科技创新意识,丰富其知识结构和实践工作经验。
2、提高科技成果的转化率
为了提高后续科技开发应用的水平,需要对科技的成果进行转化,提高其科技水平和技术研发效果。很多国家在机械电子行业发展中,通过转化科技成果,推动了行业的质跃发展。科技成果的转化有两种方式:一是直接转化,企业和工科院校的合作,互相交换科技研究开发的资源,譬如企业为工科院校提供更多就业的岗位,而工科院校为企业推荐更多的机械电子人才,两者进行某项科学技术的共同研究开发;二是间接转化,机械电子行业的中介机构进行深入技术交流,通过行业协会,推动技术转化工作的发展。
结束语
随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,传统的机械制造模式表现为自动化水平和智能化水平低、新技术研发进度缓慢、机械电子行业研发投入少、关键技术应用程度低等,其已经不能适应世界的机械制造的发展趋势了,因此我们要大力发展我国的机械电子系统,通过机械电子系统在机械制造中的作用,从而为我国的经济发展作出重要的作用。
参考文献
[1]阮红坤,大斌,曲宴良.机械电子行业的创新研讨[J].电子世界,2012,(8):83-84.
关键词:机械制造 自动化技术 应用 发展
中图分类号:TP29文献标识码:A文章编号:1009-5349(2016)23-0250-01
伴随着社会的进步和科技发展,自动化技术在机械制造领域发挥着越来越重要的作用。为了进一步提高机械制造水平,进一步发挥自动化技术的积极作用,我国必须着眼于机械制造行业的发展现状,在分析机械制造行业发展现状的基础上,做到对其未来发展方向进行全面把握。
一、发展机械制造自动化技术的重要性
自动化技术在机械制造行业发挥的作用不言而喻,促进机械制造行业的繁荣发展,提高了劳动生产效率和生产加工的自动化和连续化程度,降低了生产成本,优化了机械制造加工过程。对于机械制造行业而言,自动化技术是其发展的指向标,在机械制造行业的未来发展过程中同样起着非常重要的作用。自动化技术不仅会影响机械制造行业的未来发展,还能够促进我国国民经济的增长。机械制造行业在未来发展过程中要重视自动化技术的应用,从而不断提高机械制造水平。
二、机械制造中自动化技术的应用分析
(一)自动化信息方面
信息自动化主要涉及计算机设计、工艺和制造等方面,并且有效作用于生产和加工的各个环节。对于计算机设计而言,实现信息自动化则可以大大提高产品设计效率、提高设计精度;对于计算机工艺而言,实现信息自动化则可以方便地进行工艺编程优化,科学调整机械制造过程中的各个工艺环节,确保机械制造过程中规范进行;对于计算机制造而言,实现信息自动化则可以方便实现对整个机械制造过程进行全程监控,有效预防各种风险因素的出现,促使机械制造过程顺利进行。
(二)自动化物流方面
自动化物流主要体现在机械产品的运输方面,机械产品加工过程中需要按照实际生产需要运输到指定地点,此时技术人员可以向自动化物流操作系统发送指令,通过传送系统,自动输送到指定地点,以便满足各个生产环节的需要,从而帮助机械制造企业提高生产效率。
(三)自动化材料加工方面
自踊材料加工主要体现材料的循环加工方面,能够有效保证机械制造质量。机械制造企业技术人员使用自动化技术进行产品加工的过程中,对材料进行自动化循环加工,能够有效预防生产过程中可能碰到的各种风险因素,还能够大大减少工作人员的工作量。
(四)自动化产品装配方面
自动化产品装配指的是机械制造企业在产品装配过程中,技术人员可以以程序控制的方式实现各种几何零件的运输、组合和检验等操作,大大提高装配质量。此外,对于一些技术不达标的工人,手工装配还很容易出现不按照工作规范进行的现象。
(五)自动化产品检测
自动化产品检测指的是借助于精密仪器对机械产品进行检测,常见的检测方法有电流信号检测、神经网络检测和智能检验等。机械制造行业使用自动化产品检测技术目的在于克服人工检测存在的缺陷,可以方便实现检测过程、检测环境的优化,从而有效提高产品检测质量和效率,最终提高机械产品质量。
三、机械自动化技术的发展
(一)向一体化和智能化方向发展
整体分析我国机械制造行业发展现状、自动化技术应用情况,我们可以清楚认识到机械制造和自动化技术未来会向着多个方向发展,发展趋势最明显的两个方向是机电一体化和智能化。机电一体化和智能化都是机械制造行业发展的新方向,未来机械制造行业在发展过程中将更加注重产品的生产,产品生产过程中将有效利用自动化技术,并且实现机械制造和自动化技术的科学结合,促使机械制造行业加快向机电一体化方向的发展进程。对机械行业中的装备制造业进行分析,未来它会向着智能化方向发展,机械生产技术和自动化技术的有效结合提高了装备制造业的生产加工水平,加快了装备制造业向智能化方向发展的进程。
(二)降低发展自动化技术的成本
自动化技术应用于机械制造行业,虽然发挥着的重要作用,但是使用成本很高,很多小型企业难以承受,未来应该寻找新的方法,不断降低自动化技术的使用成本。从长远来看,机械制造行业应该发展投资少并且见效快的自动化技术,以便促进机械制造企业向着更好的方向发展。
四、结语
综上所述,自动化技术在机械制造业应用越来越广泛,并且其发挥的积极作用也不言而喻。本文仅分析了几个重要环节,其实在很多细小环节也有应用,限于篇幅没有进行分析。未来,机械制造行业在发展过程中将会加大自动化技术的使用力度,机械制造行业会向着更好的方向发展。
参考文献:
高勇:2009年是纺机行业极为困难的一年,今年8月份之前工业产值一直处于负增长状态,这也是整个纺织系统产值唯一为负增长的行业。但是下半年出现复苏势头,尤其是9月份成为分水岭,生产回升,结束负增长发展态势并略有增长。
从前三季度全行业产销、投资、出口等经济数据完成情况来看,整体增速比去年同期仍呈现回落的态势,但延续去年以来的快速下滑走势已得到有效遏制。位于产业链上游的纺织机械行业,今年前三季度,整体运行在企稳回升,呈现逐季好转的态势。从今年1~2月份经济运行质量很差。到3~6月逐渐企稳复苏,7~9月回升转好。今年以来,在国家经济政策及纺织工业、装备制造业调整振兴规划的共同作用下,国内纺织机械行业根据下游各相关产业的发展需求,积极进行了产品结构调整,适应市场需求变化。到三季度末,全行业主要经济指标已经与2008年同期基本持平。
《中国纺织》:纺机工业出现产值负增长的主要原因是什么?
高勇:棉纺设备销售的下滑是行业产值出现负增长的主要原因。棉纺机械经过5年的迅猛投资之后,今年市场需求急剧下滑。因棉纺设备占整个行业60%以上,其市场萎缩直接牵掣纺机全行业的下滑。国内棉纺纱锭已超亿锭,截止到2008年年底,我国纺纱设备数量已占世界市场份额拘46%。据不完全统计,今年前三季度棉纺机械销售下降较大,细纱机销售8800多台,比去年同期下降19%。
《中国纺织》:棉纺设备销售下滑引发纺机全行业的产值大降,以后行业回升是否要靠棉纺设备的需求提升?
高勇:并非如此。这其实是一种理性的回归。在2008年以前的9年时间里,纺机行业几乎每年都是以两位数增长,这在很大程度上依赖于每年1000万锭的纺纱设备,但是2008年的金融危机给了生产企业沉重一击,去年全年销售细纱机646万锭,与上年相比下降33%。今年1~9月,细纱机销售大约400万锭,预计全年销售500万锭左右。
今年国际纺机市场容量没有根本性变化,主要是有效需求结构在发生变化。市场更倾向于技术含量高、生产效率高和产品可靠性强的纺织机械产品。2009年,如何加快产业结构调整成为我们工作的重点。在研究企业如何渡过难关的同时,重点是配合国家振兴规划,根据新型纺织机械重大技术装备国家专项项目,引导行业进行产品结构调整。困难是现象,调整才是重点。
我认为棉纺像过去那样热销的局面不会再出现,今后两至三年,棉纺设备销售能保持高峰时期的一半就属于正常。棉纺低档成套设备将会进一步减少,由新产品实现更新换代。
金融危机之下,生产企业也进行了自觉调整,积极进行了产品结构调整,适应市场需求变化。在艰难的行隋中,印染、针织、产业用设备的销售出现了出人预料的增长。
《中国纺织》:请您介绍一下这三个行业设备异军突起的情况。
高勇:其实这些领域纺机设备的销售增长都与国家政策和产业结构调整有着密切关系。
印染及后整理机械技术发展很快,围绕智能化、节能、降耗和环保技术的发展,加快了开发高效短流程前处理机。小浴比染色,精密印花机械,高效节水水洗以及节能烘干技术并使设备的研发和工艺、染化料的发展精密配合,推出退煮漂一步法、染色湿蒸等工艺和设备。在采用高效单元、热量回收等方面解决节能降耗问题,加快热转移印花技术,碱回收装置,泡沫整理,气流染色技术及设备的开发应用,以适应越来越高的环保要求。市场需求重点是高效短流程、无水或少水印染技术和装备,提高在线检测等基础技术和生产自动化水平,将环保创新、节能降耗延伸到企业整个生产过程的无污染。今年1~9月份圆网印花机销售240多台,平网印花机销售70台,同比略有增加。
在针织机械领域,今年经编机市场比较活跃。行业发展趋势将是加大电脑大圆机、高速经编机、电脑提花横机、袜机和无缝内衣等高水平针织机械设备的所占比重,开发出针织高端产品和特种规格的产品。经编设备竞争优势的核心是找准定位,提高产品品质。目前,国内经编设备还是以中低端产品为主,覆盖中低端市场;正在向高端产品或差异化产品发展。品质上的综合差距是最关键环节,我国传统高速机型应该在产能和速度上尽快追赶国际同类产品,同时加快尝试使用新材料的速度,把产品档次提高到较高水平上,形成自己的竞争优势。今年1~10月圆纬机销售16500台,比2008年全年销量还增长了2.13%;其中含无缝内衣机小园机及毛皮机约1130台。经编机销售1600台,同比增加23%。
产业用纺织品具有资本密集、技术含量高、用工量小、劳动力素质要求高、国内市场需求空间巨大等特点和优势。今年以来,随着产业用纺织品新产品的开发和产业化,适用领域在不断扩大,市场需求纺粘、针刺、水刺、后整理等先进设备及能满足非织造布组合工艺和复合技术的生产线。今年前三季度,初步统计新增40多条熔喷生产线。我国原来只有4~5家熔喷设备生产企业,面对甲流影响,熔喷设备也供不应求,售价不断攀升,至12月份将会有100多条生产线投入市场。8月份的统计,我国共有84家水刺非织造布生产企业,合计139条水刺非织造布生产线,其中进口生产线32条,国产生产线占全部生产线的77%。
《中国纺织》:这些变化会得到持续吗?请您为我们分析一下2010年纺织机械行业的发展趋势。
高勇:2010年,市场将不会出现太大变化,尤其是跟今年下半年相比,今年下半年的回升势头能够得到保持,但不会出现快速上升。今后将淡化规模,关键是将结构调整完成。提升行业的整体技术水平。中高档设备机会继续加大,将成为市场的主力军。
人类将进入复合材料的时代,在复合材料时代,纺织工业将面临两大任务:一、尽快跟上并满足纺织工业在新材料、新工艺、新技术等方面的需求。二、要满足量大面广的纺织工业的传统设备、传统工艺、传统技术更新改造的要求。
事实上,随着纺织行业产业升级,纺机行业的企业已经对市场作出回应,中高档设备近年来一直保持旺盛的需求。谁掌握了高端技术,谁拥有了先进设备,谁保持一定的可持续发展的能力,谁就能在今后的竞争中活下来。在这种情况下,有远见的企业都开始做结构的调整和技术与装备的储备。
《中国纺织》:面对这种市场变化,纺机行业该如何进行调整?今后行业发展的重点有哪些?企业应该怎么做?
高勇:传统纺织的更新改造和产业升级、大力发展产业用纺织品~~纺机行业今后要围绕这两个方面加大产品开
发力度。具体应该做好以下几方面的工作:1、提高传统纺织关键整机的技术水平。在传统设备方面:纺纱设备:向高效、自动化、连续化、智能化生产技术发展,清梳联、粗细联、细络联接技术与设备将大量采用;织造设备:喷气织机和剑杆织机车速不断提高,原料和品种适应性及智能化程度进一步得到拓展;针织机械品种发展不断扩大,电子技术、计算机、信息化和网络化技术在各类针织机械产品上已得到不同程度的应用。
2、加快产业用纺织机械开发和产业化。非织造布设备组合、复合非织造布工艺及宽幅非织造布生产线加快发展,绿色、循环经济理念在非织造布装备领域中加速推广:织造设备:双轴向、多轴向经编设备;特宽幅、高密度、厚重织物织机等。
3、加强高效、连续、短流程等节能减排染整设备和能源、资源回收利用技术的研发和应用。印染设备工艺参数在线检测与控制技术将较快发展,节能降耗减排新理念在印染和化纤机械产品中得到贯彻;
4、以提高专用基础件、配套件可靠性为切入点,加大纺织机械专用基础件、配套件的研发和产业化力度。纺织机械专件和器材大部分是直接与纤维接触的元件,对纱线、面料的质量好坏的影响是直接的,专件、器材的提高直接关系到纺织机械主机水平的提高。
5、提高纺织机械制造水平:加工工艺日益高精度、高效率,专用装备逐渐增多;先进刀具、辅具采用逐渐普遍;强调和注重装配环节工艺技术、完善装配流水线及提高装配精度;加强制造过程中的检验和检测,随时监控产品质量等先进制造工艺技术在铸造、热处理、表面处理等方面得到推广应用。
在新的形势面前,大部分现有纺机生产企业需要根据自身情况进行相应的产品结构调整。按照先进制造业信息化、智能化、科学化、绿色化和全球化标准,不断加大研发投入。实现产业化的新产品率不断提高,强化管理提高产品装配精度,以纺机产品高技术含量及集群产业链方式来适应市场的差异需求,获取较大的经济效益。以大容量、连续化、高性能、多功能、成套性为主的化纤机械,以数字化单机、车间级自动化和车间、企业信息化系统工程为特征的数字化纺织机械,以安全、节能、环保型为标志的绿色纺织机械将会推进纺机行业制造加工技术、产品质量及可靠性、技术进步和自主创新能力的全面提高。这将成为纺机市场发展的增长点。
我国机械行业门类齐全,规模大,2011年整体销售收入接近15万亿元,仅次于日本居世界第二位,占到全球机械销售额的15%左右;出口额达到3,425亿美元,跃居世界第四;工业增加值超过4万亿元,约占我国GDP的8%;机械行业是对全国工业发展贡献最大的行业,经济总量占整个装备制造业2/3以上。因此机械行业是装备制造业的最重要组成部分,堪称中国工业的“脊梁”。
机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年,积累了不少理论和实践经验,但随着社会的发展,人们的生活水平日益提高,各个方面的个性化需求越加强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。
先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义,但目前公认的认识是:先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。它具有如下一些特点:
1.从以技术为中心向以人为中心转变,使技术的发展更加符合人类社会的需要。2.从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变,使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。3.从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变,减少层次和中间环节。4.从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变,缩短工作周期,提高工作质量。5.从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的自主管理的小组工作方式转变。6.机械制造技术的发展趋势可以概括为:(1)机械制造自动化。(2)精密工程。(3)传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。
机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域。也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来,经历了三个阶段,即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算
集成制造等概念相联系,它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合,旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。
“虚拟制造”的概念于20世纪90年代初期提出。虚拟制造以系统建模和计算机仿真技术为基础,集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体,是一项由多学科知识形成的综合系统技术。虚拟制造利用信息技术、仿真计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真,以发现制造中可能出现的问题,在产品实际生产前就采取预防的措施,从而达到产品一次性制造成功,来达到降低成本、缩短产品开发周期,增强产品竞争力的目的。
清洁生产的两个基本目标是资源的综合利用和环境保护。对生产过程而言,清洁生产要求渗透到从原材料投入到产出成品的全过程,包括节约原材料和能源,替代有毒的原材料和短缺资源,二次能源和再生资源的利用,改进工艺及设备,并将一切排放物的数量与毒性削减在离开生产过程之前。对于产品而言,清洁生产覆盖构成产品整个生命周期的各个阶段,即从原材料的提取到产品的最终处理,包括产品的设计、生产、包装、运输、流通、销售及报废等,合理利用资源,并最大限度地减少对人类和环境的不利影响。
综上所述,机械制造业的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合,通过计算机技术是企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行,在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化达到产品上市快、服务好、质量优成本低的目的,进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性,是企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。
由于国家继续加强对农业的投入和农产品收购的顺价政策实行,预计大型农机产品生产降幅将明显降低,农业运输机械将保持适度增长,一些小型、专用农机具市场需求将保持平稳。但受农民收入增长减慢和收入分流等因素的影响,预计农机生产低速增长的状态不可能扭转。
预计随着国家对铁道、公路、机场、码头和城市公用基础设施等项目投资力度的加强,国内市场对工程机械产品的市场需求会有所改善。虽然今年企业生产涨幅会比去年有所降低,但全年工程机械行业仍将保持适度增长。
从目前主要仪表产品的发展前景看,预计投资类仪表的市场需求会有所好转,受住房制度改革的推动,预计各种水表、电表需求将逐渐趋稳,光学仪器和消费类仪表将能够继续保持目前的增长态势,全年生产增长将在5%左右。
由于石油化工通用设备行业的产品多系量大面广的辅机制造,尽管今年以来这个行业生产增幅逐月回落,但与其它机械制造行业比仍是基本适度的。从主要产品情况看,受海上石油发展的影响,石油钻采、炼油化工设备保持一定增长;气体压缩机、高中压阀门生产与化肥行业生产不景气有关,降幅都较大。从目前相关行业发展前景看,今后石化通用行业情况会有转机,生产增长会有所恢复,尤其是国家加大对年产30万吨及以上合成氨、48万吨及以上尿素、30万吨及以上乙烯成套设备等的技术改造会促进需求的平稳增长。
一、机械行业运行情况
(一)生产增速加快,产销衔接良好。前11个月,机械工业累计完成工业总产值5万亿元,同比增长29.4%,增幅提高8.2个百分点;完成工业增加值1.26万亿元,增长21.3%,提高7个百分点;累计产销率97.29%。
主要产品产量保持增长。在统计的95种主要产品中,四分之三的产品实现了两位数的增长。汽车666万辆,同比增长26.1%,其中轿车356万辆,增长40.3%;发电设备10923万千瓦,增长30.8%;金属切削机床51万台,增长13.9%,数控机床7.7万台,增长30.8%;炼油、石化专用设备34万吨,增长59.9%。
(二)经济效益大幅提高。前10个月,主营业务收入4.27万亿元,同比增长30.2%,增幅提高9.2个百分点;利润总额2300亿元,增长41.7%,较上年同期提高39.6个百分点(上年同期增长率为2.1%)。十月末,产成品库存3417亿元,增长17.1%;应收帐款8390亿元,增长22.1%。
(三)出口增速高于进口,贸易逆差逐步缩小。前10个月,机械工业实现进出口总额2317亿美元,同比增长28.4%。其中,出口1158亿美元,增长36.8%;进口1159亿美元,增长21%。累计贸易逆差仅为1.3亿美元,比去年同期减少110亿美元,进出口基本平衡。
二、当前机械行业中的新情况新问题
(一)行业投资增长偏快,产能过剩逐步显现。在国民经济持续快速增长拉动下,机械行业固定资产投资出现迅猛增长势头。1-11月,通用设备制造业、电气机械及器材制造业、专用设备制造业、仪器仪表及文化办公机械制造业固定资产投资分别增长55.6%、52.2%、40.6%和35.1%。
(二)能源和原材料价格上涨过快,影响行业正常发展。由于铜、铝、优质特种钢材等原材料供应紧张,价格居高不下,对企业效益造成严重影响。山西机械工业50户电气企业中有19户企业亏损,亏损额增加了近1.24倍。个别地区能源紧张的矛盾还没有完全化解。今年四川省电力供应短缺严重,不少非重点骨干企业生产能力难以发挥;天然气供应不足,价格上涨,使企业生产面临困难。
(三)市场竞争日趋激烈,产品价格下降趋势明显。随着技术升级、供大于求,机械行业市场竞争加剧,企业利润空间缩小,多个行业收入增长普遍低于销量水平。同时,由于市场需求变化,部分产品产量下降。湖南省今年前三季度农业运输机械、叉车、压实机械出现负增长,同比分别下降39.7%、37.3%和25.3%。
(四)流动资金紧张,影响企业生产。部分重点企业搬迁改造、技术改造、技术创新、技术引进等任务较为繁重,在建项目较多,资金投入较大,使得经营性资金出现缺口,同时贷款利息增加也进一步加重了企业的财务成本负担。有的企业甚至存在无资金购买原材料现象,即使有合同、有市场也不敢开足马力生产。
(五)产业结构调整急需加快。例如,山西省交通运输设备制造业、仪器仪表及文化办公用机械制造业发展严重滞后;四川省工程机械、汽车、机车车辆设备行业发展速度和经济效益远低于全省平均水平。即使在赢利水平较高的发电设备行业,随着电站建设消退,设备价格也开始下降,骨干企业迫切需要寻找新的经济增长点。
三、明年机械行业发展面临的形势
(一)国内环境。随着国家振兴装备制造业的政策逐步推进,装备制造业发展得到重点支持。但由于我国装备制造业在一些领域技术水平不高,一些重大建设项目装备仍不得不依靠国外进口,从而对装备制造业加快技术创新与结构升级提出了迫切要求。
(二)市场环境。随着市场需求的不断增加,装备制造业获得较为宽裕的发展空间。但由于高技术产品短缺、低水平产品重复的状况没有彻底改变,“结构性过剩”的供求关系将在较长时期存在下去。今后一段时期,国内市场需求总的态势是,一般性传统产品虽有一定需求增长,但竞争十分激烈;技术含量高、附加值高的重大技术装备需求将快速增长。
(三)产业发展趋势。装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质技术,是经济高级化不可或缺的战略性产业。作为国民经济增长和技术升级的支撑条件,装备制造业将伴随高新技术和新兴产业的发展而共同进步,并体现出智能化、柔性化、网络化、精密化、绿色化和全球化发展的总趋势和时代特征。
产品高技术化。先进的装备制造业是高新技术的重要组成部分,是促进相关产业技术升级和发展的重要依托。随着当代高新技术成果的应用,使装备产品不断高技术化,其高新技术含量已成为市场竞争取胜的关键。
服务个性化。为适应市场需求的不确定性和个性化的用户要求,先进的制造企业不断吸收各种高新技术和现代管理技术,并将其综合应用于产品设计、生产、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵敏及柔性化生产。
[关键词]智能 信息 驱动
中图分类号:F871 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)19-0178-01
1.机电一体化的发展前景假设及理由
就我所选的专业――机械制造与自动化有着很大的发展前景。如今时代,正是中国发展的黄金时代,中国又是一个发展中国家,要想谋求更大的发展,行业的转型是一定的,所以轻工业的转型,重工业与机械制造的行业的重视是必然的。就这一点来看,我清晰看到这一行的发展前景有着如此大的潜力。它与其他行业有着千丝万缕的联系!
2.机电一体化的定义及运用学科
机电一体化又是如何一回事?随和经济的发展和科技的进步,越来越多的产品智能化、自动化、网络化,这些产品除了要用到机械驱壳,还需要用电路来控制,电的部分已经不再是简单的开关电路,而是用大规模的集成电路,单片机、传感器、可编程控制器等智能元件被用来和设备的机械部分想结合。单纯的机械活着单纯的电子已经不能适应行业发展的需要,渐渐地就出现了机电一体化①这个学科。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,到目前这个学科已经逐渐成熟了。机电一体化包含了很多的技术部分。
2.1 机械技术
机械技术是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其它高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上的变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中,经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术,同时采用人工智能与专家系统等,形成新一代的机械制造技术。
2.2 计算机与信息技术
其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
2.3 系统技术
系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,它是实现系统各部分有机连接的保证。 第四, 自动控制技术 。其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
2.4 传感检测技术
传感检测技术是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。
2.5 伺服传动技术
包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
2.6 机电一体化的整合
机电一体化系统主要由五个部分组成:机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源。机械本体包括机架、机械连接、机械传动等,它是机电一体化的基础,起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。与纯粹的机械产品相比,机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强,这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面能够与之相适应,具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点;检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路,其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化,并将信息传递给电子控制单元,电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制;电子控制单元又称ECU(Electrical Control Unit ),是机电一体化系统的核心,负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析,根据信息处理结果,按照一定的程度和节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的地进行;执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件,通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式;动力源是机电一体化产品能量供应部分,其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能,以电能为主。
2.7 机电一体化运用方向
机电一体化有着如此强大与先进的技术,它日后会为我们的发展会做出如此强大作用,我想和多人都会想到!机械作为减轻人类劳动强度的一种工具,自从出现以来就一直不断地发展进步。模块化、网络化、智能化、自动化、系统化和绿色化已经成为机械发展的方向。在未来的几个世纪,并没有什么东西能取代机械的位置。也就是说,这个行业还有很长的路要走,它在人们消费的比重将不断提高。而这个行业的竞争也会变得越来越激烈,只有不断创新,只有把机电一体化产品的软硬部分完美地结合起来才能做成优异的机电一体化产品。
3.世界工程机械行业和市场的总结
1.2002年以来,全球工程机械行业呈现稳定发展的态势,在经济发展,特别是工程建设事业发展的推动下,传统市场稳定增长,新兴市场发展迅速,多数工程机械制造企业盈利丰厚,扩张的欲望强烈。
2.从机种发展看,大型机械中挖掘机仍旧占有第一的地位,销售额和增长速度都名列前茅;但相比之下,小型多用途机械的发展则更快,这主要归功于发达国家大型基础设施建设已接近完成,大量的市政、维修、养护、园林工作拉动小型多用途机市场升温;另外,和目前倡导的节约资源、能源,保护环境等政策措施也有一定的关系。
3.从营销方式看,工程机械租赁在发达国家已经成为一种主要的营销手段,大约占到销售额的50%以上,出现了一大批颇具实力的租赁公司。租赁业的发达,也带动了二手机市场和拍卖市场的发展。工程机械营销和使用方式的改变,对于降低施工成本,提高设备利用率,节约资源是有积极意义的。
4.在全球范围的工程机械销量较大增长的情况下,预计产品库存和关键零部件短缺就成为一个普遍的问题,正如所谓“木桶理论”中的一块短木板,制约了行业更快发展。这个问题已经引起全行业的关注,按照市场经济的规律,应该有更多的资金和技术投向这个方向,最终实现动态的平衡。
5.在可预见的将来,工程机械行业及市场发展的前景是比较乐观的,这是目前业内相当一致的看法。
机电专业有着如此强大的技术与发展前景,还有着庞大的市场。我相信加入这一领域里,不但自身能够得到很好的发展,而且还能为国家的建设尽一份力!
参考文献
[1] 王宣银等.机电一体化的创新及发展方向.机电一体化,2000(6):6-8
[2] 张建民等.国内外机电一体化发展概况.机电一体化,1996(5)
[3] 陈辉等.机电一体化的现状及发展趋势.机械.2008(7):1-3
作者简介
胡英杰(1993.12),内蒙古科技大学,矿业与煤炭学院,机电一体化2013级2班。