機械自動化在化工機械制造中的應(yīng)用分析

機械制造具體致力于機械設(shè)備、產(chǎn)品以及配件的生產(chǎn)和加工，是當前社會發(fā)展過程中的重要領(lǐng)域，在很大程度上決定著國家經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展進程。化工產(chǎn)業(yè)隨著規(guī)模的不斷擴大，對機械制造技術(shù)要求也有所提高。而自動化技術(shù)是新時期的主流技術(shù)手段，將其應(yīng)用于化工機械制造中，將呈現(xiàn)出十分高效的作業(yè)效率。因此，針對化工機械制造領(lǐng)域的自動化技術(shù)進行深入分析，很有必要，能夠為促進化工產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)深入發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。
1 化工機械制造自動化技術(shù)應(yīng)用分類
在化工機械領(lǐng)域，關(guān)于自動化技術(shù)分類，具體總結(jié)為以下幾個方面：
①工廠建設(shè)工程中利用自動化技術(shù)，能夠使工程建設(shè)周期明顯縮短，同時，也促進了工廠建設(shè)體系的系統(tǒng)化發(fā)展，利用自動化技術(shù)將物料運輸、管理以及設(shè)備生產(chǎn)等各項模塊建立有機聯(lián)系，從而保證工廠作業(yè)環(huán)境更加安全、穩(wěn)定。
②應(yīng)用于制造單元中，特別是一些規(guī)格較小的單元產(chǎn)品，能夠顯著增強產(chǎn)品靈活性，進而優(yōu)化產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)功能。
③利用自動化技術(shù)設(shè)計并建立制造線，能夠使各項生產(chǎn)活動更加系統(tǒng)化和集成化，對于全面提高作業(yè)效率具有重要意義。
2 機械自動化在化工機械制造中的具體應(yīng)用
2.1 模糊控制技術(shù)
所謂的模糊控制技術(shù)，具體依賴的理念以模糊數(shù)學(xué)為主，在控制技術(shù)領(lǐng)域具有的權(quán)威性比較顯著，不僅新穎，同時所具有的技術(shù)水平也比較先進和高級。其工作原理具體指以模糊數(shù)學(xué)為理論指導(dǎo)，模擬人工決策，進而實現(xiàn)算法控制，以及機械設(shè)備內(nèi)部自動化系統(tǒng)確立。隨著模糊控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們開始重視將其與其他技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建綜合性、多功能的自動化技術(shù)體系。通常情況下，該技術(shù)手段可以與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、專家控制、系統(tǒng)建模等方面相結(jié)合，從而全面提高化工機械生產(chǎn)作業(yè)效率。此外，部分模糊控制技術(shù)具有一定的自學(xué)特征，能夠根據(jù)機械設(shè)備反映的指標，做出合理的數(shù)據(jù)分析，并根據(jù)具體情況對設(shè)備內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能進行調(diào)整，從而保證設(shè)備本身系統(tǒng)更加穩(wěn)定，運行環(huán)境更加安全、可靠。
2.2 CAD 輔助設(shè)計
CAD 技術(shù)是一項以計算機為載體的現(xiàn)代化設(shè)計手段，是目前化工機械制造領(lǐng)域比較常用的設(shè)計手段。利用CAD 技術(shù)，對具體制造工程項目以及機械設(shè)備進行建模、設(shè)計圖紙，從而為后續(xù)生產(chǎn)作業(yè)提供重要參考價值。利用CAD 技術(shù)對機械產(chǎn)品模型進行設(shè)計，能夠使工程信息更加具體與直觀化，方便作業(yè)人員根據(jù)產(chǎn)品參數(shù)情況，進行合理生產(chǎn)與作業(yè)加工。同時，在CAD 常規(guī)技術(shù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加3D 打印技術(shù)，能夠使產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)和模型更加直觀化。保證產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)更加精準，制造效率更高，有效降低化工機械作業(yè)成本投入，對于促進企業(yè)實現(xiàn)深入發(fā)展具有重要意義。3D 打印技術(shù)具體工作方式為：先利用計算機對產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)參數(shù)進行掃描，過渡到特殊材質(zhì)的液面，通過固化、粘合之后對產(chǎn)品模型進行復(fù)制，還原。
2.3 AEI 系統(tǒng)
所謂的AEI 系統(tǒng)，具體指人工智能、專家系統(tǒng)和智能傳感器的結(jié)合，是當前自動化制造領(lǐng)域比較先進的技術(shù)手段。AEI 系統(tǒng)所具有的功能優(yōu)勢十分顯著，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)化工機械自動化發(fā)展，同時還能夠保證產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)精細化、功能智能化、多元化發(fā)展。在設(shè)計AEI 系統(tǒng)時，根據(jù)化工機械在制造過程中可能存在的故障和隱患參數(shù)進行分析和設(shè)計，并以此為依據(jù)對系統(tǒng)智能防范措施加以完善和更新。從而保證AEI 系統(tǒng)能夠根據(jù)設(shè)備制造真實情況，通過程序推理和模型假設(shè)，完成生產(chǎn)方案的設(shè)計，進而全面實現(xiàn)自動化作業(yè)生產(chǎn)。
2.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
該技術(shù)簡稱為ANNs，具體指以動物為對象，對其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行模仿，從而構(gòu)建的數(shù)字化模型，其所包含的信息十分豐富，同時更具有一定的信息分析和處理能力。該技術(shù)在化工機械作業(yè)中，應(yīng)用比較廣泛，所呈現(xiàn)的發(fā)展優(yōu)勢也比較顯著。作為一種運算模型，由許多個節(jié)點連接而成，所呈現(xiàn)的非線性特征明顯，同時在信息處理方面具有較強的自適應(yīng)性。與模糊控制和AEI 系統(tǒng)一樣，ANNs 同樣具有較大的發(fā)展空間，在化工機械領(lǐng)域，針對自動化制造技術(shù)進行研究時，應(yīng)重視這一技術(shù)手段的研發(fā)與應(yīng)用，從而顯著提高機械制造系統(tǒng)自適應(yīng)能力，全面提高機械制造作業(yè)效率。
3 機械自動化在化工機械制造應(yīng)用中的注意事項
3.1 嚴格關(guān)注基礎(chǔ)配套
在化工機械領(lǐng)域，利用自動化技術(shù)進行制造生產(chǎn)時，應(yīng)注意基礎(chǔ)設(shè)施要配套，從而保證生產(chǎn)環(huán)境的安全性與穩(wěn)定性。首先，自動化系統(tǒng)所包含的技術(shù)模塊比較豐富，通常包括計算機、自動控制、微電子等領(lǐng)域。對此，研發(fā)人員應(yīng)形成正確認知，保證自動化系統(tǒng)內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)健全，功能完善。在重點研發(fā)自動化技術(shù)系統(tǒng)之前，先要對其基礎(chǔ)設(shè)施以及配套元件進行研究，保證系統(tǒng)本身所具有的信息搜集、運算、決策和處理功能更加健全。同時，研發(fā)人員應(yīng)重視自動化系統(tǒng)材料、元件、零配件的智能化、集成化建設(shè)。
重點關(guān)注主機系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)的功能建設(shè)，保證自動化制造生產(chǎn)效率更加高效。此外，從宏觀層面考慮自動化機械設(shè)備的運行功能，其中包括體積參數(shù)、使用周期以及故障風(fēng)險等。
3.2 重視自動化技術(shù)實用性開發(fā)
在化工機械領(lǐng)域，關(guān)于自動化技術(shù)的研發(fā)，其重點應(yīng)該以實用性價值為主。研發(fā)人員應(yīng)該立足于當下機械制造領(lǐng)域?qū)嶋H情況考慮，合理吸收國外先進的設(shè)計理念，并綜合國內(nèi)機械制造市場發(fā)展需求，對自動化技術(shù)內(nèi)部系統(tǒng)、運行功能進行優(yōu)化和創(chuàng)新，從而研發(fā)出適合國內(nèi)機械制造市場發(fā)展的先進技術(shù)手段，和機械設(shè)備。也就是說，研發(fā)人員在研發(fā)和生產(chǎn)自動化技術(shù)時，應(yīng)充分考慮其實用性功能，從而保證自動化制造工作效率更加優(yōu)化。同時，企業(yè)可以根據(jù)自身資金條件，有側(cè)重地對部分自動化技術(shù)模塊加以優(yōu)化和創(chuàng)新。改善自動化作業(yè)生產(chǎn)條件，提高設(shè)備生產(chǎn)效率。比如說，在機械制造領(lǐng)域合理引進CAD 技術(shù)手段，并在人工操作的配合下，完成機械設(shè)備參數(shù)設(shè)計以及模型確立。
3.3 重視自動化技術(shù)應(yīng)用成本控制
在自動化技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用過程中，應(yīng)該重視成本的合理控制，從而保證國內(nèi)機械制造領(lǐng)域發(fā)展資金充足，為其實現(xiàn)深入發(fā)展奠定良好的資金條件。因此，在該領(lǐng)域，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該選擇性價比較高的自動化技術(shù)，投入到機械制造、生產(chǎn)與加工，最大程度控制制造成本，提高企業(yè)整體經(jīng)濟效益。首先，制造企業(yè)應(yīng)該根據(jù)具體產(chǎn)品加工項目，合理選擇自動化技術(shù)類型，保證作業(yè)流程更加有效，作業(yè)效率更高。同時，加強自動化技術(shù)系統(tǒng)化、集成化建設(shè)，能夠有效減少成本損失，促進機械制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)深入發(fā)展。
4 機械自動化在化工機械制造中的發(fā)展趨勢
4.1 智能化
在化工機械領(lǐng)域，智能化將成為自動化技術(shù)的主流發(fā)展方向，研發(fā)人員應(yīng)將智能化功能作為重點目標，對自動化技術(shù)進行完善和更新，從而保證其技術(shù)水平，有效滿足機械制造領(lǐng)域未來發(fā)展需求。對此，以人工智能為載體，通過對程序、數(shù)據(jù)、編碼以及模型的建立與處理，健全自動化系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)功能，從而保證自動化制造環(huán)境更加穩(wěn)定，制造效率更加高效。利用智能化手段對機械制造各項工序進行整合，構(gòu)建一體化制造體系，從而有效降低因機械制造所帶來的資源浪費以及環(huán)境污染。
4.2 集成化
在未來化工機械發(fā)展領(lǐng)域中，自動化技術(shù)將向著集成化方向發(fā)展。也就是說，自動化技術(shù)內(nèi)部元件將呈現(xiàn)出明顯的集成化特征，自動化設(shè)備規(guī)格有所縮小，功能也將更加齊全，能夠有效改善化工機械生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境。同時，集成化的發(fā)展，能夠明顯降低因為物料、元件所帶來的制造成本，對于保證企業(yè)自身經(jīng)濟效益具有重要意義。在未來的發(fā)展領(lǐng)域，CIMS 將成為機械制造最為關(guān)鍵的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具體包括四個子系統(tǒng)，且彼此之間相互獨立，將其應(yīng)用于化工制造領(lǐng)域，將呈現(xiàn)出理想的作業(yè)效果，不僅有利于工作效率的提高，更有利于機械領(lǐng)域的實現(xiàn)整體性、系統(tǒng)化的發(fā)展。
4.3 虛擬化
未來的機械自動化，將呈現(xiàn)出虛擬化的主要特征，以信息技術(shù)為載體，構(gòu)建虛擬仿真模型，是提高機械設(shè)備設(shè)計參數(shù)精準度的重要手段，同時也是實現(xiàn)自動化技術(shù)水平升級的重點要素。據(jù)了解，虛擬技術(shù)在當前的機械制造領(lǐng)域已經(jīng)受到了初步的應(yīng)用，比如說在冶金、化石能源生產(chǎn)等方面都有所涉及。在未來的發(fā)展過程中，虛擬化機械技術(shù)將受到更廣泛的應(yīng)用，隨著科研力度的增加，該類型自動化技術(shù)功能將越發(fā)健全。利用虛擬化技術(shù)手段對機械設(shè)備進行模型構(gòu)建，能夠?qū)⒃O(shè)計與制造過程中存在的安全隱患以及故障風(fēng)險及時地展示出來，從而方便工作人員根據(jù)具體情況，進一步對設(shè)計方案以及執(zhí)行操作加以改良和完善。
4.4 敏捷化
自動化技術(shù)敏捷化功能建設(shè)，是未來機械發(fā)展過程中的重要趨勢，研發(fā)人員在針對自動化技術(shù)進行系統(tǒng)改進和功能完善時，應(yīng)該立足于設(shè)備本身敏捷化功能考慮，提高技術(shù)手段靈活性，保證設(shè)備生產(chǎn)環(huán)境更加穩(wěn)定，同時也方便設(shè)備制造的調(diào)整與調(diào)試。最重要的是，提供自動化技術(shù)敏捷功能，能夠保證機械設(shè)備生產(chǎn)有效滿足客戶群要求，全面提高企業(yè)自身市場競爭能力。
5 結(jié)論
化工產(chǎn)業(yè)作為當今熱門行業(yè)，發(fā)展規(guī)模不斷擴大，對機械制造的技術(shù)要求也在不斷提高。為了提高機械制造效率，必須加強自動化技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，通過模糊控制、計算機輔助、人工智能以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進的自動化技術(shù)，進行化工設(shè)備、產(chǎn)品的研發(fā)與加工。同時，在使用自動化制造技術(shù)時，應(yīng)注意控制制造成本、重視基礎(chǔ)型、應(yīng)用型設(shè)施開發(fā)與制造。并在應(yīng)用的過程中，不斷總結(jié)經(jīng)驗，促使化工機械向著智能化、集成化等方向發(fā)展。