新形势下机械工程自动化技术应用现状及改进分析

摘要：随着科技的飞速发展，机械工程自动化技术在各个领域的应用日益广泛，成为推动工业现代化的重要力量。然而，在新形势下，机械工程自动化技术的应用现状呈现出一些亟待解决的问题，如技术研发滞后、系统集成困难、安全隐患频发和技术应用成本较高。为了提升机械工程自动化技术的应用水平，本文将针对这些问题进行深入分析，并提出相应的改进策略，以期为我国机械工程自动化技术的可持续发展提供参考。

关键词：新形势；机械工程；自动化技术；技术改进

引言：在全球化与信息化浪潮的推动下，机械工程自动化技术正逐渐成为工业制造领域的关键驱动力。这一趋势不仅加速了传统制造业的转型升级，也为新兴产业的崛起提供了强有力的技术支撑。因此加强对于机械工程自动化技术应用的研究对于工业制造业的现代化发展至关重要。

一、新形势下机械工程自动化技术应用存在现状

（一）自动化技术研发滞后

在当前新形势下，机械工程自动化技术的研发滞后问题较为突出。一方面，相关数据显示，我国机械工程领域的科研投入占比相较于发达国家存在较大差距，部分发达国家在机械工程自动化技术研发方面的投入占其制造业总产值的比例可达5% - 8%，而我国仅为 2% - 3% 左右。另一方面，研发周期较长，一般情况下，从技术研发到产品上市的时间跨度可达 3 - 5 年，而在市场变化快速的当下，产品的更新换代周期往往仅为 1 - 2 年，使得企业难以迅速响应市场变化和客户需求。据调查，我国高校和科研机构的研究成果转化率仅为 10% - 20% 左右，而发达国家这一比例可达到 60% - 80%，技术更新换代速度缓慢，也影响了自动化产品的竞争力[1]。

（二）系统集成困难

机械工程自动化系统集成过程中存在诸多困难。首先，不同自动化系统之间的接口标准不统一，导致系统集成时兼容性问题突出。其次，系统集成涉及众多技术领域，如传感器技术、控制技术、通信技术等，需要跨学科的知识和技能。再次，系统集成过程中，系统稳定性和可靠性要求高，需要考虑各种复杂工况下的适应性。此外，系统集成还面临成本控制、项目管理等挑战，这些都使得系统集成变得复杂且耗时。

（三）安全隐患问题频发

在机械工程自动化技术应用中，安全隐患问题频发。一方面，由于自动化设备的设计、制造和安装过程中存在缺陷，可能导致设备运行不稳定，甚至引发安全事故。另一方面，操作人员的技能水平参差不齐，对自动化设备的操作不当可能导致故障或事故。此外，随着自动化程度的提高，系统的复杂性增加，故障诊断和维修变得更加困难，进一步增加了安全隐患。因此，如何确保自动化系统的安全运行成为亟待解决的问题[2]。

（四）技术应用成本较高

机械工程自动化技术的应用成本较高，主要体现在以下几个方面。首先，自动化设备的采购成本较高，如一台先进的多轴联动加工中心，其价格通常在500万元至1000万元不等，一些国际知名品牌的高端型号甚至超过 2000 万元。其次，系统集成和调试过程中需要投入大量人力和物力，增加了应用成本。再次，自动化系统的维护和更新需要持续的资金投入，以汽车制造行业为例，自动化生产线的关键设备如焊接机器人、涂装设备等，每隔 3-5年就需要进行一次大规模的升级改造，每次升级改造的费用大约在200万元至500万元之间。而且，每年的设备维护保养费用也相当可观，约占设备采购价格的5%-10%，这对于企业来说是一项长期而沉重的负担[3]。

二、新形势下机械工程自动化技术应用改进策略

（一）自动化技术研发滞后改进策略

为了解决自动化技术研发滞后的问题，首先，政府和企业应共同增加对自动化技术研究的资金投入，特别是对基础研究和应用研究的支持，以鼓励原创性成果的产生[4]。其次，加快技术引进与消化吸收是关键。企业可以通过与国外先进企业的合作，引进最新的自动化技术，并结合国内市场需求进行本土化创新，以此缩短自主研发周期。最后，加强产学研合作是加速技术创新的有效手段。高校和科研机构可以与企业共同建立研发中心，共享资源，促进科研成果的快速转化。具体做法包括定期举办产学研对接会，建立科技成果转化平台，以及鼓励教师和企业工程师之间的双向交流，共同推动技术创新和人才培养。通过这些措施，可以有效提升我国自动化技术的研发水平和市场竞争力[6]。

（二）系统集成困难改进策略

针对系统集成困难的问题，首先，应制定统一标准。通过成立行业协会或技术委员会，组织专家团队，制定出既符合国际标准又适合国内市场需求的标准化文件。其次，为了解决系统集成过程中专业知识交叉的问题，高校和教育机构应加强跨学科教育，开设相关课程，培养既精通机械工程原理又熟悉自动化控制技术的复合型人才。再次，企业应研发高效的系统集成工具和技术。通过技术研究提高系统的稳定性和可靠性。同时，可以通过技术创新，如模块化设计，来降低集成难度。最后，在系统集成过程中，应采用项目管理的方法，定期评估项目进度，实施风险管理，以及通过项目管理系统跟踪和协调各个集成环节，确保项目按时按质完成[7]。

（三）安全隐患问题频发改进策略

为了确保自动化设备的安全运行，首先，在自动化设备的设计初期，应将安全设计理念贯穿于整个设计过程。采用符合国际安全标准的组件，实施风险评估，设计冗余控制系统，以及确保紧急停止和故障安全功能的有效性。其次，对操作人员进行全面的安全培训。培训内容应包括设备操作规程、紧急情况处理、个人防护装备的使用等[8]。再次，为了及时发现并解决潜在的安全隐患，应开发高效的故障诊断系统。最后应建立一个全面的安全监管体系，定期对自动化系统进行安全检查，评估系统的安全性能，确保所有安全措施得到有效执行。

（四）技术应用成本较高改进策略

为了有效降低自动化技术应用的成本，企业可以采取以下综合策略。首先，通过技术创新和优化设计，提高自动化设备的性价比，同时确保产品质量；其次，根据企业实际情况，分阶段实施自动化改造，逐步释放成本压力；再次，推广设备租赁模式，以降低一次性投资成本；第四，通过内部培养和外部引进，建立一支专业的自动化技术团队，减少对外部人才的依赖；最后，通过优化能源管理和采用节能设备，提高能源利用效率，从而降低长期运营成本[9]。

结语：面对新形势下机械工程自动化技术的应用挑战，需要从多个层面出发，采取综合性措施进行改进。通过增加科研投入、优化研发流程、加强产学研合作、制定统一标准、培养复合型人才、强化安全设计、提高设备性价比等措施，可以有效提升机械工程自动化技术的应用水平，降低成本，提高效率，保障安全。

参考文献：

[1]赵俊鹏.自动化技术在汽车机械制造中的应用[J].内燃机与配件，2024，（21）：115-117.

[2]谢龙.自动化技术在冶金机械工程中的应用研究[J].冶金与材料，2024，44（10）：31-33.

[3]郑耀廷.机电自动化技术在工程机械制造中的应用研究[J].中国机械，2024，（22）：77-80.

[4]王禹翔.机械设备自动化技术在工程中的应用研究[J].建设科技，2024，（14）：93-95.

[5]张明.机械自动化技术在港口起重机机械制造中的应用研究[J].模具制造，2024，24（11）：201-203.

[6]郭冬冬.建筑机械设备电气工程自动化供配电节能的控制方法研究[J].工程建设与设计，2024，（06）：23-25.

[7]马志俊.自动化控制技术在机械工程中的应用[J].集成电路应用，2024，41（04）：228-229.