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自動化技術(shù)就是自動地去完成特定的工作，在提前預(yù)設(shè)好的程序中自主進行工作，無需人為進行操作。進入21世紀，計算機技術(shù)的快速發(fā)展為農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造中應(yīng)用自動化技術(shù)提供了良好的技術(shù)條件。
1農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造中應(yīng)用自動化技術(shù)的重要性
傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造工作對原材料、人力等資源的利用率不高，無論是設(shè)計環(huán)節(jié)還是生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，很多原材料、人力被浪費，原材料、人力的使用得不到科學(xué)管控，導(dǎo)致生產(chǎn)成本比較高，企業(yè)生產(chǎn)效率難以全面提升，市場競爭力不高。相比于傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造工作，在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造中應(yīng)用自動化技術(shù)，結(jié)合計算機建模、工程繪圖等信息化技術(shù)手段，將自動化技術(shù)與農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造結(jié)合，可以提高農(nóng)業(yè)機械的自動化水平，改善整個過程，減少農(nóng)機對人力的消耗；設(shè)計與生產(chǎn)管理人員可隨時發(fā)現(xiàn)設(shè)計與制造過程存在的資源浪費、能源過度損耗等問題，可優(yōu)化、改進農(nóng)機設(shè)計制造過程，消除傳統(tǒng)設(shè)計制造的缺陷，進一步利用生產(chǎn)加工中的廢料，最大限度地降低生產(chǎn)成本，使資源利用率大大提高；生產(chǎn)過程的管理更為精細，提升農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造質(zhì)量，極大地提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，這不僅可減少資源浪費，也可以保證生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)制造企業(yè)的經(jīng)濟效益和核心競爭力。同時，合理地運用自動化技術(shù)，可以彌補傳統(tǒng)技術(shù)的不足和缺陷，改進和優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造，大大地提高產(chǎn)品的質(zhì)量，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)制造企業(yè)的多向發(fā)展。
2農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造中應(yīng)用自動化技術(shù)面臨的不利因素
2.1技術(shù)水平相對落后
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，自動化技術(shù)在我國得到了穩(wěn)步應(yīng)用和發(fā)展。但是，由于我國在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)方面的投入相對其他行業(yè)少，創(chuàng)新基礎(chǔ)相對薄弱，過度模仿國外農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)流程，無法提高農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的實際需要；加上國外設(shè)備和零部件購買成本較高，使得我國農(nóng)業(yè)機械整體開發(fā)和生產(chǎn)成本增加，無法形成完整的行業(yè)體系，影響了自動化技術(shù)的應(yīng)用，導(dǎo)致現(xiàn)階段我國農(nóng)業(yè)機械制造設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用自動化技術(shù)水平仍然較低，普遍落后于發(fā)達國家。很多農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的設(shè)計結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下，這不僅嚴重影響企業(yè)對自動化技術(shù)的應(yīng)用，也讓生產(chǎn)效益得不到提升。
2.2研發(fā)創(chuàng)新能力比較差
在計算機信息技術(shù)支持下，農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造工作應(yīng)將技術(shù)創(chuàng)新與整體改造放在首位。但是，當前我國農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造中應(yīng)用自動化技術(shù)存在創(chuàng)新能力不足的問題，原創(chuàng)性自動化設(shè)計技術(shù)運用較少，無法做到自主研發(fā)、自主創(chuàng)造，缺乏創(chuàng)新能力，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造中應(yīng)用自動化技術(shù)的水平較低，嚴重影響農(nóng)業(yè)機械市場的國際競爭力。
2.3缺少精準化思維
現(xiàn)階段，我國許多農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造中應(yīng)用自動化技術(shù)處于探索階段，農(nóng)業(yè)機械整體水平有待提升，與國際先進農(nóng)業(yè)自動化機械存在很大的差距。很多農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)制造企業(yè)缺少創(chuàng)新思想，對農(nóng)業(yè)機械設(shè)備設(shè)計制造缺少技術(shù)改進思維，生產(chǎn)只單純看重眼前利益，未能將自動化技術(shù)應(yīng)用作為未來發(fā)展的根本，自動化技術(shù)應(yīng)用存在諸多難點，最終導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機械自動化精準度很差。
3農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造應(yīng)用自動化技術(shù)的策略
3.1提高農(nóng)業(yè)機械研究人員的專業(yè)水平各級政府及有關(guān)部門應(yīng)提高對農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造應(yīng)用自動化技術(shù)重要性的認識，重視農(nóng)業(yè)機械研究人員的培養(yǎng)工作。要對農(nóng)業(yè)機械研究人員進行自動化技術(shù)教育和培訓(xùn)，使他們能夠有效掌握農(nóng)業(yè)機械自動化理論知識，掌握先進的農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)，提高其應(yīng)用農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)水平。
3.2應(yīng)用各種自動化技術(shù)
3.2.1柔性自動化技術(shù)
面對農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造行業(yè)存在的業(yè)務(wù)應(yīng)變能力差，無法應(yīng)對行業(yè)發(fā)展形勢的問題，應(yīng)借助柔性自動化技術(shù)，有效結(jié)合自動化技術(shù)、智能技術(shù)、人工，加強機械設(shè)計制造全過程的關(guān)聯(lián)性。目前，可應(yīng)用柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、計算機輔助設(shè)計等技術(shù)。3.2.2集成系統(tǒng)要想進一步提升自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造的應(yīng)用效果，就應(yīng)將自動化技術(shù)集成在一起。在集成自動化技術(shù)前，必須協(xié)調(diào)自動化生產(chǎn)過程，并優(yōu)化自動化技術(shù)應(yīng)用方式。同時，將實踐與理論結(jié)合起來，以信息技術(shù)為支撐，真正實現(xiàn)自動化技術(shù)的集成。運用集成化的自動化技術(shù)更能提高機械設(shè)計制造的效率，保證機械設(shè)計制造的質(zhì)量，尤其是能有效提升機械設(shè)計制造企業(yè)的核心競爭力。3.2.3計算機綜合農(nóng)業(yè)機械制造技術(shù)系統(tǒng)計算機集成的農(nóng)業(yè)機械制造技術(shù)系統(tǒng)在機械設(shè)計中具有重要的應(yīng)用。目前，由傳統(tǒng)機械設(shè)計所造成的局限性被計算機集成的農(nóng)業(yè)機械制造技術(shù)系統(tǒng)的出現(xiàn)和應(yīng)用打破了，應(yīng)用程序級別的有機集成和協(xié)調(diào)，有效提高了農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
3.2.4自動檢測技術(shù)
自動檢測技術(shù)是一項重要的自動化技術(shù)，其主要原理是將傳感器同現(xiàn)有設(shè)備進行結(jié)合。在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中，應(yīng)用自動檢測技術(shù)能夠?qū)⒆詣訖z測系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械設(shè)備，檢測效率、檢測準確性都大大高于有局限性的人工檢測。
3.2.5應(yīng)用數(shù)控技術(shù)
在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造中，通常采用手動控制生產(chǎn)的方法，效率較低，已不適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展。如今，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造過程中，可以大大地提升農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的設(shè)計制造效率。現(xiàn)代的信息技術(shù)是數(shù)控技術(shù)的核心，是自動控制技術(shù)與計算機技術(shù)的融合。借助數(shù)控技術(shù)，操作員可以實現(xiàn)機械設(shè)計和制造的自動操作。
3.3發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品檢測、包裝自動化農(nóng)業(yè)機械
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，自動化農(nóng)業(yè)機械需要應(yīng)用到種植到加工的全過程。而農(nóng)產(chǎn)品自動化檢測和包裝機械是我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域新型的自動化農(nóng)業(yè)機械，應(yīng)用這些農(nóng)業(yè)機械能夠使農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)流程實現(xiàn)標準化，并可以有效保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，提高農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力。為此，要大力推廣應(yīng)用農(nóng)產(chǎn)品檢測和包裝自動化技術(shù)，發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品檢測和包裝自動化農(nóng)業(yè)機械。
作者:魏艷琴 單位:忻州市農(nóng)業(yè)機械發(fā)展中心
機械制造分析2
海洋作為國際上貿(mào)易的重要通路，伴隨現(xiàn)代航海技術(shù)發(fā)展，國際之間的交流與合作更為密切，我國在改革開放后，大力與周邊國家合作，伴隨合作開展到歐美等國家，海洋運輸?shù)墓δ懿粩嘣鰪姟ｋS著國家貿(mào)易規(guī)模拓展，世界范圍內(nèi)的各個國家均開始關(guān)注海洋運輸[1]。新時期，航海技術(shù)發(fā)展到全新階段，發(fā)展前景更為廣闊，高新技術(shù)在航海過程中不斷應(yīng)用，各類技術(shù)應(yīng)用的目的是提升船舶動力，保證船舶運行安全，降低危險事件發(fā)生率。比如：在船舶上使用自動避碰技術(shù)，有利于提升船舶運行安全性。其中融合電子海圖及AIS技術(shù)、報警技術(shù)等，實現(xiàn)船舶自動化避碰的整體目標，為我國海洋貿(mào)易的開展奠定堅實的基礎(chǔ)。
1現(xiàn)代航海技術(shù)發(fā)展情況
自世界歷史角度上看，航海技術(shù)歷經(jīng)豐富且漫長的發(fā)展階段。我國具有豐富的海洋資源及漫長的海岸線，造船技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。早明朝初期，我國已經(jīng)制造出巨型海洋郵輪，船隊最遠達到非洲地區(qū)。在歐洲工業(yè)革命后，航海技術(shù)及造船技術(shù)進入全新發(fā)展階段，奠定現(xiàn)代航海技術(shù)的雛形[2]。進入21世紀后，第三次工業(yè)革命開始，其成果在航海領(lǐng)域應(yīng)用，航海技術(shù)發(fā)展水平進一步提升。現(xiàn)代化航海技術(shù)朝自動化及智能化方向發(fā)展。1.1造船技術(shù)發(fā)展造船技術(shù)作為航海的基礎(chǔ)，我國的造船技術(shù)已經(jīng)呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢，在不同船舶制造領(lǐng)域應(yīng)用。海洋貨運船舶建造作為重點，在高新技術(shù)的導(dǎo)向下，船舶船體及內(nèi)在均已發(fā)生改變，比如：為保障海洋運輸?shù)目傮w效益，需不斷提升船舶的容量，在擴大船身尺寸的同時，也要對船體進行處理，提升船體的空間可利用性。信息技術(shù)在船舶制造領(lǐng)域應(yīng)用，保障船舶定位的準確性，可避免外界環(huán)境產(chǎn)生的干擾，并保證船舶運行航線正常。船舶中有較多的垃圾、污染物，在排放過程中需要對垃圾進行過濾，以免對海洋環(huán)境產(chǎn)生巨大的污染。在全球環(huán)境問題爆發(fā)的同時，海洋資源保護成為重要的課題，在未來的船舶建造技術(shù)發(fā)展中也要引起足夠的重視。
1.2自動化航行技術(shù)發(fā)展
該技術(shù)是人工智能發(fā)展下的產(chǎn)物，指的是通信系統(tǒng)及操作系統(tǒng)、定位系統(tǒng)的自動化技術(shù)，航行自動化程度高，航海則更為順利。航行自動化包括兩種，分別為航行計劃系統(tǒng)、顯示信息系統(tǒng)。其中，航行計劃系統(tǒng)是人們根據(jù)經(jīng)驗制定航海線圖的方式，并將制作的線路發(fā)送到自動化系統(tǒng)中，便于自動化系統(tǒng)識別[3]。在遇到突發(fā)情況時，航行計劃系統(tǒng)要評估制定航線形式，若制定的航線風險性大，則適當更改航行線路。現(xiàn)代化的計劃系統(tǒng)，通過氣象導(dǎo)航系統(tǒng)可編制相關(guān)的航行計劃，并根據(jù)天氣情況設(shè)計航線，船長針對實際情況，選擇是否更換航線，盡可能規(guī)避危險氣象對航行安全的影響。信息顯示系統(tǒng)是船舶航行中顯示周圍情況的系統(tǒng)，包括周圍海域及海岸等，船舶一旦遇到故障，智能監(jiān)控系統(tǒng)可配置相關(guān)的應(yīng)急方案，操作人員根據(jù)數(shù)據(jù)對船舶航行狀態(tài)進行分析，及時應(yīng)對突發(fā)性問題。
1.3AIS技術(shù)發(fā)展
現(xiàn)階段，AIS技術(shù)已經(jīng)在航行中應(yīng)用，通過傳感器及定位儀等技術(shù)，立體化傳播航行信息。通信機在條件允許的范圍內(nèi)，與其他船只進行應(yīng)答交流，以此完成信息共享；也能模擬信號傳輸，搭建交管體系[4]。船舶在航行過程中，可能受到外界環(huán)境因素影響，尤其是在海洋運輸途徑中，遇到突發(fā)風險，發(fā)起救援比較緩慢。為保證船舶的航行速度，避免危險進一步擴大，需指定自主報告系統(tǒng)，并劃分船舶航行的警戒區(qū)及環(huán)形道，將此作為主要參考依據(jù)，以此制定最佳的航行線路。AIS作為航海技術(shù)中的重點技術(shù)，與其他技術(shù)相互交融，有利于促進航海技術(shù)發(fā)展。
1.3.1AIS與雷達技術(shù)
船舶在航行過程中，若想了解其他船舶的運行信息，需要使用雷達進行監(jiān)測，駕駛員接收其他船舶的數(shù)據(jù)后，分析自身所在航線與其他船舶是否發(fā)生沖突，發(fā)生沖撞的可能性是多少，經(jīng)過分析后，重新規(guī)劃線路。但單一雷達技術(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及反饋信息速度慢，還需了解對方船舶的其他信息，包括船舶運行速度、時間及船名等。設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸速度慢，容易導(dǎo)致船舶航行面對安全隱患，對航行人員及船舶均會產(chǎn)生巨大影響。AIS技術(shù)在應(yīng)用后，數(shù)據(jù)傳輸速度不斷提升，且傳遞的信息更為全面。比如：AIS技術(shù)下，船舶信息系統(tǒng)船舶的內(nèi)容包括船舶的名字及通信業(yè)務(wù)碼，為彌補雷達缺陷，將AIS與雷達聯(lián)合使用，技術(shù)融合后，數(shù)據(jù)傳輸更為適用、精準。在大霧及降雨天氣下，AIS技術(shù)對船舶的影響較大，可監(jiān)測船舶運行情況，確保船舶航行的安全性。但AIS技術(shù)設(shè)備在使用中，需要相互通信的船舶均安裝對應(yīng)的設(shè)備，才能彼此間識別及共享信息。目前，AIS技術(shù)在船舶技術(shù)領(lǐng)域普遍應(yīng)用，彼此通信識別得以保障，但海上船舶數(shù)量眾多，將AIS與雷達技術(shù)聯(lián)合使用，有利于提升信息傳導(dǎo)速度，為航行安全奠定基礎(chǔ)。
1.3.2AIS與信息系統(tǒng)
信息系統(tǒng)及電子海圖稱之為ECDIS，指的是滿足標準的電子海圖，其中的核心是計算機，通過計算機連接、定位、探測，顯示船舶航行信息。電子海圖顯示系統(tǒng)進一步更新，該技術(shù)在船舶上的數(shù)量隨之增多。過往的船舶在航行過程中，信息系統(tǒng)與GPS聯(lián)合應(yīng)用獲得信息，但無法快速獲得周圍船舶信息，對此，信息系統(tǒng)的功能未能充分發(fā)揮。AIS系統(tǒng)在應(yīng)用后，聯(lián)合電子海圖系統(tǒng)，有利于對周圍進行探查，以數(shù)字的方式呈現(xiàn)電子海圖。這種信息系統(tǒng)可獲得數(shù)據(jù)信息，并計算DCPA及TCPA等數(shù)據(jù)，保證船舶駕駛?cè)藛T判斷與周圍船舶的安全距離。相比LDC系統(tǒng)，信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更為精準及形象，描繪的內(nèi)容更為全面。對此，將信息系統(tǒng)與AIS系統(tǒng)應(yīng)用在船舶上，為船舶運行安全提供保障。
1.3.3AIS與衛(wèi)星技術(shù)
衛(wèi)星定位技術(shù)功能在于導(dǎo)航、定位、授時等，在飛機行駛及車輛行駛應(yīng)用廣泛，具有全天候、高精度及易操作的特點，AIS系統(tǒng)作為該系統(tǒng)的關(guān)鍵，工作基礎(chǔ)時間是世界標準時間，也稱之為UTC，該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是SOTDMA技術(shù)，該技術(shù)將信息通道時間分為單獨的間隙，AIS系統(tǒng)與時間間隙同步運行，有利于標準系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性[5]。對此，通過衛(wèi)星定位技術(shù)可提供準確的UTC，滿足AIS系統(tǒng)與時間間隙同步運行的目的。
2現(xiàn)代航海技術(shù)的應(yīng)用
2.1自動駕駛技術(shù)應(yīng)用
在航海過程中，需要制訂嚴密的航行計劃，尤其是關(guān)注天氣變化，針對天氣因素合理編制航海計劃，選擇適合的航海路線，有利于提升航海安全性。基于操作理論及氣象預(yù)報、導(dǎo)航設(shè)備可完成線路規(guī)劃。操作過程中需要基于航線計劃及操作系統(tǒng)進行綜合設(shè)計，關(guān)注航線轉(zhuǎn)向點及曲率半徑處理，使雷達海圖及航行計劃在控制系統(tǒng)中傳輸。針對航行軌跡控制系統(tǒng)也要合理使用，該系統(tǒng)的目的是按照船舶既定計劃航行，對航行計劃提前設(shè)定，達到自動化控制的目的[6]。通過該系統(tǒng)，也能在ARPA上收集船舶信息，通過高分辨率的光柵對雷達進行掃描，合理使用航行軌跡系統(tǒng)，有利于避免船舶在運行過程中發(fā)生碰撞。也要加強氣象海圖的應(yīng)用，該系統(tǒng)是APPA雷達及電子海圖系統(tǒng)的疊加，是自動駕駛時的重要設(shè)備，船舶在運行過程中，需要正確使用氣象海圖系統(tǒng)，從而保證自動駕駛過程中的安全性。
2.2避碰自動化技術(shù)應(yīng)用
對過往的船舶安裝情況進行分析，多數(shù)船舶發(fā)生事故的原因與人為因素相關(guān)，船長長期在水上生活，條件比較艱苦，航行過程中發(fā)生碰撞的概率高，船員流動性大，部分船員的航行經(jīng)驗不足，專業(yè)能力不強，在一定程度上對航行安全性產(chǎn)生影響。為避免發(fā)生重大的安全事故，需普及船員安全方面的知識，提升船員的安全意識[7]，進而提升船員在航海過程中的責任感及綜合素質(zhì)。船舶維修人員應(yīng)當定期對船舶進行維護，觀察自動化系統(tǒng)的運行情況，保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。與新航海技術(shù)融合，可提升船舶自動化水平，一旦發(fā)生碰撞可激發(fā)防御功能，最大程度地降低人為因素導(dǎo)致的安全事故，避免船舶上的人員受到傷害。在船舶自動避碰系統(tǒng)中有很多的結(jié)構(gòu)，包括航行方向控制及整體控制、自動化控制等。避碰控制作為自動化控制的重要內(nèi)容，一旦發(fā)生碰撞風險可及時調(diào)轉(zhuǎn)方向，使船舶的位置偏離，避免發(fā)生碰撞。船舶在運行過程中，通過各類技術(shù)可獲得行駛信息，根據(jù)碰撞后的風險程度，制訂科學(xué)的應(yīng)急處理方案。航行控制根據(jù)航行環(huán)境制定，為船舶制定一條高質(zhì)量的路線，對原本的航線進行優(yōu)化，確保航行過程中的安全性。在航行過程中，自動控制系統(tǒng)對航行速度及航向方向、船舶位置綜合分析，保證船舶處于穩(wěn)定的航行狀態(tài)，根據(jù)計劃路線順利行駛。結(jié)合安全管理規(guī)定，自動控制系統(tǒng)適當調(diào)整方案，避開危險目標，并保證運行期間的穩(wěn)定性，而并非突然轉(zhuǎn)向。在自動避碰系統(tǒng)中，通過局域網(wǎng)采集信號，管理計算機一般是先進的工業(yè)計算機，界面接受信息及處理信息的能力強、反應(yīng)速度快，接收到傳播碰撞信息后可快速做出反應(yīng)，盡可能降低碰撞事故的發(fā)生率。在參數(shù)顯示界面上，每個測量值及測量名稱出現(xiàn)在大屏幕上，一旦超出界限會發(fā)出警報，紅燈自然閃爍，大屏幕也會出現(xiàn)新的數(shù)值[8]。大屏幕傳感器發(fā)生問題時，需要及時檢測傳感器故障，相關(guān)技術(shù)人員及時整改。開啟監(jiān)控系統(tǒng)后，船舶監(jiān)控界面均在屏幕上呈現(xiàn)。對巡回參數(shù)關(guān)鍵點進行觀察，打開測量參數(shù)要點畫面，在標題上輸入功能按鍵，會彈出相關(guān)的對話框。一旦測量值超出范疇，會開啟聲光報警。按下靜音按鈕才能回到正常界面，解除聲光報警。在數(shù)據(jù)上，需要定期記錄船舶與障礙物的距離，并儲存到數(shù)據(jù)系統(tǒng)，便于在航行后調(diào)取與分析。
2.3AIS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用
2.3.1AIS與GMDSS技術(shù)組合應(yīng)用
GMDSS系統(tǒng)作為海上信息系統(tǒng)，在應(yīng)用過程中，系統(tǒng)運行期間直接連接地面信號，數(shù)據(jù)短時間傳遞給駕駛者，其中包括天氣信息及其他船舶的運行信息。在航行期間發(fā)生緊急事故，也可GMDSS系統(tǒng)提示。通過該系統(tǒng)，也能使駕駛員掌握數(shù)據(jù)差值，船舶發(fā)生危險進行搜救過程中，也要使用AIS系統(tǒng)提供輔助[9]。在應(yīng)用AIS系統(tǒng)中對遇難船舶信息進行傳遞，及時查詢失蹤人員情況。通過高新技術(shù)搜救的成功率更高，若船舶沒有AIS技術(shù)，搜救人員則攜帶電子海圖中的AIS應(yīng)答器，進入現(xiàn)場模擬搜救，提升搜救成功率，并將信息傳遞給附近船舶，完成多船搜救，進一步提升搜救率。
2.3.2AIS與ARPA技術(shù)組合應(yīng)用
ARPA系統(tǒng)受到天氣及地理環(huán)境影響，往往無法辨識船只。顯示器可能出現(xiàn)假回波的情況，一旦工作人員觀察中無法對波形進行辨識，容易導(dǎo)致船舶發(fā)生風險。若物標反射無線電波的功能不強，ARPA在運行過程中發(fā)生漏電的概率高，在天黑后或者霧氣較大的情況下，難以避免船舶之間發(fā)生碰撞，發(fā)生安全隱患的概率高。在回波較大的情況下，系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響，無法及時完成定位，容易發(fā)生追蹤失敗。船舶進入復(fù)雜海域后，跟蹤船舶目標可能發(fā)生偏離，船舶的信號獲取及各類數(shù)據(jù)的信息技術(shù)存在缺陷，無法及時將具體信息反饋給觀測員。該問題無法解決，會導(dǎo)致監(jiān)控的信息準確率不足，技術(shù)缺陷導(dǎo)致電波在傳輸時遇到障礙物，無法及時繞過，最大作用距離縮短[10]。對此，船舶上單一應(yīng)用APRA技術(shù)存在缺陷，發(fā)生碰撞風險的概率高。ARPA技術(shù)與AIS技術(shù)融合，可及時將APRA的缺陷彌補，在實際應(yīng)用中，AIS技術(shù)可自動識別船舶同口岸的通信信息，有效解決船舶碰撞的相關(guān)問題，自動獲得海上船舶信息。AIS技術(shù)對外界具有較強的抵抗功能，不會產(chǎn)生復(fù)雜的波形，可提升ARPA的辨識功能，對船舶監(jiān)控能力提升有一定幫助，兩種技術(shù)融合應(yīng)用可降低船舶的運行風險。AIS技術(shù)電磁波繞射能力優(yōu)勢大。從數(shù)據(jù)上看，可監(jiān)測遠距離位置，且不會受到障礙物遮擋印象，處理監(jiān)測盲點，從而彌補ARPA數(shù)據(jù)不全的問題。兩種技術(shù)在同一船舶上應(yīng)用，降低船舶碰撞風險，也能避免追蹤過程中船舶目標發(fā)生偏離。
2.3.3AIS與ARPA、ECDIS組合應(yīng)用
這3種技術(shù)組合的目的是搭建導(dǎo)航系統(tǒng)。船舶在建設(shè)的過程中，AIS技術(shù)可將信號發(fā)送給ECDIS以及ARPA，技術(shù)功能發(fā)揮到最大，接口電路連接網(wǎng)絡(luò)后，系統(tǒng)功能隨之提升。比如：在目標疊加過程中，ARPA通過數(shù)據(jù)連接口獲得信息，數(shù)據(jù)進入ECDIS中，對船舶信息進行追蹤，保證船舶運行穩(wěn)定及安全性。在圖像疊加上ARPA連接數(shù)據(jù)線路后，將信息傳遞給ECDIS系統(tǒng)，完成精準定位。ECDIS系統(tǒng)通過附加設(shè)備可快速獲得船只行駛速度及方位，并進行過濾處理，顯示海圖上的船舶位置及周圍船舶情況。通過該ECDIS系統(tǒng)獲得數(shù)據(jù)更為精準，掌握海上領(lǐng)域的實際情況，實時監(jiān)控船舶運行信息。如果監(jiān)控過程中發(fā)生特殊問題，與計劃航行路線相比，可避免航行偏離軌道，ECDIS系統(tǒng)可安裝報警設(shè)備，根據(jù)相關(guān)規(guī)定接收到GPS信號，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行狀態(tài)。在船舶運行中使用AIS技術(shù)，可觀察其他船舶的具體信息，包括船舶的位置及規(guī)格、名稱、航線等。
3結(jié)語
現(xiàn)代航海技術(shù)處于高速發(fā)展階段，各種高新技術(shù)層出不窮，為航海技術(shù)發(fā)展提供新的動力。信息化技術(shù)與現(xiàn)代管理技術(shù)融合，有利于提升航海水平，使航海活動得以健康發(fā)展。我國的航海技術(shù)已經(jīng)處于世界先進水平，除海洋運輸外，在海洋探測及海洋鉆井方面取得不錯的成果。未來的航海技術(shù)中，各個國家關(guān)注貿(mào)易運輸及航行安全，保證安全的情況下順利完成各項貿(mào)易。AIS系統(tǒng)作為新興船舶導(dǎo)航系統(tǒng)，該技術(shù)在船舶應(yīng)用上，融合通信及信息處理等多項技術(shù)，為船舶運行提供準確的信息，從而將船舶運行的安全性最大程度提升。
作者:鄺建華 單位:中國人民武裝警察部隊海警總隊海南支隊
機械制造分析3
機械制造產(chǎn)業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，近年來，隨著我國綜合國力的不斷上升，工程機械化水平逐漸提高。傳統(tǒng)的械設(shè)計制造中存在技術(shù)過時、性能落后等問題，不僅影響了機械設(shè)計制造的質(zhì)量與效率，還存在著較大的安全隱患，對我國機械制造行業(yè)的發(fā)展也極為不利。在機械的設(shè)計制造過程中要充分利用高科技集成化技術(shù)的優(yōu)勢，根據(jù)企業(yè)的實際發(fā)展需求和多樣化的應(yīng)用場景，提升機械設(shè)備的自動化和智能化水平，提高設(shè)備的工作效率、安全性、穩(wěn)定性。
1機械設(shè)計制造中的自動化技術(shù)類型
1.1自動檢測技術(shù)
自動檢測技術(shù)是機械設(shè)計制造自動化技術(shù)中較為重要的一項技術(shù)，在機械設(shè)計過程中發(fā)揮著極其重要的作用。自動檢測技術(shù)集成度較高，能賦予機械設(shè)備較強的傳感靈敏度，進一步提升設(shè)備的使用價值。在機械設(shè)備中應(yīng)用自動檢測技術(shù)，可提升設(shè)備的性能，使設(shè)備能根據(jù)具體的工況，及時進行信號調(diào)節(jié)，保證各項參數(shù)能夠符合作業(yè)要求，讓設(shè)備始終夠處于良好的運行狀態(tài)。除此以外，通過結(jié)合傳感技術(shù)，機械設(shè)備可以統(tǒng)一掃描并存儲生產(chǎn)零部件的關(guān)鍵參數(shù)，對作業(yè)數(shù)據(jù)進行科學(xué)合理地分析和處理，從而保證作業(yè)的準確性和有效性，提高機械生產(chǎn)整體效率。當所有工序完成以后還可自動生成備份，工作人員通過查看備份，便可以輕松了解機械設(shè)備的整體運行狀態(tài)，準確把控機械設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量和作業(yè)效率。
1.2綜合自動化技術(shù)
綜合自動化技術(shù)是充分利用計算機設(shè)計系統(tǒng)、計算機輔助制造系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、中央生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫等信息化技術(shù)在數(shù)據(jù)處理方面的高效能、智能化優(yōu)勢，構(gòu)建一套符合特定工況下的機械設(shè)計制造系統(tǒng)，可大幅度提升機械設(shè)備生產(chǎn)的時效性和工作效率，消除作業(yè)中存在的安全隱患和降低機械設(shè)備的故障率。在我國科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，機械設(shè)計制造行業(yè)的發(fā)展離不開信息技術(shù)的應(yīng)用，越來越多的生產(chǎn)企業(yè)在機械設(shè)計制造過程中開始應(yīng)用計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)、技術(shù)算計輔助制造系統(tǒng)，以構(gòu)建設(shè)計、試驗、改進、制造、裝配、檢驗、包裝一體化的綜合自動化制造系統(tǒng)。目前，綜合自動化技術(shù)一般包含加工單元、管理單元、檢測單元三個主要部分，各個部分分散式運行，由中央處理器統(tǒng)一管理，采取分散化運作，集中化管理的原則，實現(xiàn)信息的快速、高效處理，提高整機械設(shè)計制造的靈活性。
1.3柔性生產(chǎn)自動化技術(shù)
柔性生產(chǎn)自動化技術(shù)以工藝的設(shè)計為前提，以數(shù)控技術(shù)為核心，可實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)全過程的自動化，相比傳統(tǒng)機械制造方法，有著加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、可加工復(fù)雜曲面的工件、有利于智能化生產(chǎn)管理、可減少勞務(wù)成本等優(yōu)勢。柔性生產(chǎn)自動化技術(shù)結(jié)合了信息技術(shù)的優(yōu)勢，以數(shù)字化加工為基礎(chǔ)可充分收集產(chǎn)品的生產(chǎn)信息，根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)實際的生產(chǎn)設(shè)備類型，按照相應(yīng)生產(chǎn)目標來進行自動化生產(chǎn)。管理人員通過信息技術(shù)能夠?qū)Ω黜椛a(chǎn)工序進行動態(tài)化監(jiān)控，全方位收集產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并且還能根據(jù)各項數(shù)據(jù)之間的差異進行自動化對比，在生產(chǎn)過程中對設(shè)備參數(shù)及時進行調(diào)節(jié)，從而保證產(chǎn)品生產(chǎn)的規(guī)范性和科學(xué)性。2多元化分析視角下機械設(shè)計制造及自動化應(yīng)用
2.1多元化應(yīng)用的趨勢
從宏觀上而言，自動化技術(shù)的多元化應(yīng)用是機械設(shè)計制造行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢，也是完善機械設(shè)計制造加工體系的主要途徑之一。未來，機械設(shè)備制造企業(yè)自動化技術(shù)的應(yīng)用將朝著多元化方向發(fā)展，大規(guī)模應(yīng)用自動化技術(shù)與智能化技術(shù)是提高我國機械制造企業(yè)國際競爭力的決定性因素。可編程控制器、智能工業(yè)機器人等先進設(shè)備是自動化技術(shù)多元化應(yīng)用的成果，其所包含了信息技術(shù)、傳感技術(shù)、計算機技術(shù)等多項先進技術(shù)，通過融合各項自動化技術(shù)的優(yōu)勢，從整體上提高機械設(shè)計制造的水平，推動機械設(shè)計制造行業(yè)向自動化、智能化轉(zhuǎn)型，為我國制造行業(yè)提升綜合實力奠定技術(shù)基礎(chǔ)。從微觀上而言，機械制造企業(yè)想要增強企業(yè)競爭力，提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量與效率，多元化應(yīng)用自動化技術(shù)將是大勢所趨。利用自動檢測技術(shù)、綜合自動化技術(shù)、柔性生產(chǎn)自動化技術(shù)的優(yōu)勢對企業(yè)的生產(chǎn)和管理系統(tǒng)進行合理優(yōu)化和升級，可讓企業(yè)在激烈的市場競爭中占據(jù)一席之地，實現(xiàn)成本的有效控制，減少資金的投入，及時根據(jù)市場需求對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和質(zhì)量完成升級，避免出現(xiàn)資源的浪費情況，提升管理水平，促進企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。
2.2多元化應(yīng)用研究的方向
相較于其他工業(yè)強國，我國工業(yè)起步較晚，基礎(chǔ)薄弱，技術(shù)相對落后。在當前全球經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，部分國家通過設(shè)置技術(shù)壁壘等手段限制我國機械制造行業(yè)的發(fā)展。自動化技術(shù)的多元化應(yīng)用成為了我國機械設(shè)計制造業(yè)突破當前發(fā)展困境的必然選擇，科研人員除了要關(guān)注自動檢測技術(shù)、綜合自動化技術(shù)、柔性生產(chǎn)自動化技術(shù)的應(yīng)用，還要與時俱進，合理利用各類新科技的研究成果，充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)合信息化技術(shù)，根據(jù)新型技術(shù)的特點和行業(yè)的發(fā)展趨勢將其應(yīng)用到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。近年來，納米技術(shù)和精密加工技術(shù)日益成熟，應(yīng)用范圍愈發(fā)廣泛，已成為國外制造業(yè)強國未來研究自動化技術(shù)多元化應(yīng)用的新方向。納米技術(shù)有著很強的綜合學(xué)科交叉性，在材料工業(yè)和機械制造業(yè)上的應(yīng)用，可從分子的角度提升產(chǎn)品的精密度和穩(wěn)定性，結(jié)合電子束光刻技術(shù)，甚至可實現(xiàn)對單個分子的重組，在機械設(shè)計制造領(lǐng)域的有著廣闊的應(yīng)用空間。精密加工技術(shù)已成為衡量一個國家制造水平的重要指標，我國對于精密加工技術(shù)的研究起步于20世紀80年代，但其應(yīng)用僅限于軍工、航空等特殊領(lǐng)域。近年來，隨著精密加工設(shè)備和工藝的發(fā)展，其應(yīng)用范圍已進入民用領(lǐng)域，可通過分子動力學(xué)模仿技術(shù)研究納米級別的機械設(shè)計加工過程，使材料的物理和化學(xué)性能得以優(yōu)化，進一步提升產(chǎn)品的穩(wěn)定性、耐用性、精確度。精密加工技術(shù)在發(fā)展的初期僅限于提升零部件的加工精度和表面強度，隨著產(chǎn)品要求的提高，其應(yīng)用已滲透入機械設(shè)計制造的整個生產(chǎn)過程。
3結(jié)語
自動化技術(shù)的多元化應(yīng)用是我國機械制造行業(yè)未來發(fā)展的必然選擇，它不但能夠有效解決傳統(tǒng)機械制造過程中存在的各項問題，還能簡化機械制造的生產(chǎn)流程，使生產(chǎn)管理能夠更加科學(xué)化、合理化，幫助企業(yè)控制生產(chǎn)成本，提高整體效益，打造企業(yè)核心競爭力。科研人員要充分發(fā)揮自動檢測技術(shù)、綜合自動化技術(shù)、柔性生產(chǎn)自動化技術(shù)的優(yōu)勢，進一步提升其在機械設(shè)計制造行業(yè)中的應(yīng)用水平，攻克納米技術(shù)和精密加工技術(shù)的技術(shù)難關(guān)，提高我國機械設(shè)計制造業(yè)的整體自動化水平，推動我國機械制造行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。
作者:張兵 單位:贛西科技職業(yè)學(xué)院
機械制造分析4
拉伸試驗、彎曲試驗、沖擊試驗、硬度測試、金相檢驗等是熱軋板材出廠交付前的必要檢測項目，是評價熱軋板材質(zhì)量的重要依據(jù)。傳統(tǒng)試樣的加工工藝采取的是人工核對樣板、編寫樣號、剪切和銑削等加工方式，這種方式不僅效率低而且存在試樣編號、方向、尺寸等易出錯的問題［１－２］。筆者通過對檢驗項目進行分解，制定了相對應(yīng)的試樣標示、項目類型、尺寸及位置代碼規(guī)則定義，結(jié)合自動化技術(shù)，實現(xiàn)了對板材試樣的自動加工、自動試驗，提高了試樣加工和檢測的效率及精度，避免了人為錯誤，滿足了試樣檢驗的準確性、及時性及溯源性要求。熱軋板材全自動智能檢測線的主要設(shè)備包括激光切割機、多功能加工中心、全自動拉伸試驗機、關(guān)節(jié)機器人等，配套了先進的視覺識別、定位碼放、智能料倉、尺寸測量等裝置，并與產(chǎn)銷一體化、ＬＩＭＳ（實驗室數(shù)據(jù)管理專用系統(tǒng)）無縫銜接。特有的集成管控系統(tǒng)可實現(xiàn)試樣分揀、激光切割、精加工以及拉伸檢測全流程自動化，提升熱軋板卷的試樣加工能力、檢測效率和質(zhì)量管控水平。全自動加工檢測流程圖如圖１所示。
１ 自動化技術(shù)在熱軋成品檢驗中應(yīng)用的必要性
１．１ 提高試樣制備的安全可控程度
熱軋成品的力學(xué)性能檢測試樣制備需要機械加工設(shè)備，然而機械加工設(shè)備經(jīng)常發(fā)生安全事故。這些事故發(fā)生的原因是多方面的，如：操作人員的安全意識薄弱、設(shè)備不安全、管理不到位和環(huán)境的影響等。自動生產(chǎn)線配套的防護圍欄及安全門、安全光柵，控制自動生產(chǎn)線內(nèi)各設(shè)備的運動等可以降低事故發(fā)生的概率［３－４］。
１．２ 提高試樣的加工和檢測效率
拉伸試樣的加工與檢測需要經(jīng)過以下４個步驟：①使用剪板機（厚度小于１０ｍｍ的材料）或鋸床（厚度不小于１０ｍｍ的材料）分切出毛坯樣；②使用立式銑床加工兩個側(cè)面；③雙開肩加工平行長度部分；④使用自動拉伸試驗機和手動拉伸試驗機進行拉伸試驗。彎曲試樣的加工與檢測需要經(jīng)過以下３個步驟：①使用剪板機（厚度小于１０ｍｍ材料）或鋸床（厚度不小于１０ｍｍ材料）分切出毛坯樣；②使用立式銑床加工兩個側(cè)面；③使用手動彎曲試驗機進行彎曲試驗。
沖擊試樣加工與檢測需要經(jīng)過以下９個步驟：①使用剪板機（厚度小于１０ｍｍ材料）或鋸床（厚度不小于１０ｍｍ材料）分切出毛坯樣；②使用立式銑床加工兩個側(cè)面；③轉(zhuǎn)移樣號，樣號字頭朝向軋制面（關(guān)系到開槽，開Ｖ型槽要沿厚度方向），使用立式銑床去除厚度；④使用鋸床分切出３個小樣；⑤使用立式銑床加工每個小樣的兩個側(cè)面；⑥使用平面磨床磨四面，保證表面粗糙度小于５μｍ；⑦使用拉床加工Ｖ型槽；⑧抽查Ｖ型槽的深度及角度；⑨使用自動沖擊試驗機或手動沖擊試驗機進行沖擊試驗。硬度試樣加工和檢測需要經(jīng)過以下４個步驟：①使用剪板機（厚度小于１０ｍｍ材料）或鋸床（厚度不小于１０ｍｍ材料）分切出毛坯樣；②使用立式銑床加工兩個側(cè)面；③在金相制樣室進行磨拋；④使用手動布氏硬度計、手動洛氏硬度計、手動維氏硬度計或自動維氏硬度計進行硬度測試。這些工藝存在的問題主要表現(xiàn)在：①所有試樣均為人工加工，工作時間長，勞動效率低；②加工流程復(fù)雜，核對試樣、剪切、鋸切、銑、開口等各環(huán)節(jié)對樣號的控制困難，需多次核對試樣，不便于試樣的過程質(zhì)量控制；③由于均為人工加工，且加工設(shè)備比較陳舊，因此存在試樣的加工精度偏差和波動大的問題，影響檢測精度；④對于高強鋼，如鋸片鋼，因其合金含量較高，且硬度大，現(xiàn)在的加工設(shè)備存在能力不足的問題；⑤試樣標記全部為手動打號。
自動生產(chǎn)線的優(yōu)點在于：①可以滿足熱軋板卷的加工和檢測需求，單批試樣檢測周期實現(xiàn)了從小時級到分鐘級的跨越，平均檢測時間縮短近４０％，為加快庫存周轉(zhuǎn)提供了有力的支撐；②自動化系統(tǒng)集樣料的識別、分揀、切割、加工、檢測等環(huán)節(jié)于一體，全流程“一鍵式”操作，控制閉環(huán)、無人干預(yù)，且試樣加工精度由±０．１ｍｍ提高到±０．０２ｍｍ，更好地滿足了高端客戶對質(zhì)量的要求；③現(xiàn)場安全生產(chǎn)條件及作業(yè)環(huán)境得到改善，全流程設(shè)備設(shè)施均配套安全連鎖防護裝置，有效提升了安全管理水平；④形成了一批可示范、可復(fù)制、可推廣的熱軋板卷試樣的加工、檢測等先進制造技術(shù)，成為自動化、信息化、智能化技術(shù)集成應(yīng)用的行業(yè)示范項目。
２ 自動化技術(shù)在熱軋成品檢驗中的應(yīng)用方向
提高熱軋成品物理性能檢驗機械設(shè)備的工作效率，實現(xiàn)機械與電氣自動化的結(jié)合是當前理化檢驗行業(yè)內(nèi)的共識。自動化技術(shù)就相當于理化檢驗行業(yè)的一場機械改革，只有牢牢抓住這個改革機遇，企業(yè)才能有更好的發(fā)展、更光明的未來［５－６］。在面對一場改革時，企業(yè)一般猶豫不決，但是未來理化檢驗行業(yè)的發(fā)展方向就是建設(shè)一套完整的自動化機械設(shè)備，實現(xiàn)加工、檢測一體化，將精密的電子信息控制技術(shù)應(yīng)用在理化檢驗行業(yè)中，切實提高企業(yè)的工作效率和安全控制［７－８］。接下來具體分析自動化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)物理性能檢驗實驗室中的應(yīng)用實例。
２．１ 集中管控系統(tǒng)技術(shù)
管控系統(tǒng)與自動分揀上料單元、激光切割下料單元、復(fù)合精加工單元、全自動拉伸試驗單元進行信息交互、指令收發(fā)，實現(xiàn)試料、坯料及試樣的檢驗任務(wù)分配及全流程狀態(tài)跟蹤。管控系統(tǒng)具有質(zhì)量檢驗相關(guān)規(guī)則的維護、匹配功能；具有設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲和分析，以及安全、可靠的連鎖控制功能。集中管控系統(tǒng)包括：任務(wù)分配跟蹤系統(tǒng)、工藝規(guī)則配置系統(tǒng)、一級ＰＬＣ（可編程邏輯控制器）控制系統(tǒng)、設(shè)備管控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)等。根據(jù)ＬＩＭＳ委托和來樣信息，集中管控系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)規(guī)則自動編排加工、檢測工藝流程，進行動態(tài)模擬、直觀顯示；集中管控系統(tǒng)具有人工干預(yù)、調(diào)整功能，支持人工新增加急、科研等任務(wù)，支持對所有待執(zhí)行任務(wù)進行查詢、調(diào)整、刪除操作，可以實現(xiàn)任務(wù)明細定制化流程，對系統(tǒng)自動生成或人工創(chuàng)建的加工、檢測任務(wù)統(tǒng)一進行管理，并實現(xiàn)單條任務(wù)執(zhí)行的全流程跟蹤，實時顯示任務(wù)明細和待處理狀態(tài)。實現(xiàn)對關(guān)鍵裝備工作狀態(tài)及試樣傳遞位置的動態(tài)跟蹤，下發(fā)上料、下料、碼放、收集等指令，實現(xiàn)試樣（含廢料、殘樣）的全流程跟蹤、管理，確保加工、檢測全流程信息的可追溯性。系統(tǒng)設(shè)有報警機制，執(zhí)行任務(wù)時間超過限定時長或某個環(huán)節(jié)無法正常按照計劃要求工作時，執(zhí)行報警工作，人工確認后可以切換工作模式，調(diào)整工藝路線。集中管控系統(tǒng)可對任務(wù)執(zhí)行進行統(tǒng)計和分析，不斷優(yōu)化工藝模型，確保生產(chǎn)效率的最大化；其可對激光切割機、精加工中心、拉伸試驗機、自動分揀上料機器人、激光切割下料機器人、精加工上下料機器人、拉伸試驗上料機器人以及相應(yīng)的視覺識別、等待位、轉(zhuǎn)出位、廢料輸出裝置等設(shè)備設(shè)施的工藝邏輯、控制規(guī)則進行配置和調(diào)整。系統(tǒng)可顯示各個設(shè)備設(shè)施狀態(tài)（包含工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)），結(jié)合實際加工和檢測信息，對設(shè)備運行效率進行量化統(tǒng)計、分析。對各個單元和設(shè)備設(shè)施的電氣、潤滑、液壓等運行狀態(tài)進行監(jiān)控，部分設(shè)備出現(xiàn)故障后可實現(xiàn)自檢功能、故障報警、故障類型和故障點信息提示，便于故障點的查找和維修。出現(xiàn)設(shè)備故障時，系統(tǒng)自動將故障設(shè)備停運；如果下道工序設(shè)備出現(xiàn)故障，上道工序設(shè)備正常運行，則試樣從人工位輸出并有相應(yīng)提示，任何單體設(shè)備故障不得影響其他子系統(tǒng)的正常運行。所有設(shè)備設(shè)施具有單體控制、調(diào)試功能，方便日常維修以及校準、檢定。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具有安全、可靠的大數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計、分析功能，可對試樣分析數(shù)據(jù)進行分析、梳理、歸檔存儲，便于試樣制樣溯源。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還可優(yōu)化檢測結(jié)果報出流程，根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則進行數(shù)值比對、報警，自動審核、上傳。
２．２ 自動激光切割技術(shù)
全自動激光切割系統(tǒng)配備功率為６ ０００Ｗ的激光器，可伸縮式試樣臺，試樣識別分揀、小樣放置平臺，設(shè)備除塵、水冷系統(tǒng)等。通過接收總控系統(tǒng)下達的切割指令和切割圖形，該系統(tǒng)可完成試樣形狀、尺寸、位置等信息的匹配，快速完成不同試樣的切割任務(wù)。視覺系統(tǒng)識別切割試樣的位置，分揀機械手逐個抓取至指定位置。帶可視系統(tǒng)的分揀機器人將拉伸和彎曲試樣按種類分揀到加工中心區(qū)域的放樣平臺上，根據(jù)切割指令，自動將其他檢驗項目的試樣分配到交替式料盒中，將試樣按用途分類，人工取走試樣進行下一步檢驗。整臺設(shè)備滿足ＧＢ／Ｔ ２９７５—２０１８《鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗取樣位置及試樣制備》、ＧＢ／Ｔ２２８．１—２０１０《金屬材料拉伸試驗第１部分：室溫試驗方法》的相關(guān)要求。整個子系統(tǒng)按照標準ＧＢ／Ｔ７２４７．１４—２０１２《激光產(chǎn)品的安全第１４部分：用戶指南》執(zhí)行任務(wù)，防護等級按照４類激光防護；依靠可變化承托式夾具承托不同規(guī)格的樣板，設(shè)備可根據(jù)來料信息厚度、切割信息等指令，適應(yīng)毛坯試樣的來料尺寸，以保證試樣切割尺寸的準確度。高速響應(yīng)的激光功率坡調(diào)可保證拐角及尖角的切割質(zhì)量；插補補償功能保證直線、圓弧插補和割縫補償，保證切割工件的成品率；特有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可按照管控系統(tǒng)指令切割的材料及其厚度，控制器自動從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出切割參數(shù)，提高了加工的靈活性；系統(tǒng)有具體的報警信息并附帶故障處理方法。
２．３ 復(fù)合精加工中心技術(shù)
全自動復(fù)合精加工中心是建設(shè)一條薄規(guī)格試樣物理性能的全自動加工、檢測系統(tǒng)。該子系統(tǒng)由一臺全自動機床與機械手組成，通過單元自動化系統(tǒng)與總控自動化系統(tǒng)高度結(jié)合，實現(xiàn)了試樣從下料到成品加工的全過程控制和加工。全自動拉伸試樣加工系統(tǒng)集成了１臺多功能板材試樣加工中心、１臺機械手、多個緩存平臺與測量設(shè)備，可實現(xiàn)對拉伸試樣、彎曲試樣、金相試樣、硬度試樣的精加工及切邊加工，消除熱影響區(qū)。機械手將試樣放入拉伸加工中心指定工位，自動夾持緊固，試樣的加工信息通過上位控制系統(tǒng)傳入拉伸加工中心，拉伸加工中心根據(jù)上位控制系統(tǒng)傳入的指令和信息對材料進行確認，確認完成后，加工中心自動根據(jù)指令調(diào)用相關(guān)程序完成材料的加工，加工完成后，試樣由機械手取樣輸送至下料中轉(zhuǎn)托盤，準備進行試驗。整套設(shè)備對試樣加工均滿足ＧＢ／Ｔ ２９７５—２０１８、ＧＢ／Ｔ２２８．１—２０１０、ＧＢ／Ｔ ２２９—２００７《金屬材料夏比沖擊試驗方法》、ＧＢ／Ｔ ５３１３—２０１０《厚度方向性能鋼板》、ＡＳＴＭ Ａ３７０—２０１７《鋼制品力學(xué)性能試驗的標準試驗方法和定義》、ＡＳＴＭ Ｅ８—２０１６《金屬材料拉伸試驗方法》、ＡＳＴＭ Ｅ２３—２０１８《金屬材料缺口試樣標準沖擊試驗方法》等的相關(guān)要求。
２．４ 自動拉伸試驗技術(shù)通過管控系統(tǒng)信息指令，全自動拉伸試驗機系統(tǒng)將需要進行試驗的數(shù)據(jù)發(fā)送至計算機，機器人把加工好的試樣放置到拉伸試驗機暫存臺，自動拉伸試驗系統(tǒng)對試樣信息進行掃碼復(fù)核，自動識別試樣字串碼，自動匹配檢測管控系統(tǒng)中相對應(yīng)的試樣信息。自動抓取試樣，并通過３點測量試樣的截面尺寸，上樣對中裝置自動將試樣送到拉伸試驗機上，自動按設(shè)定程序進行拉伸試驗，自動完成試驗數(shù)據(jù)的分析，自動上傳試驗結(jié)果到管控系統(tǒng)，管控系統(tǒng)自動對比數(shù)據(jù)是否合格，將不合格的殘樣放置在不合格殘樣收集盒內(nèi)，管控系統(tǒng)報警提示，人工處理。
３ 熱軋成品檢驗中自動化技術(shù)的發(fā)展前景自動化技術(shù)與熱軋成品力學(xué)性能試樣加工、檢測設(shè)備的融合應(yīng)用已經(jīng)是大勢所趨。在未來，智能自動化技術(shù)將會進一步融合到力學(xué)性能檢驗設(shè)備的生產(chǎn)研究中。隨著人工的減少，鋼鐵企業(yè)需要探索設(shè)備維修和故障診斷，重視培養(yǎng)維修人員的專業(yè)技能，提高自動化機械設(shè)備的維護程度，因為損失一臺自動化機械設(shè)備就會影響試樣的檢測進度和工作效率。同時，還應(yīng)該加強對自動化傳感器的研究，提高系統(tǒng)的監(jiān)控能力［。
作者:楊志權(quán) 張廣治 趙乃勝 雷娜 楊艷龍 單位:北京首鋼股份有限公司
