引　言

自動化技術是本世紀以來發(fā)展極迅速和影響極大的科學技術之一。現代自動化技術是一種完全新型的生產力，是直接創(chuàng)造社會財富的主要手段之一，對人類的生產活動和物質文明起著極大的推動作用。因此，自動化技術受到世界各國的廣泛重視和越來越多的應用。

機械自動化，主要指在機械制造業(yè)中應用自動化技術，實現加工對象的連續(xù)自動生產，實現優(yōu)化有效的自動生產過程，加快生產投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術的應用與發(fā)展，是機械制造業(yè)技術改造、技術進步的主要手段和技術發(fā)展的主要方向。機械自動化的技術水準，不僅影響整個機械制造業(yè)的發(fā)展，而且對國民經濟各部門的技術進步有很大的直接影響。因此，發(fā)展我國的機械制造業(yè)自動化技術，符合我國社會主義的基本原則，符合我國現代生產的發(fā)展規(guī)律。

如何發(fā)展我國的機械自動化技術，這里有個技術政策問題，應實事求是，一切從我國的具體國情出發(fā)，做好各項基礎工作，走中國的機械自動化技術發(fā)展之路。

１　結合我國國情，發(fā)展現代機械自動化技術

國內外的工業(yè)發(fā)展史告訴我們，實現機械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當機器的操作采用自動控制器后，生產方式才從機械化逐步過渡到機械控制（傳統(tǒng)）自動化、數字控制自動化、計算機控制自動化。只有建立了自動化工廠后，生產過程才能全盤自動化，才能使生產率全面提高，達到自動化的高級理想階段。

機械自動化技術從本世紀２０年代首先在機械制造冷加工大批量生產過程中開始發(fā)展應用，６０年代后為適應市場的需求和變化，為增強機械制造業(yè)對市場靈活快速反應的能力，開始建立可變性自動化生產系統(tǒng)，即圍繞計算機技術的柔性自動化。它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下，機器設備或生產管理過程通過自動檢測、信息處理、分析判斷自動地實現預期的操作或某種過程，并能夠自動地從制造一種零件轉換到制造另一種不同的零件。社會實踐證明，這種定義下的制造系統(tǒng)自動化與當代大多數企業(yè)的實際不相容。當代社會還沒有在科學技術、物質和人員方面準備好實現這一自動化的條件，硬要這么做只會事倍功半。這種情況對于離散生產方式的機械制造業(yè)也不例外，難度會更大些。

７０～８０年代國際上出現了開始采用計算機集成制造系統(tǒng)CIMS(Computer Integrated Manufacturing），柔性自動化生產模式也有這種情況。初期犆犐犕犛以信息集成為重點，以較高的自動化程度為特征，但在實現過程中遇到了困難。鑒于實現計算機集成制造系統(tǒng)的全盤自動化所需的巨額投入（一個全盤自動化工廠耗資數百億美元，柔性制造系統(tǒng)一般價格為６００～２５００萬美元），所承擔的巨大風險，加之技術上的難度與可靠性等問題，世界工業(yè)發(fā)達國家已開始“碰壁轉產”，轉而注重信息集成的效果，追求低成本自動化LCA(Low Cost Automation）的企業(yè)組織結構和運行方式。目前，世界各國的機械自動化水準除少數工業(yè)發(fā)達國家的某些生產部門外，大多數還處于操作階段的自動化。我國也不例外，需要循序漸進，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動化的高級理想階段邁進。 實現我國機械自動化技術是一個長期的過程，不可能一蹴而就。當前，我國還處在社會主義初級階段，經濟、財力、生產力水準、國民素質等，與世界主要國家的差距是很大的；我國有豐富的勞動力資源，每年城鎮(zhèn)新增就業(yè)人口達兩千多萬，且今后每年的就業(yè)人數還會增加。機械自動化最大限度地提高勞動生產率，勞動力的過剩和分工的轉移就是一個現實問題。我國的產業(yè)結構層次低。我國機械制造業(yè)目前有１１.４萬個企業(yè)，發(fā)展很不平衡，有大量落后于現代水準的產業(yè)，大部分企業(yè)還比較落后，手工勞動占有相當的比重，我國能獨立開發(fā)現代機械自動化技術的企業(yè)可以說沒有；我國機械制造業(yè)企業(yè)中自動化裝備少、水準低，不僅在數量上同世界先進國家有較大差距，而且在品種上、質量上、使用上，同世界先進水準也存在階段性差距。在我國這種國情下，要把龐大的勞動力大軍從機械制造業(yè)生產崗位上撤下來，投入巨額資金改造現有的大量落后設備和研制大量的現代自動化裝備及控制裝置，在科學技術水準和人員素質不太高的情況下采用先進的技術裝備，都是不現實的。普遍發(fā)展應用計算機集成制造系統(tǒng)的“全盤自動化”或“高度自動化”，我國并不具備必要的基礎技術、經驗和投資能力。因此，要不要普遍發(fā)展全盤自動化或高度自動化CIMS技術，一定要慎重行事。而且全盤自動化或高度自動化的CIMS技術也并非我國機械制造業(yè)的當務之急，只能列為機械制造自動化技術的主要發(fā)展方向。當前我國機械制造業(yè)決不是追求全盤自動化或高度自動化的時候，不是大搞自動化，形成自動化熱的時候。

應該發(fā)展工藝成熟的大批量生產的自動化技術。大批量生產的產品品種單一，結構穩(wěn)定，產量很大，具有連續(xù)流水作業(yè)和綜合機械化的良好條件。應發(fā)展生產效率高和技術經濟效果良好的生產自動線，并在自動線的基礎上按先進的工藝方案建立綜合自動化車間和全盤自動化工廠。組合機床自動線和專用機床自動線成本低，應優(yōu)先發(fā)展。我國現階段，在產品數量較大的同類產品連續(xù)流水作業(yè)的切削加工生產中，自動化設備仍然是半自動機床、自動機床、組合機床及其組成的自動線、回轉體零件加工自動線等。而在大批量的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理和裝配等生產中，采用剛性自動化（自動單機或自動線）則是合理可行的，能取得較好的經濟效益；對于品種稍多的成批生產，應采用由快速重新調整的設備組成成組工段或流水線、可更換主軸箱組合機床自動線、短自動線和復合制造單元，實現成組自動化；而單件小批量生產，應從推廣成組技術入手，適當發(fā)展采用數控機床或加工中心，有針對性地建立一些柔性制造單元FMC(Flexible Manufacturing Cell），可取得較好的經濟效果。

在適用前提下的先進。我國作為一個發(fā)展中國家，考慮一切生產技術問題時的前提必須是適用。我國消化吸收國外柔性制造系統(tǒng)（Pseudo-FMS），是要在確保必要的生產柔性的前提下，優(yōu)化人機界面，不過分追求自動化，盡可能建立較為完善的信息系統(tǒng)，充分發(fā)展計算機管理的效益。系統(tǒng)中先進的自動化裝備和普通設備并存，系統(tǒng)的某些環(huán)節(jié)允許人工干預。這是一個典型的結合國情、實施適用先進方針的自動化技術解決方案。 跟蹤國外先進技術發(fā)展，結合實際地研制、推廣和發(fā)展適合我國國情的CIMS技術是必要的。我國目前應在消化吸收、融匯貫通國際上有用的自動化技術理論的基礎上，努力做到從我國機械制造業(yè)的實際情況出發(fā)，發(fā)展創(chuàng)新，形成有國情特征的發(fā)展自動化技術理論和學說，進行圍繞計算機技術的柔性自動化技術開發(fā)研究，以適用為前提，急需什么就解決什么的企業(yè)應用項目，取得實踐經驗再推廣應用。國外（如歐洲中等發(fā)達國家）目前發(fā)展的也是局部集成，如CAD／CAPP／CAM的集成，CAD與MIS的集成，MIS與MHS的集成等。實行效益驅動的政策，投資上有能力支持，待將來條件成熟時實現適合我國國情及企業(yè)特點的適度集成。 ２　結合生產實際，注重實用發(fā)展機械自動化技術

先進制造技術的全部真諦在于應用。發(fā)展機械自動化技術，應以企業(yè)的生產和技術發(fā)展的實際需要及具體條件為導向。只有對合適的產品采用與之相適應的自動化方式進行生產，才能收到良好的技術經濟效益和社會經濟效益。我國發(fā)展機械自動化技術，應結合實際，注重實用，即對國民經濟產生實際效益。那種盲目搞自動化、搞自動線的做法，全年生產任務只需１～２個月就完成的低負荷率生產也要搞的傾向應當糾正，對國民經濟不產生顯著促進、效率低下的要緩搞。我們要的是效益，而不單純是速度。 僅以數控機床為例，１９５８年我國開始研究數控機床NC技術。７０～８０年代初期，我國發(fā)展數控機床缺乏明確的戰(zhàn)略思想，究竟解決我國制造技術中哪些主要技術問題，似乎并不十分明確，帶有濃厚的就技術論技術色彩，偏重速度，忽視效益，造成了不少數控機床只出樣品、展品，不能提供商品，用于生產實際。７０年代中期研制成功的數控機床，除數控非圓插齒機、數控劈錐銑床等能提供商品用于生產外，相當多的數控機床未能正常提供商品，甚至有的數控機床最終還是報廢。８０年代后期乃至“八五”計劃期間，我國數控機床自動化技術發(fā)展是快速的，但卻是在曲折中前進。造成這種狀況的原因是多方面的，但主要是在發(fā)展策略上有失誤：主機攻關有背當時國內的主要市場，沒有適應生產需要發(fā)展數控機床自動化技術，結果是數控機床品種雖不少，而結構性能重復的較多，影響了自動化數控機床的實際應用；數控系統(tǒng)攻關進展不快，主機及配套件質量不過關，而且隨著國產化率的提高，使機床的可靠性降低，質量問題層出不窮，用戶反映“四面楚歌”。在已有的數控機床中，能正常使用、不能正常使用和不能使用的各占三分之一。而正常和穩(wěn)定運行的數控機床的利用率也很低。上述情況，無疑影響了我國機械自動化技術的發(fā)展應用。 又如我國的鑄造造型線品種不少，引進的多達一百幾十條，從緊實原理、PC機控制到布線方式都是先進的，可以說當今世界上幾乎所有的各類先進造型線都引進了，但能在生產中長期服役的生產線很少，相當數量的引進造型線長期閑置，沒有發(fā)揮實效。國產造型生產線因產品質量差、可靠性低、實用性差，開工率一般僅在５０％～６０％。而能在生產中長期服役的主力生產線很少，像第一汽車制造廠的０１線、第二汽車制造廠的BMD線等具有全年開工業(yè)績的線更是鳳毛麟角。這種現象不屬偶然或局部，而是帶有普遍性。據調查，我國引進的弧焊機器人，完全正常運轉、充分發(fā)揮效益的只占１／３；另外１／３處于負荷不滿或不能完全正常運轉狀態(tài)；還有１／３不能正常使用，直接影響了用戶使用更多機器人的信心。

３　發(fā)展投資少、見效快的低成本自動化技術

發(fā)展低成本自動化技術，潛力大，前景廣，投資省，見效快，提高自動化程度，可以收到事半功倍的經濟效果，適合我國現階段的發(fā)展需要和國情。９０年代美國麻省理工學院提出的精節(jié)生產LP(Lean Production)模式，就是以最小的投入，取得最大的產出的具體表現。日本豐田公司采用適時生產JIT（Just In Time）、全面質量管理TQC（Total Quallty Control）和成組技術GT（Group Technology）、彈性作業(yè)人數和尊重人性為支柱的精節(jié)生產方式，使自動化程度不高的工廠取得了良好的效益。芬蘭NOKOA Data機工廠的組裝車間內擁有一條能制造２８６、３８６和４８６微機的靈活生產線，它并不完全由自動化設備組成，中間穿插著借助計算機指導的人工參與，將高新技術與原有工藝基礎巧妙靈活地結合在一起，從而使這種生產線的造價較低，同時卻具有柔性制造系統(tǒng)的性能。實際上精節(jié)生產本身就意味著從國情和企業(yè)實際情況出發(fā)。

借鑒國外發(fā)展機械制造業(yè)低成本自動化技術的經驗是有益的。我國機械制造業(yè)各企業(yè)有大量的通用設備，在發(fā)展現代機械自動化技術時，若以原有的設備為主，合理調整機床布局，添加少量的數控設備，引入CAD／CAM技術，充分發(fā)揮計算機自動化管理的優(yōu)勢和人的創(chuàng)造性，共同構成一個以人為中心、以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產系統(tǒng)，為我國機械制造業(yè)自動化技術發(fā)展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術發(fā)展應用新途徑。

通用機床局部自動化改裝有重要意義。近期內我國對成本低、維修方便的通用機床的需要量還是不會急劇下降的，因為有廣大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)市場，有小工廠、試驗室、大型企業(yè)的工具車間等。目前我國機械制造業(yè)的企業(yè)里有各類通用機床多達３２０多萬臺，其中有不少高性能的生產設備，但由于缺少必要的輔助裝置、控制裝置、實現自動工作循環(huán)裝置等，而使這些設備的自動化程度很低。若對某些機床增加或配置如自動上下料裝置、刀具及機床的自動工作循環(huán)系統(tǒng)等，可實現單機加工過程的自動化或半自動化；對于有些如多刀半自動車床、液壓仿形車床、磨床及齒輪加工機床，配置自動料倉和工件自動裝卸裝置等，就可實現加工過程自動化。通用機床自動化改裝，是實現大批量生產單機自動化或生產線自動化程度的重要途徑之一，在產品更新換代頻繁的多品種中小批量生產中，最經濟地提高自動化程度，也有較好的經濟效果。

應用微電子技術改造已有通用設備，花錢少，見效快，是加速傳統(tǒng)設備現代自動化改造步伐，提高企業(yè)自動化技術水準的一條捷徑。用數顯、數控裝置改造通用設備，提高單機自動化程度；用可編程序控制器改造通用機床、專用機床、組合機床及其自動設備與半自動設備組成的生產線，把計算機功能完備、編程靈活、適應性強的優(yōu)點和繼電器控制簡單、抗干擾能力強、價格便宜等優(yōu)點結合起來，實現全生產線自動化作業(yè)。而用數顯、數控裝置改造的機床價格一般為全功能數控機床的１／５～１／１０，工效可比通用機床提高２～５倍。而經濟型數控機床的特點是簡單、實用、價廉、可靠、操作維修方便，其價格一般為全功能數控系統(tǒng)機床的１／３～１／２，實用性不比全功能數控機床差多少。目前，若我國能完成３２０多萬臺各類通用機床中的８０萬臺的舊機床數控改造，將大大提高我國機械制造業(yè)的自動化水準。我們應該發(fā)展這種投資省、見效快的自動化技術。

４　抓好基礎，注重配套發(fā)展機械自動化技術

現代自動化技術在機械制造中的應用就是在控制理論的指導下，對生產的物流和人的作用進行綜合的研究，涉及到機械技術、微電子技術、自動控制理論和計算機技術等。發(fā)展機械自動化技術，必須主要地關注電子學、電子計算機技術、零件檢測和機床裝料自動化，廣泛采用程序數控機床，以及研制高效的和可靠的自動化生產線、計算機應用于生產的信息系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)等。發(fā)展應用機械自動化技術，要扎扎實實地抓好自動化技術應用項目的基礎工作和從實際出發(fā)的推廣應用工作，既要發(fā)展主機，也要配套發(fā)展自動化元件及控制系統(tǒng)�？删幊炭刂破�、微處理機、各種傳感器、新型刀具、控制系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、電子計算機等將是今后機械自動化的主要技術基礎。

研究生產大量性能優(yōu)良、自動化水準高的機電產品是發(fā)展應用機械自動化技術的關鍵。自動化生產時，機械技術不再是單一的完成系統(tǒng)之間的聯接，在系統(tǒng)的結構、質量（重量）、體積、剛性和耐用性等方面對現代機械自動化技術有著重要的影響。機械技術應利用其它高新技術來更新，實現與適應現代機械自動化技術的發(fā)展；自動化生產時，機械制造系統(tǒng)的自動控制、自動檢測、伺服系統(tǒng)的操作等都少不了要應用微電子技術和自動控制理論；自動化生產時，信息的交換與處理、存取、運算、判斷和決策等都少不了要應用計算機與信息處理技術。我國目前雖已能夠生產一些類型的數控機床，但國產的數控系統(tǒng)專用芯片和交直流伺服系統(tǒng)仍不能滿足要求，攻關進展不快，還需要進口。引進的數控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的國產化率平均只達到７０％左右。在已有的數控機床中，由于軟件開發(fā)跟不上和配件不足，真正在生產中發(fā)揮作用的少。因此，要組織好機械自動化技術的引進、消化、吸收和開發(fā)工作，加強機械自動化中具有共性的基礎技術研究、開發(fā)的基礎建設，以及機械制造業(yè)的生產工藝現代化、生產過程的基本工序自動化、輔助工序自動化等的研究。只有對企業(yè)各部門的工作進行有效的協調，方方面面配套發(fā)展，發(fā)展應用自動化技術才有市場，現代自動化技術優(yōu)越性才能充分體現出來。

發(fā)展應用各種機械自動化新技術，將不斷引入其他許多學科的新概念、新理論、新技術，將使機械制造業(yè)中原有的一些傳統(tǒng)制造技術、產品和觀念等不斷更新和發(fā)展，這就要求有大量訓練有素的工程技術人員、工人和管理人員。隨著機械制造業(yè)由機械化向自動化發(fā)展，可以預料，機械制造業(yè)將越來越密切地依賴知識，依靠科學。這種新的制造模式對工人、技術人員和管理人員在技藝、經驗上的要求將逐漸降低，知識上的要求將迅速提高，工人和技術人員的界限將逐漸消失，工人必須具有較高層次的知識結構。某柴油機廠引進的一條造型自動線，全線由計算機系統(tǒng)中央控制。由于技術及管理上的原因，高度自動化的造型生產線廢品率上升２～３個百分點，可見，抓緊人才培養(yǎng)是當務之急的大事，機械制造業(yè)的廣大工程技術人員、工人、管理人員都需要學習和掌握各種自動化技術的新原理、新方法及其應用。只有有了充裕的人才資源，才能大面積推廣應用自動化技術，提高我國機械制造業(yè)的自動化水準。

綜上所述，我國機械制造業(yè)發(fā)展應用自動化技術，不但要起點高，瞄準世界先進水準，包括國際領域內已展露鋒芒的某些新技術，而且必須包括各種靈活的低成本、見效快的自動化技術，堅持提高與普及相結合的方針，我國的機械自動化技術發(fā)展應用才能健康地走上高速度、高質量和高效益之路。在我國完成無人化的工廠將恐怕不是機械制造業(yè)的主要發(fā)展模式，也不是機械自動化技術發(fā)展應用當務之急的事。這就是中國的機械自動化技術發(fā)展之路