發布時間:2023-09-19 15:26:54
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇智能制造自動化技術,期待它們能激發您的靈感。
中圖分類號:TH164 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2011)22-0102-01
自動化生產是新時期工業經濟的先進理念,機電一體化、機械制造自動化等均是工業自動化的具體表現。積極推廣智能制造技術是未來企業發展的必經之路。
1 傳統制造模式的缺陷
不可否認,傳統手工制作對當時的工業進步起到了推動作用,但在倡導科技創新的今天,傳統制造技術卻顯現了多方面的缺陷。
①生產質量低。我國工業包括重工業、輕工業等兩大類別,重工業指的是采掘業、原材料加工等,輕工業則指化工等行業。傳統的工業制造生產依賴于手工操作,許多產品的質量無法保證,如:機械制造行業靠手工打造金屬物件,產品的尺寸、形狀等指標很難達到高水平。
②生產時間長。傳統工業制造因缺乏先進的工藝流程,制造人員幾乎憑借個人經驗制造產品。對于一些先進的制造工藝未能及時采用,如:采煤行業中煤礦開采工藝落后,造成礦工每天的煤礦開采量量少,且礦工需持續工作12 h以上才能保證足夠的產量,作業時間超出預期范圍。
③生產效益少。企業投入了大量的成本投入工業制造,但由于生產產品質量不達標,成批產品無法走向市場銷售,這造成企業出現貨物囤積現象。此外,由于質量問題引起的各種補償問題均給企業經營造成很大的阻礙。早期我國工業呈現出生產投資大,回收效益少的狀況。
④生產設備缺。根據我國工業發展歷程可知,早期工業產品的制造生產70%以上均依賴于手工操作。這不僅是國內工業技術落后的表現,也是工業生產設備不足的象征。由于缺乏機械設備從事相關生產,手工制造才會一直占據工業產品加工的主流,制約了工業自動化進程的加快。
2 智能制造技術的工業運用
改革開放之后,國家對工業經濟的發展給予了高度關注,全國各地開始積極開展工業技術創新活動。經過近30年的技術改革,我國的工業制造生產已經掌握了自動化、一體化、智能化等多項技術。有了先進技術為支撐,我國的工業經濟效益開始翻倍增長,智能制造技術在工業中的運用更加普遍。工業生產自動化中引進智能制造技術的優點如下:
①人機操作。智能制造技術的最大特點是實現了“人機操作”,企業在制造高精度、高要求、高質量的產品時,必須要使用智能化操控系統保證自動化生產的質量。如:機械制造行業中,對于金屬產品的精度要求十分嚴格,若依舊安排人工制造加工時無法達到精度指標的。企業可利用計算機與數控設備建立連接,用計算機編程后輸入程序指令,機械自動化生產可保證產品精度符合要求。
②自動設計。智能機器具有強大的推理、預測、判斷等功能,制造設備可參照接收到的數字信號或程序代碼設計工業產品。產品研發人員把某個產品的重點參數及程序代碼輸入智能機器中,則可通過自動設計將產品模型顯示在計算機上,讓企業根據產品的實際情況選擇最佳方案投入生產。如:許多企業采用CAD、proE UG等自動化設計軟件,獲得的產品模型更加精準。
③虛擬生產。虛擬技術依舊以計算機為核心控制,并結合信號處理、動畫技術、智能推理、數據預測、模擬仿真等功能,對工業產品的生產流程進行模擬。虛擬化模擬生產可及時發現設計產品存在的問題,對生產制造工藝做進一步改學原料比例調整提供依據。
3 結 語
總之,隨著工業經濟效益持續增長,企業致力于擴大生產規模,制造產品的數量相比之前更多。面對這種狀況若依舊采用傳統的生產制造模式,則難以滿足生產效率指標的要求。
參考文獻:
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關鍵詞:自動化技術;機械制造;制造方式;應用分析
前言:機械制造及其自動化目標很明確,就是將機械設備與自動化通過計算機的方式結合起來,形成一系列先進的制造技術,包括CAD(計算機輔助設計)、CAM(計算機輔助制造)、FMS(柔性制造系統)等等,最終形成大規模計算機集成制造系統(CIMS),使傳統的機械加工得到質的飛躍。隨著自動化技術和各類生產加工設備的發展與成熟,我國的機械制造領域內,自動化技術已經得到了廣泛的應用,取得了了長足的進步。但必須指出的是,我國的機械制造自動化技術起步晚,相比歐美發達國家還有著不小的差距,為此我們必須不斷提高自身自動化技術,不斷完善相關制度和應用方法,形成系統化和集成化的自動化應用技術,推動了機械自動化的改革,突破了傳統自動化技術帶來的限制性因素,能夠滿足當前市場生產制造的需要,向自動化的更高階段努力前行。
1 自動化技術在機械制造中的應用意義
自動化技術是機械制造行業中的一項重要技術,被廣泛應用于普遍的機械制造行業中,能夠實現對具體加工對象的自動化生產,促進自動化生產鏈條的完善,能夠確保自動化技術在機械制造中的使用的高效和安全。自動化技術是科學技術的產物,在機械制造中的使用是行業發展的必然,能夠帶動制造行業的快速發展,使加工工藝變得更加精細。
相較于傳統的技術工藝,促進了自動化技術工藝的創新,能夠在很大程度上有效的節約人力資源,在降低降低工人的勞動強度,改善勞動條件,促進行業生產效率的提高,并能夠確保制造業行業的產品質量,顯著降低了制造成本。同時,自動化技術在制造業行業的實際應用過程中,對提升經濟效益,有效的控制行業成本也具有重要作用,能夠實現對整個生產周期的嚴格把控,有效縮短生產周期,提高生產過程的連續化,促進了產品的更新速度。因此,可知,自動化技術在機械制造行業中的應用,符合行業的發展規律,能夠促進行業技術改造和升級發展,對帶動行業發展,優化資源配置具有重要作用[1]。
2 機械制造自動化的發展及趨勢
(1)高度智能集成性
隨著計算機集成制造技術和人工智能技術在制造系統中的廣泛應用,帶有智能已成為制造自動化系統的主要特征之一。智能集成化制造系統可以根據外部環境的變化自動地調整自身的運行參數,使自己始終處于最佳運動狀態,稱為系統具有自律能力。智能集成制造系統還具有決策能力,能夠最大限度地自行解決系統運動過程中所遇到的各種問題。由于有了智能,系統就可以自動監視本身的運動狀態,發生故障則自動給予排除。如發現故障正在形成,則采取措施防止故障的發生。
智能集成化制造系統還應與CIMS的其它系統共同集成為一個有機的整體,以實現信息資源的共享。它的集成性不僅僅體現在信息的集成上,它還包括另一個層次的集成,即人和技術之間的集成,實現人機功能的合理分配,并能夠充分發揮人的主觀能動性。帶有智能的制造系統還可以在最佳加工方法和加工參數選擇、加工路線的最佳化和智能加工質量控制等方面發揮重要作用。總之,智能集成制造系統具有適應能力、自學習能力、自修復能力、自組織能力和自我優化能力。因而,這種具有智能的集成化制造系統將是制造自動化系統的主要發展趨勢之一。但由于受到人工智能技術發展的限制,智能集成制造自動化系統的實現是個緩慢的過程。
(2)人機結合的適度自動化
傳統的制造自動化系統往往過分強調完全自動化,對如何發揮人的主導作用考慮甚少。但在先進生產模式下的制造自動化系統卻并不過分強調它的自動化水平,而強調的是人機功能的合理分配,強調充分發揮人的主觀能動性。因此,先進生產模式下的制造自動化系統是人機結合的適度自動化系統。這種系統的成本不高,但運行可靠性卻很高,系統的結構也比較簡單。它的主要缺陷是人的情緒波動會影響系統的運行質量。在先進生產模式下特別是智能制造系統中,計算機可以取代人的一部分思維、推理及決策活動,但絕不是全部。在這種系統中,起主導作用的仍然是人,因為無論計算機如何“聰明”,它的智能將永遠無法與人的智能相提并論。
(3)強調系統的柔性和敏捷性
傳統的制造自動化系統的應用場合往往是大批量生產環境,這種環境不特別強調系統具有柔性。但先進生產模式下的制造自動化系統面對的卻是多品種、小批量生產環境和不可預測的市場需求,這就要求系統具有比較大的柔性,能夠滿足產品快速更換的要求。實現制造自動化系統柔性的主要手段是采用成組技術和計算機控制的、模塊化的數控設備。但這里所說的柔性與傳統意義上的柔性卻不同,人們稱之為敏捷性。傳統意義上的柔性制造制系統僅能在一定范圍內具有柔性,而且系統的柔性范圍是在系統設計時就預先確定了的,超出這個范圍時系統就無能為力。但先進生產模式下的制造自動化系統面對的是無法預測的外部環境,無法在規劃系統時預先設定系統的有效范圍。但由于系統具有智能且采用了多種新技術,因此不管外部環境如何變化,系統都可以通過改變自身的結構來適應此種變化。智能制造系統的這種“敏捷性”比“柔性”具有更廣泛的適應性。
(4)功能擴展化
理論上,完整的制造自動化系統應包括毛坯的制備、物料的存儲、運輸、加工、輔助處理、零件檢驗、裝配、部件及成品測試、油漆和包裝等內容,并將它們集成為一個有機的整體。但目前的制造自動化主要是面向零件加工的,其它內容則涉及較少。未來的制造自動化系統應逐步向前擴展到毛坯的自動制備,向后擴展到自動裝配、自動測試及自動包裝等。
3 結論
在科學技術不斷快速發展的背景下,機械自動化已經滲透到社會生產的各個領域中。自動化技術是科學技術的產物,在制造業行業中的應用,是社會發展的必然,直接決定著機械制造業的發展水平。應該推動機械制造行業向著高質量、高速度和高效益的方向發展,確保機械制造行業自動化技術的高效性,對提高機械制造業的工作質量和工作效率,具有重要作用,是一個國家科學技術的產物,能夠展現出國家的綜合實力。因此,應該推進自動化技術在制造業行業中的推廣和應用,提升自動化技術水平和機械制造行業的生產價值。
參考文獻
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作者簡介
機電自動化發展作為科學技術在制造業當中的重要發展標志,其所能夠為社會生活帶來的不僅是機械設備制造技術上的發展與進步,更是推動社會生產力水平向科技化、高效化發展的重要支持。隨著機電自動化在機械系統設計、調試等方面的應用,其對工程機械制造業的發展及效益提升帶來了重要推動。文章選擇機電自動化在工程機械制造中最常見的集中技術進行分析。
1.1集成自動化技術集成自動化技術是指機械制造中對各類生產經營、技術功能的集成性發展。在傳統技術模式下,實現對機械制造技術的集成化發展是不切實際的,但隨著信息技術的逐步完善與應用,集成自動化技術不僅得以實現,還成為了機械制造過程中使用最普遍的技術內容。隨著市場經濟體制地到來,機械制造業地競爭越來越激烈,為了能夠在市場競爭中站穩腳跟,很多機械制造企業開展技術研究與發展,通過將電子計算機輔助設計技術、數控教工技術以及企業管理系統等多種技術與系統內容引入到企業的機械生產制造系統中,得到了非常顯著地發展,并成為了機械制造業當中企業的發展潮流,CIMS工程應用的有效保持,在提升機械制造企業的生產能力和市場競爭里的基礎上,也實現了集成自動化技術地有效發展。
1.2柔性自動化技術所謂“柔性自動化技術”是以數控技術為核心,在融合其他先進技術的前提下而建立起的新興技術類型。從生產與操作過程方面來看,柔性自動化技術能夠實現機械制作與生產全自動化發展。在柔性自動化技術當中,包括機械設備的材料準備、制作、生產等一系列生產行為都由計算機來予以控制和操作。相比于傳統人力機械生產模式,柔性自動化技術不僅能夠在計算機技術的精確控制下,保證機械設備生產、制作過程中的各項生產行為、尺寸的準確性,同時還能大大減少對勞動力的應用,實現了對生產成本的有效控制,并在此基礎上實現生產效率地有效提升,在確保機械設備生產秩序的基礎上,提高生產效益。無論是從機械制造業未來發展角度考慮,還是制造企業的效益提升角度分析,柔性自動化技術都將成為機械設備自動化生產的主流模式。
1.3智能自動化技術智能自動化技術即智能華機電自動化技術,其是在計算機技術發展支持下,通過利用計算機智能系統對人類行為地模擬,從而替代人類去進行機械設備的生產操作及相關行為。從表面上看智能自動化技術與柔性自動化技術有一定的共同性,但智能自動化技術要比柔性自動化技術更高級,相比于柔性自動化技術而言,智能自動化技術能夠通過對人類行為地模仿,來提高自身的工作能力,并對生產行為產生一定的判斷力,這是柔性自動化技術所不具備的優勢。智能自動化技術在機械設備制造中的應用,能夠更進一步提升機械制造行為的準確性,并保證這一行為能夠始終保持在一個高水平狀態之上。需要注意的是由于智能自動化技術需要人工操作來作為主觀工作支持,因此要經常對智能自動化技術進行維護,以確保智能自動化技術的良好工作狀態。
2注意事項
雖然機電自動化在機械制造中展現出了多方面的優勢,但針對當前的機電自動化水平來看,其仍存在諸多不足,因此在實際應用過程中,要做好以下幾方面的控制:(1)規范應用流程。機電自動化在為機械制造提供支持是建立起機電自動化設備、系統軟件的規范安裝與應用前提下的,為此企業必須要嚴格按照機電自動化要求進行工作,避免操作不當而為企業帶來不必要的損失;(2)做好質量控制。機電自動化在機械制造當中的應用,確實能夠為機械制造帶來重要幫助,但企業必須要保證其所制造出來的機械設備質量符合質檢與應用要求,否則機電自動化為工程機械制造帶來的進步意義都是空談。
3結束語
【關鍵詞】中國制造2025 自動化 信息技術
1 引言
在歷史的長河中,人類經歷了三次重大的工業變革,它們代表了三個重要的工業革命時代,分別是蒸汽機時代、電氣化時代以及信息化時代。隨著信息化技術的完善,人類正在經歷著第四個重要時期,它是可以促進產業變革的智能化時代]。現如今,有很多人們指的關注的信息,其中最為重要的幾個信息是:2011年由美國倡導的先進制造伙伴計劃;2012年美國總統奧巴馬在任期間提出了一個新穎的創新網絡,這個網絡用于建設國家的制造行業;2014年,德國的漢諾威舉辦了工業博覽會,在會上,基于信息物理融合系統的智能化概念再一次成為人們熱議的焦點;在2015年的5月18日,我國提出了“中國制造2025”的口號。發達國家關于工業化改革的行動給了我們一個強烈的信息,那就是工業化改革即將迎來大的突破、大的技術變革,每個國家都想在制造業上有所突破、有所作為。面對此種情況,我國的高等教育即將面臨新的挑戰,培養高素質的自動化專業人才是被迫切需求的。
2 滿足“中國制造2025”要求的自動化專業人才
2015年,在只能制造國際會議上,工信部苗圩部長提出“中國制造2015”的主攻方向是智能制造。實現智能制造就是要實現信息化與工業化的融合以及互聯網與傳統制造業的融合。目前,在我國創新型與專業型人才較為短缺,與世界上一些發達國家還存在著不小的差距,培養我國自己的自動化專業人才迫在眉睫。“中國制造2025”需求四個方面的自動化專業人才。
2.1 中國制造2025”的自動化信息技術需要人才
2025中國制造需要的是高端智能人才,智能人才者是信息技術的執行者,自動化的對設備、工程機械及技術參數進行數據重組。只能這些自動化信息技術應用于生產,才標志著我國自動化技術的智能實現。
2.2 需要人工智能技術人才
完善的人工智能技術可以提供有效的解決方法去處理以及分析生產過程中的數據與信息。在生產實踐活動中,如果遇到復雜繁瑣,甚至是人類難以解決的問題時,人工智能技術就會凸顯出它的自身優勢。此種技術如果應用在制造業中必將促進制造業的快速發展。
2.3 需要軟件類人才
智能化制造是一個全方位的概念,從最初的產品開發、設計、外包、生產、最后到達交付環節,這些都有它的身影。智能化工廠的重要基礎就是軟件,優異的軟件性能是決定制造業可否實現智能化的關鍵,軟件性能的好壞取決于多方面因素,例如:操作接口是否人性化、運算平臺連接是否有高的效率、云端運算是否為跨網絡模式等等。
2.4 中國制造2025需要多學科的綜合性技術人才
現階段,網絡技術已經在我國的各類自動化信息技術中廣泛應用,在這種大環境下,制造業中的自動化技術將成為一項復合性的專業技術領域。傳統的單一性專業人才已經不適合未來制造業的發展需求,未來制造業需要的是一專多精、多專多精的復合型專業人才。
3 自動化專業人才培養模式的改革
要想以“中國制造2025”對自動化技術提出的新要求為基準,培養出高素質的自動化專業人才,改革自動化專業人才的培養模式是勢在必行的。首先我們要在培養模式的改革上達成共識,對需要改變的內容、需要革新的內容以及需要增加的內容,都應該深思熟慮,形成共識,最后付諸于實踐,并在實踐中及時發現問題及時完善改革后的內容。
最近幾年,很多試點院校已經對自動化專業人才培養模式進行了改革,共同的特點有三個:
(1)使學生們擁有扎實的自動化專業相關的理論知識,為此開設了多門課程,例如:優化理論、自動控制、系統辨識、智能控制理論等等;
(2)加強學生掌握網絡技術的能力。網絡技術、控制系統仿真原理、嵌入式系統等課程被開設;
(3)具有針對性地補充學生們自動化技術相關領域的專業知識,樓宇自動化、機器人技術等課程都應該被引入日常教學中。雖然這些方式對自動化人才專業的培養模式起到了一定的改革作用,但是并不能滿足未來制造業對人才的需求,因為這些改革項目改變的僅僅是基礎知識的傳授,缺少技術實踐層面的改變,所以我們要對自動化專業教學內容體系進行深入的探討。
“中國制造2025”的出現對很多技術領域都提出了更高的要求,例如:在設計技術方面,國家提出在未來我國的先進設計技術要以綠色環保、智能化、協同性為發展目標。再比如,國家也提出了制造過程的智能化應該被快速實現。在某些重點領域的試點單位,已經建立了智能化車間,在生產過程中,工業機器人、智能物流管理等智能化技術已經得到了應用。面對未來更加快速的技術革新,當前我國高校的自動化專業培養模式還無法培養出高素質的人才去滿足制造業新技術的要求。根據現有形勢,應該調整教學內容,需要在日常的培養模式中加入智能感知技術、智能規劃技術、集成電路原理、物聯網技術以及虛擬化技術等等。
4 結束語
科學技術的發展帶動了知識的快速革新,在校期間,學生們需要學習的專業知識越來越多,只有通過合理的培養模式以及高效的教學方法才能實現培養高素質自動化專業人才的目標。在我國近500所高校設有自動化專業,如果這些高校都可以找到適合本校的自動化專業人才培養模式,就可以為“中國制造2025”輸送更多自動化專業人才。
參考文獻
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作者簡介
劉桂濤(1972-),男,湖北省云夢縣人。碩士學位。現為湖北工程學院計算機與信息科學學院副教授。主要研究方向為控制與電氣節能。
【關鍵詞】機械制造 自動化技術 發展趨勢 改進措施
隨著機械制造技術與自動化技術的快速發展,自動化技術不斷與機械制造技術接軌,并獲得了較大的發展,自動化技術在我國機械制造業的應用越來越廣泛,極大地提高了機械制造的生產效率與質量,促進了我國機械制造業的發展。本文對自動化技術在機械制造領域中的應用進行了探討,并指出了自動化技術的發展方向與改進措施,以進一步提升機械制造企業的經濟效益與市場競爭力。
一、機械制造自動化技術的發展趨勢
現階段,隨著自動化技術在機械制造業中的大規模應用,我國的機械制造自動化技術正朝著虛擬化、智能化和集成化的方向發展,自動化技術與集成制造、計算機輔助設計、輔助管理等理念的聯系越來越緊密,為機械制造業的發展提供了強有力的技術支持與保障。
(一)虛擬化
機械制造中的虛擬化主要體現在多媒體技術、計算機技術、控制理論、人工智能、現代制造工藝和信息管理等方面,虛擬化技術以計算機仿真模擬技術為基礎,是一項多學科交叉的系統技術,具有很強的綜合性。虛擬化技術在機械制造領域的應用,可以充分利用信息技術和計算機仿真技術對現實中的機械制造過程進行仿真模擬,提前預知機械制造過程中可能會出現的問題,并及時采取技術預防措施,做到防患于未然,從而確保機械制造產品的制造過程順利開展。總而言之,虛擬化技術在機械制造領域內的應用,可以有效縮短機械產品的開發周期,從而降低生產成本,提高機械制造企業的市場競爭實力。
(二)智能化
機械制造自動化技術的智能化可以理解為一種人機一體化的智能系統,這種機械制造智能系統可以在機械產品的生產制造過程中,實現智能化的人機交互活動,如工藝構思、命題判斷、邏輯分析與處理等。機械制造領域中的“機械智能”主要表現為良好的工作界面,通過智能化系統實現生產制造過程中的人機互動交流,極大地提高機械制造工業的效率與水平。在機械生產和設計過程中,智能化系統可以利用模塊化的方法,使機械制造系統具有更強的適應性能與可協調性。此外,對于企業的生產操作人員,智能化系統可以創造一個高效、安全的生產環境;對于企業和社會,智能化系統可以實現合理競爭與充分協作;對于環境,智能化系統可以節約資源和能源,使機械制造全過程做到無污染,并可以充分回收利用生產過程中產生的廢品。
(三)集成化
在機械制造領域中,利用計算機的集成技術是主要發展方向之一,也將是未來機械制造企業的主要生產方式。機械制造自動化技術中的集成系統可以看作是若干個子系統組成的整體。一般情況下,信息自動化集成系統可以看作是由自動化信息管理、自動化制造、自動化工程設計等子系統組成,這些子系統共同組成一個相互關聯的信息自動化集成系統。
二、機械制造自動化技術的改進措施
(一)加強自動化技術的研究
自動化技術對現代化機械制造產業的發展具有很大的推動作用,但是與其他發達國家相比,我國機械制造領域的自動化技術水平還比較低,嚴重制約著我國機械制造自動化技術的發展,使機械制造企業無法根據外界的隨機因素與干擾因素進行動態調整。為此,必須加強對自動化技術的研究,實現機械制造業的根本性改變,以計算機技術為基礎,變革傳統的機械制造生產模式,向高、精、尖的方向發展,通過自動化技術與工程技術制造出更多高性能、高質量的機械產品,將產品生產周期中的信息表示、獲取、操作與處理集為一體,以統一的控制系統達到信息集成的目標。
(二)加強自動化技術人才的培養
現階段,機械制造領域的市場競爭不僅是財力與物力的競爭,也是專業技術人才的競爭,只有高素質、高質量、高水平的專業技術人才,才能提升企業的核心競爭力,使企業在激烈的市場競爭環境中取得優勢地位。目前,雖然很多自動化專業的學生具有扎實的自動化理論知識,但是缺乏自動化應用的實踐經驗,再加上很多機械制造企業缺乏完善的人才管理體制,疏于管理,這些都阻礙了機械制造自動化技術的發展。為了促進我國機械制造自動化技術的發展,必須加強對高素質、高質量、高水平人才的培養,進一步完善人才培養機制,使更多的高素質自動化技術人才進入到機械制造隊伍中來,并以自動化技術的科研隊伍為支撐,形成一支高水平的自動化技術人才隊伍。此外,要制定出相應的約束和激勵機制,充分激發科研人員的積極性與工作熱情,對作出巨大貢獻的科研人員進行物質和精神獎勵。
(三)拓展自動化技術的應用領域
當前,由于我國對自動化技術的科研投入和資金投入的力度有限,導致我國自動化技術的應用領域還不夠廣泛,僅僅將自動化技術應用于數控系統的傳統模式中,機械制造產品的質量與性能無法得到大幅度的提升,使我國的機械產品與其他發達國家相比仍有很大的差距。為此,要不斷拓寬自動化技術的應用領域,突破應用領域的局限性,在機械制造生產過程中引進柔性制造系統、計算機制造系統和智能化制造系統,有步驟地拓展自動化技術的應用領域。
三、結語
隨著社會經濟的快速發展,機械制造技術已經得到廣泛的應用與推廣,促進了機械制造領域的技術創新,進而推動了經濟的發展。現階段,機械制造自動化技術正逐步向虛擬化、智能化、集成化的方向發展,只有加強對自動化技術的研究,加強技術人才的培養并不斷拓寬自動化技術的應用領域,才能夠進一步提高機械制造自動化技術的發展水平,促進我國機械制造業的發展。
參考文獻:
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