國(guó)內(nèi)外的工業(yè)發(fā)展史告訴我們，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化是一個(gè)由低級(jí)到高級(jí)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當(dāng)機(jī)器的操作采用自動(dòng)控制器后，生產(chǎn)方式才從機(jī)械化逐步過渡到機(jī)械控制（傳統(tǒng)）自動(dòng)化、數(shù)字控制自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化。只有建立了自動(dòng)化工廠后，生產(chǎn)過程才能全盤自動(dòng)化，才能使生產(chǎn)率全面提高，達(dá)到自動(dòng)化的高級(jí)理想階段。

機(jī)械自動(dòng)化，主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加工對(duì)象的連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動(dòng)生產(chǎn)過程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動(dòng)速度。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)水準(zhǔn)，不僅影響整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，而且對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響。

機(jī)械自動(dòng)化的產(chǎn)生

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)20年代首先在機(jī)械制造冷加工大批量生產(chǎn)過程中開始發(fā)展應(yīng)用，上世紀(jì)60年代后為適應(yīng)市場(chǎng)的需求和變化，為增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)靈活快速反應(yīng)的能力，開始建立可變性自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，即圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)的柔性自動(dòng)化。它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下，機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)管理過程通過自動(dòng)檢測(cè)、信息處理、分析判斷自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的操作或某種過程，并能夠自動(dòng)地從制造一種零件轉(zhuǎn)換到制造另一種不同的零件。社會(huì)實(shí)踐證明，這種定義下的制造系統(tǒng)自動(dòng)化與當(dāng)代大多數(shù)企業(yè)的實(shí)際不相容。目前，世界各國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化水準(zhǔn)除少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的某些生產(chǎn)部門外，大多數(shù)還處于操作階段的自動(dòng)化。我國(guó)也不例外，需要循序漸進(jìn)，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動(dòng)化的高級(jí)理想階段邁進(jìn)。

機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)20年代開始發(fā)展應(yīng)用以來(lái)，已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展，特別是近年來(lái)計(jì)算機(jī)的高度集成化，開始采用了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，大大加快了機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展，但我國(guó)仍處于初級(jí)操作階段的自動(dòng)化。目前，世界各國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化水準(zhǔn)除少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的某些生產(chǎn)部門外，大多數(shù)還處于操作階段的自動(dòng)化。

我國(guó)也不例外，我國(guó)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次低。我國(guó)機(jī)械制造業(yè)目前有11.4萬(wàn)個(gè)企業(yè)，發(fā)展很不平衡，有大量落后于現(xiàn)代水準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)，大部分企業(yè)還比較落后，手工勞動(dòng)占有相當(dāng)?shù)谋戎兀覈?guó)能獨(dú)立開發(fā)現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的企業(yè)可以說(shuō)沒有；我國(guó)機(jī)械制造業(yè)企業(yè)中自動(dòng)化裝備少、水準(zhǔn)低，不僅在數(shù)量上同世界先進(jìn)國(guó)家有較大差距，而且在品種上、質(zhì)量上、使用上，同世界先進(jìn)水準(zhǔn)也存在階段性差距。實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，不可能一蹴而就。需要循序漸進(jìn)，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動(dòng)化的高級(jí)理想階段邁進(jìn)。當(dāng)前，我國(guó)還處在社會(huì)主義初級(jí)階段，經(jīng)濟(jì)、財(cái)力、生產(chǎn)力水準(zhǔn)、國(guó)民素質(zhì)等，與世界主要國(guó)家的差距是很大的；我國(guó)有豐富的勞動(dòng)力資源，每年城鎮(zhèn)新增就業(yè)人口達(dá)兩千多萬(wàn)，且今后每年的就業(yè)人數(shù)還會(huì)增加。機(jī)械自動(dòng)化最大限度地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，勞動(dòng)力的過剩和分工的轉(zhuǎn)移就是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。 

機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展歷程

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)從本世紀(jì)２０年代首先在機(jī)械制造冷加工大批量生產(chǎn)過程中開始發(fā)展應(yīng)用，６０年代后為適應(yīng)市場(chǎng)的需求和變化，為增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)靈活快速反應(yīng)的能力，開始建立可變性自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，即圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)的柔性自動(dòng)化。它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下，機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)管理過程通過自動(dòng)檢測(cè)、信息處理、分析判斷自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的操作或某種過程，并能夠自動(dòng)地從制造一種零件轉(zhuǎn)換到制造另一種不同的零件。

紡織機(jī)械自動(dòng)化

紡織行業(yè)是典型的物理加工生產(chǎn)工藝，整個(gè)生產(chǎn)過程就是纖維之間結(jié)構(gòu)的整理和再組織的過程。盡管紡織行業(yè)是典型的FA，但是目前在紡織設(shè)備上幾乎使用到所有種類的自動(dòng)化產(chǎn)品，主要包括控制系統(tǒng)，傳動(dòng)控制，運(yùn)動(dòng)控制，人機(jī)界面和傳感器。未來(lái)幾年，紡織機(jī)械行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)包括專用控制器運(yùn)用將增加；多傳動(dòng)的運(yùn)用更加普遍以及現(xiàn)場(chǎng)總線運(yùn)用增加這三個(gè)方面。

專用控制器運(yùn)用將增加?；谇度胧疆a(chǎn)品的專用控制器相對(duì)于PLC具有計(jì)算能力強(qiáng)、通訊方便的特點(diǎn)，大批量運(yùn)用還具有成本較低的優(yōu)點(diǎn)。目前織機(jī)、針織和部分染整設(shè)備都在使用專用控制器。多傳動(dòng)的運(yùn)用更加普遍。由于多傳動(dòng)能有效的降低設(shè)備的復(fù)雜程度，提高驅(qū)動(dòng)效率，方便工藝調(diào)節(jié)，降低維護(hù)量和縮短新設(shè)備的設(shè)計(jì)開發(fā)周期。目前粗紗機(jī)、細(xì)紗機(jī)、絡(luò)筒機(jī)合各種化纖機(jī)械都已經(jīng)使用了多傳動(dòng)技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和共直流母線技術(shù)使多傳動(dòng)更加具有優(yōu)越性?，F(xiàn)場(chǎng)總線運(yùn)用增加。一些紡織機(jī)械由多個(gè)關(guān)聯(lián)緊密的工序組成，使用現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)協(xié)調(diào)各道工序能有效地提高生產(chǎn)效率。目前短纖、染整生產(chǎn)線和一些大型機(jī)臺(tái)都在開始使用現(xiàn)場(chǎng)總線。 

印刷機(jī)械自動(dòng)化

當(dāng)前，代表國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的印刷機(jī)械品牌主要集中在德國(guó)和日本，因此，德國(guó)的海德堡、羅蘭、高寶和日本的小申、三菱、秋山共同組成國(guó)際六大印機(jī)品牌。中國(guó)印刷機(jī)械行業(yè)的技術(shù)水平目前已經(jīng)發(fā)展到國(guó)際上20世紀(jì)90年代的水平。中國(guó)印刷機(jī)械進(jìn)步的顯著標(biāo)志就是印刷機(jī)械的控制部分及自動(dòng)化水平明顯提高。盡管如此，由于國(guó)內(nèi)低水平重復(fù)性建設(shè)的中小型印刷廠大量存在，除廣東省外，其他城市大型、高精印刷企業(yè)還不多，因此，隨著人們對(duì)高檔印刷品需求的增加，將刺激印刷行業(yè)向高端領(lǐng)域發(fā)展。隨著大型印刷廠的出現(xiàn)，中國(guó)印機(jī)企業(yè)將會(huì)進(jìn)一步分化，行業(yè)格局也將會(huì)隨之發(fā)生改變。

目前，國(guó)際印刷機(jī)械的技術(shù)水平從速度上看已經(jīng)走到盡頭。下一步的發(fā)展趨勢(shì)：一是將朝著增加印機(jī)的功能方向發(fā)展。如在膠印機(jī)后面再串連上凹印機(jī)、網(wǎng)印機(jī)或者是其他機(jī)械設(shè)備。二是在節(jié)省輔助時(shí)間，提高自動(dòng)化程度上下功夫。三是加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)化管理。而國(guó)內(nèi)印刷機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)是：首先提高國(guó)產(chǎn)機(jī)的穩(wěn)定性、可靠性，然后再朝著多色、高效方向發(fā)展。張致遠(yuǎn)分析認(rèn)為，如果過分地追求印刷速度，穩(wěn)定性和可靠性較差，同樣也會(huì)影響印刷速度。

包裝機(jī)械自動(dòng)化

國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械自動(dòng)化市場(chǎng)發(fā)展的特點(diǎn)是：在低端市場(chǎng)有大量的廠商，競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，并呈現(xiàn)出部分廠商以低價(jià)格來(lái)獲取市場(chǎng)份額的競(jìng)爭(zhēng)局面，這種方式從長(zhǎng)遠(yuǎn)看會(huì)對(duì)包裝機(jī)械自動(dòng)化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到一定的束縛作用；而在高端市場(chǎng)，則因?yàn)橛脩魧?duì)機(jī)械設(shè)備功能的需求更高更多樣化，所以市場(chǎng)的主要力量依然是跨國(guó)公司。 

包裝機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展是走向必然的網(wǎng)絡(luò)化，這一點(diǎn)市場(chǎng)趨勢(shì)已經(jīng)顯現(xiàn)。單機(jī)自動(dòng)化產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足用戶的需求。用戶需要多臺(tái)包裝機(jī)械之間具備聯(lián)網(wǎng)功能，以便更好地滿足連接ERP和MES等現(xiàn)代化要求，繼而達(dá)到機(jī)械設(shè)備的高產(chǎn)量和高使用率要求。對(duì)于從事包裝機(jī)械制造的企業(yè)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該將更多的注意力放在如何優(yōu)化設(shè)備上，如果注意力主要放在價(jià)格上，則發(fā)展會(huì)受到很大的限制。在包裝機(jī)械領(lǐng)域，工控產(chǎn)品會(huì)朝著無(wú)風(fēng)扇、無(wú)硬盤的形式發(fā)展，同時(shí)根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)空間的使用要求，工控機(jī)還會(huì)朝著輕薄短小的方向繼續(xù)改進(jìn)。

工程機(jī)械自動(dòng)化

由于工程機(jī)械作業(yè)環(huán)境的特殊性，大部分工程機(jī)械都在野外作業(yè)，對(duì)自動(dòng)化產(chǎn)品的環(huán)境要求非常高，因此，專用控制器在工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展的前景比PLC將會(huì)更好。隨著工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，工程機(jī)械自動(dòng)化水平也在逐步提升。但是與國(guó)外工程機(jī)械行業(yè)相比，還有一定的差距。目前，國(guó)內(nèi)大型的工程機(jī)械生產(chǎn)廠家已經(jīng)開始自主研發(fā)工程機(jī)械控制技術(shù)，自動(dòng)化水平也在日漸提高。

工程機(jī)械行業(yè)近幾年發(fā)展迅速，從2006年到2008年該行業(yè)銷售收入增長(zhǎng)速度都在30%以上，主要是由于內(nèi)需和出口雙引擎推動(dòng)的效果。2008年工程機(jī)械行業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的應(yīng)用規(guī)模為1.48億元，同比增長(zhǎng)34%。其中，混凝土機(jī)械、鋼筋預(yù)應(yīng)力機(jī)械和挖掘機(jī)械是自動(dòng)化水平較高的三類工程機(jī)械，它們用到的自動(dòng)化產(chǎn)品占整個(gè)行業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品應(yīng)用總規(guī)模的84%。預(yù)計(jì)2009年自動(dòng)化產(chǎn)品應(yīng)用總規(guī)模為1.67個(gè)億，增長(zhǎng)幅度為13%，未來(lái)幾年工程機(jī)械行業(yè)將繼續(xù)保持這種增長(zhǎng)趨勢(shì)。

中國(guó)特色的機(jī)械自動(dòng)化道路

研究生產(chǎn)大量性能優(yōu)良、自動(dòng)化水平高的機(jī)電產(chǎn)品是發(fā)展應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的關(guān)鍵。自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)機(jī)械技術(shù)不再是單一的完成系統(tǒng)之間的連接，在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量(重量)、體積、鋼性和耐用性等方面對(duì)現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)有著重要的影響。機(jī)械技術(shù)應(yīng)利用其它高新技術(shù)來(lái)更新，實(shí)現(xiàn)與適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展；自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)，機(jī)械制造系統(tǒng)的自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)伺服系統(tǒng)的操作等都少不了要應(yīng)用微電子技術(shù)和自動(dòng)控制理論；自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)信息的交換與處理、存取、運(yùn)算、判斷和決策等都少不了要應(yīng)用計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)。

鑒于我國(guó)國(guó)情，當(dāng)前要組織好機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收和開發(fā)工作，加強(qiáng)機(jī)械自動(dòng)化中具有共性的基礎(chǔ)技術(shù)研究、開發(fā)的基礎(chǔ)建設(shè)，以及機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)工藝現(xiàn)代化、生產(chǎn)過程的基本工序自動(dòng)化、輔助工序自動(dòng)化等的研究。只有對(duì)企業(yè)各部門的工作進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)，方方面面配套發(fā)展，發(fā)展應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)才有市場(chǎng)，現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)越性才能充分體現(xiàn)出來(lái)。

７０～８０年代國(guó)際上出現(xiàn)了開始采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS(Computer Integrated Manufacturing），柔性自動(dòng)化生產(chǎn)模式也有這種情況。初期犆犐犕犛以信息集成為重點(diǎn)，以較高的自動(dòng)化程度為特征，但在實(shí)現(xiàn)過程中遇到了困難。鑒于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的全盤自動(dòng)化所需的巨額投入（一個(gè)全盤自動(dòng)化工廠耗資數(shù)百億美元，柔性制造系統(tǒng)一般價(jià)格為６００～２５００萬(wàn)美元），所承擔(dān)的巨大風(fēng)險(xiǎn)，加之技術(shù)上的難度與可靠性等問題，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已開始“碰壁轉(zhuǎn)產(chǎn)”，轉(zhuǎn)而注重信息集成的效果，追求低成本自動(dòng)化LCA(Low Cost Automation）的企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式。

目前，世界各國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化水準(zhǔn)除少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的某些生產(chǎn)部門外，大多數(shù)還處于操作階段的自動(dòng)化。我國(guó)也不例外，需要循序漸進(jìn)，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動(dòng)化的高級(jí)理想階段邁進(jìn)。 實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，不可能一蹴而就。我國(guó)機(jī)械制造業(yè)目前有１１.４萬(wàn)個(gè)企業(yè)，發(fā)展很不平衡，有大量落后于現(xiàn)代水準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)，大部分企業(yè)還比較落后，手工勞動(dòng)占有相當(dāng)?shù)谋戎?，我?guó)能獨(dú)立開發(fā)現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的企業(yè)可以說(shuō)沒有；我國(guó)機(jī)械制造業(yè)企業(yè)中自動(dòng)化裝備少、水準(zhǔn)低，不僅在數(shù)量上同世界先進(jìn)國(guó)家有較大差距，而且在品種上、質(zhì)量上、使用上，同世界先進(jìn)水準(zhǔn)也存在階段性差距。

機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化

近些年來(lái), 國(guó)外農(nóng)業(yè)自動(dòng)化飛速發(fā)展, 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)向高速、寬幅、大功率、舒適的方向發(fā)展。自動(dòng)化控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及, 一些著名廠商把自動(dòng)控制、信息處理、全球定位系統(tǒng)和激光、遙感等現(xiàn)代尖端技術(shù)、裝備應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械上。由于歷史、觀念和技術(shù)等方面的原因, 我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大差距, 已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)的科技進(jìn)步。近些年來(lái), 自動(dòng)化的研究逐漸被人們所認(rèn)識(shí), 自動(dòng)控制在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用越來(lái)越受到重視。

我國(guó)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化已在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的溫室自動(dòng)化控制、排灌機(jī)械自動(dòng)化、部分農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置自動(dòng)化等方面得到一定的發(fā)展, 尤其精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展越來(lái)越得到重視。電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展推動(dòng)了農(nóng)業(yè)機(jī)器向自動(dòng)化方向發(fā)展。隨著智能化技術(shù)的發(fā)展, 人工智能將是世紀(jì)農(nóng)業(yè)工程發(fā)展的重點(diǎn)。各種農(nóng)業(yè)機(jī)器人或智能化系統(tǒng)將在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化控制中不斷涌現(xiàn), 繼續(xù)推動(dòng)和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化是農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程技術(shù)工作者所面臨的長(zhǎng)遠(yuǎn)課題和挑戰(zhàn), 并進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)向智能化技術(shù)發(fā)展。