论文摘要：本文对机械自动化的产生及在我国的现状做了概述，在此基础上探索了我国机械自动化的发展之路。
引言
机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。
一、机械自动化的产生
机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用，上世纪60年代后为适应市场的需求和变化，为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力，开始建立可变性自动化生产系统，即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下，机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程，并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明，这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。
二、我国机械自动化的现状
机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来，已经得到了迅速的发展，特别是近年来计算机的高度集成化，开始采用了计算机集成制造系统，大大加快了机械自动化的发展，但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业，发展很不平衡，有大量落后于现代水准的产业，大部分企业还比较落后，手工劳动占有相当的比重，我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有；我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低，不仅在数量上同世界先进国家有较大差距，而且在品种上、质量上、使用上，同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程，不可能一蹴而就。需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。当前，我国还处在社会主义初级阶段，经济、财力、生产力水准、国民素质等，与世界主要国家的差距是很大的；我国有丰富的劳动力资源，每年城镇新增就业人口达两千多万，且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率，劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。
三、我国机械自动化发展之路探索
（一）结合生产实际发展机械自动化技术
先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术，应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产，才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术，应结合实际，注重实用，即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法，全年生产任务只需1～2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正，对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益，而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差，开工率一般仅在50％～60％。而能在生产中长期服役的主力生产线很少，像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部，而是带有普遍性。据调查，我国引进的弧焊机器人，完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3；另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态；还有1/3不能正常使用，直接影响了用户使用更多机器人的信心。（二）发展投资少、见效快的低成本自动化技术
发展低成本自动化技术，潜力大，前景广，投资省，见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式，就是以最小的投入，取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式，使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOAData机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线，它并不完全由自动化设备组成，中间穿插着借助计算机指导的人工参与，将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起，从而使这种生产线的造价较低，同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发，借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备，在发展现代机械自动化技术时，若以原有的设备为主，合理调整机床布局，添加少量的数控设备，引入CAD／CAM技术，就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性，共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统，为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。
（三）注重配套发展机械自动化技术
现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下，对生产的物流和人的作用进行综合的研究，涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术，必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化，广泛采用程序数控机床，以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术，要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作，既要发展主机，也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等，这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。
参考文献：
[1]马志平.机械自动化的未来与现状[M].北京：机械工业出版社，2003.5.
一直以来，高质量的工程机械市场，在国内几乎是洋品牌一统天下。在长江葛洲坝、黄河小浪底等大型建设工地上，几乎看不到国产机械的踪影，放眼望去，隆隆作响的几乎都是卡特彼勒的推土机、小松公司的挖掘机等清一色的外国产品。
国产机械“国外心”
工程机械的发动机就像人的心脏，是机械的生命之源，心脏不好，其身体状况可想而知。但是，我国工程机械的出口产品，基本都选用进口发动机，这似乎已成为业内不成文的规矩。为什么？国产发动机还不能达到国外用户的要求。
据调查，国内用户对于排放、噪声等问题，要求并不是很苛刻，除上海、广州、深圳等地要求要高一点外，国内其他用户最关心的问题是柴油耗量、机油耗量和使用可靠性。因此，在国内销售的机械采用国产发动机的比较多，但是，即使在国内用户中，是否采用进口发动机，也已经成为衡量一台机械档次高低的标准。
如果是出口到欧盟、北美以及澳大利亚等市场的产品，其要求就完全不同了，如排放指标、噪声、振动、可靠性等方面，都有很严格的要求。据专家介绍，发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件，尤其在振动、噪声和排放指标方面。随着国外用户对工程机械性能要求的不断提高，传统的减振技术已不能满足要求，采用新的减振技术势在必行。今后，一方面要应用现代设计方法和手段，采用先进制造技术，提高发动机的设计制造水平，从而减少或消除发动机工作过程中所产生的有害激振力；另一方面要采用各种控制有效的工程机械发动机减振系统，从而减少发动机振动对工程机械性能的影响，提高我国工程机械产品在国际市场上的竞争能力。
专家指出，现在国产发动机和进口发动机的技术水平差距比较大，如果国产水平不提高，进口量将越来越大。从一些事例来看，国际上的五大工程机械跨国公司，他们都建立了自己的发动机系统，确保整机技术水平。所以国内工程机械行业能不能在国际市场站稳脚跟，能不能把国内市场进一步保护好，发动机是非常重要的。目前，一些国际知名企业想进一步加强与国内企业在发动机方面的合作，比如美国的卡特彼勒、康明斯、帕金斯、沃尔沃等公司，这都为国内企业学习国外的先进技术提供了机遇。
国外企业仍在领跑
去年的慕尼黑国际建筑机械和设备、建材机械及工程车辆展览会后，就有业内专家感叹，人家的技术发展太快了，我们要想追赶不是一朝一夕、一两家企业就能完成的。
据介绍，工程机械技术发展的主要方向是实现工程机械信息化，突出机械要具有智能信息处理功能，即“工程机械信息化”概念，开发新一代智能IT工程机械。智能信息处理技术是当前工程机械亟待发展的新技术。集成电路、微处理器、微型计算机及电子监控技术等在国外工程机械产品上都已广泛应用，一些节能新技术得到了推广，工程机械的可靠性、安全性、舒适性、环保性能受到高度重视，并向大型化和微型化方向发展。目前国外工程机械电子控制产品已逐步形成系列化、模块化、标准化。许多世界知名公司在结合自己产品特点的基础上，充分运用当代先进的微电子技术成果，开发出了自己的控制器，并形成系列化、模块化的软硬件集成。
在今年美国拉斯维加斯工程机械博览会上，国际一流的工程建筑机械制造商和零部件生产企业，带去了最新的先进设备和基础件。据介绍，很多企业都展示了先进的控制技术，如在工程机械中采用电子控制变速、转向、电子故障自动诊断、监控技术，发动机电喷射降低油耗，减少发动机排出废气的有害物，有效地保护环境。另外，新材料、新技术不断出现并被广泛应用，例如采用工程塑料代替钢板，大大降低了成本，采用新型涂装材料和工艺提高外观质量。操作控制技术、电子技术都处于领先水平。以卡特彼勒为代表的大公司将计算机技术支持系统搬到展台作为一大亮点进行展示，该系统可以对售出设备进行实时监控，包括故障模式的检测、设备运行情况监测、重大故障的本部帮助等，处处为用户着想，极具人性化。
落后的不仅仅是技术
1．1避免工作人员的违规操作
依据不完全统计，出现安全问题的绝大多数原因都是人为造成的，所以人为因素是制约机械设备安全生产运行的主导因素。要想处理好工程的安全问题，就要加大对机械设备操作人员的监管，所有工作人员都有要进行培训，持证上岗(特种设备需持有建设行政主管部门颁发的特殊工种作业证)，进入施工现场后还必须通过三级教育、民工业余学习等形式进行培训。建筑机械的特殊性就是绝大多数的中小型建筑机械比较容易操作，它会使有些操作人员麻痹大意，觉得自己完全可以轻松驾驭，埋下了生产安全隐患。然而，大多数的中小型机械结构比较简易，操作比较容易，但是它依然是笨重性机械设备，具有较强的惯性，如果发生问题控制起来比较困难。例如砂浆搅拌机，它的结构非常简单，操作比较容易，运动的速度也比较缓慢，假如是由一位没有经过任何培训的工作人员来进行操作，他根本就不会注意到机械设备的危险性。在进行搅拌的时候，假如使用物料来搅拌桶里面的砂浆，这样就会非常的危险;假如拌叶被石块等卡住了，操作人员应该如何去处理，这所有的紧急问题不是任何人都可以处理的，特别是对于农民工来说更加的困难。2012年苏州某工地就发生过此类事故，一名正在操作搅拌机的工人在未停机断电的情况下，将头伸进正在运行的搅拌桶，身体碰到操纵杆，导致料斗突然间提升，当场夹住头部死亡。还有就是物料提升机，这看上去是一项简单的上下运动，然而在工作的过程中会存在较多的安全问题，例如高空下坠、物料被卡或者散落、运动的过程中工作人员探头向外瞭望等等。操作人员如果没有进行安全培训压跟就不会对这些安全问题进行注意，一旦发生紧急问题也不知道该如何来进行解决。2006年苏州某工地同样发生类似事故，工人在违规乘坐物料提升机时高处坠落当场死亡。因此，一定要对机械设备的操作作人员进行岗前培训，机械设备操作人员不仅要了解操作的要领，还要懂得机械设备的日常知识和安全知识。对于管理者来说，一定要做好教育、培训、监督和宣传工作:首先，保证所有的工作人员都要有上岗证，还要做好机械设备的维修与保养记载工作;其次，做好多种形式的培训教育工作，做好文字记载工作并纳入到安全管理资料中里，特别是在班前的安全技术交底一定要落实到每个实际操作的工人身上，不能走过场，图形式;第三，对于正规的建筑工程企业来说，一定要健全规章制度和机械设备安全操作规程，做好宣传教育工作，做到人人了解;对于一线管理者来说还要做好规章制度的落实工作，让所有的工作人员都要按照规章制度去操作并做好监督检查工作;最后，做好监督检查工作，无论是建设单位、施工总包单位、监理单位甚至分包单位对于所有的检查结果都要做好详细的记载工作并作为安全教育资料存档。
1．2杜绝机械设备的不安全状况
对于机械设备来说，要想使其不安全状态得到很好的控制，就一定要确保机械设备始终保持在优良的工作状态。
(1)机械设备运到施工现场时一定要做好检查工作，对于设备的安全性、合格性、完整性和合法性都要进行认真的检查，也就是对机械设备的生产厂家、出品合格证、产品的完整性能以及安全保护设备等进行认真的检查，对于没有达到标准或者超过一定使用年限，甚至国家和地方明令淘汰禁止的机械设备一律不准运送到施工现场。
(2)对于大型起重机械设备的安装和拆卸，一定要要由具有相应资质的单位承接，安装和拆卸的时候要编制专项施工方案并按规定流程完成审批和备案。超过一定危险规模的，还必须按照规范要求组织专家论证。
(3)工作人员要对施工现场的机械设备做好维修保养工作并做好记载工作，对塔吊、施工人货梯、物料提升机等安全保护设备进行重点检查，现场工作人员为了简单操作，例如有时候层间安全门一直都处于开放的状态，所有的问题工程安全管理人员和机械管理员都要进行认真的检查，确保安全装置都可以发挥其真正的作用。此外，定期对机械设备进行检查，不能有任何的大意，机械设备的内部损耗和钢结构劳损不容易被直观发现，此时可以正常工作，过段时间不一定可以正常工作。
1．3消除危险的工作环境
建筑机械设备的工作环境十分的复杂，大多数都是露天作业，风吹日晒，施工现场建筑材料杂乱堆放，环境非常糟糕，因此建筑机械设备拥有一个优良的环境非常的必要。例如卷扬机、砂浆机搭建防雨棚，四周干净整洁，操作台宽敞安全。塔吊回转半径之内所有机械设备须搭设双层防护棚。钢筋加工机械周边的成品、半成品、零料等分类摆放。木工机械作业棚内木屑垃圾及时清理，并配备齐全灭火器材。桩基、土石方施工机械作业平面地基承载力须满足要求，作业路径须清理满足施工要求。各机械设备专用电箱按规范要求配备，留出合理操作空间等等。只有这样才能更好地避免高空坠物、物体打击、机械伤害等事故的发生。因此在日常工作中一定要定期勤清理，多整理，长保持的活动。这同时也是文明施工，绿色施工的要求。
1．4做好质量验收工作
建筑机械设备安装完成后，要根据检验规范或检查标准对机械设备的安全装置和性能进行验收或检测，保证机械设备的有效性和安全性。相关技术指标达到规定要求后，要认真将资料填好，检测人员或机械管理人员要签字确认。大型起重机械设备(塔吊、施工人货梯、物料提升机等)，还需使用单位向地区建设主管部门申报，由建设主管部门签发使用登记证书后方可投入使用。此外，在拆除建筑机械设备前也要做好验收工作。
2结论
首先，设计经验非常重要。在传统的机械制造行业中，与设计中用到的各种公式、器械的基本知识相比，设计经验非常重要。这是因为在实际工程的设计过程中，对于中间过程的控制若仅使用理论知识进行计算和分析则会导致实际设计结果与理论分析的误差较大，甚至出现严重偏差。在这种背景下，为了得到正确的设计结果，需要采用经验公式或对理论设计过程中相应数据做权重处理。而这些处理过程和经验公式中各系数的选取需要大量的设计经验作为支撑，才能得到理想的设计结果。其次，设计成本较低，设计时间长。在传统的机械制造领域中，对于某个零部件的设计和制作通常需要相关工作人员运用机床来实现。具体的操作步骤为：首先，设计人员根据设计任务书给出设计方案和设计图纸；其次，工作人员根据图纸和方案，对机床进行相应的操作，以实现设计；最后，操作人员需要与设计人员进行沟通，同时对机床加工的产品进行反复的测量和修改，以实现设计方案的最终实现。通过对设计的具体步骤的分析可以得出：在传统机械制造行业中，由于采用人操作机床的方式完成设计，因此在这种设计下设计成本较低。同时，由于在这个设计过程中需要对产品进行反复的测量和精加工，因此设计的时间较长。最后，不能完全发挥机床的作用，降低了工作效率。机床是采用电机来驱动刀具高速旋转，来实现对加工材料的切、削等操作。其中，驱动刀具的电机具有非常良好的性能；而刀具的设计和制作过程也非常严格，以确保刀具的质量和切削物体的效率。在操作的过程中，机床上有精密的刻度来确保操作的精确性。可以看出，机床的作用就是使操作者可以实现精密的操作过程，以达到理想的设计产品。然而，在实际使用的过程中由于现在对于制造业误差的控制非常严格，要求也很高，这导致了操作者不能充分发挥出机床原有的高效、高精度的功能，降低了机床的工作效率和在设计中的作用。
2．将数控技术应用于机械制造中
使传统机械制造技术变革为数控机械制造技术，这给机械制造行业带来了新的特点，主要体现在：首先，提高机床的效率。通过前文分析可知，传统机械制造技术中机床的效率较低。当将数控技术应用于机械制造中时，可以用计算机实现对加工部件的定位，以及对机床电机的启动和停止的控制，同时还可以对切刀的切换进行控制。由于这些控制过程都有计算机根据预先设定的指令来实现。这与人工操作相比，将大大提高每一步操作的精确度，从而提高了机床的工作效率。其次，改变了原有的设计思想。在传统的机械制造设计中，设计思想和设计思路在围绕相关设计理论的同时，还要加入一定的设计经验。对于很多的设计工作而言，设计经验往往比设计理论更为重要。当数控技术应用于机械制造行业后，这种原有的设计观念和设计思想将发生根本性的变化：一方面，需要新的设计理论来对设计的相关工作进行指导。新的设计理论中，不仅要包含经典机械设计中的所有理论，同时还要包括数控技术的相关理论，设计者在对设计方案进行理论分析时，要同时结合这两个理论进行分析，以找到最优的设计方案；另一方面，在设计的过程中，设计经验在整个设计中占的比重会非常小。当设计理论与设计经验之间存在冲突时，设计者需要根据新的设计理念和设计思路进行[2]衡量，来确实最终的设计选择。最后，设计周期将大幅缩短，同时设计方案的借鉴性变强。当数控技术应用于机械制造领域中时，由于设计的主要工作都围绕对于相关理论的研究和方案的选择过程中，在这个过程中由于不涉及具体方案的实施，因此这与传统机械设计相比，会大大缩减设计时间和设计周期。同时，对于较为成熟的设计方案，由于设计方案均建立在计算机的全面控制基础上，因此这种设计方案有较高的借鉴性和重复利用价值。然而，需要指出：在现阶段虽然数控技术应用于机械制造行业对行业有着诸多有利的影响，但存在其成本较高、相关技术还处于发展阶段且不成熟、技术的掌握有一定的难度等问题。但不可否认，数控技术应用于机械制造行业将是未来行业的发展趋势。因此，如何解决上述问题将是未来数控技术应用于机械制造行业的发展方向。
3.总结
欧盟制定铁路技术法规及标准是为了确保跨欧盟国家铁路无内部边界、安全可靠地实现互通运行。因此，欧洲标准（EN）不对养路机械产品的制造提出要求，主要规定产品的运行、工作及安全方面的要求。欧洲有关养路机械的标准主要有以下4项：（1）EN13848-3：2009《轨道交通轨道轨道几何质量第3部分：测量系统—轨道施工和维护机械》；（2）EN14033-1：2011《轨道交通轨道轨道施工及维护机械第1部分：运行技术要求》；（3）EN14033-2：2008＋A1：2011《轨道交通轨道轨道施工及维护机械第2部分：工作的技术要求》；（4）EN14033-3：2009＋A1：2011《轨道交通轨道轨道施工及维护机械第3部分：一般安全要求》。
2其他国外标准
国外其他地区及国家也很少制定与养路机械相关的标准。如欧盟国家，除法国以外，在养路机械方面均直接采用EN标准，其养路机械产品多由企业制定企业标准自行规范。法国在EN标准的基础上，对部分养路机械制定标准加以规范，主要有以下11项：（1）NFF58-001：2013《轨道机械在UIC轨距铁路上运行的符合EN14003-1：2011的法国技术要求》；（2）NFF58-002：1991《轨道施工及维护机械在UIC轨距铁路上运行的维修设备》；（3）NFF58-003：1991《轨道施工及维护机械在UIC轨距上使用的属于企业的“路轨”器材的工作条件》；（4）NFF58-004：1991《轨道施工及维护机械道砟联合扒筛机规范》；（5）NFF58-005：1991《轨道施工及维护机械快速导洞工作面使用的联合扒筛机规范》；（6）NFF58-006：1994《轨道施工及维护机械高速线路更新工作的线路更新顺序规范》；（7）NFF58-007：1992《轨道施工及维护机械连续捣固与平整机械规范》；（8）NFF58-008：1992《轨道施工及维护机械捣固和平整机械规范》；（9）NFF58-009：1992《轨道施工及维护机械道岔捣固和平整机械规范》；（10）NFF58-010：1992《轨道施工及维护机械道砟稳定器规范》；（11）NFF58-012：2011《铁路设施轨道施工及维护使用便携式机械和手推车的安全要求》。从国际和国外铁路养路机械标准的数量及构成上看，国际国外并没有建立起与铁路养路机械发展相适应的技术标准体系。虽然法国制定了部分铁路养路机械标准，但近20年来，并没有随着铁路养路机械技术的发展、产品的多样化而强化标准化工作。标准化工作的理念及管理模式、市场经济的规范程度等多方面因素，影响了国际国外铁路养路机械标准化工作的发展。
3我国铁路养路机械技术标准体系
3.1技术标准情况概述
我国铁路充分重视标准对于规范产品设计、制造、检验、使用、维护等所起的重要作用。无论是小型养路机械，如捣固镐、小型道砟清筛机、液压起拨道器、钢轨钻孔机、扣件螺栓机动扳手等，还是大型养路机械，如捣固车、道砟清筛机、动力稳定车、钢轨打磨车等，已经制定或正在制定相应的铁道标准。目前，我国养路机械技术标准主要包括铁道国家标准、铁道行业标准、中国铁路总公司技术标准及铁路专用产品标准性技术文件。此外，还包括大量产品制造企业制定并实施的企业标准，这些标准也是支持我国铁路养路机械制造及运用的重要组成部分，是技术标准体系中不可或缺的支持性标准。
3.2技术标准体系概述
标准体系是由标准组成的系统，即标准体系组成的基本单元是标准。一个行业（或专业门类）的所有标准，都存在着客观的内在联系，存在着互相制约、互相衔接匹配的关系，而不是标准的简单堆砌。同时，任何一个技术标准体系是有确定范围的，并且被置于更大的体系或环境之中。在我国铁路高速、普速、重载三大技术标准体系中，线路工程都是必不可少的子体系之一，它包括铁路线路、桥梁、隧道产品的设计、制造、检验及养护维修等相关技术标准。铁路养路机械相关技术标准则是线路工程子体系的重要组成部分。铁路养路机械技术标准体系是以养路机械技术要素为主要内容的技术标准的有机整体，其标准体系通过直观的标准体系表来表达，标准体系表由标准体系结构图和标准体系标准项目明细表构成。标准体系表是编制标准制修订规划和计划的依据之一，是一定范围内包括现有、应有和预计制定标准的蓝图，它将随着科学技术的发展而不断更新和充实。标准体系表用以表达标准体系的构思、设想、整体规划，是表达标准体系概念的模型。
3.3技术标准体系结构图建议
对于不同的层面，如行业层面、制造企业层面等，所需构建的技术标准体系结构是不同的。针对我国国家铁路养路机械技术标准体系结构的确定，借鉴了我国高速、普速、重载三大技术标准体系的研究成果，但并没有按照其通用基础标准、设计标准、工艺标准、试验标准、材料标准等的结构形式进行构建，而是根据养路机械技术特性，即根据养路机械作业对象及作业方式的不同划分结构，使养路机械技术标准体系能够很好地与我国高速、普速、重载三大技术标准体系兼容。养路机械标准体系采用3层结构，第1层包括通用基础、大型养路机械和小型养路机械3个子系统；第2层是在第1层每个子系统之下，按照专业机型形成不同的类别；第3层则是标准体系的基本单元——标准。我国铁路养路机械技术标准体系结构建议如图1所示。
3.4技术标准体系明细表建议
在技术标准体系结构的基础上，提出由现行有效的国家标准（GB）、铁道行业标准（TB）、中国铁路总公司标准（Q/CR）、标准性技术文件（TJ）、正在制修订的标准以及标准制定建议组成的标准明细表建议，见表1。
4结语
机械故障诊断技术，顾名思义，就是采用某种技术手段来预测即将发生的机械故障，判断故障发生位置，为预防故障发生及排除故障提供技术支持，降低故障带来的损失。早期，人们主要通过听声音、触摸等方式判断故障是否产生以及故障产生位置，随着计算机技术的发展，各种计算机技术特别是现代信号处理技术被不断的应用到故障诊断技术中来，机械故障诊断技术已逐渐成为一门系统学科。
1)通用机械故障诊断技术研究现状。最早开展机械故障诊断技术研究的是美国。20世纪60年代以后，随着航天及航空技术的发展，对故障的预判及诊断提出了更高的要求，传统故障诊断方法已不能满足技术发展的需要，促使美国积极开展故障诊断技术的研究和开发工作。随后，欧洲、日本等发达国家相继开展机械故障诊断技术研究[1]。20世纪80年代，在相关部门的支持下，国内大学和科研机构也开始机械故障诊断方面的研究。在部件摩擦碰撞、松动等故障方面，清华大学裙福嘉课题组对其非线性动力学行为进行理论和实验研究，已取得重要进展[2]。小波变换为故障诊断时频域重要方法之一，西安交通大学何正嘉课题组[3,4]即采用小波技术进行故障诊断技术研究。在机械监测诊断领域，西安交通大学屈梁生课题组[5]创立了全息谱技术，采集机器振动过程中的幅、频、相信息，显著提高机器运行中故障的识别率，此外还有东南大学的钟秉林等学者均长期从事于机械故障诊断研究，出版了大量学术著作和论文，为推动通用机械故障诊断技术做出了重要贡献。
2)农业机械故障诊断技术研究现状。农业机械故障诊断方面，陈芳等在对农业机械故障发生的原因及征象进行分析的同时，应用希尔伯特一黄变换方法对农业机械的故障点进行了观测和诊断，通过经验模式分解(EMD)分离噪声，然后从希尔伯特谱中分析出故障振动信号的时频分布情况，从而确定故障发生的时间以及故障前后信号频率和幅值随时间变化的各种信息，以达到提取较为完整的故障特征的目的，实现对这类系统的某些特殊故障的诊断。刘明涛，孙斐采用小波变换技术分析农业机械运行过程中产生的振动信号，有效地检测出齿轮箱系统信号的变化，实现对齿轮箱系统的故障诊断。李杰，赵艳针对目前农业机械故障诊断采用人工方法排除步骤冗长、速度慢、效率低、准确率低等问题，提出并实现了一个基于正向推理的农业机械故障诊断、安全评价专家系统。该系统具有农业机械知识查询、农业机械故障诊断和农业机械安全评价等功能，有较好的稳定性与鲁棒性。李晓敏，李杰等在农业机械故障诊断中引入计算机动态模拟技术。
3)状态监测技术研究现状。在设备关键部件状态监测方面，应用最为成熟的是故障自诊断系统又称OBD(OnBoardDiagnosties)系统，该系统通过传感器监测控制系统各部件的工作状态，并根据传感器数值监测部件运行状态以及安装位置来确定故障产生位置，并自动形成故障代码，存储故障信息，为故障的排除提供线索。OBD系统最早用于汽车尾气排放监测，后来逐渐扩展到发动机故障检测，最后发展到刹车系统、气囊、车门等整车部件状态检测，甚至关键部件的螺钉松动都可以检测出来，以便及时发现隐患，保证汽车的安全运行。现在OBD系统又逐渐扩展到空调、冰箱、彩电等家用电器故障诊断中，这些设备中均安装微处理器控制单元(ECU)，当设备出现故障时，一方面采用声光报警，另一方面产生故障代码，故障代码中包含故障类型、故障位置等信息，为排除故障提供方便。OBD系统比较复杂，其功能由软件和硬件共同实现。现有汽车OBD有超过150个可能的故障代码。汽车OBD系统经历OBDI、OBDII，现已发展到OB-DIII。现在汽车上的OBD系统已全部集成在汽车电子控制单元(ECU)中。国际上生产ECU系统品牌主要有，博世、摩托罗拉、德尔福、马瑞利、西门子。国内康佳、比亚迪等国产车开发商开始研发自主ECU系统品牌。据报道，潍柴自主研发的高压共轨电控ECU(含OBD系统)已开始小批量投放市场。
2机械故障诊断技术研究方法
机械故障诊断方法非常多，经过近半个世纪的发展，已形成机器振动和噪声信号测定、油磨损碎片测定、温升测定等方法。在故障信号处理方面采用时域分析法、频域分析方法及时频分析法等。故障识别方面采用专家系统、模式识别以及神经网络等技术。故障预警方面主要采用状态监测方法，借鉴在汽车上运用相对成熟的故障自诊断系统(OBD系统)。现简要介绍与农业机械故障诊断相关，较多应用于农业机械故障诊断的方法。
1)采用时域信号分析的故障诊断技术。在机械设备的特定部位安装振动传感器，采集、记录并显示设备在运行过程中随时间变化的振动信息，如振幅、相位、频率等，得到机械设备特定部位的时间历程，也就是时域信号。时域信号中包含的信息量大，直观且易于理解，是机械故障诊断的原始依据，但时域信号数据十分庞杂，很难一眼看出故障特征，需要采用特定方法处理。时域信号处理技术主要包括，时域统计分析及相关分析等。
2)采用频域信号分析的故障诊断技术。频域分析实质上是将时域信号进行快速傅里叶变换，转化为频域信号，采用频域信号处理技术分析信号，并得出故障特征的分析方法。许多故障的发生和发展，振动信号的频率成分会发生非常明显的变化。例如，齿轮发生断齿、表面疲劳剥落等都会引起周期性的冲击信号，相应在频域就会出现不同的频率成分。监测这些信号频率变化，可有效预测故障发生与发展。频域信号处理技术主要包括频谱分析、倒频谱分析及包络分析等。
3)采用时频域信号分析的故障诊断技术。机械产生故障后，运行过程中的振动信号会产生显著的频域或时域故障特征，然而这些特征并不是不变的，而是随着时间变化的，即动态信号的非平稳性。特别是剥落、松动、裂纹等故障，非平稳尤其明显。实际故障检测过程中，非平稳性往往是普遍的，平稳性只是一种简化或近似。非平稳信号的相关函数、功率谱等统计量是时变函数，必须要得到这些信号的频谱随时间的变化情况才能更好的判断故障情况。因此，一般采用时间和频率的联合函数来表达这些信号，该方法称为信号的时频表示。实际应用中，时频域信号分析技术主要包括傅里叶变换、Wigner-Ville分布、小波变换等。
3农业机械故障诊断技术发展趋势
1)通用机械领域相对成熟的故障诊断技术逐步移植到农业机械故障诊断中来。可用于农业机械故障诊断的一是基于振动信号特征提取的故障诊断技术，二是关键部件工作状态监测故障诊断技术。基于振动信号特征提取的故障诊断技术大部分用于化工、电力等大型机械设备故障诊断，理论发展非常早，许多现代控制理论，计算机技术，信号处理技术均被应用基于振动信号特征提取的故障诊断技术中。关于关键部件工作状态监测方面，最成功的例子是汽车故障自诊断系统(OBD)，以传感器监测关键部件状态，采集到的数据送汽车电子控制单元(ECU)处理，主要用于汽车发动机及汽车其他关键部件工作状态监测，技术发展已比较成熟。农业机械越来越复杂，对故障诊断的实效性、准确性要求越来越高，上述两种故障诊断与监测技术正逐渐移植到农业机械上来。
2)现代智能化技术不断运用到农业机械故障诊断中来。随着农业机械复杂程度加大以及对智能化水平提高的需求，农业机械状态检测与故障诊断技术将日趋完善。针对农业机械故障特征的专家系统、神经网络、模糊逻辑、遗传算法等智能诊断方法将不断的运用到农业机械故障诊断中来，在当前技术基础上，将新的理论和技术引入到农业机械故障诊断领域，不断出现不同智能故障诊断技术，形成综合性能更好的融合智能故障诊断技术。
[论文摘要]制造技术是发展制造业的关键技术,是创造财富和为科学技术发展提供先进手段的基础。分析我国先进机械制造技术的特点及发展现状，并阐述我国先进机械制造技术的发展趋势。
在人类社会的发展中,制造技术不断发展。从人类使用天然工具到制造工具,从简单的手工制造到简易机床的出现,人们一直为搜寻更有效更迅捷的制造技术而努力。机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。
一、先进制造技术的特点
（一）是面向21世纪的技术
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。
（二）是面向工业应用的技术
先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。
（三）是驾驭生产过程的系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
（四）是面向全球竞争的技术
20世纪80年代以来，市场的全球化有了进一步的发展，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本。随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
（五）是市场竞争三要素的统一
在20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此，市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。
二、先进机械制造技术的发展现状
近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
（一）管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。
（二）设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则，采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM)，大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。
（三）制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。
（四）自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。
三、我国先进机械制造技术的发展趋势
（一）全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，有的倒闭，有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场；另一方面，网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用，已成为全球化制造业发展的动力，全球化制造的第一个技术基础是网络化，网络通讯技术使制造的全球化得以实现。（二）网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外，网络通讯技术的快速发展，加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。
（三）虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。
（四）自动化。自动化是一个动态概念，目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。
（五）绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响，同时使原材料和能源的利用效率达到最高。
四、结语
制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。
参考文献：
[1]马晓春，我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程,2002(3).
20世纪初，自动化技术才开始出现并迅速的应用到生产的各个方面。近年以来，各项事业得到了很好的发展，与此同时，在这种背景下，机械制造与自动化技术也进入了新的阶段。我国机械制造业的发展开始的较晚，自主创新能力也较差，更多的是依赖外国的技术，发展情况较差。目前世界上大多数发达国家采用计算机进行管理，在机械制造与自动化技术的设计方面，也都采用计算机来设计，更有先进的国家采用了3D技术，在制造工艺方面很多国家已经采用“高精尖”技术。在设计技术上，依然采用传统的设计方法，对于高精尖工艺的采用率比较低，尚未实现智能化。但是，自从机械制造与自动化技术在我国使用之后，更多的劳动力被解放出来，生产速度也大为提高。在当今社会，仍然发挥着重要的作用。
2机械制造与自动化中数控技术的应用
数控技术在机械制造与自动化上应用广泛，本文主要从航空业，机床设备，工业生产领域论述数控技术的应用。
2.1航空业的应用
随着经济的发展，飞机对于普通大众来说不再是奢侈的出行工具，航空业发展进入了一个新的阶段，和发达国家相比，我国的航空业仍然存在着不小的差距，但是这种差距在逐渐的缩小。航空业是高新技术产业，在航空业中，数控技术的应用大大的提高了航空零件生产的效率，促进了航空业的发展。
2.2机床设备中的应用
数控技术是机床设备生产中的重要组成部分，在机床设备生产中扮演着重要的角色。数控技术以其独特的优越性，在一些精密零件的生产中被广泛的应用。数控技术的应用能够提高机床设备零件加工的精度和机床设备行业整体的水平。在这种情况下，出现了数控机床设备，将最初由人工的操作变成由数控操作，在运行的时候工作人员只需把各种指令参数输入到设备里，数控就能够正常工作运行，相比人工而言，数控技术生产出来的零件质量和速度明显高于人工。数控技术的应用，很大程度的提高了机床设备的的质量和速度。
2.3工业生产领域的应用
有些工业的工作环境较差，危险性较高。数控技术的应用，有效的改善了这些情况，切实的保护好工人的人身安全。在工业生产领域中，比如煤矿开采工业，在过去煤矿生产具有很高的危险性，许多煤矿工人在工作时，要冒着巨大的生命危险，随着科技的进步，在采用数控技术之后，这种情况大为改善，数控技术的使用，将一些危险系数较高的工作交给数控设备有很多工作风险度较高，数控设备只需要按照所输入的指令进行工作即可。一旦在运行过程中发生故障，工作人员也能够及时的进行排除，降低的工人工作的危险性，数量以及生产成本。
3机械制造与自动化技术的发展趋势
机械制造与自动化技术成产的产品种类较多，研究标准统一的机械化各种接口是极其复杂的，使用起来比较麻烦，必须要根据不同的型号的接口及时的进行更换。为此，很有必要生产统一标准的接口。目前，有些机械制造零件体积较大，虽然能够正常的进行各项工作，但是搬运起来极不方便，因此研究微型的机械极其重要。过去，在机械制造与自动化发展上，大量的资源被浪费，人们很长一段时间没有意识到这个问题的严重性。资源是固定的同时还会造成环境的污染，大量资源的浪费必然导致资源的紧缺。如今，人们意识到环境和资源的重要性，因此，机械制造在今后的发展过程中，应该不断的提高自身的技术，最大限度的利用现有的资源，除此之外，还要对一些环节进行改进，从而减少对环境的污染，做到清洁生产，对于废弃的资源，也要充分的回收利用，从而真正的做到在生产过程中的最大绿色经济效益。目前，在机械制造与自动化技术上，还需要一定的人力，但是，我们一定要坚信，时代是前进的，在不远的将来，机械制造与自动化技术能够真正的实现自主操作，在机械制造中，发挥重要作用。
4结语
1数控机械施工技术介绍
数控机械施工需要依托多个技术平台如数据采集、机械控制、现场定位、三维模型设计等，结合通讯技术对现场资源进行优质整合，最大限度走出时间与空间局限，应用机械实现对施工进度的实时跟踪管理和施工情况的精准控制。数控机械施工现在普遍应用于各类工程，如公路、矿山、机场、公共工程等，利用智能控制系统与机械相联合组成智能数控设备完成多个关节的施工任务，并完成压实与验收。这种施工技术的应用可以实现分环节、分工序的精确控制与多机械、多标段的高效组合，在专业化平台辅助应用下完成建设任务。比如昆明机场跑道的水稳施工使用数控平地机即可完成无需挂线，高速公路精加工层施工也无需放样测量可直接完成。数控机械施工技术之所以能够发挥众多优势，关键在于应用GPS或实时动态定位控制技术明确机械位置和状态，利用传感器采集数据对三维化模型进行校准，从而准确的操作指示引导施工人员控制机械精准施工。与传统机械化施工低效率、数据反馈不及时、安全性差、对外部条件依赖高等问题相比，数控机械施工在多种技术平合下可高效完成施工人物，节省时间、人力与成本，提升施工安全性，施工中同时完成质量监控，实现管控一体化，减少返工现象。路基填筑数控施工技术流程如下。路基填筑数控施工技术流程设计数据导入系统，架设定位基站运料车装、卸料数控推土机将料堆散开，自动调整铲斗进行物料粗平数控平地机根据设计对比自动调整铲刀进行精平数控压路机碾压，实时显示所压区域的压实度和压实遍数完成及时提供动态数据。
2数控机械技术应用实践分析
数控机械技术凭借自身多重优越性能在公路土建施工中得到了普遍应用，我们以某地区高速公路建设中某一标段中300m精加工路段为例，分析下数控机械技术的实践应用情况。
2.1施工后标高误差
施工标高数据的对比是可以凸显施工技术精准性和优越性的一个重要指标。与传统施工技术标高数据对比，数控机械技术在减少误差提升精准度方面具有显著优势，我们以具体数据来进行分析对比。某高速公路标段内不同方法施工后标高检测结果对比见表1。从实际数据对比情况来看，应用数控机械技术辅助施工在标高控制方面显著缩小了误差，提升了精度与精确性，可见数控机械技术在公路土建施工中优越的控制性能，有助于加强施工管控。表1某高速公路标段内不同方
2.2施工成本与效益
传统机械施工中，需要数名施工人员进行测量放桩、护桩，不仅耗费人力物力，且需要反复核对确保精准性，对外部天气条件以来程度较高，且施工人员安全情况缺乏保证，后续工作中还需要人工指导机械就位，反复收集整理数据，工作量大，在面临工程数据或设计变更时无法及时有效进行调整反馈，甚至可能导致返工。但是数控机械技术则不同，它可通过三维建模和多技术平合应用完成数据整合，无需放桩即可进行是施工，不仅显著提升了施工效率，节省了人力物力与资源，保障施工人员人身安全，且在地误差高精度控制下，还能够实现数据的实时采集、自动控制，在施工过程中完成进度控制与质量控制，动态监控全程，实现一体化施工，无论是施工成本还是施工效益都有切实保障。为进行直观有效对比，我们以高速公路某路段为例进行施工试验，对比施工成本和施工效益，数控产品选择美国Trimble公司GCS900系统，在长为300m的精加工路段分别应用传统施工方法和数控机械施工技术各施工150m，对比施工效率、施工误差、施工成本。两种施工模式施工效率、施工成本对比见表2。结果显示，数控机械施工可显著提升施工效率，降低人力物力等成本投入，施工效益好。人力投入的减少并未影响施工数据收集，既避免了施工人员对机械施工的干扰，降低安全隐患，同时节约人力和成本投入，二者成本上的显著差异证实了数控机械施工的优越性。由此可见，广泛使用并推广数控机械施工能够加快施工进度，提升施工效率缩短工期，降低成本投入，带来可观的经济效益。
2.3应用实例
目前数控机械技术已经广泛应用于国内多个公路项目建设，比如江西省昌西南连接线TJ合同段引进数控机械化设备天宝GCS900系统，应用于超宽路基平整施工。传统路基平整施工方式要耗费大量人力、物力和时间，桩与桩之间的精度较难保证，未解决以上难题，数控机械系统被引入基建施工，以美国天宝GCS900系统为主，集成了精准定位技术、通讯技术、机械控制技术、计算机技术、SPS930全站仪、MT900靶标、车载电脑、传感器、电台、光棒指示及液压/电源模块数字设备，实现了一体数控机械化施工，在路基平整中可以做到了无桩化施工，避免了施工过程中人为因素而造成的误差。在公路工程施工运用过程中，数控机械化施工产生了节约时间、节约成本带来的经济和社会效益，控制了施工的质量和精度，减少了作业行程和运营成本，并且低碳环保，数据永久保存，便于管理，为后续的道路维护养护提供相关资料。数控机械化施工技术的引入，为公路土建施工建设提供了有力的技术保障，较之传统施工方法，至少提高效率(缩短工期)35%以上，是成功的应用范例，值得在公路土建领域大力应用推广。
3小结
