信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化探討

許自航

摘要：隨著信息技術(shù)的快速普及和發(fā)展，我們已經(jīng)進(jìn)入了信息技術(shù)時(shí)代，信息技術(shù)成為當(dāng)今人類工作和生活不可缺少的重要技術(shù)，并推動(dòng)和促進(jìn)其他相關(guān)產(chǎn)的升級(jí)換代。在這一背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域也面臨重大的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)，應(yīng)用信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造自動(dòng)化已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化；趨勢(shì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.037

在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造中由于計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)的普及和應(yīng)用，主要是圍繞機(jī)械自動(dòng)化來發(fā)展的。所謂機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)就是在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中使用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)一體化相互配合的人機(jī)一體化制造系統(tǒng)。從而實(shí)行對(duì)加工對(duì)象的高效率、高精度、大批量的生產(chǎn)和制造。機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化是行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和主要發(fā)展方向，是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造智能化、機(jī)電一體化的發(fā)展需求。

1信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

第一，大大提高機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的生產(chǎn)效率。在信息技術(shù)支持下，機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過程中采用自動(dòng)化技術(shù)，使得機(jī)械設(shè)計(jì)和制造能夠大大提高自動(dòng)化生產(chǎn)效率，提高機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?jīng)濟(jì)，同時(shí)提高生產(chǎn)的精確度和技術(shù)性，降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)及經(jīng)營效率的提高。而且隨著信息自動(dòng)化技術(shù)的深入應(yīng)用，能夠通過仿真模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)常規(guī)生產(chǎn)中不能實(shí)現(xiàn)的一系列操作，有效開展設(shè)備試驗(yàn)，從而減少了開發(fā)生產(chǎn)過程中的人為誤差，縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，保障了生產(chǎn)設(shè)計(jì)的精確度和產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化水平。所以在今后發(fā)展過程中機(jī)械設(shè)計(jì)制造需要繼續(xù)開發(fā)和有效利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的創(chuàng)新，不斷優(yōu)化原有的編程方式，生產(chǎn)出更加豐富的機(jī)械產(chǎn)品。第二，提高安全生產(chǎn)水平，消除安全隱患。通過信息技術(shù)及自動(dòng)化生產(chǎn)，減少了人工操作的幾率和頻率，從而使得機(jī)械制造自動(dòng)化水平得到提高，提高了機(jī)械制造和生產(chǎn)的安全化水平，大大降低生產(chǎn)和操作存在的安全隱患，降低實(shí)際生產(chǎn)中存在的潛在的安全隱患?？梢杂行П苊鈧鹘y(tǒng)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)和使用過程中由于各種原因產(chǎn)生的電力故障問題，避免類似問題的產(chǎn)生，同時(shí)通過計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)能夠監(jiān)測(cè)機(jī)械故障發(fā)生的可能性，進(jìn)行自動(dòng)錯(cuò)誤診斷，在問題出現(xiàn)第一時(shí)間自動(dòng)切斷電源，提高機(jī)械設(shè)備的安全性能。

2信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化發(fā)展方向

第一，生態(tài)化發(fā)展方向。

當(dāng)前時(shí)代發(fā)展中倡導(dǎo)和呼吁綠色生產(chǎn)理念，因此對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化發(fā)展也需要向著生態(tài)化的方向發(fā)展。實(shí)際上綠色生產(chǎn)理念是當(dāng)今時(shí)代呼吁環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展理念的具體體現(xiàn)，體現(xiàn)了人們對(duì)于已有有限資源的節(jié)約和高效利用，在這一背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展，一方面要積極開發(fā)和應(yīng)用新型技術(shù)，另一方面要兼顧效率與效益，兼顧社會(huì)公共利益，結(jié)合環(huán)保和綠色生產(chǎn)理念實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，從而使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化發(fā)展能夠順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求，在新時(shí)代發(fā)展中獲得較好的發(fā)展實(shí)力，推動(dòng)行業(yè)生產(chǎn)的資源利用效率最大化及能源消耗最小化。

第二，智能化發(fā)展方向。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)越來越傾向于智能化發(fā)展方向。而且計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的更新發(fā)展速度很快，新技術(shù)、新手段不斷涌現(xiàn)，推動(dòng)了智能化技術(shù)的不斷更新?lián)Q代。所以體現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中其智能化水平也會(huì)日益提升和發(fā)展，各種新的設(shè)計(jì)制造方法和手段會(huì)不斷出現(xiàn)和發(fā)展，如當(dāng)前CAD技術(shù)和人工智能的有效結(jié)合，體現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造與信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，體現(xiàn)了時(shí)代發(fā)展的必然結(jié)果。而且信息技術(shù)為機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造實(shí)現(xiàn)整體水平的提高，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造選擇更好的方案和措施提供技術(shù)條件。

第三，機(jī)電一體化。

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化是一種非自動(dòng)的設(shè)計(jì)和制造過程在，而隨著信息技術(shù)的應(yīng)用今后機(jī)械設(shè)計(jì)和制造將朝著自動(dòng)化、機(jī)電一體化方向發(fā)展。而且在今后一段時(shí)間內(nèi)半自動(dòng)半機(jī)械方式會(huì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造的主要模式。如通過數(shù)控設(shè)備可以將電子技術(shù)與機(jī)械生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合起來促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，推動(dòng)機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量和精確性，促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)整體發(fā)展水平的提高，推動(dòng)機(jī)電行業(yè)的發(fā)展。

第四，虛擬化發(fā)展。

從當(dāng)前發(fā)展來看，絕大部分機(jī)械制造企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中主要還是在圖紙上進(jìn)行，而且產(chǎn)品功能、特征也是圖紙化，最終生產(chǎn)依據(jù)還是以確定的圖紙為主進(jìn)行生產(chǎn)，在樣品經(jīng)過檢驗(yàn)合格后才開始大批量生產(chǎn)。這一過程在圖紙上設(shè)計(jì)及開展樣品生產(chǎn)和試驗(yàn)是一個(gè)較為復(fù)雜的、耗費(fèi)時(shí)間的過程，不僅需要投入大量的人力、精力和資源，特別是所需要投入的資金較大，且不能確保準(zhǔn)確無誤。這種模式不符合當(dāng)前追求高效率、高利潤的行業(yè)發(fā)展需求，因此信息技術(shù)的應(yīng)用這些過程都可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的虛擬化發(fā)展。

第五，模塊化發(fā)展。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的快速發(fā)展需要設(shè)計(jì)多種系統(tǒng)或模式，只有這樣才能滿足機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的制造效率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)設(shè)備與技術(shù)的成本效益的提高，減少后期的維護(hù)難度。所以，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化模塊化發(fā)展也是其未來發(fā)展的一個(gè)重要方向之一。這種生產(chǎn)模式可以使得企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)模塊化，借助有著較強(qiáng)通用性的模塊而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化，大大降低企業(yè)生產(chǎn)成本，為后期設(shè)備維護(hù)提供便利。

總之，在信息技術(shù)推動(dòng)和支持下，機(jī)械設(shè)計(jì)和制造和自動(dòng)化發(fā)展將會(huì)越來越迅速，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的自動(dòng)化、智能化、模塊化、機(jī)電一體化、生態(tài)化發(fā)展。