我國機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展方向研究

蔣鋒

【摘 要】機械設(shè)計制造及其自動化作為一門新興學(xué)科，在近年來也得到了明顯的發(fā)展，但其發(fā)展?jié)摿θ苑浅＞薮?。本文將傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造和機械設(shè)計制造自動化進行了比較，說明了機械自動化，智能化的特點，并總結(jié)分析了我國現(xiàn)階段機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】機械設(shè)計制造；自動化；長遠規(guī)劃

0.前言

機械設(shè)計制造及其自動化是以機械技術(shù)和電子技術(shù)為主體，多門技術(shù)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的產(chǎn)物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興學(xué)科。機械設(shè)計制造及其自動化為工業(yè)生產(chǎn)帶來了技術(shù)性的革命，是制造產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，對我國工業(yè)體系的不斷發(fā)展和完善起著非常重要的作用。機械設(shè)計制造及其自動化近年來在我國得到了明顯的發(fā)展，但與一些發(fā)達國家相比，在技術(shù)和理念上仍然存在較大的差距，其發(fā)展?jié)摿θ苑浅＞薮蟆?/p>

1.機械設(shè)計制造及自動化的設(shè)計原則

1.1根據(jù)機器的功能要求開發(fā)

不同的工業(yè)生產(chǎn)對機械設(shè)備的要求也不相同，但其主要功能是相同的，即對輸入的物質(zhì)、能量和信息進行處理，輸出滿足生產(chǎn)需要特性的物質(zhì)、能量與信息，機械設(shè)計制造自動化系統(tǒng)也必須具有這樣的主要功能。

1.2利用先進技術(shù)不斷創(chuàng)新

根據(jù)產(chǎn)品或系統(tǒng)的主功能不同，據(jù)此可以對產(chǎn)品或系統(tǒng)進行分類，但任何產(chǎn)品和系統(tǒng)，其所具備的功能依然要以技術(shù)為主，這樣才能展現(xiàn)機械的自動化、智能化和人性化。

在充分了解了機械自動化系統(tǒng)的主要功能之后，才能培養(yǎng)出創(chuàng)新性的思維，以用于設(shè)計生產(chǎn)符合人們需要的各種不同產(chǎn)品。不同生產(chǎn)作業(yè)中所用到的各種機械的運行方式也各不相同，這充分說明了機械自動化擁有巨大的發(fā)展空間，根據(jù)各種不同的生產(chǎn)作業(yè)來進行創(chuàng)新和設(shè)計，未來的機械自動化內(nèi)容會更加趨于完善。而這一切需要利用先進的技術(shù)，并做出合理的設(shè)計和科學(xué)的規(guī)劃。

2.機械設(shè)計制造自動化在生產(chǎn)中的應(yīng)用

因生產(chǎn)過程中的工藝變量對產(chǎn)品的數(shù)量或質(zhì)量起著決定性的作用，而工藝變量又是由機械自動化系統(tǒng)所控制的，這對于機械設(shè)計制造及其自動化提出了更高的要求。通過對機械設(shè)計制造自動化系統(tǒng)的控制，可以保持工藝變量的平穩(wěn)，使生產(chǎn)獲得良好的控制，進而保證產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量達到相應(yīng)標準。

例如機械設(shè)計制造自動化系統(tǒng)在鍋爐汽包水位控制中的應(yīng)用。鍋爐汽包是生產(chǎn)蒸汽過程中最重要的設(shè)備，因此必須將鍋爐汽包的液位高度控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，無論水位過高還是過低都會產(chǎn)生較大的危險，甚至發(fā)生生產(chǎn)事故。因此在生產(chǎn)過程中必須對汽包的液位進行嚴格的控制。采用機械設(shè)計制造及其自動化系統(tǒng)對汽包進行控制，省卻了人的直接參與，操作人員在操作室中就能對整個過程實現(xiàn)操控，既能保證生產(chǎn)過程的安全，又降低了工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。

3.現(xiàn)代機械自動化系統(tǒng)的優(yōu)點與效益

高新技術(shù)行業(yè)的快速發(fā)展，同時帶動了機械自動化技術(shù)的革新，機械設(shè)計制造及其自動化在機械生產(chǎn)中的運用日益廣泛，顛覆了傳統(tǒng)機電產(chǎn)品在機械生產(chǎn)中的地位，并有逐步取代傳統(tǒng)機電產(chǎn)品的趨勢，為企業(yè)和社會帶來巨大的經(jīng)濟效益。與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品相比，現(xiàn)代機械自動化系統(tǒng)主要有以下優(yōu)勢：

3.1生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高

機械自動化系統(tǒng)具有強大的信息處理能力和自動控制能力，在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品的精確度要求更高，通過自動化控制系統(tǒng)可精確地保證機械按照設(shè)計的要求完成預(yù)定的動作，可以更好的保證產(chǎn)品的合格率。同時，由于機械自動化產(chǎn)品實現(xiàn)了工作自動化，代替人力勞動完成工作，節(jié)省了人員的安排，穩(wěn)定性也得到保證，提高了工作效率。

3.2提高機械安全性和可靠性

機械自動化系統(tǒng)通常都具有自動監(jiān)測，報警，自動保護功能，如果在工作中遇到故障，能夠自動處理事故，并及時采取有效的保護措施，提高了生產(chǎn)過程中的安全性和可靠性。

3.3方便操作，系統(tǒng)性能得到改善

機械自動化系統(tǒng)可以通過改變控制程序的方式來改變工作方式，輸入不同的控制程序，就會進行不同的工作方式，不需要改變產(chǎn)品中的任何部件和零件。

利用輸入程序來控制生產(chǎn)作業(yè)，減少了傳統(tǒng)機電設(shè)備的流程，優(yōu)化了操作過程。

3.4具有多種功能，適用范圍廣

機械自動化產(chǎn)品融合入了多種技術(shù)，具備強大的復(fù)合功能，避免了產(chǎn)品功能的單一性。通過自動化控制、自動保護等多種復(fù)合功能，自動調(diào)整能力強，使生產(chǎn)過程達到最佳狀態(tài)，產(chǎn)品的適用性和用戶的滿意度都大大提高。

3.5改善勞動條件， 有利于自動化生產(chǎn)

隨著機械自動化產(chǎn)品的普及，人們逐漸從繁重的體力勞動中解放出來。通過知識的匯集，技術(shù)的不斷研發(fā)，堅持以人為本，使人力勞動更具有價值，更有利于加快我國四個現(xiàn)代化的建設(shè)。

3.6節(jié)約能源，減少耗材

建設(shè)節(jié)約型社會是我國現(xiàn)階段發(fā)展的主要戰(zhàn)略目標，通過使用低功耗驅(qū)動機構(gòu)的機械自動化產(chǎn)品，減少了大量的能源浪費，節(jié)能效果十分明顯。機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)和產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，帶來了顯著的社會和經(jīng)濟效益，因此世界各國都十分重視并推崇其發(fā)展。

4.機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展方向

經(jīng)過三十多年的研究與總結(jié)，我國的機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展取得了一定的成果。但與歐美等發(fā)達國家相比，仍然存在較大差距。我國的機械自動化技術(shù)和工程系統(tǒng)基礎(chǔ)理論尚在不斷地發(fā)展中，所以今后的發(fā)展方向主要有如下幾個方面：

4.1機電一體化方向

機電一體化是機械自動化進一步的發(fā)展，機電一體化研究的不斷應(yīng)用，為機械工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了源源不斷的動力，現(xiàn)代化機械設(shè)備離不開機電一體化技術(shù)。

4.2智能化方向

智能化是新世紀機械自動化技術(shù)發(fā)展的一個重要方向，也是機械自動化產(chǎn)品的重要標志。智能化是指機械自動化系統(tǒng)運用運籌學(xué)、計算機科學(xué)、心理學(xué)等新思想，模擬人類智能，以實現(xiàn)更高的生產(chǎn)控制目標，推動智能化的不斷發(fā)展。

4.3模塊化方向

由于機械自動化產(chǎn)品種類繁多，在研發(fā)時的各種需求則相對比較復(fù)雜，模塊化有利于新產(chǎn)品的迅速開發(fā)和生產(chǎn)規(guī)模的逐漸擴大，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。

4.4網(wǎng)絡(luò)化方向

上世紀九十年代以來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，同時也促進了經(jīng)濟全球化的發(fā)展，企業(yè)間的競爭也趨于全球化，因此機械自動化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展也是一種必然現(xiàn)象。

4.5微型化方向

微型化興起于上世紀八十年代末，微型化可以大大減少資源的浪費，降低生產(chǎn)成本。微機械自動化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，還需進一步探究，但未來的時代，必將是一個微時代。

4.6綠色化方向

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，環(huán)境污染不斷加劇，人們對環(huán)保越來越重視，隨著人們生活水平的提高，綠色產(chǎn)品概念應(yīng)運而生。設(shè)計綠色的機械自動化產(chǎn)品， 將具有遠大的發(fā)展前途。

4.7人格化

未來的機械自動化會更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，賦予機械自動化產(chǎn)品以人的智能和情感。人格化的發(fā)展并將有力推動機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展。

5.結(jié)語

發(fā)展機械自動化就是發(fā)展機械制造技術(shù)，這些機械設(shè)計的自動化使得對于傳統(tǒng)的機械設(shè)計有了很大的改進。廣大設(shè)計人員應(yīng)清醒地認識到機械設(shè)計制造只有向機械自動化設(shè)計制造方向發(fā)展，才能成功。

【參考文獻】

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