淺析機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

向陽

摘要：隨著人類經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們?cè)絹碓叫枰咝?、高?guī)格、高品質(zhì)的機(jī)械設(shè)備去幫助人們完成產(chǎn)品的生產(chǎn)，這就離不開機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的技術(shù)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是結(jié)合多種技術(shù)開展起來的一門新興學(xué)科，是我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中工業(yè)建設(shè)不可缺少的硬件基礎(chǔ)，它具有一系列特點(diǎn)，有利于我們?nèi)粘９ぷ鞯捻樌_展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化；發(fā)展

中圖分類號(hào)：F407.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、機(jī)械自動(dòng)化的定義

對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械的定義，由于研究的角度不同，進(jìn)而給出不同的定義。例如美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)，在1984年將其定義為：“現(xiàn)代機(jī)械就是通過計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的機(jī)械和（或）機(jī)電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以完成機(jī)械力、運(yùn)動(dòng)和能量流等動(dòng)力學(xué)任務(wù)”。而國(guó)際機(jī)器與機(jī)構(gòu)理論聯(lián)合會(huì)將現(xiàn)代機(jī)械定義為：機(jī)電一體化是精密機(jī)械工程、電子控制和系統(tǒng)思想在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中的協(xié)同結(jié)合。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特色和作用

科技的發(fā)展離不開經(jīng)濟(jì)的需求和促進(jìn)，然后經(jīng)過開發(fā)應(yīng)用反作用于經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)更進(jìn)一步的發(fā)展。作為一種高效的技術(shù)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化有著很多的特色，首先它是經(jīng)濟(jì)發(fā)展催生的技術(shù)，作為一種工業(yè)化升級(jí)的技術(shù)和手段，他在自身不斷發(fā)展的同時(shí)也帶動(dòng)著工業(yè)的不斷進(jìn)步。工業(yè)作為國(guó)家的支柱性產(chǎn)業(yè)，她的使用可以很大的提升制造業(yè)的整體實(shí)力，增加經(jīng)濟(jì)效益，再次面對(duì)全球的經(jīng)濟(jì)的融合，機(jī)遇和挑戰(zhàn)都將倍增，采用機(jī)械設(shè)計(jì)制造可以降低成本，增加單位數(shù)量，提高生產(chǎn)的質(zhì)量，從而在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中贏得自己的一席之地。

在科技高度發(fā)達(dá)的今天，制造業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)有著重要的作用，首先機(jī)械設(shè)計(jì)以及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以節(jié)約大量的人力資源，機(jī)器化作業(yè)還可以提高生產(chǎn)過程的安全性，使人員和機(jī)器能夠安全工作。其次還可以在自動(dòng)化生產(chǎn)的過程中提高單位產(chǎn)出，提高生產(chǎn)的效率，在高效生產(chǎn)的同時(shí)保證較高的質(zhì)量，從而獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。再次自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠加快生產(chǎn)的過程提升一個(gè)企業(yè)的軟實(shí)力，在生產(chǎn)的過程中還可以減少浪費(fèi)降低成本。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則?1、滿足對(duì)機(jī)器的功能要求

機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造必須要滿足人們的需要，至少要具備一個(gè)核心功能，將信息和能量進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換之后變成人們所需要的信息和能量。機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)將產(chǎn)品和技術(shù)融為一體，從設(shè)計(jì)、制造到功能，形成完整的機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)。

2、利用先進(jìn)技術(shù)

各種先進(jìn)技術(shù)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的基礎(chǔ)和重要保證，無論是產(chǎn)品還是系統(tǒng)，其所具備的功能依然要以技術(shù)為主，這樣才能充分展現(xiàn)現(xiàn)代機(jī)械的智能化和人性化。

2.1 各種加工設(shè)備

通過加工和處理過程改變有的形態(tài)，增加輸出物質(zhì)或產(chǎn)品的功能，如機(jī)床、各種加工設(shè)備等現(xiàn)代機(jī)械。

2.2 能量轉(zhuǎn)換機(jī)械

動(dòng)力機(jī)主要是以能量的轉(zhuǎn)換為主，如電動(dòng)機(jī)、水輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等各種能量轉(zhuǎn)換機(jī)械。

2.3 信息處理機(jī)械

將輸入信息經(jīng)過處理后輸出所需信息，常見的信息處理機(jī)械主要有計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)等各種辦公用設(shè)備。以信息處理為主的機(jī)械稱為信息機(jī)，用來傳遞人們所需的直觀信息，如圖像、文字等。

2.4 其他功能的機(jī)械

只有充分了解機(jī)械自動(dòng)化的主要功能，才能設(shè)計(jì)出不同的產(chǎn)品，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。不同用途的機(jī)械具備不同的運(yùn)動(dòng)方式，這充分說明了機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展空間很大，根據(jù)人們的創(chuàng)新和設(shè)計(jì)，未來的機(jī)械自動(dòng)化內(nèi)容會(huì)更加豐滿完善。而這一切依然需要強(qiáng)大的技術(shù)做支撐，并做出合理的設(shè)計(jì)和科學(xué)的規(guī)劃。

四、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

1、應(yīng)結(jié)合現(xiàn)形生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行發(fā)展機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)的全部真諦在于應(yīng)用。發(fā)展機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)，應(yīng)以企業(yè)的生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的實(shí)際需要及具體條件為導(dǎo)向。發(fā)展機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際，注重實(shí)用，即對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生實(shí)際效益。所以，應(yīng)結(jié)合具體生產(chǎn)實(shí)際，逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展的普遍化，一方面由于國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)中越激烈，例如在機(jī)械制造業(yè)中，國(guó)內(nèi)外已有不少企業(yè)，甚至是知名度很高的企業(yè)，在這種無情的競(jìng)爭(zhēng)中紛紛落敗，有的倒閉，有的被兼并。不少暫時(shí)還在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上占有份額的企業(yè)，不得不擴(kuò)展新的市場(chǎng)；另一方面，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了企業(yè)向著既競(jìng)爭(zhēng)又合作的方向發(fā)展， 這種發(fā)展進(jìn)一步激化了國(guó)際間市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。這兩個(gè)原因的相互作用，已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動(dòng)力，全球化制造的第一個(gè)技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)化，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)是制造的全球化得以實(shí)現(xiàn)。

2、發(fā)展投資少、見效快的低成本自動(dòng)化技術(shù)。發(fā)展低成本自動(dòng)化技術(shù)，潛力大，前景廣，投資省，見效快，提高自動(dòng)化程度，可以收到事半功倍的經(jīng)濟(jì)效果，適合我國(guó)現(xiàn)階段的而發(fā)展需要和國(guó)情。這需要未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)向網(wǎng)絡(luò)化和虛擬化方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、零件制造、市場(chǎng)開拓與產(chǎn)品小勺都可以異地或跨越國(guó)界進(jìn)行。此外，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展，加速技術(shù)信息的額交流、加強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)的合作何經(jīng)營(yíng)管理的學(xué)習(xí)，優(yōu)化產(chǎn)品的制造工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)周期和最低成本為目標(biāo)，進(jìn)行生產(chǎn)過程計(jì)劃、組織管理、車間跳讀、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計(jì)的建模和仿真，推動(dòng)企業(yè)向著既競(jìng)爭(zhēng)又合作的方向發(fā)展。

3、提倡發(fā)展機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)是毋庸置疑的，作為一個(gè)未來機(jī)械制造發(fā)展的主題，一定要在依據(jù)客觀實(shí)在，根據(jù)我國(guó)的國(guó)情進(jìn)行發(fā)展，不能照搬西方的模式，聯(lián)系我國(guó)的實(shí)際，同時(shí)在發(fā)展機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的同時(shí)要注意和環(huán)境的協(xié)調(diào)，環(huán)保是現(xiàn)今一個(gè)必須重視的問題，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的環(huán)境的污染和生態(tài)的破壞已經(jīng)到了一個(gè)嚴(yán)重的地步，所以在實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的同時(shí)，要做到綠色生產(chǎn)，加強(qiáng)資源的可循環(huán)，做到生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)合，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境共同發(fā)展。

4、虛擬化。以前，世界各國(guó)機(jī)械制造企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，主要是依靠事先進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，然后依據(jù)圖紙開展成品試驗(yàn)，最終完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 這樣做的弊端在于將會(huì)浪費(fèi)許多寶貴的時(shí)間，同時(shí)，進(jìn)行產(chǎn)品試驗(yàn)的過程，會(huì)出現(xiàn)人力、物力、財(cái)力等各種消耗，尤其是耗費(fèi)了大量的經(jīng)濟(jì)支出。 鑒于當(dāng)代科學(xué)技術(shù)手段的日新月異，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的成熟，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，人們能夠模擬操作大量的工作，借助于網(wǎng)絡(luò)，能夠在第一時(shí)間就對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)傳輸，從而讓分割于不同空間的雙方能夠毫無障礙地進(jìn)行溝通、交流、合作。因此，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)將朝著虛擬化方向不斷發(fā)展已是普遍的共識(shí)。

5、數(shù)字化。這是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的核心。 數(shù)字化制造是制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融合、發(fā)展和應(yīng)用的結(jié)果。對(duì)制造企業(yè)而言，各種信息(如圖形、數(shù)據(jù)、知識(shí)、技能等)均以數(shù)字形式，通過網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)內(nèi)傳遞，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)迅速收集資料信息，在虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體等多種數(shù)字化技術(shù)的支持下，對(duì)產(chǎn)品信息進(jìn)行分析、規(guī)劃與重組，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品功能的仿真、加工過程和生產(chǎn)組織過程的仿真，或完成原型制造，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的快速重組與對(duì)市場(chǎng)的快速響應(yīng)，以滿足客戶化要求。對(duì)全球制造業(yè)而言，用戶借助網(wǎng)絡(luò)發(fā)布信息，各類企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)需求，應(yīng)用電子商務(wù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，形成動(dòng)態(tài)聯(lián)盟，迅速協(xié)同設(shè)計(jì)并制造出相應(yīng)的產(chǎn)品，因此機(jī)械制造的數(shù)字化發(fā)展也是必然趨勢(shì)之一。

結(jié)束語

從我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展大的方向可以看出信息技術(shù)是發(fā)展的必然趨勢(shì)，我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)必須解決目前存在的技術(shù)水平和管理體質(zhì)較低的問題，并適應(yīng)全球發(fā)展的總趨勢(shì)，不難看出，信息技術(shù)為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)帶來了更大的發(fā)展空間，所以，我們應(yīng)抓緊這次寶貴的機(jī)會(huì)，結(jié)合機(jī)械制造業(yè)的現(xiàn)狀，加快發(fā)展我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)的信息化水平。

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