傳統(tǒng)機械設(shè)計制造與機械自動化的比較分析

[摘 要]傳統(tǒng)機械設(shè)計制造及其自動化產(chǎn)業(yè)在我國工業(yè)化發(fā)展進程中有著及其重要的歷史和發(fā)展地位，包括現(xiàn)在機械設(shè)計概念和技術(shù)的研發(fā)，自動化產(chǎn)業(yè)數(shù)控技術(shù)的突破，都離不開傳統(tǒng)機械設(shè)計制造與自動化的基礎(chǔ)理論。本文重點研究了傳統(tǒng)機械設(shè)計制造與機械自動化化的本質(zhì)區(qū)別，以及應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢的不同，旨在提出機械行業(yè)基礎(chǔ)理論方面?zhèn)€人的一些見解。

[關(guān)鍵詞]傳統(tǒng)；機械設(shè)計制造；自動化；比較

機械設(shè)計制造及其自動化是機械技術(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的邊緣學(xué)科，機械自動化使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電器化”邁入了以“機械自動化”為特征的發(fā)展階段。

一、我國機械設(shè)計制造及其機械自動化的發(fā)展歷史

從原始社會早期人類使用的諸如石斧、石刀等最簡單的工具，到杠桿、轆轤、人力腳踏車、獸力汲水車等簡單工具，發(fā)展到較復(fù)雜的水力驅(qū)動，風(fēng)力驅(qū)動的水碾和風(fēng)車等較為復(fù)雜的機械。18世紀英國的工業(yè)革命以后，以蒸汽機、內(nèi)燃機、電動機為動力源的機械促進了制造業(yè)、運輸業(yè)的快速發(fā)展，人類開始進入現(xiàn)代化的文明社會。20世紀電子計算機的發(fā)自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、傳染技術(shù)的有機結(jié)合，使機械進入完全現(xiàn)代化階段。機器人、數(shù)控機床、高速運載工具、重型機械及其大量先進機械設(shè)備加速了人類社會的繁榮和進步，人類可以遨游太空、登陸月球，可以探索遼闊的大海深處，可以在地面以下居住和通行所有這一切都離不開機械、機械的發(fā)展已進入智能化階段。機械已經(jīng)成為現(xiàn)代社會生產(chǎn)和服務(wù)的五大要素之一。機械的發(fā)展史也是人類文明的發(fā)展史。

在古代的中國機械工程領(lǐng)域的發(fā)明與創(chuàng)造也是非常輝煌的，如磨制技術(shù)，金屬的冶煉技術(shù)等。而中國機械制造業(yè)主要是1949年后發(fā)展起來的。新中國建立后，我國經(jīng)濟取得的巨大成就也是和制造業(yè)的進步分不開的。經(jīng)過幾十年的奮斗，我國制造業(yè)已經(jīng)構(gòu)件了具有相當(dāng)規(guī)模和水平的制造體系，當(dāng)今中國已成為舉世矚目的制造大國。機械制造業(yè)總體生產(chǎn)規(guī)模不斷加大，機械制造是有100多個行業(yè)、857萬個企業(yè)（大型企業(yè)占1%）及6萬多種產(chǎn)品門類齊全的工業(yè)體系。連續(xù)6年保持我國第一大類出口商品地位，機械工業(yè)生產(chǎn)能力是解放前的2600倍，居世界第5位，機床擁有量居世界第1位，汽車產(chǎn)量居世界第4位。

二、傳統(tǒng)機械設(shè)計制造與機械自動化理論綜述

不論是理論學(xué)習(xí)還是生產(chǎn)實際，機械設(shè)計制造與機械自動化的概念幾乎都是同時出現(xiàn)的，很少有人會把機械設(shè)計制造和機械自動化分開來討論，原因是機械設(shè)計制造和機械自動化是工業(yè)生產(chǎn)中渾然一體的工藝程序，離開了機械設(shè)計制造，也就沒有機械自動化生產(chǎn)的發(fā)生，反之也是。不過對于在校專業(yè)理論學(xué)習(xí)的學(xué)生來說，深入剖析機械設(shè)計制造和機械自動化的理論聯(lián)系和區(qū)別，對提高對機械設(shè)計制造及其自動化這門學(xué)科的理解很有必要。

機械設(shè)計制造業(yè)指從事各種動力機械、起重運輸機械、農(nóng)業(yè)機械、冶金礦山機械、化工機械、紡織機械、機床、工具、儀器、儀表及其他機械設(shè)備等生產(chǎn)的行業(yè)。如果說一個工廠，需要給國家經(jīng)濟創(chuàng)造價值，那么單一的機械運作顯然是不能實現(xiàn)的，如果能夠?qū)⒓夹g(shù)工人進行大批量擴招，并且將機器大規(guī)模復(fù)制，在資金供應(yīng)充足的前提下，如何讓規(guī)模機械運作就是機械自動化的研究范疇。通俗來講，傳統(tǒng)機械設(shè)計制造與機械自動化有很強烈的因果關(guān)系和并列關(guān)系，因為利用經(jīng)典力學(xué)、電子技術(shù)與科學(xué)、計算機科學(xué)、機械材料與工程學(xué)等綜合科學(xué)知識，對預(yù)期生產(chǎn)目標進行科學(xué)計算和規(guī)劃，所以產(chǎn)生了機械設(shè)計制造的程序，單個的機械測試檢驗合格后，整體的自動化程序就開始啟動，投入生產(chǎn)，這是因果關(guān)系的一種解析。那么所謂的并列關(guān)系，就是在宏觀角度對整個機械生產(chǎn)效果的考慮，即機械設(shè)計制造過程中往往伴隨著自動化技術(shù)和自動化思想地摻和，而機械自動化生產(chǎn)流程地規(guī)劃過程中都是機械設(shè)計制造的理論知識，二者相輔相成，共同推動工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。

三、我國現(xiàn)代機械設(shè)計制造與機械自動化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

20世紀90年代初，隨著CIMS技術(shù)的大力推廣應(yīng)用，包括有CIMS實驗工程中心和7個開放實驗室的研究環(huán)境已建成。在全國范圍內(nèi)，部署了CIMS的若干研究項目，諸如CIMS 軟件工程與標準化、開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與發(fā)展戰(zhàn)略，CIMS總體與集成技術(shù)、等均取得了豐碩成果，獲得不同程度的進展。但因大部分大型機械制造企業(yè)和絕大部分中小型機械制造企業(yè)主要限于CAD 和管理信息系統(tǒng)，底層基礎(chǔ)自動化還十分薄弱，數(shù)控機床由于編程復(fù)雜，還沒有真正發(fā)揮作用。因此，與工業(yè)發(fā)達國家相比，我國的制造業(yè)仍然存在一個階段性的整體上的差距。

機械自動化技術(shù)從上個世紀20年代開始發(fā)展應(yīng)用以來，已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展，特別是近年來計算機的高度集成化，開始采用了計算機集成制造系統(tǒng)，大大加快了機械自動化的發(fā)展，但我國仍處于初級操作階段的自動化。目前，世界各國的機械自動化水準除少數(shù)工業(yè)發(fā)達國家的某些生產(chǎn)部門外，大多數(shù)還處于操作階段的自動化。我國也不例外，我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次低。我國機械制造業(yè)企業(yè)中自動化裝備少、水準低，不僅在數(shù)量上同世界先進國家有較大差距，而且在品種上、質(zhì)量上、使用上，同世界先進水準也存在階段性差距。實現(xiàn)我國機械自動化技術(shù)是一個長期的過程，不可能一蹴而就。需要循序漸進，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動化的高級理想階段邁進。未來機械制造業(yè)必然以集成化、智能化、敏捷化、信息化為方向，是各國經(jīng)濟實力、人才實力乃至綜合國力的較量。計算機集成制造（CIMS）是2l世紀制造企業(yè)的主要生產(chǎn)方式，利用包括計算機輔助設(shè)計（CAD），計算機輔助工程分析（CAE），計算機輔助工藝過程設(shè)計（CAPP），計算機輔助工裝設(shè)計（CATD）數(shù)控程序編制（NCP）等軟件技術(shù)來輔助生產(chǎn)是一個重要的方式。

四、結(jié)語

傳統(tǒng)機械設(shè)計制造和機械自動化的理論區(qū)分固然是作為學(xué)習(xí)階段高校學(xué)生應(yīng)該深入了解的內(nèi)容，但作為影響整個國家工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的重要領(lǐng)域，機械設(shè)計制造與機械自動化未來技術(shù)的研發(fā)和發(fā)展，同樣值得關(guān)注，也是身為機械專業(yè)高校學(xué)生共同奮斗的目標。

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