我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向分析

于洪新（武漢江漢大學(xué)，湖北武漢，430056）

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我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向分析

于洪新
（武漢江漢大學(xué)，湖北武漢，430056）

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是美國機(jī)械工程師在1984年所提出的一個(gè)機(jī)電一體化化名詞，就是將計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造相結(jié)合。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化到今天為止一直是一門新興學(xué)科，其中的內(nèi)容還需要通過實(shí)踐不斷添加，讓機(jī)械工業(yè)逐漸進(jìn)入到機(jī)械自動(dòng)化方向中。本文將以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)科與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造學(xué)科區(qū)別作為研究對(duì)象，探索機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)科所具有的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而分析出我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)科為了發(fā)展方向。

機(jī)械設(shè)計(jì)；制造；自動(dòng)化；產(chǎn)品；發(fā)展方向

0　引言

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)正逐步向智能化和人性化方向發(fā)展，不但增強(qiáng)了機(jī)械設(shè)備操作使用過程中的安全可靠性，而且為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的未來發(fā)展開闊了新的領(lǐng)域。

1　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的符合設(shè)計(jì)原則

1.1滿足對(duì)機(jī)器的功能需求

任何一件機(jī)器在設(shè)計(jì)到實(shí)際應(yīng)用主要目的就是滿足人們的各種需求，因此機(jī)器必須具有一定的功能，不同用途的產(chǎn)品所表現(xiàn)出的主要功能存在一定差異。也就是說，工業(yè)生產(chǎn)中所輸入的能量、物質(zhì)及信息在通過相對(duì)應(yīng)的處理后，輸出的應(yīng)該是具有一定特性的能量、物質(zhì)及信息。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是一個(gè)綜合性概念，主要是由兩部分組成，分別是機(jī)電一體化技術(shù)與機(jī)電一體化產(chǎn)品。產(chǎn)品在設(shè)計(jì)到銷售中，不僅僅包含了對(duì)于產(chǎn)品性能上的設(shè)計(jì)，還包括產(chǎn)品在實(shí)際生產(chǎn)中便捷性，進(jìn)而保證企業(yè)生產(chǎn)便捷，同時(shí)滿足人們對(duì)于機(jī)器的實(shí)際需求，機(jī)器所具有的性能由機(jī)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定。

1.2利用先進(jìn)技術(shù)不斷創(chuàng)新

不同產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中所表現(xiàn)出來的主要功能，就需要對(duì)于不同用途的產(chǎn)品系統(tǒng)性分類。

主要用途為原材料運(yùn)輸或者加工，主要就是改變輸入能量及物質(zhì)的方位及狀態(tài)，這種機(jī)器設(shè)備統(tǒng)稱為加工機(jī)。在實(shí)際應(yīng)用中的加工機(jī)有機(jī)床、食品加工機(jī)械、輕工機(jī)械等等。

機(jī)器在實(shí)際應(yīng)用中主要用途如果是能量轉(zhuǎn)化，輸入的能量及信息與輸出的能量不同，這種機(jī)器設(shè)備統(tǒng)稱為動(dòng)力機(jī)。在實(shí)際應(yīng)用中動(dòng)力機(jī)有電動(dòng)機(jī)與內(nèi)燃機(jī)。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系統(tǒng)中不僅僅需要具有以上的主要功能以外，還需要在機(jī)械的內(nèi)部設(shè)計(jì)其他輔助性功能，例如動(dòng)力功能、控制功能等等。

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中根據(jù)以上的功能作為原理，不僅僅能夠幫助設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)各種機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品，還能夠幫助設(shè)計(jì)人員拓展設(shè)計(jì)思路，創(chuàng)新機(jī)械思路。此外，不同用途加工結(jié)構(gòu)的機(jī)器，在實(shí)際運(yùn)用中的方式也存在一定差距，這也就構(gòu)成了不同功能的機(jī)械。如，機(jī)械加工中的金屬切削機(jī)床應(yīng)用原理就是工件通過刀具的切削作用開展工作，不同工件與刀具所具有的運(yùn)動(dòng)方式上存在著一定差異，這樣就讓機(jī)床具有了不同用途。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化之所以擁有非常廣闊的發(fā)展前景，設(shè)計(jì)人員可以擁有極大的想象空間，主要就是通過設(shè)計(jì)人員在先進(jìn)技術(shù)原理支撐下不斷創(chuàng)新，最終為生產(chǎn)設(shè)計(jì)出高水準(zhǔn)的自動(dòng)化產(chǎn)品。

2　機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

化工企業(yè)在日常生產(chǎn)中，對(duì)于每一個(gè)工藝流程的控制都要求十分嚴(yán)苛，部分工藝如果出現(xiàn)一點(diǎn)偏差就直接影響產(chǎn)品質(zhì)量?；どa(chǎn)中雖然不是每一道工藝都直接影響產(chǎn)品質(zhì)量及數(shù)量，但是如果能夠精準(zhǔn)性控制化工生產(chǎn)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，就能夠?yàn)楦邩?biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。

本文就將以鍋爐汽包作為機(jī)械自動(dòng)化在化工生產(chǎn)中的案例，分析機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)在化工生產(chǎn)的特點(diǎn)。在蒸汽生產(chǎn)所使用的設(shè)備主要為鍋爐汽包，鍋爐汽包已經(jīng)成為目前工業(yè)化生產(chǎn)中必不可上的機(jī)械設(shè)備。對(duì)于鍋爐汽包水位精準(zhǔn)性控制對(duì)于工業(yè)化生產(chǎn)具有重要作用，如果鍋爐汽包中的水位過低，就會(huì)影響鍋爐汽包產(chǎn)生水蒸氣的數(shù)量，嚴(yán)重還有可能造成鍋爐由于燒干出現(xiàn)安全事故。如果鍋爐汽包中的水位過高，所生產(chǎn)的蒸汽中的含水量也會(huì)增加，影響蒸汽質(zhì)量。鍋爐汽包水位出現(xiàn)任何問題都具有一定的危險(xiǎn)性，因此必須增加對(duì)于鍋爐汽包水位控制，保證鍋爐汽包能夠正常生產(chǎn)。

2.1單沖量控制系統(tǒng)

鍋爐汽包水位控制手段主要是對(duì)于鍋爐中的給水裝置控制，根據(jù)這一愿意按，為鍋爐汽包設(shè)計(jì)了單沖量控制系統(tǒng)。單沖量控制系統(tǒng)中的沖量是一個(gè)變量，這種控制系統(tǒng)是一種十分簡化模式的控制系統(tǒng)。如果鍋爐產(chǎn)生的蒸汽數(shù)量大幅度增加，單沖量控制系統(tǒng)就會(huì)造成假水位現(xiàn)象，這種控制系統(tǒng)就不會(huì)增加給水?dāng)?shù)量，為了能夠保證鍋爐中無聊平衡，還就減少對(duì)于鍋爐給水?dāng)?shù)量，降低鍋爐中的水位。在假水位現(xiàn)象消失后，鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽數(shù)量就會(huì)增加，但是鍋爐給水量卻在減少，鍋爐中的水位下降將十分明顯，出現(xiàn)大幅度波動(dòng)，有可能出現(xiàn)安全事故。因此，單沖量控制系統(tǒng)在停留時(shí)間短并且波動(dòng)幅度較大的條件下并不適用，無法滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。

2.2雙沖量控制系統(tǒng)

在對(duì)于鍋爐汽包水位控制中，主要影響因素就是蒸汽負(fù)荷數(shù)值變化。如果根據(jù)鍋爐產(chǎn)生蒸汽流量對(duì)于鍋爐水位進(jìn)行調(diào)整，就可以將假水位現(xiàn)象所造成的水位誤差有效解決，還能夠根據(jù)鍋爐內(nèi)水位實(shí)際情況調(diào)整控制設(shè)備，降低鍋爐水位浮動(dòng)，提高鍋爐汽包穩(wěn)定性能。

3　我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向

3.1機(jī)電一體化

機(jī)電一體化是機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的主要方向，也是傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)想要在市場(chǎng)中占有一席之地的唯一途徑。

3.2智能化

進(jìn)入二十一世紀(jì)后，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展的主要方向救贖智能化發(fā)展，本文中所闡述的智能化指的是機(jī)器行為，通過控制系統(tǒng)融合各種先進(jìn)的觀念及方法，模擬出人類智能，讓機(jī)械設(shè)備具有邏輯思維能力，進(jìn)而追求更高目標(biāo)。雖然機(jī)械設(shè)備中具有的智能化都是低級(jí)性的智能，但是智能化發(fā)展還是機(jī)械未來主要發(fā)展方向。

3.3模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而又艱巨的工程。機(jī)械在設(shè)計(jì)生產(chǎn)中所涉及的廠家眾多，設(shè)備機(jī)械接口、動(dòng)力系統(tǒng)等等單元模式又是機(jī)器中的重要組成。如果能夠在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展實(shí)現(xiàn)單元化模式，設(shè)計(jì)人員就能夠在最短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出人們實(shí)際需求的機(jī)械產(chǎn)品，并且機(jī)械產(chǎn)品也能夠大規(guī)模生產(chǎn)。我國機(jī)械模塊化生產(chǎn)已經(jīng)在電氣產(chǎn)品生產(chǎn)中獲得了良好的效益，因此模塊化發(fā)展一定會(huì)為機(jī)械自動(dòng)化帶來更加廣闊的發(fā)展前景。

3.4網(wǎng)絡(luò)化

進(jìn)而二十一世紀(jì)后，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)在人們的生活工作普及，同時(shí)各種監(jiān)控系統(tǒng)都是基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境開展，其中機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品就包含遠(yuǎn)程控制終端。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為各領(lǐng)域發(fā)展帶來了一次巨大變革，經(jīng)濟(jì)全球化建設(shè)中，企業(yè)之間的競(jìng)爭關(guān)系也逐漸趨勢(shì)全球化發(fā)展。如果機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究出來，通過網(wǎng)絡(luò)化銷售模式，在機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品質(zhì)量得到保證的情況下，一定能在世界范圍內(nèi)廣泛銷售。

4　結(jié)論

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在具有高質(zhì)量、高穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，因此機(jī)械設(shè)計(jì)全部都是圍繞自動(dòng)化所開展。機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的主要方向就是機(jī)電一體化，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該正確認(rèn)識(shí)到機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展的方向，這樣才能夠保證機(jī)械設(shè)計(jì)擁有正確發(fā)展方向。設(shè)計(jì)人員不能在簡單的設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備，還應(yīng)該成為先進(jìn)技術(shù)的宣傳著，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化奠定良好發(fā)展基礎(chǔ)。

［1］ 張寶坤，王淑霞，王艷.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向［J］.化工裝備技術(shù)，2013，12（09）：173-180.

［2］ 戴國洪，陳志偉，蔣琴仙.機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化類課程體系的研究與實(shí)踐［J］.常州技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，11（02）：162-179.

［3］ 陳志紅，強(qiáng)麗慧，陸帥.我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向研究［J］.黑龍江科技信息，2013，10（06）：147-158.

［4］ 羅碧龍.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向的研究［J］.科技與企業(yè)，2012（17）.

［5］ 孫震宏，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向的研究［J］.中國科技縱橫，2013（8）.

于洪新（1993.7.28-），性別：男，民族：漢族，籍貫：湖北省武漢市，學(xué)歷：本科，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。

Analysis on the development direction of mechanical design and manufacture in China

Yu Hongxin
（Wuhan Jianghan University，Wuhan Hubei，430056）

Mechanical design manufacturing and automation is a mechanical and electrical integration of the United States in 1984，the mechanical engineer in，is the combination of computer technology and mechanical design and manufacturing.Mechanical design manufacturing and automation has been a new subject， the content of which is also need to be added through practice，so that the machinery industry is gradually entering the direction of mechanical automation.The subject of mechanical design manufacturing and automation and traditional mechanical design manufacturing difference between disciplines as the object of study for exploring the subject of mechanical design manufacturing and automation has the advantage， and analyzes our country mechanical design，manufacturing and automation subject to the direction of the development.

mechanical design；manufacturing；automation；product；development direction