機械制造及其自動化的發(fā)展方向研究

全坤　李佳偉

摘要：與傳統(tǒng)的機械制造相比較，自動化機械制造更具優(yōu)勢。現(xiàn)階段，我國自動化機械制造已發(fā)展到了各行各業(yè)，其高效益、高效率、便捷性、節(jié)能性等特點在制造企業(yè)生產(chǎn)過程中表現(xiàn)得越來越明顯，能不斷滿足現(xiàn)代大眾的生活需求。文章通過講述機械制造的概念，分析了其未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：機械制造；自動化；發(fā)展方向；制造企業(yè)；機械制造技術(shù)；電子信息技術(shù) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TH122 文章編號：1009-2374（2016）14-0067-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.14.034

1 機械制造及自動化的概念及特點

1.1 機械制造及其自動化的概念

機械制造這一概念早在20世紀80年代，美國著名工程協(xié)會就給出了定義，機械制造又被稱為現(xiàn)代機械，是以計算信息系統(tǒng)為主導(dǎo)，對機械制造的整個系統(tǒng)加以控制和協(xié)調(diào)，用于完成包括機械力、運動和能量流動力學(xué)任務(wù)的機械和（或）機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)，此定義在當時對機械制造的形容是最符合的，是對機械制造初步形成的最有效的意義。機械制造自動化就是以機械制造技術(shù)與電子信息技術(shù)為主導(dǎo)控制，結(jié)合多種科學(xué)技術(shù)有機結(jié)合并相互滲透的產(chǎn)物。機械自動化是多種技術(shù)的結(jié)合，但不是錯亂、胡亂的組合，而是經(jīng)過長期的科學(xué)實驗，將各科學(xué)技術(shù)相互協(xié)調(diào)地組合在一起，它是一門正在不斷興起，向各個制造業(yè)延伸的邊緣科學(xué)技術(shù)。機械制造自動化使傳統(tǒng)的工業(yè)技術(shù)構(gòu)造、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)運用功能都得到了很大的改變和完善。我國機械制造業(yè)正在由“機械電器化時代”向“機械自動化時代”轉(zhuǎn)變。

1.2 機械制造及其自動化的特點

1.2.1 機械制造及其自動化的智能化表現(xiàn)突出。與傳統(tǒng)的電器時代的機械制造相比較，機械制造及其自動化是融合了多種技術(shù)科技，并實施了有效的組裝與整合，才能使其在性能、功能和機構(gòu)上有別于傳統(tǒng)機械制造，而且機械制造及其自動化具有靈活性，智能化的特征表現(xiàn)最為直觀和明顯，除此之外，機械制造及其自動化還能滿足不同機器的各種內(nèi)在需求。在不同的生產(chǎn)環(huán)境和不同工業(yè)領(lǐng)域中，對機械制造的要求不同，這對機械設(shè)備而言，在機械使用技術(shù)上的存在一定的局限性和限制性。然而，機械制造及其自動化具有靈活的調(diào)控性，不是一成不變的，它能根據(jù)實際需要進行系統(tǒng)的調(diào)控，具有高度的智能性和可選擇性，打破了傳統(tǒng)機械制造的局限。機械制造及其自動化能根據(jù)各個產(chǎn)業(yè)對機械的要求進行合理的整裝或者系統(tǒng)的編程來滿足產(chǎn)品的性質(zhì)和功能需求，使得機械制造及其自動化的性能更富有人性化特征。

1.2.2 機械制造及其自動化的技術(shù)水平要求高。機械制造及其自動化都是以先進的科學(xué)技術(shù)為前提，在進行自動化系統(tǒng)的設(shè)計過程中，要充分考慮機械的功效、功能的要求。產(chǎn)品在開始生產(chǎn)時，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品需要如包裝設(shè)計、產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品性質(zhì)等都需要運用先進技術(shù)實現(xiàn)輸入端，在此基礎(chǔ)上才能產(chǎn)生所需要的輸出端。在機械制造自動化的整個過程中，都需要精密的技術(shù)原理進行審核和校準，才能將其最終投入到機械制造的運作中。實現(xiàn)機械制造及其自動化后，還應(yīng)有后期的技術(shù)保障，如易出現(xiàn)的故障、性能低、運作效益不高的情況都需注入后期的修正、調(diào)控技術(shù)，以此保障機械制造及其自動化的正常運行。

1.2.3 機械制造及其自動化具有專業(yè)制造原理?，F(xiàn)代機械制造及其自動化系統(tǒng)將傳統(tǒng)的人機合作模式向機電一體化模式轉(zhuǎn)變，無論從產(chǎn)品的設(shè)計、制造上，還是產(chǎn)品的包裝與產(chǎn)出上都將機電一體化與計算機信息系統(tǒng)有機地整合，不僅降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，而且給產(chǎn)品創(chuàng)造了優(yōu)良的品質(zhì)。機械自動化系統(tǒng)是由專業(yè)的設(shè)計原理和先進的技術(shù)理論作支撐。首先，機械制造及其自動化在滿足大眾對產(chǎn)品各方面需求的同時，還能將系統(tǒng)信息和能量相互轉(zhuǎn)換，形成人們的需求，這一核心原理使得產(chǎn)品和技術(shù)融為一體，形成了相對更先進的自動化運作模式；其次，在信息與能量相互轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上，不斷引進了先進技術(shù)，努力創(chuàng)新，加大了科技投入，提高機械設(shè)備的各方面性能；最后，改進和完善機械自動化的整體系統(tǒng)，不僅提高了機械制造及其自動化的工作效率和工作質(zhì)量，還使其安全性和可靠性得到了保障。除此之外，便捷性也是機械制造及其自動的專業(yè)制造原理，機械自動化中具有強大的轉(zhuǎn)換和完善能力，它能根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)的不同需求輸入相應(yīng)的需求程序，執(zhí)行自動化的生產(chǎn)過程，達到能滿足不同生產(chǎn)需求的目的。

2 機械制造及其自動化的發(fā)展方向

2.1 向機電一體化方向發(fā)展

機電一體化是現(xiàn)代機械自動化發(fā)展的主要內(nèi)在要求，更是對傳統(tǒng)機械自動化的改變。實現(xiàn)機電一體化是機械制造及其自動化占據(jù)廣闊發(fā)展市場的基礎(chǔ)，徹底有別于傳統(tǒng)機械制造的重要表現(xiàn)形式。機電一體化是以機械技術(shù)與電氣技術(shù)為主體，結(jié)合人工智能信息系統(tǒng)，使設(shè)計出的自動化機械更有穩(wěn)定性、合理性。以海科公司為例，?？乒緸橥黄茋庀冗M技術(shù)的壟斷，不斷探索，設(shè)計出完整的機電一體化系統(tǒng)和控制軟件，首次創(chuàng)造出地震模擬設(shè)備，開辟了一條研制地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化對地震波影響之路。?？乒具€研制出了更先進的可視機電一體化系統(tǒng)，能將這種可視監(jiān)測技術(shù)運用于企業(yè)的車間生產(chǎn)環(huán)節(jié)，能有效監(jiān)測防爆生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實際情況，大大提高了現(xiàn)代防爆新技術(shù)，達到防患于未然的效果。因此，機械制造及其自動化向機電一體化方向發(fā)展是切實可行的，還需加大該項技術(shù)的科技投入，發(fā)揮其最大的優(yōu)勢，促進機械制造工業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。

2.2 向智能化方向發(fā)展

智能化是現(xiàn)代機械或電器的主要發(fā)展方向，其發(fā)展領(lǐng)域廣泛，機械制造及其自動化產(chǎn)品有廣闊的消費市場。雖然我國機械制造及其自動化大體形式是趨向智能化發(fā)展，但與國際智能化水平相比，我國的機械自動化的智能化水平還處于初級階段。機械自動化中的智能化技術(shù)不僅具有人工智能的作用，還需將計算機編程系統(tǒng)、心理學(xué)、運籌學(xué)等學(xué)科綜合地運用起來，才能夠在滿足人為需求的同時進行一些科學(xué)的計算做出判斷，擁有邏輯思維能力。智能化的自動化機械能在相當危險或者惡劣的環(huán)境下作業(yè)，在很大程度上能代替人類從事一些危險性的工作，減少了安全事故的發(fā)生。智能化技術(shù)不僅在機械制造中有重要可行性，在其他行業(yè)領(lǐng)域如通信設(shè)備、家用電器、網(wǎng)絡(luò)教育、網(wǎng)上授課等都有著智能化的發(fā)展趨勢。所以，機械制造及其自動化向智能化方向的前景是可觀的。

2.3 向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是機械制造及自動化的主要組成元素，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)使機械制造及其自動化發(fā)展具有天翻地覆的改變，不管是產(chǎn)品的設(shè)計、產(chǎn)品的材料來源，還是產(chǎn)品的生產(chǎn)、產(chǎn)品的銷售都能通過網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)完成。以汽車行業(yè)為例，汽車在整個制造過程中都需要掌握和了解來自各個國家的原材料、汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)以及先進技術(shù)。除此之外，汽車在出售過程中，銷往全世界，則需要網(wǎng)絡(luò)信息跟蹤調(diào)查市場導(dǎo)向，做好市場考察活動，這是必不可少的工作內(nèi)容，對此，網(wǎng)絡(luò)通訊則需要發(fā)揮很大的作用，它不僅能很好地掌握市場環(huán)境的發(fā)展狀況，還能提前引進先進機械制造技術(shù)，對市場發(fā)展有先見性和預(yù)見性，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益。

網(wǎng)絡(luò)化除了具有洞察市場的能力，還有遠程操控的能力，然而對自動化的機械制造來說也應(yīng)具有這種能力。應(yīng)制造出能遠程控制的機械自動化設(shè)備，將機械自動化設(shè)備融入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使其能獲取更大的網(wǎng)絡(luò)信息。機械設(shè)備具有了遠程操控能力，就能更好地提高資源利用率，使人類能感受高科技的力量，更好地為生活服務(wù)。

2.4 向模塊化方向發(fā)展

機械制造及其自動化的生產(chǎn)企業(yè)多而且分散，生產(chǎn)的產(chǎn)品種類和規(guī)格大不相同，在機械制造過程中因各零部件的差別導(dǎo)致了生產(chǎn)難度加大，特別是機械產(chǎn)品的接口相當繁雜。因此，應(yīng)將其機械制造的設(shè)計趨向簡化，使機械制造及其自動化向模塊化發(fā)展。如機械的標準機接口、環(huán)境接口和電氣接口等各個接口都需要細化，對此可以利用標準的單元式開發(fā)出更先進的新型機械設(shè)備裝置，大量開發(fā)，規(guī)模生產(chǎn)。規(guī)?；l(fā)展既能減少因生產(chǎn)繁瑣帶來的不便，又能更好地適合機械制造的需要，所以，規(guī)模化發(fā)展方向給機械制造及其自動化帶來的良好發(fā)展前景是不可估量的。

2.5 向綠色環(huán)保方向發(fā)展

綠色環(huán)保產(chǎn)品受到廣大消費者的青睞，綠色環(huán)保化是現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展的迫切要求，更是人們追求健康生活的美好憧憬。工業(yè)的發(fā)展帶來的生態(tài)破壞是不容置疑的，在傳統(tǒng)機械制造方面，在機械制造的過程中會產(chǎn)生大量的廢氣、廢水、噪聲及工業(yè)廢渣，造成環(huán)境生態(tài)破壞。在傳統(tǒng)的制造技術(shù)方面，由于技術(shù)的尖端性缺乏，機械的制造需要大量的金屬原料，并且制造過程復(fù)雜，會造成極大的可用資源浪費和制造機械質(zhì)量不過關(guān)的現(xiàn)象。

現(xiàn)階段人們對環(huán)保的意識愈來愈強，則對工業(yè)生產(chǎn)和機械制造都要求走綠色環(huán)保的道路。機械制造及其自動化本身就是一項復(fù)雜的工業(yè)制造，將綠色環(huán)保元素加入其中不僅符合時代發(fā)展要求，還使其具有了靈性，更能體現(xiàn)人性化的特征。

2.6 向微型化方向發(fā)展

現(xiàn)代的機械制造及其自動化就是要改變傳統(tǒng)的機械大、重、笨的形象。隨著科學(xué)技術(shù)的日益更新和先進科技的不斷引進，機械制造及其自動化向微型化發(fā)展的趨勢相當明顯。微型化機械的主要特點就是機械個體小、耗能低而且運用相當靈活。雖然微型化機械受到廣泛關(guān)注，但對許多高精尖的領(lǐng)域沒有深入涉及其中：一是對微型機械的需求??；二是對微型企業(yè)的認識不足，沒有正確地認識其作用。主要原因在于微型機械在設(shè)計或者使用性能上還存在許多不足之處。

3 結(jié)語

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，機械制造及其自動化的發(fā)展方向也在不斷轉(zhuǎn)變，對機械制造的規(guī)?；a(chǎn)提出了新的特殊要求，徹底顛覆了傳統(tǒng)的機械制造模式。機械制造應(yīng)滿足絕大多數(shù)的科學(xué)技術(shù)的生產(chǎn)要求，機械自動化拒絕繁雜多變的機械設(shè)計。機械制造應(yīng)具有較高的技術(shù)水平和為大眾廣泛接受的設(shè)計理念，不僅提高了機械制造設(shè)備在操作過程中的簡便性，還惠及到了其他發(fā)展領(lǐng)域，為我國機械制造及其自動化的發(fā)展開辟了新的發(fā)展天地。

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作者簡介：全坤（1994-），男，重慶人，長江師范學(xué)院機械與電氣工程學(xué)院學(xué)生。

（責(zé)任編輯：王 波）