制造企業(yè)自動化發(fā)展的機械設(shè)計研究

[摘 要]在我國經(jīng)濟快速發(fā)展的各個領(lǐng)域中，制造業(yè)尤為突出，但制造業(yè)在發(fā)展中正面臨著自動化的問題。因此，解決機械設(shè)計自動化問題非常重要，在機械制造業(yè)和自動化技術(shù)相結(jié)合的問題上，如何實現(xiàn)機械技術(shù)快速發(fā)展并將自動化應(yīng)用于其中，對于提高企業(yè)生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)安全性具有重要意義。文章介紹了我國制造業(yè)進行機械自動化的必要性，分析研究了國內(nèi)機械設(shè)計自動化方面的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上分析了如何提高制造業(yè)機械設(shè)計自動化的水平，以實現(xiàn)生產(chǎn)的安全性和環(huán)保性。

[關(guān)鍵詞]機械設(shè)計；自動化；制造業(yè)

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2017.12.202

1 引 言

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，導(dǎo)致各企業(yè)單位的競爭越來越激烈，而制造業(yè)若想在如此殘酷的競爭中生存和發(fā)展，就要尋找新的方法和途徑。機械設(shè)計自動化是隨著社會經(jīng)濟飛速發(fā)展應(yīng)運而生的新型工業(yè)設(shè)計，并在國內(nèi)得到了飛快的發(fā)展。首先，機械設(shè)計自動化以經(jīng)濟科學(xué)為基礎(chǔ)，在科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷地改進和完善，結(jié)合一定的生產(chǎn)生活經(jīng)驗。另外，機械設(shè)備的自動化水平是企業(yè)經(jīng)濟效益的關(guān)鍵所在，員工必須深刻掌握設(shè)備的工作機制，要保證設(shè)備的正常運行，減少設(shè)備問題，或者要在設(shè)備出現(xiàn)故障時能及時地處理和補救。

2 我國制造企業(yè)進行自動化發(fā)展的必要性

雖然我國的制造業(yè)在機械設(shè)計方面取得了一定的進步，但卻是以大量的資源和能源為代價，對環(huán)境和生活帶來了極大的破壞，制造業(yè)在尋求發(fā)展的道路仍面臨著很大的困難。因此，我國制造業(yè)未來的發(fā)展道路必須進行機械設(shè)計的改進工作，最大程度上使機械制造更加地環(huán)保和安全?，F(xiàn)代的制造企業(yè)若想在市場中取得重要的地位，就必須尋求一種現(xiàn)代化的、新的設(shè)計方法。現(xiàn)代化的機械設(shè)計方案應(yīng)當(dāng)是結(jié)合先進的設(shè)計理念和科學(xué)技術(shù)，不斷地進行方法創(chuàng)新，在保證效率的同時，提高產(chǎn)品設(shè)備的質(zhì)量。隨著技術(shù)的發(fā)展，消費者對所需要的產(chǎn)品要求也隨之增高，制造企業(yè)必須更新產(chǎn)品規(guī)格，及時地生產(chǎn)出符合大眾觀念和科技發(fā)展的新產(chǎn)品，以滿足社會的需求。近年來，信息自動化在工業(yè)市場上得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，不僅是我國工業(yè)制造方面的關(guān)鍵技術(shù)，同時也對我國制造業(yè)的發(fā)展有些強有力的推動作用。大多數(shù)的制造領(lǐng)域的企業(yè)家相信信息自動化在機械制造方面的重要作用。

2.1 自動化加快制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型

制造企業(yè)在生產(chǎn)機械設(shè)備時利用自動化和信息化，可以加快大多數(shù)小型生產(chǎn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型。世界上一些比較著名的工業(yè)制造企業(yè)都在進行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，將自動化技術(shù)運用到機械設(shè)計、產(chǎn)品生產(chǎn)、企業(yè)管理等生產(chǎn)實踐中，進而提高自身企業(yè)的市場競爭力。有些制造企業(yè)善于抓住科技走向，是將先進科學(xué)技術(shù)引入到制造業(yè)中的先驅(qū)者，例如，將自動化技術(shù)應(yīng)用到機械設(shè)計中、利用通信以及信息化技術(shù)的電子數(shù)據(jù)庫、將互聯(lián)網(wǎng)及無線通信技術(shù)應(yīng)用到自動控制系統(tǒng)中，進而使得數(shù)控技術(shù)更加扁平化。目前我國國內(nèi)制造業(yè)呈現(xiàn)兩種發(fā)展模式，一種是數(shù)字控制技術(shù)在制造業(yè)中的使用和發(fā)展；另一種是管控一體化，簡稱MCI。很多中小型的制造企業(yè)都加快對自身企業(yè)管理模式的轉(zhuǎn)變，其目的就是為了能在激烈競爭的市場經(jīng)濟中取得穩(wěn)定的發(fā)展空間。

2.2 信息自動化推動制造企業(yè)信息化發(fā)展

雖然我國機械制造水平相較于幾十年前已有了很大的進步，在企業(yè)規(guī)模和生產(chǎn)技術(shù)方面有了明顯的提高，但相較于世界上其他的制造企業(yè)，在應(yīng)用范圍和普及范圍等方面還具有一定的差距，因此，利用信息自動化技術(shù)能夠推動制造企業(yè)向著信息化、自動化快速發(fā)展，運用先進的科學(xué)技術(shù)以及機械設(shè)計核心技術(shù)等，最終實現(xiàn)自身創(chuàng)造能力的提升。根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域行業(yè)學(xué)者研究，信息化和自動化相結(jié)合是當(dāng)前工業(yè)發(fā)展，尤其是制造業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，是其最終的發(fā)展趨勢，信息自動化在制造業(yè)中的應(yīng)用可以實現(xiàn)企業(yè)利潤的最大化。

2.3 提高制造企業(yè)的生產(chǎn)效率

將自動化應(yīng)用到機械設(shè)計制造中，可以有效地提升企業(yè)的生產(chǎn)效率和發(fā)展速度，減少對人力、物力的投入，同時可以優(yōu)化產(chǎn)品的生產(chǎn)渠道，以達到降低工作人員的工作強度。機械設(shè)計的自動化為我國生產(chǎn)制造企業(yè)開啟全新的生產(chǎn)領(lǐng)域有著一定的推動作用，有助于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，增大制造企業(yè)的收益。吸收先進的科學(xué)技術(shù)是提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全性的關(guān)鍵手段，因此，需要不斷地優(yōu)化和提升機械設(shè)計自動化的發(fā)展水平，引領(lǐng)我國的工業(yè)向著更好的方向發(fā)展。

我國諸多的中小型企業(yè)在很長的一段時間內(nèi)得不到迅速的發(fā)展，這種情形嚴重地限制和阻礙了我國建立工業(yè)型社會的前進步伐。信息和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及信息自動化技術(shù)在中小型企業(yè)中的應(yīng)用，為制造行業(yè)和工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展提供了一定的推進作用。近年來，信息自動化已成為企業(yè)之間相互競爭的關(guān)鍵因素，同時也是提高企業(yè)競爭力的主要技術(shù)，其主要表現(xiàn)在：將現(xiàn)代先進的信息技術(shù)與有效的管理手段與機械設(shè)計技術(shù)相結(jié)合，以實現(xiàn)中小型企業(yè)向著自動化、數(shù)字化和智能化發(fā)展，完善各種機械設(shè)備和資源配置情況，使得各種生產(chǎn)活動實現(xiàn)最優(yōu)化，以達到提升企業(yè)生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)安全性，使企業(yè)效益能夠達到最大化。

3 我國機械自動化的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題

3.1 機械自動化發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國總體上對機械設(shè)計的研究相對較晚，但自20世紀以來，我國諸多研究學(xué)者及企業(yè)制造商付出了巨大的努力，以提高我國的機械設(shè)計整體水平，并不斷地進行改進和優(yōu)化設(shè)計方案。與世界上制造業(yè)發(fā)達的國家相比，我國制造業(yè)還有許多需要學(xué)習(xí)的地方，因此，我們要認真分析研究當(dāng)前國內(nèi)機械設(shè)計自動化的發(fā)展現(xiàn)狀，完善機械設(shè)計方案，加快生產(chǎn)效率等。機械設(shè)計自動化指的是將自動化技術(shù)廣泛地應(yīng)用于機械制造中，對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進行高效的管理，不斷地加快生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)過程中的安全性。

3.2 機械設(shè)計自動化應(yīng)用原則

3.2.1 重視先進科學(xué)技術(shù)

機械自動化的發(fā)展離不開先進科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，因此，在對機械設(shè)計自動化的使用中，應(yīng)當(dāng)重點考慮先進技術(shù)的優(yōu)勢。例如，利用信息與信號處理技術(shù)，將人類無法識別的語言或信號進行轉(zhuǎn)化和識別，使得人們可以理解和使用；注重對各種先進機械設(shè)備進行加工和應(yīng)用，以達到對復(fù)雜工序的簡單化和高效加工，節(jié)約設(shè)備成本，提高生產(chǎn)效率。

3.2.2 實現(xiàn)對設(shè)備功能的需求

制造業(yè)中任何一種機械設(shè)備的購買和使用都是為了實現(xiàn)產(chǎn)品需求，因此，不同的機械設(shè)備有著不用的功能和用途。機械設(shè)計自動化的使用也要滿足對設(shè)備的功能需求。一般而言，產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中必須嚴格按照產(chǎn)品要求進行生產(chǎn)，盡量減少大批量生產(chǎn)的情況，并且要盡可能縮小產(chǎn)品之間的差距。另外，在生產(chǎn)產(chǎn)品的過程中，要不斷地總結(jié)經(jīng)驗，對出現(xiàn)的問題進行總結(jié)，為后續(xù)的改進和完善做準備。

3.2.3 機械設(shè)計自動發(fā)展存在的問題

（1）制造企業(yè)自動化發(fā)展水平較低。當(dāng)前，國內(nèi)多數(shù)的機械制造企業(yè)在進行機械生產(chǎn)時，使用的都是一些相對落后的機械來進行產(chǎn)品生產(chǎn)，很少企業(yè)在生產(chǎn)過程中配備先進的機械自動化設(shè)備，也就是說，當(dāng)前我國的制造企業(yè)自動化水平總體上較低。出現(xiàn)此種情況的原因主要有以下幾點：一是有些企業(yè)的管理觀點比較落后，并沒有清醒地意識到機械自動化的建設(shè)對企業(yè)自身發(fā)展的重要性；二是因為部分企業(yè)的資金成本有限，沒有足夠的資金支撐自動化的建設(shè)；三是由于目前國內(nèi)機械自動化水平整體較低，自動化設(shè)備種類相對較少，并且在設(shè)備精度和質(zhì)量上無法滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的要求。

（2）制造企業(yè)發(fā)展水平高低不同。隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展，我國的制造業(yè)取得了一定的進步，同時也促進了一部分機械制造業(yè)的發(fā)展，但從整體來說，我國制造企業(yè)之間的發(fā)展規(guī)模不一致，企業(yè)之間的差距較大，而這種情況是影響機械設(shè)計自動化發(fā)展的一個主要因素。另外，在我國的機械自動化企業(yè)中具有領(lǐng)先優(yōu)勢的企業(yè)少之又少，缺少領(lǐng)先企業(yè)的引領(lǐng)，導(dǎo)致機械制造行業(yè)整體發(fā)展速度較慢，并且一些初期的企業(yè)仍沿用傳統(tǒng)落后的生產(chǎn)技術(shù)，沒有充分地將現(xiàn)代化自動化技術(shù)應(yīng)用到其生產(chǎn)實踐中，嚴重地延緩了機械設(shè)計自動化的建設(shè)進度。

4 提高機械設(shè)計自動化水平的新途徑

4.1 加強新技術(shù)的投入和使用

中國的制造業(yè)的機械設(shè)計技術(shù)相較于世界上技術(shù)較發(fā)達的國家還是有很大的差距，尤其是在機械發(fā)動技術(shù)等方面，而機械發(fā)動機又是機械發(fā)動技術(shù)中的關(guān)鍵部件，在機械設(shè)計中有著不可代替的作用。因此，我國制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)引進先進制造技術(shù)，提高本國機械制造業(yè)的創(chuàng)新能力，最大限度上進行高質(zhì)量、低損耗、清潔高效的生產(chǎn)。在進行機械設(shè)計自動化的研究和創(chuàng)新中，在吸取和借鑒國外先進制造技術(shù)的同時，還要注意模仿情況的出現(xiàn)，注意中西方先進技術(shù)的差異給我國企業(yè)自身發(fā)展帶來的阻礙。目前，我國機械自動化設(shè)計要由以技術(shù)為中心的觀念向以人為本的理念轉(zhuǎn)換，提高機械技術(shù)對激烈市場的反應(yīng)能力，以開發(fā)出具有中國特色的機械設(shè)計技術(shù)。

4.2 機械設(shè)計自動化的安全性和環(huán)保性有效結(jié)合

制造企業(yè)在進行機械設(shè)計自動化發(fā)展時，應(yīng)當(dāng)將機械設(shè)計的安全性和環(huán)保性有效地結(jié)合起來，制定安全環(huán)保的設(shè)計方案。第一，機械制造業(yè)要充分研究當(dāng)前國內(nèi)外的科研成果，并結(jié)合本企業(yè)所需設(shè)備和配置的產(chǎn)品生產(chǎn)要求，借鑒相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識，進行實驗，為提高機械設(shè)計自動化水平提供理論基礎(chǔ)；第二，利用新型的工藝和技術(shù)實現(xiàn)環(huán)保產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造；第三，在機械自動化產(chǎn)品生產(chǎn)完成或使用后，給予一定的回收和加工處理。

4.3 結(jié)合生產(chǎn)需要，提高機械設(shè)計自動化應(yīng)用水平

現(xiàn)代化的機械制造業(yè)應(yīng)改善傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)方式，構(gòu)建可變式自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，迅速地應(yīng)對市場的需求。可變式自動化生產(chǎn)系統(tǒng)指的是在進行機械生產(chǎn)中，對生產(chǎn)設(shè)備自動檢測，發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題，利用計算機技術(shù)使得自動化柔性。但現(xiàn)階段發(fā)展中，真正將這種系統(tǒng)應(yīng)用到生產(chǎn)實踐中的企業(yè)少之又少，因此，我們應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際的生產(chǎn)情況，提高機械設(shè)計自動化的應(yīng)用水平。

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[作者簡介] 姚辰熹（1995—），男，漢族，湖北孝感人，湖北工程學(xué)院機械學(xué)院本科學(xué)生。研究方向：機械設(shè)計與自動化。