機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向

戚大志

【摘要】：在當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)、科技及文化的一體化、多元化時(shí)代，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展也牽動(dòng)著整個(gè)社會(huì)乃至國(guó)家的發(fā)展節(jié)奏，它實(shí)現(xiàn)了與電子智能化技術(shù)的有機(jī)融合，也帶動(dòng)了多種設(shè)計(jì)技術(shù)的向前發(fā)展，形成了相輔相成的促進(jìn)關(guān)系。

【關(guān)鍵詞】：機(jī)械設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化；發(fā)展方向

1、械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)的基本原則

1.1對(duì)產(chǎn)品設(shè)備功能性的滿足

機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化是為了迎合人類工農(nóng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展而開發(fā)的，它對(duì)輸入的物質(zhì)、能量與信息進(jìn)行處理，并輸出人類所需要特性的物質(zhì)、能量與信息，這也是工業(yè)發(fā)展的三大重要轉(zhuǎn)化要素。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化系統(tǒng)而言，它所展現(xiàn)的完全是一個(gè)綜合性的概念，這其中就涵蓋了機(jī)電一體化技術(shù)及機(jī)電一體化產(chǎn)品兩大層面。正是基于對(duì)產(chǎn)品設(shè)備的功能要求滿足，它的設(shè)計(jì)制造技術(shù)才會(huì)不斷更迭創(chuàng)新，使得產(chǎn)品內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)被有機(jī)聯(lián)系。

1.2基于先進(jìn)智能技術(shù)的創(chuàng)新

按照產(chǎn)品及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能性不同，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)的方向也不同。例如在能量轉(zhuǎn)換機(jī)械技術(shù)應(yīng)用過程中，就主要以輸入、輸出能量及信息的不同來設(shè)計(jì)產(chǎn)品，比如電動(dòng)機(jī)、水輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等等。而在信息處理方面，則主要以信息的輸出與輸入為主，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖像、影音以及文字的傳輸過程，所以它也強(qiáng)化了對(duì)機(jī)械儀表、計(jì)算機(jī)、包括各種辦公機(jī)械的智能化設(shè)計(jì)過程。再者，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化在不同功能的加工機(jī)構(gòu)中也擁有著不同的設(shè)計(jì)理念。比如在金屬切削機(jī)床的自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，它就主要根據(jù)工件及刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)切削作用力原理來展開產(chǎn)品設(shè)計(jì)。其中所設(shè)計(jì)的工件及刀具擁有不同的功能及運(yùn)動(dòng)方式，這也促成了它們?cè)诓煌瑱C(jī)床生產(chǎn)線上的豐富用途，擁有了更廣闊的技術(shù)發(fā)揮空間。從人的角度來看，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的設(shè)計(jì)與發(fā)展就是在不斷延展人的想象空間，人們?cè)诮柚茖W(xué)原理來滿足創(chuàng)新要求的同時(shí)，也設(shè)計(jì)出了更多超一流的自動(dòng)化智能化產(chǎn)品。

2、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

2.1安全性強(qiáng)

安全性強(qiáng)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的主要特點(diǎn)，同時(shí)也是其優(yōu)勢(shì)的主要體現(xiàn)：（1）常規(guī)以人工作為主要控制方法，受人為控制操作不確定性強(qiáng)的特點(diǎn)的影響，生產(chǎn)環(huán)節(jié)較容易出現(xiàn)漏洞及事故，對(duì)于機(jī)械本身以及操作人員的安全都會(huì)產(chǎn)生一定的影響，極大的拉低了生產(chǎn)的安全性水平。（2）傳統(tǒng)的機(jī)械制作過程，監(jiān)控、診斷、報(bào)警等系統(tǒng)缺乏，無法時(shí)刻實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)行情況的監(jiān)控，一旦機(jī)械發(fā)生故障，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，較容易導(dǎo)致故障擴(kuò)大化，導(dǎo)致機(jī)械制造過程風(fēng)險(xiǎn)頻發(fā)。將自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)行情況的24小時(shí)不間斷的監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的全面診斷，如發(fā)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)行參數(shù)與正常參數(shù)間出現(xiàn)了差距，便表明故障可能發(fā)生，此時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)揮其預(yù)警功能，及時(shí)將機(jī)械的異常運(yùn)行狀態(tài)反饋給工作人員，使工作人員能夠及時(shí)查看并解決故障，對(duì)于生產(chǎn)過程安全性的保證具有積極意義。（3）自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自我檢查。如自動(dòng)化控制系統(tǒng)本身出現(xiàn)了故障，控制過程也就無法實(shí)現(xiàn)，為解決上述問題，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中加入了自我檢查的功能，系統(tǒng)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身故障，并自動(dòng)開啟保護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的診斷與排除，進(jìn)而確保機(jī)械設(shè)計(jì)與制作過程能夠安全進(jìn)行。

2.2生產(chǎn)效率高

生產(chǎn)效率高主要體現(xiàn)在以下方面：（1）操作難度降低：傳統(tǒng)的控制方法下，控制環(huán)節(jié)復(fù)雜，控制難度較高，不僅增加了控制中發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的幾率，降低了機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的安全性，同時(shí)也拉低了生產(chǎn)效率。（2）提高了操作精度：自動(dòng)化控制技術(shù)下，可通過在計(jì)算機(jī)中輸入指令的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過程的控制，提高了操作精度，降低了生產(chǎn)過程中發(fā)生故障的幾率，節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。（3）提高了產(chǎn)品產(chǎn)生量與合格率：傳統(tǒng)操作方法下，失誤率較高，產(chǎn)品合格率低，質(zhì)量很難達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)。自動(dòng)化控制技術(shù)下，控制精度有效提高，產(chǎn)品的合格率及生產(chǎn)量均得到了有效提高。

2.3適用性強(qiáng)

適用性強(qiáng)主要體現(xiàn)在以下方面：機(jī)械的制作環(huán)境常常較為惡劣，采用人工的方法生產(chǎn)，容易對(duì)生產(chǎn)人員的身體健康造成影響，且會(huì)降低生產(chǎn)效率。自動(dòng)化控制技術(shù)下，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求低，可適應(yīng)多種惡劣環(huán)境，降低了環(huán)境因素對(duì)于生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量的影響，可有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)與制作水平。

2.4與可持續(xù)發(fā)展理念相吻合

自動(dòng)化控制技術(shù)下所生產(chǎn)的產(chǎn)品，對(duì)資源的需求量降低，與可持續(xù)發(fā)展的理念相吻合，將其應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)與制作過程中，可使行業(yè)本身的現(xiàn)代化水平得到提高，使其環(huán)保性特點(diǎn)得以體現(xiàn)，對(duì)于其整體市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的提高，以及企業(yè)信譽(yù)與形象的提升具有積極意義。

3、機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)探究

3.1機(jī)電一體化趨勢(shì)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化發(fā)展方面，在技術(shù)的升級(jí)下會(huì)有新的進(jìn)步。其中在機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)上會(huì)逐漸形成。在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化生產(chǎn)模式上，都是通過數(shù)控設(shè)備體系進(jìn)行應(yīng)用，這樣就能將電子科技和機(jī)械生產(chǎn)兩者得到了有機(jī)結(jié)合。在機(jī)電一體化的目標(biāo)上得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的進(jìn)一步發(fā)展就比較有利，對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)量以及質(zhì)量也能有效提高。3.2微型化發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展過程中，微型化的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)的也比較突出。在自動(dòng)化的技術(shù)應(yīng)用下，就能夠保障能源的節(jié)約以及成本的節(jié)約，所以微型化的發(fā)展是未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的一個(gè)重要發(fā)展目標(biāo)。在對(duì)這一技術(shù)的生產(chǎn)產(chǎn)品的難度上還比較高，在技術(shù)層面的研究就要進(jìn)一步的深化。

3.2 智能化發(fā)展方向

智能化發(fā)展方向也是全球進(jìn)入21世紀(jì)以后機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的最重要發(fā)展方向，它基于機(jī)器設(shè)計(jì)及生產(chǎn)層面，希望以控制理論的前提基礎(chǔ)之上來吸收更多人工智能、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)等跨學(xué)科、跨領(lǐng)域思維，為人類機(jī)械化制造生產(chǎn)拓展新思路、創(chuàng)造新途徑，提高人類的判斷推理及自主決策能力?，F(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品已經(jīng)能夠完成某些高智能機(jī)械制造，但其相比于人類還處于低級(jí)智能階段，還需要進(jìn)一步發(fā)展完善。

結(jié)語

加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)的研究，就要能充分注重對(duì)技術(shù)應(yīng)用的方法科學(xué)性呈現(xiàn)，通過從理論上對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)的探究，能從一定程度上促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展，從理論層面就能提供有益的發(fā)展思路。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]袁圓.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)分析[J].科技與企業(yè)，2016（7）：96-98.