機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展趨勢研究

摘 要：自第一次工業(yè)革命以來，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化這個方向得到了飛速發(fā)展，到如今，隨著第四次工業(yè)革命的呼聲日益高漲，對機(jī)械設(shè)計制造及其自動化提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和更加嚴(yán)苛的要求，傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)業(yè)已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代社會對生產(chǎn)力的需求。這也促使機(jī)械設(shè)計制造及其自動化朝著更加智能、更大規(guī)模以及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等方向發(fā)展，同時，隨著人們生活水平提高，環(huán)保意識等覺醒，也要求機(jī)械生產(chǎn)能夠更加人性、環(huán)保。

關(guān)鍵詞：自動化；機(jī)械設(shè)計；發(fā)展

隨著越來越多的科研人員投入到對機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的深入研究當(dāng)中，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備不斷地創(chuàng)新改良、推陳出新，機(jī)械行業(yè)得到了長足的發(fā)展進(jìn)步，變得更加的人性、智能，機(jī)械設(shè)備的整體性能不斷提高，對人類的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。同時，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化在發(fā)展的過程中也遇到了各種各樣的問題，其中有些關(guān)鍵性的技術(shù)亟待解決，這些技術(shù)往往牽涉到其他門類的多種技術(shù)，技術(shù)與技術(shù)之間密切相關(guān)，需要共同發(fā)展。

1 現(xiàn)代機(jī)械的定義

早在上個世紀(jì)80年代，美國機(jī)械工程師協(xié)會就為機(jī)械設(shè)計制造及其自動化作了一個很好的概括，使機(jī)械工程有了一個明確的發(fā)展方向。其定義指出，現(xiàn)代機(jī)械是由機(jī)械和電控組成的整體系統(tǒng)，這套系統(tǒng)通過并入計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)籌調(diào)控，來實現(xiàn)各機(jī)械部件和能量等等的動力和運(yùn)動任務(wù)。

當(dāng)代機(jī)械設(shè)計制造及其自動化有其極為顯著的特性，機(jī)械自動化的設(shè)計制造的是一個整體的系統(tǒng)，通過對多種門類的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行交叉融合運(yùn)用，例如機(jī)械技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、材料技術(shù)等等，在保證功能完整、質(zhì)量可靠、綠色環(huán)保的前提下通過尋求最優(yōu)化的系統(tǒng)來實現(xiàn)所需功能。

機(jī)械設(shè)計制造自動化一個很重要的優(yōu)勢就是可以實現(xiàn)具體問題具體分析，不同的產(chǎn)品有不同的生產(chǎn)要求，而機(jī)械設(shè)計制造自動化有著廣泛的適應(yīng)性，可以滿足各機(jī)械產(chǎn)品精細(xì)化的設(shè)計需要，生產(chǎn)出獨(dú)具個性的產(chǎn)品。通過這種設(shè)計生產(chǎn)方式，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品在實現(xiàn)其功能的輸入和輸出上能夠很好的匹配起來，完美實現(xiàn)功能。機(jī)械設(shè)計的要求就是完成產(chǎn)品的功能，圍繞這一設(shè)計中心，機(jī)械產(chǎn)品的制造過程在嚴(yán)格遵循設(shè)計規(guī)范時根據(jù)功能要求生成，通過這一系列步驟最終實現(xiàn)實際的生產(chǎn)需求。機(jī)械設(shè)計和制造在朝著自動化的方向發(fā)展。

2 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向

2.1 網(wǎng)絡(luò)化

21世紀(jì)是一個社會發(fā)展變遷極為迅速的世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也日新月異，其更新的頻率越來越快，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自從上個世紀(jì)七八十年代自美國發(fā)展起來，到如今已經(jīng)滲透進(jìn)了人們生產(chǎn)、生活的各個方面，對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展乃至軍事、政治等等都有著深遠(yuǎn)的影響，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了長足的進(jìn)步和發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起和發(fā)展，社會的聯(lián)結(jié)變遷也不僅僅體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上，世界各國的經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)的發(fā)展都緊密的聯(lián)系在一起，你中有我，我中有你，各國之間息息相關(guān)，這也加劇了機(jī)械行業(yè)內(nèi)部的競爭，跨國公司不斷誕生，全世界都投入到競爭中來。競爭愈演愈烈使得對機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的要求越來越高，新型產(chǎn)品的生產(chǎn)周期越短，自動化程度越高，制造技術(shù)越穩(wěn)定，并且質(zhì)量可靠，則越可以迅速的占領(lǐng)世界市場。在生產(chǎn)產(chǎn)品的控制和監(jiān)測過程中融入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控，伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程控制技術(shù)和監(jiān)測技術(shù)不斷進(jìn)步更新，自動化設(shè)備逐漸成為一種終端設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展必然趨勢。

2.2數(shù)字化

隨著時代科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，傳統(tǒng)的制造行業(yè)也要不斷地改革優(yōu)化。在當(dāng)今也就是要數(shù)字化，要把數(shù)字化概念應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計制造領(lǐng)域，來推動實體行業(yè)特別是制造業(yè)的發(fā)展。機(jī)械設(shè)計制造的一些手工圖畫，相關(guān)的設(shè)計經(jīng)驗和專業(yè)的知識都可以進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)儲存起來，把這些信息通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行分析，最終達(dá)到生產(chǎn)的目的。實現(xiàn)數(shù)字化后在設(shè)計制造的生產(chǎn)過程中也更能方便對各種數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行更改，以提高生產(chǎn)效率，另外數(shù)字化后形成的數(shù)據(jù)庫可以更好的用來虛擬仿真，對需要生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)實驗，以降低成本，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。這樣滿足消費(fèi)者的需求，更能生產(chǎn)出高質(zhì)量的機(jī)械產(chǎn)品。

2.3 虛擬化

傳統(tǒng)的制造行業(yè)的生產(chǎn)模式和產(chǎn)品的開發(fā)周期一般都比較長，比較繁瑣，效率普遍不高。要完成一個正式的產(chǎn)品時需要進(jìn)行初步設(shè)計出圖，然后進(jìn)行初步的實驗達(dá)到要求后才能進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)。并且每一個過程都需要花費(fèi)大量的時間和資金才能進(jìn)行。而在當(dāng)下，隨著其他行業(yè)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)也可以享用這些成果，特別是計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一些虛擬操作來代替原先的實際工作，進(jìn)行模擬生產(chǎn)以提高效率。也可以通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)對一些數(shù)據(jù)和重要信息進(jìn)行快速的傳輸，來達(dá)到帶動機(jī)械制造業(yè)的同步發(fā)展。虛擬化在機(jī)械這種傳統(tǒng)行業(yè)也有很大的用武之地。

2.4智能化

智能化是當(dāng)下一個熱門話題，智能化是對機(jī)器的性能更進(jìn)一步的進(jìn)行提升，其涉及的專業(yè)領(lǐng)悟也是更廣泛。包括了些生理學(xué)，模糊學(xué)，運(yùn)籌學(xué)一些非機(jī)械行業(yè)的專業(yè)知識。智能化后的產(chǎn)品也比一般的機(jī)械更先進(jìn)，它能夠進(jìn)行一些基本的邏輯判斷，可以不需要我們?nèi)巳ブ苯拥娜f(xié)助完成工作。智能化也是機(jī)械制造設(shè)計行業(yè)不斷進(jìn)步后的一個方向，是人們對機(jī)械產(chǎn)品功能提升的一個必然趨勢。

2.5小型化

早在兩個世紀(jì)前先人就提出了機(jī)械產(chǎn)品的微型化理論。這也是機(jī)械設(shè)計多樣化發(fā)展的一個很好的方向，這對機(jī)械的加工制造技術(shù)提出了很高的要求，因微型機(jī)械一般里面會安裝很多的電子元件，所以當(dāng)時也稱作為微型電子機(jī)械。微型機(jī)械也是從厘米大小的機(jī)械到毫米納米大小的產(chǎn)品。其最主要的特點(diǎn)就是體積小，能對小物體進(jìn)行工作，能耗也不大。一開始發(fā)展大多應(yīng)用在軍事和醫(yī)療領(lǐng)域較多。由于微型機(jī)械難加工，所以需要進(jìn)行光刻和蝕刻等特殊的加工方法，才能把這么微型的產(chǎn)品加工出來。

2.6綠色化

在人們的生活不斷地富裕和充實的同時，我們身邊的環(huán)境卻被我們大多數(shù)的所忽視，從而環(huán)境問題也越來越嚴(yán)重，人們開始重視如何才能把環(huán)境問題處理好。在保護(hù)自然環(huán)境方面可以從很多的方向進(jìn)行著手，如節(jié)能減排，提高資源的利用率，物質(zhì)的循環(huán)利用。而在機(jī)械設(shè)計制造行業(yè)需要去做的就是去生產(chǎn)出更節(jié)能環(huán)保的機(jī)械產(chǎn)品，來滿足人們和社會對環(huán)保的需求。這也是機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展的一個很重要的趨勢，現(xiàn)如今高污染的機(jī)械產(chǎn)品是不能滿足社會和人們的需求的，也是最終要被環(huán)保的機(jī)械產(chǎn)品所替代。

3 結(jié)束語

在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中自動化是它的要求和目標(biāo)，機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計和制造都是緊緊圍繞其自動化的需求進(jìn)行的。當(dāng)下設(shè)計出一款杰出的機(jī)械產(chǎn)品往往涉及到多門類先進(jìn)技術(shù)的交叉融合，它們互相滲透，需要融會貫通。機(jī)械產(chǎn)品的自動化程度具體體現(xiàn)在機(jī)電一體化的實現(xiàn)程度上，自動化的發(fā)展會促進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展。機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中通過融入設(shè)計人員一些更加好的設(shè)計，更高的制造水平以及更加先進(jìn)的技術(shù)，將會促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)穩(wěn)定健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 董哲. 我國機(jī)械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展方向研究[J]. 江西建材， 2015（15）：26-27.

[2] 何坤元. 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展方向研究[J]. 中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）， 2015（12）：257-257.

[3] 梁喜佳， 張洪偉. 淺析機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的特點(diǎn)與優(yōu)勢及發(fā)展趨勢[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2016（6）：126-126.

作者簡介：

張文祥，出生年月：1998年10月1日，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：遼寧省義縣，學(xué)歷：本科，研究方向：機(jī)械類.