探討機械設(shè)計制造與自動化的發(fā)展

艾和金

（安徽愛瑞特環(huán)保科技股份有限公司，安徽蕪湖241000）

1 引言

機械設(shè)計制造行業(yè)是我國當前大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，并在經(jīng)濟建設(shè)中有著無法替代的作用，它在推進我國現(xiàn)代化進程方面以及科學技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展方面有著十分重要的意義。所以，應該從全方面把握機械設(shè)計制造的作用，根據(jù)自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢，進一步提升生產(chǎn)效率，經(jīng)濟效益，推動機械設(shè)計行業(yè)科學技術(shù)的快速發(fā)展。

2 機械設(shè)計制造自動化的含義

2.1 機械設(shè)計制造的發(fā)展歷程分析

馬克思認為人的文明程度取決于生產(chǎn)力。而勞動工具及制造其的技術(shù)，都首當其沖地被作為社會進步程度的標志來研究[1]?？v觀人類發(fā)展史，機械制造設(shè)計的發(fā)展，一般有兩種不同劃分方式，分別是：按時間、材料。

按時間劃分：從古代社會到17世紀，機械設(shè)計經(jīng)歷了起源和古代機械設(shè)計階段（機械制造開始的標志是人類學會用石頭制造工具），由17世紀至第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，經(jīng)歷了近代機械設(shè)計階段（牛頓冷卻、紐可門蒸汽機、瓦特蒸汽機、威爾金森炮筒鏜床的出現(xiàn)，以及各個機械理論流派興起、各機械制造技術(shù)的發(fā)展，機械制造從“蒸汽時代”很快進入“電動時代”。），第二次世界大戰(zhàn)直到現(xiàn)在，經(jīng)歷著現(xiàn)代設(shè)計階段（標志：第三次科技革命興起，機械制造業(yè)應時代需求為實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，實現(xiàn)機床精確度，機械制造開始走向自動化，并隨著電子科技的發(fā)展，自動化程度日益提升。）

按材料劃分：則先后經(jīng)歷了石器時代，青銅器時代，鐵器時代，金屬與金屬合金以及陶瓷、玻璃和化學聚合物發(fā)展階段。這四個階段，無一不在見證著機械制造技術(shù)的發(fā)展，尤其是近代科技革命階段，人們把更多的目光聚焦到機械設(shè)計如何更好實現(xiàn)生活便利化。

而機械設(shè)計制造這一詞語最初是在日本的機械設(shè)計的相關(guān)書籍中，后來又得以在我國內(nèi)大規(guī)模的應用。[2]這一概念的提出，也是把現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式結(jié)合起來，換句話來說，機械設(shè)計制造自動化的出現(xiàn)是機電一體化的發(fā)展延伸，通過準確的機械工程技術(shù)，電子信息技術(shù)以及整體的設(shè)計在機械制造行業(yè)里的應用，從而實現(xiàn)了全面優(yōu)化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。

2.2 自動化的產(chǎn)生

所謂自動化，是指人類在生產(chǎn)、生活、管理時，采用一定的技術(shù)裝備和策略，減少人工干預、提高工作效率、效益和效果的過程[3]。隨著工業(yè)實踐的普遍應用，由人類科技發(fā)明催生和發(fā)展而來的自動控制技術(shù)，隨新型制造業(yè)的興起和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的進步，自動控制技術(shù)進入全新時代。

2.3 機械制造自動化的概念

機械制造由若干的工序和基本動作構(gòu)成，由機械來完成基本動作（比如：傳動、上下料、換刀、檢驗等），就是機械化；而操縱機構(gòu)動作由機械完成的過程（比如：開動、關(guān)閉傳動機構(gòu)），則為“自動化”。[4]人工只對工序做總操縱和監(jiān)督，即工序自動化；而當加工工藝形成自動生產(chǎn)線、人工只監(jiān)督和操縱總體過程，則是工藝過程自動化；當零部件制造從原材料到成品的過程無需人工干預，就形成了制造過程的自動化。

2.4 科學技術(shù)的應用

從現(xiàn)階段機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展角度來講，這項技術(shù)還是發(fā)展在機械技術(shù)和電子技術(shù)的前提下，并且也融入了其他的學科知識，把機械設(shè)計制造的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品特點，以及生產(chǎn)過程等形成新穎的發(fā)展模式，并且融入了先進的科學技術(shù)，從而實現(xiàn)了技術(shù)穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的生產(chǎn)形式，進一步推動了機械設(shè)計制造行業(yè)的不斷發(fā)展。

3 機械設(shè)計制造及其自動化的設(shè)計原則

3.1 把握機械功能的需求

在機械設(shè)計制造自動化的設(shè)計中，要最大程度的考慮到機械行業(yè)的功能需求，根據(jù)不同產(chǎn)品的特點出發(fā)，從機械設(shè)計里的物質(zhì)條件，能量需求，以及信息要求綜合來考慮，并且把這幾個方面的內(nèi)容不斷結(jié)合在一起，從而把自動化設(shè)計和自動化技術(shù)真正融為一體，而且通過整個系統(tǒng)功能中的切換、傳送、儲存等形式，進一步完成系統(tǒng)自動化和機電一體化等其他領(lǐng)域的協(xié)作，從而把機械設(shè)計制造的所有功能都挖掘出來。

3.2 創(chuàng)新技術(shù)的應用

通過積極探索新型的創(chuàng)新技術(shù)，突顯對產(chǎn)品特征和系統(tǒng)特點的綜合應用，特別是在加工行業(yè)的機械設(shè)計制造及其自動化的應用上，把自動化的技術(shù)應用到每一個細節(jié)中，從而形成不僅有助于設(shè)計以及分析機械自動化產(chǎn)品，還能實施整個過程的技術(shù)創(chuàng)新。

4 機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展方向的研究

從現(xiàn)階段的機械設(shè)計制造自動化發(fā)展的優(yōu)點來講，從整體發(fā)展的層面具有更加廣泛的優(yōu)勢基礎(chǔ)，特別是機械制造自動化的產(chǎn)品慢慢替代了傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品，而且機械制造自動化的產(chǎn)品還具有一些其他的功能需求和附加價值，都可以給社會增加一定的經(jīng)濟效益。下面針對機械設(shè)計制造未來發(fā)展方向進行3方面的總結(jié)。

4.1 智能化的發(fā)展方向

誠然，智能化是當前國際上機械制造自動化發(fā)展的一個重要趨勢，這里所講到的智能化其實是對機械設(shè)備的描述，是指在控制系統(tǒng)的前提下，通過人工智能控制、運籌原理、計算機原理以及其他的一些創(chuàng)新思維方法總的概括，從而使得機械設(shè)計制造自動化的發(fā)展擁有更加嚴密的邏輯思維能力和自主決策能力，從而實現(xiàn)更高的發(fā)展目標。[5]所以，讓機械自動化產(chǎn)品擁有初級人工智能的功能是非?？尚杏质鞘直匾腫6]。

4.2 模塊設(shè)置的發(fā)展趨勢

因為當前機械自動化產(chǎn)品的種類和生產(chǎn)制造廠家比較多，制造和生產(chǎn)具有合格標準的機械接口、電氣接口、動力裝置接口以及其他功能的機械自動化產(chǎn)品是一項非常煩瑣又是十分重要的合作工作[7]。例如研發(fā)一款具有智能減速，電動裝置等功能的動力裝置，同時擁有視覺功能，圖像辨別等特征的操作產(chǎn)品以及其他的一些可以實現(xiàn)上述功能的機械產(chǎn)品。

4.3 微電子的發(fā)展趨勢

微型的機械產(chǎn)品，指的是尺寸在1cm到3cm之間的機械自動化產(chǎn)品，并且向著微米，納米技術(shù)發(fā)展。[8]微型機械化產(chǎn)品因為體積小巧、能耗低、方便小巧，故而在生物科技、軍事科技等方面都有著重要的作用，這也是未來一段時間發(fā)展的方向。

5 結(jié)語

綜上所述，本文首先對機械設(shè)計制造自動化的概念進行了闡述，然后分析了機械設(shè)計制造及其自動化的設(shè)計原則，進而提出了當前我國機械設(shè)計制造自動化的發(fā)展方向，為我國機械設(shè)計自動化的發(fā)展指明了道路，從而有助于更好地提高機械制造的效益。