機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向

姚茂榮

摘 要：隨著機械自動化設計制造技術(shù)的不斷前行發(fā)展，其涵蓋的內(nèi)容也得到了不斷地充實豐富，如今機械自動化設計制造已經(jīng)成為包含機械制造技術(shù)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制等多種技術(shù)集合的學科。文章結(jié)合當今社會對機械制造業(yè)的需求，以及自動化技術(shù)的自身特點和發(fā)展趨勢進行了相關(guān)探究分析。

關(guān)鍵詞：機械設計；自動化；發(fā)展方向

引言

我國正處于經(jīng)濟建設的關(guān)鍵時期，而經(jīng)濟建設事業(yè)離不開機械設計制造技術(shù)的應用，當今機械制造技術(shù)已經(jīng)逐步向智能自動化發(fā)展，機械自動化在很多方面明顯好于傳統(tǒng)的機械設計制造技術(shù)，有著高效、節(jié)能、功能多樣、產(chǎn)品高質(zhì)量等諸多優(yōu)點，可以很好地滿足當前快速發(fā)展的社會需求。

一、設計原則

1.1機械功能滿足需求

功能實用性強、滿足人們生產(chǎn)生活需求是機械的設計制造及其自動化系統(tǒng)的主要目標。即對輸入的信息、數(shù)據(jù)進行定性化以及定量化處理，在加工運算程序的作用下，輸出滿足人們需求的信息與物質(zhì)。機械自動化系統(tǒng)不僅使產(chǎn)品性能與系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)生產(chǎn)操作的無人操作動，更重要的是減輕了企業(yè)員工的勞動量，提高了產(chǎn)品的科技含金量，使企業(yè)經(jīng)濟效益大幅度增加。

1.2使用先進技術(shù)，促進創(chuàng)新發(fā)展

機械制造已經(jīng)覆蓋到現(xiàn)實生活中的每一個領域，有的是將一種動能通過設備的作用轉(zhuǎn)化為另一種能量，進行能量之間的相互轉(zhuǎn)化。如內(nèi)燃機、發(fā)電機等；有的以物資加工、運輸為主。如交換機床設備、印刷設備等；還有的輸入一些信息數(shù)據(jù)后，通過設備的運算模擬實現(xiàn)另一種信息的輸出，進行一些信息的處理，如聲音的傳導、傳真機等。除此而外，機械制造還有很多特殊機械的使用，如軍事戰(zhàn)斗裝備、航天飛行器等?，F(xiàn)代先進技術(shù)的應用，大幅度提高了現(xiàn)代設備的精確程度及實用性，使得社會生產(chǎn)效率提高。

二、機械設計制造及其自動化的優(yōu)勢

2.1有效縮減工作實踐，提高效率

傳統(tǒng)的機械制造以人工操作為主，生產(chǎn)一件產(chǎn)品需要花費大量的時間和精力，且在生產(chǎn)過程中難以達到精準的程度，產(chǎn)品質(zhì)量無法受到保障。機械設計制造及其自動化利用先進的科學技術(shù)，實現(xiàn)技術(shù)和設備的統(tǒng)一、技術(shù)和產(chǎn)品的統(tǒng)一，用機械自動化取代人工操作，既能有效減少產(chǎn)品生產(chǎn)的時間，還能夠提高產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量，提高工作效率。

2.2有效提高生產(chǎn)的安全性

機械生產(chǎn)必須要注意安全問題，包括產(chǎn)品的質(zhì)量安全和人工的操作安全。在我國，因機械故障而產(chǎn)生安全問題的事例非常多，主要的原因在于機械生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)較多的意外情況，而工廠及工人未能及時采取有效的防治措施。機械設計制造實現(xiàn)自動化及智能化生產(chǎn)，且能夠形成較為完整的生產(chǎn)體系。通過機械設計制造及其自動化系統(tǒng)的設定，機械產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)自我監(jiān)控和自我探測，能夠及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)和操作過程中所出現(xiàn)的意外問題并采取適當?shù)拇胧?。智能化和自動化的操作不僅可以免去人工操作的必要，還能有效減少安全事故問題的發(fā)生，進一步保證工作的安全性和有效性。

2.3操作更加簡單

傳統(tǒng)的機械制造的操作工序相當復雜，工廠工人的操作出錯率較高，嚴重影響工廠的生產(chǎn)及工人的人身安全。機械設計制造及其自動化可以通過控制機械自動化系統(tǒng)來進行任意操作，操作手續(xù)更加簡單，不易出錯且更加安全有效。一般來說，機械設計制造及其自動化系統(tǒng)皆具有較為完整的功能，工作人員只需要通過輸入控制程序即可控制多種機械設備生產(chǎn)，改變生產(chǎn)方式。通過機械系統(tǒng)的控制，輸入不同的機械控制程序即可自動實行不同的生產(chǎn)方式，不需要大量的人力物力，能夠有效提高生產(chǎn)的工作效率。其次，機械設計制造及其自動化具有自動化和智能化等特征，機械產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中能夠自動檢測出故障，并自行采取有效措施予以解決。操作更加簡單有效，是機械設計制造及其自動化最明顯的特征之一。

2.4使用范圍更加廣泛

機械設計制造及其自動化的使用范圍十分廣泛，從機械設計制造及其自動化學科來說，其主要涉及的領域就包括工程設計、機械裝備、軋鋼、機電、機設等方面。多種技術(shù)的結(jié)合使得機械設計制造及其自動化的功能更加強大，適用范圍也更加廣泛。機械設計制造及其自動化能夠滿足不同客戶的不同需求，且隨著機械自動化的繼續(xù)發(fā)展，且適用范圍還將繼續(xù)發(fā)展擴大。

2.5能夠減少能耗，有利于環(huán)保

現(xiàn)代科技的發(fā)展使得能源的利用率加大，也給全球帶來更加嚴重的能源問題，節(jié)約和保護能源成為了時代發(fā)展的主題。傳統(tǒng)的機械制造業(yè)需要消耗的能源量較大，且生產(chǎn)過程中容易對生態(tài)環(huán)境造成一定的污染，不利于生態(tài)平衡。機械設計制造及其自動化的發(fā)展使低能耗、高產(chǎn)出成為可能。機械自動化生產(chǎn)出的產(chǎn)品有著較為明顯的“輕便”和“小巧”的優(yōu)勢，相對傳統(tǒng)機械制造的產(chǎn)品，機械自動化產(chǎn)品所需的能耗和原材料較少，在能耗方面具有明顯的優(yōu)勢，且高質(zhì)量的產(chǎn)品容易為企業(yè)帶來更加豐富的經(jīng)濟收益，促進企業(yè)的進一步發(fā)展。

三、機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向

3.1實現(xiàn)機電一體化

機電一體化是指將各種機械技術(shù)和信息技術(shù)進行有機結(jié)合的復合技術(shù)。目前市場上較為完整的機電一體化系統(tǒng)為CAMELVIEW系統(tǒng)，CAMELVIEW系統(tǒng)實現(xiàn)了產(chǎn)品設計與驗證的一體化，驗證數(shù)據(jù)十分精確，能夠支持較為復雜的工作環(huán)境，對于提高生產(chǎn)效率具有重要意義。我國機械自動化的發(fā)展也將朝著機電一體化繼續(xù)發(fā)展。

3.2智能化再發(fā)展

機械設計制造及其自動化目前已具有智能化的特征。智能化是機械自動化的標志之一，隨著信息技術(shù)的不斷更新發(fā)展還將繼續(xù)深化。實現(xiàn)機械自動化的高度智能化將能夠進一步提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，減少生產(chǎn)過程中的失誤，進一步保障生產(chǎn)的安全性。未來機械自動化的智能化發(fā)展可以將現(xiàn)代心理學等知識包含其中，充分模擬人的思維和行為習慣，使生產(chǎn)更加擬人化和智能化。

3.3數(shù)字化技術(shù)應用

數(shù)字化技術(shù)的應用指的是將生產(chǎn)所需的圖像、聲音等信息通過轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信息，系統(tǒng)通過對數(shù)字進行數(shù)據(jù)分析和處理實現(xiàn)對產(chǎn)品的模擬，從而完成產(chǎn)品制造。數(shù)字化技術(shù)的應用將信息數(shù)據(jù)化，能夠使產(chǎn)品的設計更加精準，同時能夠簡化產(chǎn)品生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

3.4產(chǎn)品設計虛擬化

傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計需要設計人員利用圖紙進行，設計人員完成圖紙設計后反復確認，之后再利用CAD進行輔助設計，最后進行生產(chǎn)操作。機械自動化未來的發(fā)展可以考慮將產(chǎn)品設計虛擬化。產(chǎn)品設計虛擬化的優(yōu)勢在于可以利用信息技術(shù)在短時間內(nèi)進行產(chǎn)品設計，提高設計的效率，同時能夠進一步保證產(chǎn)品設計的精準性。

3.5科技化發(fā)展

機械自動化的發(fā)展還需要進一步完善科技化發(fā)展。雖然現(xiàn)代機械自動化的發(fā)展已經(jīng)對生產(chǎn)過程實現(xiàn)了系統(tǒng)化操控，但是在遙控等方面還有改進。如機械自動化能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)監(jiān)控和遙感則能夠使工作人員對生產(chǎn)進行遙控，及時解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的系列問題。

3.6綠色化發(fā)展

綠色化發(fā)展史是指機械制造業(yè)的未來發(fā)展要注重對環(huán)境的保護，機械制造業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)要盡量降低對空氣、水源等環(huán)境資源的污染，樹立正確的發(fā)展觀念，促進生產(chǎn)和環(huán)境的共同發(fā)展。

四、結(jié)束語

現(xiàn)代機械自動化在設計和制造商的要求比以前更加復雜，現(xiàn)在人們已經(jīng)認識到了保護生態(tài)環(huán)境的重要性，環(huán)保也變成了機械設計制造及其自動化的要求。機械的設計和制造必須要努力滿足這些生產(chǎn)要求，只有控制好發(fā)展方向才能讓機械設計制造及其自動化有一個更好的未來，這對設計人員也是一個巨大的挑戰(zhàn)。

參考文獻：

[1]梁韶祥.探討機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向[J].科技展望，2014（11）：85.

[2]李彤.機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向[J].中國科技投資，2013（11）：106.