機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展趨勢分析

胡瓊

摘 要：社會的飛速發(fā)展促進了各行業(yè)的科技進步，機械行業(yè)與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)。傳統(tǒng)的機械設(shè)計與制造已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會的需求，必須不斷的進行改進，研發(fā)新型的設(shè)計方案，深入多元化的設(shè)計理念，制造機械的材質(zhì)要求也需要不斷的創(chuàng)新和提高，使其功能性更加強大，方便實用，為人們的生活和生產(chǎn)工作提供更加高效便捷的服務(wù)。其中，自動化是機械行業(yè)的重大進步，自動化機械在使用上更加方便，功能性較多，效率快，作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，得到了各行業(yè)的廣泛使用。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計制造；自動化；發(fā)展趨勢

機械設(shè)計制造為我國的經(jīng)濟建設(shè)做出了巨大貢獻，機械是人類實現(xiàn)目標(biāo)的工具，不但節(jié)約了人力及物力等資源，也使建設(shè)效果上得到了很大提升。我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，促使了機械設(shè)計制造業(yè)的不斷改革創(chuàng)新。從最初的手動操作工具到現(xiàn)在的智能自動化操作，利用自動化機械設(shè)備使工作效率得到了大幅度提成，由于其設(shè)定的參數(shù)和動作都比人為操作要規(guī)范很多，因此其誤差較小，制造的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)性較高，是機械設(shè)計制造的重大突破性進步。我國的機械設(shè)計制造和自動化的發(fā)展時間比發(fā)達國家要短，但其發(fā)展速度快，在行業(yè)水平上與發(fā)達國家的差距正在日益減少，甚至部分智能產(chǎn)品已經(jīng)出口國外，在對外經(jīng)濟中占有了一席之地，受到國外市場的肯定。

1、機械設(shè)計制造與自動化發(fā)展的基本內(nèi)容

1.1發(fā)展歷程

機械設(shè)計制造及自動化結(jié)合了計算機技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及自動控制技術(shù)等多種科學(xué)，通過先進的設(shè)計理念和制造技術(shù)，研究各種機械設(shè)備的設(shè)計方案、制造方法及運行效果和控制手段等，為我國的工業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟建設(shè)做出了巨大的貢獻。它還有一個簡稱是機電一體化，這個概念首次被提出是在七十年代的一本機械雜志上，出版國家是日本。到了八十年代，美國的機械行業(yè)人員根據(jù)之前提出的機電一體化概念，通過計算機技術(shù)的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的配合，完整的進行了機械的操作過程，是機電一體化的概念在實踐中得到運用，促進了其進一步的研究和發(fā)展。在二十世紀(jì)九十年代中期，機械設(shè)計制造及自動化的發(fā)展取得了重大的進步，其設(shè)計更加科學(xué)合理，參數(shù)設(shè)置更加精密，操作控制更加便捷高效，在工業(yè)領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。我國的機械行業(yè)隨著社會經(jīng)濟建設(shè)的不斷進步，也一直在完善和創(chuàng)新，高新技術(shù)的應(yīng)用使機械行業(yè)進入了智能化時代。

1.2設(shè)計要求

機械設(shè)計制造及自動化是在經(jīng)濟建設(shè)飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)不斷進步的時代要求下出現(xiàn)的，其在設(shè)計上的要求必須適應(yīng)現(xiàn)代社會的需要，能在生產(chǎn)和生活上為人們創(chuàng)造更多的價值，符合現(xiàn)代人的觀念。首先，機械設(shè)計制造及自動化在設(shè)計中所需要的元件要依靠很多高科技設(shè)備進行制作，對原有的物體形態(tài)進行多種程序的加工。其次，不同行業(yè)的能量需求不同，頻率設(shè)置也不一樣，因此需要內(nèi)燃機等設(shè)備對大設(shè)備的能量進行轉(zhuǎn)換，根據(jù)不同領(lǐng)域的需求來提供其所需要的能量。再次，自動化需要依靠數(shù)據(jù)支持，因此數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)非常重要，必須通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的相互傳遞與識別，以完成自動化指令的要求。

1.3特點及優(yōu)勢

傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造，其安全性能較低，容易出現(xiàn)故障，維修時間較長，有時候甚至很難發(fā)展其故障的原因，嚴(yán)重影響工作進度。智能自動化機械結(jié)合了計算機技術(shù)和大數(shù)據(jù)的傳輸技術(shù)以及智能控制技術(shù)等多種科學(xué)，并且把每一種高科技的優(yōu)越性能充分的發(fā)揮出來。首先，在使用中人工操作行為大大減少，節(jié)約了人力資源，傳統(tǒng)的機械設(shè)備完成一項工作需要幾個人一起協(xié)作，智能化設(shè)備只需要一個人進行簡單的指令操作就可以，在操作上難度也大大降低。其次，智能系統(tǒng)具備一定的分析能力，在機械出現(xiàn)故障時，可以準(zhǔn)確的做出判斷分析故障的原因或者啟用自動修復(fù)技術(shù)，使機械在最短時間內(nèi)恢復(fù)正常使用，保障工作的進度，加快了工作效率，解決了許多人工維修的不便。而且在機械故障不能自動修復(fù)時，智能系統(tǒng)會自動停止工作，啟動安全模式，避免機械在錯誤的方式下運行，降低了工作中的風(fēng)險，提高了安全性能。同時，自動化機械的體積較小，節(jié)省放置的空間，也便于移動和攜帶，它的能源消耗程度也比較低，對環(huán)境的污染程度小，符合現(xiàn)代人們倡導(dǎo)的綠色生活理念。

2、發(fā)展趨勢

2.1智能化發(fā)展

科學(xué)技術(shù)的不斷進步使人們的生活向智能化邁進，比如智能手機的普遍應(yīng)用，自動行駛的智能汽車，還有在很多行業(yè)逐漸代替人工的智能機器人等，因此機械設(shè)計制造及自動化的發(fā)展趨勢也將向著智能化方向發(fā)展。目前，新型機械設(shè)備的生產(chǎn)已經(jīng)從原來的人工與機械配合操作變成了機械與自動化相結(jié)合的操作模式，比如數(shù)控設(shè)備的使用，就是利用計算機技術(shù)的精密設(shè)計，通過機械設(shè)備的操作來結(jié)合進行。未來，機械制造將實現(xiàn)整個過程全部使用智能設(shè)備操作，較少工作人員的數(shù)量和工作負(fù)擔(dān)，只要把相應(yīng)的步驟和參數(shù)設(shè)置好，系統(tǒng)就會按照指令完成一系列的工作內(nèi)容，工作人員只需要對其過程進行監(jiān)督和調(diào)試就可以。智能化制作的數(shù)據(jù)精密，銜接過程迅速準(zhǔn)確，從制作的效果上會得到較大的改進。

2.2虛擬化方向

傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造流程為：①根據(jù)需要在圖紙上進行產(chǎn)品初始圖像設(shè)計。②通過圖紙生產(chǎn)樣品。③對樣品進行試驗，看其性能是否能滿足工作需求。一般情況下，一次性設(shè)計就能全面性符合標(biāo)準(zhǔn)的情況非常少，多數(shù)都會存在一些問題。④對不符合要求的地方進行反復(fù)更改和試驗，最終把合格的產(chǎn)品投入使用。在這些流程中，設(shè)計樣品反復(fù)改進會耗費大量的時間，樣品試驗也會消耗掉很多原材料。虛擬化的制作流程可以通過計算機技術(shù)對產(chǎn)品數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)判斷，用專業(yè)的軟件進行產(chǎn)品立體成像，然后通過其他的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對成像進行加工和改進，形成虛擬的產(chǎn)品，利用虛擬空間對產(chǎn)品進行檢驗和改進，不但節(jié)省了大量的人力及物力，還有節(jié)省了原材料的消耗，簡化了傳統(tǒng)制作過程中的程序，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)時間。

2.3網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用極大程度的方便了人們的生活，電視、電腦等網(wǎng)絡(luò)渠道的信息傳輸準(zhǔn)確高效，信息處理速度快?？萍寂c生活的結(jié)合在不斷加深，通過網(wǎng)絡(luò)控制的生活行為也逐漸增多，比如網(wǎng)絡(luò)購物的產(chǎn)品豐富，足不出戶就可以海選自己喜歡的商品；銀行的轉(zhuǎn)賬和理財功能也可以通過網(wǎng)絡(luò)進行，不需要去銀行排隊到柜臺辦理，無時間限制無地域限制。機械設(shè)計制造及自動化也將充分的利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，在控制和維修方面逐步向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。目前，已經(jīng)有部分智能機械可以遠(yuǎn)程進行操作，工作人員可以通過網(wǎng)絡(luò)信號和數(shù)據(jù)包的傳輸在任何地方對機械發(fā)出指令，改變了工作人員工作空間的局限性。但是在對機械的維修方面還沒有完全的實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制，通過網(wǎng)絡(luò)識別機械故障和自動維修是未來研究的重要課題。

3、結(jié)束語

機械設(shè)計制造與自動化的發(fā)展趨勢將通過智能技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合的方式，采用虛擬程序，使機械的制造越來越科學(xué)和精確，減少制造環(huán)節(jié)，降低材料及人力的消耗，環(huán)保節(jié)能，以更加優(yōu)異的性能為社會創(chuàng)造更大的價值。

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