機械設(shè)計及其自動化應(yīng)用研究

張海偉

【摘 要】機械設(shè)計與自動化是信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，具有智能化、高效化、自動化等顯著特點，有效地提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，更好地滿足了經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。本文主要對機械設(shè)計及其自動化的應(yīng)用進行了研究，并對機械設(shè)計及其自動化的發(fā)展前景進行了探討。

【關(guān)鍵詞】機械設(shè)計及其自動化；發(fā)展前景；應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展為機械制造業(yè)的發(fā)展帶來了可觀的條件和發(fā)展空間。為了更好地滿足機械制造領(lǐng)域提高生產(chǎn)效率的需要，機械設(shè)計及其自動化已成為必然的選擇。機械設(shè)計及其自動化作為一項新技術(shù)，有助于提高機械生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量，促進工業(yè)發(fā)展和繁榮，為其提供堅實的硬件保障，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

一、機械設(shè)計及其自動化應(yīng)用

早在20世紀(jì)中期，許多領(lǐng)域就開始通過采用先進的管理理念和技術(shù)，提高行業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前我國許多行業(yè)都重視機械設(shè)計和制造技術(shù)的引進，促進了機械設(shè)計和制造技術(shù)的快速發(fā)展。在設(shè)計方面，目前我國的機械設(shè)計、制造和自動化應(yīng)用技術(shù)不能達到西方國家的先進水平，導(dǎo)致機械設(shè)計、制造和自動化不能滿足設(shè)計要求。另外，一些設(shè)計思想和方法還沒有改革，使自動化技術(shù)不能發(fā)揮其作用。

1.柔性自動化技術(shù)應(yīng)用

柔性自動化技術(shù)主要是將計算機控制系統(tǒng)與機械制造生產(chǎn)線相結(jié)合，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入生產(chǎn)線上的各種設(shè)備中，實現(xiàn)生產(chǎn)的高度自動化。在制造過程中應(yīng)用柔性自動化技術(shù)后，相應(yīng)的生產(chǎn)自動化控制數(shù)據(jù)輸入計算機系統(tǒng)，設(shè)備可以實現(xiàn)機械制造全過程的自動化操作。對于企業(yè)來說，柔性自動化技術(shù)的應(yīng)用不但有助于實現(xiàn)機械制造的精確生產(chǎn)，而且有效地減少了人力資源的投入，從而為企業(yè)提高經(jīng)濟效益奠定了堅實的基礎(chǔ)。然而，柔性自動化技術(shù)還存在一些缺點，如應(yīng)用該技術(shù)需要輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，這就對操作人員的工作提出了更高的要求，因為一旦輸入錯誤，不僅容易導(dǎo)致生產(chǎn)事故，而且會帶來巨大的經(jīng)濟損失。

2.集成自動化技術(shù)應(yīng)用

集成自動化技術(shù)在現(xiàn)有經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對機械制造的標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化和改進，能有效地減小機械制造誤差，提高制造精度。應(yīng)用集成自動化技術(shù)的前提是要實現(xiàn)機械制造系統(tǒng)信息的高度共享，通過對各種信息的分析比較，獲得高精度的生產(chǎn)技術(shù)。集成自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用于機械設(shè)計和制造中，以減少應(yīng)用過程中各種可預(yù)防的技術(shù)問題，從而提高整體機械效率。目前，集成自動化技術(shù)在我國機械設(shè)計制造中得到了廣泛的應(yīng)用，它具有明顯的優(yōu)勢，可以利用資源共享來提高生產(chǎn)效率。

3.生產(chǎn)過程中的自動化應(yīng)用

自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的靈活應(yīng)用，在提高產(chǎn)品生產(chǎn)連續(xù)性的基礎(chǔ)上可以提高整個機械制造的智能化水平。同時，利用自動化技術(shù)代替手工生產(chǎn)，可以有效地減少機械設(shè)計和制造中人為因素造成的不確定性，為生產(chǎn)企業(yè)節(jié)省部分勞動力成本，保證生產(chǎn)效率。此外，機械生產(chǎn)過程自動化后，產(chǎn)品損失顯著減少，企業(yè)的根本利益得到保障，企業(yè)的市場競爭力得到提高。

4.檢測自動化應(yīng)用

科技進步能在一定程度上有效地推動生產(chǎn)材料的創(chuàng)新，在技術(shù)發(fā)展過程中不斷開發(fā)和更新大量新材料。特別是在機械設(shè)計、制造和自動化應(yīng)用領(lǐng)域，原材料隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N不同性能的材料。但是，新材料在應(yīng)用中仍存在一些問題。例如，一般的機械設(shè)計和制造還沒有更新新材料測試的方法和技術(shù)，傳統(tǒng)的技術(shù)手段無法檢測新材料的性能和相關(guān)質(zhì)量。在這種情況下，可以直接采用激光技術(shù)、計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)等來檢測新材料，既提高了工作效率，又縮短了材料檢測時間。

二、機械設(shè)計及其自動化應(yīng)用發(fā)展前景

1.機電一體化

對于機械設(shè)計及其自動化來說其在實際中最主要的發(fā)展方向就是機電一體化，其需要多種技術(shù)的融合才能在實際中達到全面機械自動化的要求。在機電一體化中其需要有信息技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)的深入結(jié)合，這樣才能促使其可以在實際的加工作業(yè)中達到完全脫離人工作業(yè)的狀態(tài)。目前我國在機電一體化在發(fā)展中其技術(shù)逐漸的完善及改進，在實際中可以通過計算機仿真模擬來對機械系統(tǒng)的組件進行模擬分析，以此來判斷其在實際的應(yīng)用中是否具備了理想的運行性能要求，并對機械系統(tǒng)進行優(yōu)化及改進，進而提升機電一體化系統(tǒng)的效能，而這也在一定程度上推動了現(xiàn)今機械設(shè)計制造水平的提升及技術(shù)的革新。

2.智能化

智能化可以說是在現(xiàn)代化背景下機械設(shè)計制造及其自動化其主要發(fā)展的方向之一，智能化主要是在其原有的自動控制來基礎(chǔ)上進一步的對機械設(shè)計制造的智能水平進行提升，使其可以在多技術(shù)融合及創(chuàng)新的情況下最大限度的模擬人工智能。相較于現(xiàn)有的機械自控技術(shù)，智能化技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)對機械設(shè)計制造及其自動化性能的綜合、全面的提高，使機械在運行中可以體現(xiàn)出更強的能力，進而達到更高水準(zhǔn)的控制要求。目前在機械設(shè)計制造及其自動化的領(lǐng)域中其智能化發(fā)展已經(jīng)逐漸起步，但是所采用的智能技術(shù)多數(shù)為低階智能，而人工智能則是其需要重視的發(fā)展部分，在人工智能技術(shù)的推動下可以使得機械設(shè)備的運行更符合理想的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，進而提升產(chǎn)品的質(zhì)量及性能。

3.虛擬化

隨著虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)與完善，其在多領(lǐng)域中取得了很好的發(fā)展，不但能夠?qū)嶋H操作當(dāng)中的人力和物力加以節(jié)省，而且時間成本也得到了節(jié)約。特別是在機械制造行業(yè)，傳統(tǒng)機械制造一般要經(jīng)過多個步驟才能最終制造出相應(yīng)的產(chǎn)品，從圖紙設(shè)計到產(chǎn)品檢測過程中，會消耗大量的時間與精力，這也是傳統(tǒng)機械制造一個顯著缺陷[2]。要是機械設(shè)計、制造過程中能夠有電子設(shè)備自動完成，便可以節(jié)省大量的人力、物力。利用電子設(shè)備對圖紙設(shè)計進行模擬后，電子設(shè)備能夠及時對其穩(wěn)定性進行測試，將設(shè)計中存在的不足加以完善，能夠有效地節(jié)約時間成本，并且設(shè)計者和客戶溝通也能夠更加的快捷，虛擬化發(fā)展已經(jīng)成為機械設(shè)計當(dāng)中非常重要的發(fā)展方向之一。

4.數(shù)字化

對于機械設(shè)計制造及其自動化而言，實現(xiàn)數(shù)字化也是其今后的重要發(fā)展方向。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展與應(yīng)用，實現(xiàn)機械制造領(lǐng)域的素質(zhì)化更顯得重要。數(shù)字化制造能夠?qū)⒅圃爝^程中的信息以數(shù)字形式加以展現(xiàn)，即對知識數(shù)據(jù)、技能和圖形等實現(xiàn)數(shù)字化處理，并通過制造企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進行傳播。數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)蛻粜枨笙嚓P(guān)資料信息進行快速的收集，并對信息實現(xiàn)分析、規(guī)劃、整理和重組，整個過程中對多媒體技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和制造技術(shù)等均有所涉及，最終實現(xiàn)對機械生產(chǎn)和制造過程進行重組。機械設(shè)計制造企業(yè)發(fā)展數(shù)字技術(shù)，能夠?qū)⑵髽I(yè)產(chǎn)品發(fā)布至互聯(lián)網(wǎng)中銷售，滿足不同客戶的需求，而且能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)間的交流與合作，共同推動機械制造行業(yè)的發(fā)展。

5.綠色化

在現(xiàn)今低碳經(jīng)濟發(fā)展的理念下，機械設(shè)計及其自動化綠色化發(fā)展主要是從優(yōu)化機械的性能入手，根據(jù)機械的需求及應(yīng)用方向來對其結(jié)構(gòu)功能進行改進，并重視對機械性能的提升，以此來達到節(jié)能降耗的目的，此種綠色化理念也可以保證機械設(shè)計制造的健康、持續(xù)發(fā)展。

三、結(jié)束語

目前，機械設(shè)計及其自動化應(yīng)用技術(shù)逐漸成熟，各行業(yè)開始應(yīng)用機械設(shè)計制造及其自動化，其在人們的現(xiàn)實生活中得到越來越重要的地位，并在一定程度上加速了機械設(shè)計、制造和自動化應(yīng)用的發(fā)展。在未來，機械設(shè)計制造及其自動化將朝著多元化方向發(fā)展，將整合許多學(xué)科和技術(shù)，既能豐富自身的技術(shù)發(fā)展，又能滿足設(shè)計人員的要求。

【參考文獻】

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