機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則、特點(diǎn)及趨勢(shì)

王楊

摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是機(jī)械技術(shù)與科技結(jié)合的產(chǎn)物，體現(xiàn)了時(shí)代進(jìn)步，在當(dāng)前社會(huì)大步伐發(fā)展的進(jìn)程中，發(fā)揮著巨大作用，廣泛應(yīng)用在生活與企業(yè)，是提升我國(guó)生產(chǎn)水平的強(qiáng)大動(dòng)力和現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的主要力量?；诖吮疚脑谏羁塘私猱?dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，明確其設(shè)計(jì)原則、特點(diǎn)，探析未來發(fā)展方向，以期為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造和發(fā)展提供可行的思路，更快速的實(shí)現(xiàn)我國(guó)從制造大國(guó)轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化;設(shè)計(jì)原則;特點(diǎn);趨勢(shì)

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的快速提升有將近大半與機(jī)械制造相關(guān)，傳統(tǒng)機(jī)械制造的體格笨重、應(yīng)用麻煩、操作不靈活等已不再滿足當(dāng)前社會(huì)的物質(zhì)生產(chǎn)要求，對(duì)設(shè)備質(zhì)量、設(shè)計(jì)、安全可靠等是最基本的要求，同時(shí)需考慮效率、成本等，隨著科技發(fā)展還需加入智能化、信息化等，不僅僅是提高了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)人員的門檻要求，對(duì)當(dāng)前我國(guó)正處于制造大國(guó)轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國(guó)的過渡時(shí)期，更是一場(chǎng)大的考驗(yàn)。因此要明確機(jī)械設(shè)計(jì)制造中當(dāng)前存在的問題、需求及創(chuàng)新點(diǎn)，規(guī)避問題，提升品質(zhì)，唯有始終堅(jiān)持創(chuàng)新性驅(qū)動(dòng)、智能化轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、倡導(dǎo)綠色發(fā)展模式，機(jī)械制造行業(yè)才能有更好、更快、更強(qiáng)的發(fā)展前景。

一、發(fā)展現(xiàn)狀

產(chǎn)業(yè)規(guī)模小。相對(duì)西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我們國(guó)家在機(jī)械制造行業(yè)方面起步較晚，且制造企業(yè)多為小規(guī)模，甚至是作坊式生產(chǎn)，缺乏大型加工生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)能力不強(qiáng)、技術(shù)不先進(jìn)，使得機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不平衡，提升水平有限。要想擺脫當(dāng)前境況，促進(jìn)制造行業(yè)健康快速發(fā)展，需加大改革力度，增加研究性投資，注重專業(yè)人才的培養(yǎng)與引進(jìn)。

自動(dòng)化程度不高。受企業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模、專業(yè)技能培養(yǎng)不系統(tǒng)、技術(shù)積累不足等因素影響，國(guó)內(nèi)機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化程度不高且已不再能適用于當(dāng)前的物質(zhì)生產(chǎn)需求，跟歐美國(guó)家還有較大差距。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則

2.1 融合先進(jìn)技術(shù)

新的設(shè)計(jì)理念和制造方式隨著社會(huì)需求的變化在不斷的提出，只有努力提高機(jī)械設(shè)計(jì)效率，改善設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量，才能改善企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，提升經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。如對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)機(jī)床等其他生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行功能性、實(shí)用性的改良和創(chuàng)新。或更換先進(jìn)供能設(shè)備，踐行綠色生產(chǎn)，著力保障機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性。

2.2 滿足機(jī)械加工精度

機(jī)械設(shè)計(jì)及加工過程，要滿足精度要求，針對(duì)誤差集中過程，分析誤差出現(xiàn)原因，及時(shí)采取降誤差的可行措施進(jìn)行修正?？赏ㄟ^改進(jìn)測(cè)量工具、更換加工刀具等方法提升加工精度。

2.3 保障工藝質(zhì)量

表面質(zhì)量是衡量機(jī)械加工零件是否優(yōu)良的標(biāo)準(zhǔn)之一，零件的性能與機(jī)械表面平整度質(zhì)量息息相關(guān)，嚴(yán)格選取加工工具，減少零件表面的變形度。如刀具的選擇，修光刀、精車刀等。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)

不同于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械自動(dòng)化融合了多種技術(shù)，效率更高、操作更少、成本更低、功能更全、質(zhì)量更好。多種高精密機(jī)械技術(shù)結(jié)合自動(dòng)化控制系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)作業(yè)過程無人化，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面是最佳應(yīng)用[2]。

新技術(shù)不斷融合應(yīng)用設(shè)計(jì)，很大程度的提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造的水平。既能表現(xiàn)出自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)又可節(jié)約管理成本。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化方面的新技術(shù)的開發(fā)在滿足現(xiàn)代化的發(fā)展要求以及自動(dòng)化管理的水平中發(fā)揮著重要作用，同時(shí)也能更好促進(jìn)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升[3]。

四、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

4.1 制造綠色化。

機(jī)械設(shè)備及自動(dòng)化過程的綠色化。即是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品包裝、運(yùn)輸銷售、實(shí)際應(yīng)用到最終報(bào)廢處理等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)資源消耗少、廢物排放無害、利用率高的無害化綠色模式。對(duì)于生產(chǎn)產(chǎn)品，應(yīng)從提高強(qiáng)度、延長(zhǎng)產(chǎn)品平均壽命等方面，減小制造業(yè)對(duì)能源、環(huán)境、資源的壓力[4]。提倡綠色制造模式，優(yōu)化企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

4.2 設(shè)備大型化、系統(tǒng)化、精密化。

實(shí)現(xiàn)企業(yè)的高效生產(chǎn)、最大效益須通過提升裝備能力，機(jī)械裝備的設(shè)計(jì)應(yīng)向大型化、系統(tǒng)化、精密化發(fā)展。研發(fā)設(shè)計(jì)并制造大型且系統(tǒng)的精密化裝備，升級(jí)機(jī)械設(shè)備的各工藝參數(shù)，使得裝備技術(shù)更新、產(chǎn)品升級(jí)換代。

4.3 控制精準(zhǔn)化與設(shè)計(jì)研制數(shù)字化。

控制模型的精準(zhǔn)度及診斷質(zhì)量的準(zhǔn)確度是整體設(shè)備的核心部分，企業(yè)充分利用數(shù)據(jù)時(shí)代的優(yōu)勢(shì)，檢測(cè)儀器與控制手段并用，將信息處理技術(shù)與數(shù)據(jù)挖掘結(jié)合，實(shí)現(xiàn)控制精準(zhǔn)化。當(dāng)前的裝備制造多為數(shù)字化仿真生產(chǎn)過程、數(shù)字化設(shè)計(jì)，主要向?qū)ο蠖?、機(jī)理多、介質(zhì)多、維度多、目標(biāo)多發(fā)展。

4.4 智能化、網(wǎng)絡(luò)化與運(yùn)行可靠化

智能化的機(jī)械設(shè)備也不斷被推出，機(jī)械設(shè)備的智能化體現(xiàn)在生產(chǎn)過程中對(duì)信息的感知、分析、經(jīng)驗(yàn)積累、知識(shí)學(xué)習(xí)以及在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上做出的智能決策與執(zhí)行的綜合交叉，如智能制造裝備、智能制造服務(wù)等。機(jī)電一體化趨勢(shì)越發(fā)顯著，同時(shí)通訊、信號(hào)處理、傳感器等技術(shù)的成熟，不斷推動(dòng)著機(jī)械設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等應(yīng)用于監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行及故障檢排，一旦發(fā)現(xiàn)異常，能夠及時(shí)給予動(dòng)作，減少企業(yè)損失的同時(shí)也提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。

4.5 科技創(chuàng)新超?；?/p>

從制造業(yè)實(shí)際需求與應(yīng)用角度考慮，不斷創(chuàng)新制造技術(shù)向高端、超常使用等非常規(guī)應(yīng)用的制造技術(shù)方向發(fā)展，如擴(kuò)大構(gòu)件制造工藝尺寸、微納制造新工藝等。

4.6 向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型

制造業(yè)形式由單一生產(chǎn)制造轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)型制造是未來20年的主產(chǎn)業(yè)形態(tài)，應(yīng)具有知識(shí)性、集成性、虛擬性、戰(zhàn)略性、全球性等特點(diǎn)。

總結(jié)

總結(jié)上述，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)關(guān)乎國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)建設(shè)中扮演重要角色，同時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)、促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平快速提升也更為關(guān)鍵。只有不斷創(chuàng)新，將設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化更好融合開發(fā)才能滿足時(shí)代的發(fā)展需求。

參考文獻(xiàn)：

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[2]卜祥風(fēng)，鄧景泉“新工科”建設(shè)背景下的地方高校工科專業(yè)改革探索與實(shí)踐——以滁州學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)為例[J].高教學(xué)刊，2018（17）：136-138，141.

[3]李洋，韓長(zhǎng)川.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（01）：229-230.

[4]何暢“中國(guó)制造2025”背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化行業(yè)影響分析[J].裝備制造技術(shù)，2017（12）：47-50.