機械設計制造及其自動化的技術及發(fā)展方向分析

丁彥銘　劉文博

摘 要：機械制造是以機械設計為基礎的。雖然涉及到更多的設備支持，但最基本的制造基礎仍然是基于機械設計。機械設計和機械制造已經(jīng)交織在一起，二者的關系更加緊密。從嚴格意義上講，機械設計是機械制造的前提，而機械制造一般是以設計為基礎，能夠順利地進行制造。因此，從技術層面上分析，機械設計與機械制造是相輔相成、相得益彰的。本文在分析機械設計與制造業(yè)未來發(fā)展方向的基礎上，簡要論述了機械設計與制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。

關鍵詞：機械設計制造及其自動化;智能化;機電一體化

前言

機械設計是機械制造的第一步，也是機械制造的重要組成部分。良好的設計使機械產(chǎn)品具有較高的機械性能，保證了機器質量的可靠性。改革開放以來，我國機械制造業(yè)發(fā)展迅速，無論是在產(chǎn)品技術開發(fā)、技術裝備制造方面都有了較快的發(fā)展，但還沒有自己的知識產(chǎn)權品牌。目前，我國機械設計與制造業(yè)與國外差距較大，仍需加快發(fā)展速度。

1.機械設計制造行業(yè)概述

我國機械設計制造業(yè)本身存在諸多問題，同時也面臨著強大的外資企業(yè)搶占市場，制造業(yè)是我國的第二產(chǎn)業(yè)。作為中國國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，它不僅能為社會提供各種物質財富，而且能為國民經(jīng)濟的各個部門帶來許多先進的工具和技術裝備。在社會不斷進步的環(huán)境下，制造業(yè)的制造技術經(jīng)歷了機械化、單機自動化、剛柔性自動化和綜合自動化等多個發(fā)展階段。 不斷整合和創(chuàng)新傳統(tǒng)制造技術，形成先進制造技術，促進制造技術的蓬勃發(fā)展，推動現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展成為技術創(chuàng)新能力強、技術密集型的重點產(chǎn)業(yè)。在過去的二十年里，政府一直關注機械設計和制造業(yè)的發(fā)展，忽視了生產(chǎn)權的問題。事實上，產(chǎn)權激勵是產(chǎn)品創(chuàng)新的重要保證，大多數(shù)機械設計制造企業(yè)沒有制定產(chǎn)權激勵制度，沒有重視對創(chuàng)新人才的激勵培養(yǎng)。知識產(chǎn)權保護不力，導致我國自主開發(fā)的技術和裝備被其他國家和企業(yè)免費采用或模仿，影響了我國機械設計制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.機械設計制造及其自動化發(fā)展方向

機械設計與制造業(yè)為實際制造業(yè)的發(fā)展和自動化技術的發(fā)展提供了許多實踐經(jīng)驗，在人們生活水平不斷提高的今天，機械設計制造與自動化技術已深入人們的生活，對促進人類社會的進步發(fā)揮了重要作用，以下簡單論述了這一技術未來的發(fā)展方向。

2.1機電一體化

機電一體化是機械設計與制造及其自動化技術的一個較高層次，電子控制技術、機械技術

等技術融為一體，在一定程度上是機械設計與制造及其自動化的發(fā)展。在當前形勢下，機電一體化在機械設備的操作中起著重要作用，在提高操作效率、降低勞動強度方面起著重要作用，典型的機電一體化機械產(chǎn)品是數(shù)控機床。一方面，它可以促進工業(yè)技術的進步，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)結構。 另一方面，逐步推動機電一體化產(chǎn)業(yè)的形成，改善我國的產(chǎn)業(yè)結構，進而促進機械設計制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.2智能化

智能化是機械設計、制造和自動化最重要的標志，也是這一技術發(fā)展的主要趨勢之一。智能化使機械設備的操作更加智能化。它不僅可以提高操作效率和質量，保證機械設備的連續(xù)性、安全性和穩(wěn)定性，而且可以將心理學、計算機等學科應用于機械設備的智能化設置中，使機械設備能夠模仿思維方式來解決問題。今后，機械設計與制造自動化和智能化的發(fā)展方向要做到以控制理論為基礎，吸收人工智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)機械設備、機械協(xié)會的人機工作系統(tǒng)，幫助他人甚至取代人工工作，促進機械設計與制造業(yè)的發(fā)展，加快人類社會的進步。

2.3多功能化及模塊化

多功能化指的是機械設備能處理的問題和應用的領域越來越多，機械設備

充分應用計算機控制系統(tǒng)，適應不同行業(yè)、崗位，解決問題，能根據(jù)生產(chǎn)線的實 際需要解決問題，隨機應變能力高。模塊化則是指應用機械設計制造及其自動化 技術生產(chǎn)機械設備過程中，產(chǎn)品多，且許多產(chǎn)品具有一定的相關性，為節(jié)省研發(fā) 時間，縮短產(chǎn)品上市周期，往往在產(chǎn)品研發(fā)中采用模塊化方法，許多新研發(fā)出來 的產(chǎn)品離不開原來標準單元的利用。通過模塊化設計，在原先標準單元的基礎上 進一步優(yōu)化和創(chuàng)新，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質量。如：對于數(shù)控系統(tǒng)來說，CPU、位置伺服、通訊、輸入輸出接口、存儲器等是基本模塊，可以制成標準的模塊單 元，生產(chǎn)出系列產(chǎn)品。

2.4綠色化

在環(huán)保需求逐漸增大的形勢下，各行各業(yè)都要積極節(jié)能減排，在發(fā)展機械

設計制造行業(yè)的過程中必須重視環(huán)境保護。機械設計制造及其自動化技術應用過 程中必然帶來大量能源消耗，且會排放出大量污染環(huán)境的有害物質。因此，綠色 化是該技術的未來發(fā)展方向之一，其主要體現(xiàn)在：對廢棄資源的回收利用，綜合 循環(huán)利用廢渣、廢液、廢氣、廢舊物資等，實現(xiàn)工業(yè)環(huán)保，減輕機械設計制造對 自然環(huán)境的危害，節(jié)約資源，改善能源利用結構。

2.5微型化

當前，大多數(shù)機械設備都朝著輕質化、體積小方向發(fā)展，微型化是機械設

計制造及其自動化的發(fā)展方向之一，如：微電子機械就是典型的微型化機械設計 制造及其自動化技術產(chǎn)品，它將朝著更加小巧、細致方向發(fā)展，朝著微米級乃至 納米級方向發(fā)展。

2.6網(wǎng)絡化

計算機網(wǎng)絡技術豐富了人們的生活，也提高了人們的生活質量，自然也給

工業(yè)生產(chǎn)帶來重大推動作用。機械設計制造及其自動化應用計算機網(wǎng)絡技術實現(xiàn) 網(wǎng)絡化發(fā)展，提升自身競爭力，使得傳統(tǒng)的單機技術通過網(wǎng)絡化發(fā)展成遠程控制、 在線控制、無人化操作技術。如：機床應用網(wǎng)絡技術，聯(lián)網(wǎng)后實現(xiàn)對每一臺機床 的編程、操作和運行。

3.結束語

隨著信息技術的快速發(fā)展，機械設計制造及其自動化將有更廣闊的發(fā)展空間。而機械設計制造行業(yè)作為我國國民經(jīng)濟的基礎性工業(yè)，其科技含量逐漸增高， 自動化需求大，市場需求帶動技術發(fā)展，必然推動機械設計制造及其自動化技術 的發(fā)展，實現(xiàn)機械設計制造行業(yè)的創(chuàng)新，推動我國工業(yè)的跨越式發(fā)展。本文簡單 論述機械設計制造及其自動化的主要發(fā)展方向，望同行指正。

參考文獻

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