淺析機(jī)械設(shè)計(jì)制造若干問題思考

馬偉康

摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指研究各種工業(yè)機(jī)械裝備及機(jī)電產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行控制到生產(chǎn)過程的綜合技術(shù)學(xué)科。近年來，我國從制造大國逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞆?qiáng)國，機(jī)械設(shè)計(jì)制造占據(jù)著十分重要的地位。盡可能提高機(jī)械制造水平，提高生產(chǎn)效率，是我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要標(biāo)志與保證。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造;自動(dòng)化;優(yōu)勢;發(fā)展前景

一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的優(yōu)勢

多重優(yōu)勢是機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化的本質(zhì)。它簡化了機(jī)械操作程序和方法，優(yōu)化了現(xiàn)有復(fù)雜的機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，有效地避免了移動(dòng)機(jī)械工作的風(fēng)險(xiǎn)，簡化了原來的工序操作，使機(jī)械人員的操作更加容易。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和市場競爭的不斷深化，現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求。在這種背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的迅速興起，受到了人們的廣泛歡迎和認(rèn)可，是制造業(yè)的統(tǒng)一性和競爭力。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展趨勢

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)自己的生活有了越來越高的要求。在當(dāng)代社會(huì)，工作不僅僅是一種支持家庭的工具，它可能更是生活的一部分。因此，愿意用苦力換取生活必需品的人越來越少，發(fā)展智能化不僅是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，也是全社會(huì)日益增長的需求。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）智能化

機(jī)械制造的智能化主要分為四個(gè)方面：一是智能化，即在整個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)，每道工序的方案不必一一設(shè)計(jì)，而是由智能系統(tǒng)完成，以減少人力的使用，提高生產(chǎn)效率;二是自動(dòng)化，是指結(jié)構(gòu)模式的自動(dòng)化生產(chǎn)，以提高效率，來減輕企業(yè)負(fù)擔(dān);三是多功能化，即按模塊對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行分類，然后在具體的生產(chǎn)過程中，

當(dāng)需要使用哪個(gè)進(jìn)程時(shí)，該進(jìn)程將以模塊的形式傳輸。這樣，在加工過程中，系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際情況和需要進(jìn)行部署，大大提高生產(chǎn)效率;四是集成化，即將所有子系統(tǒng)合并成一個(gè)完整的大系統(tǒng)，所有的工作都可以在這個(gè)集成系統(tǒng)中完成。

（二）一體化

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)單一零部件的生產(chǎn)已經(jīng)不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。為了生存，越來越多的企業(yè)愿意在單個(gè)生產(chǎn)車間加工不同的零部件和設(shè)備，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，促進(jìn)企業(yè)進(jìn)步。為適應(yīng)當(dāng)前大環(huán)境的需求，整合顯得尤為重要。在集成技術(shù)中，光機(jī)電集成技術(shù)更為普遍。光機(jī)電一體化產(chǎn)品一般由機(jī)械本體、傳感器、接口、微處理器和執(zhí)行器組成。該產(chǎn)品一般具有體積小、操作方便、響應(yīng)快、精度高、靈活性強(qiáng)、智能化、可靠性高、壽命長、技術(shù)多層次、應(yīng)用范圍廣、綜合性強(qiáng)、協(xié)調(diào)性要求高等特點(diǎn)。

（三）超精密化

超精密加工技術(shù)將是未來機(jī)械工業(yè)的發(fā)展方向之一。隨著信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)于機(jī)械設(shè)備來說，加工精度的高低起決定性因素，超精密加工技術(shù)越來越成熟。目前，超精密主要包括八個(gè)方面：高效、高精度、小型化、大型化、智能化、過程集成化、綠色化和在線處理集成化。其中，高精度、高效率是超精密加工永恒的主題，大型化、小型化是應(yīng)航天大型器件小精度要求和公共生活便攜性要求而產(chǎn)生的;智能化機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢是工藝集成和在線加工集成，是提高生產(chǎn)效率、減少加工工序、降低成本，綠色是保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展的必要保證。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展基礎(chǔ)現(xiàn)狀

從經(jīng)濟(jì)角度看，我國正處于經(jīng)濟(jì)工業(yè)化迅速發(fā)展階段。要加快經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，必須在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化方面取得一定成績，嚴(yán)格要求技術(shù)支持。要使相關(guān)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面有新的突破，從根本上提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平。

（一）機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化逐漸趨于虛擬化

虛擬化和機(jī)械設(shè)計(jì)制造是燃料擴(kuò)散的關(guān)鍵。機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的虛擬化可以有效地避免能耗問題。在此基礎(chǔ)上，機(jī)械制造企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。從虛擬化的穩(wěn)步發(fā)展來看，未來要提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平，所有的工作都必須在計(jì)算機(jī)上初步實(shí)現(xiàn)。在開始機(jī)械設(shè)計(jì)和制造工作時(shí)，工作人員將在計(jì)算機(jī)上繪制項(xiàng)目圖紙，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠懻摵托薷?，直到虛擬生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品由計(jì)算機(jī)生成，然后完成三維模型，檢查缺陷，補(bǔ)正遺漏，合理修改。

（二）機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化逐漸趨于微型化

小型化是機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化的必然特征。在自動(dòng)化技術(shù)的幫助下，機(jī)械設(shè)計(jì)仔細(xì)計(jì)算所有細(xì)節(jié)，節(jié)省成本。現(xiàn)階段，實(shí)現(xiàn)小型化有點(diǎn)困難。這就需要有關(guān)部門要連同協(xié)作共同研究開發(fā)微型化技術(shù)。

（三）機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化逐漸趨于數(shù)字化

從機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化逐步數(shù)字化的趨勢分析，信息技術(shù)趨于成熟，機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展也逐步數(shù)字化。機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過程中，巧妙地借鑒計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)，借助數(shù)字技術(shù)，計(jì)算機(jī)對(duì)信息數(shù)字化的過程稍加處理。在數(shù)字化設(shè)計(jì)的背景下，產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)得到有效提升，綜合競爭力進(jìn)一步提高，實(shí)現(xiàn)了用戶理想化的設(shè)想，整個(gè)過程拉動(dòng)消費(fèi)也促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展。

四、結(jié)束語

雖然現(xiàn)階段機(jī)械制造與自動(dòng)化學(xué)科的普及程度不如計(jì)算機(jī)技術(shù)等行業(yè)發(fā)展的迅速，但它畢竟屬于基礎(chǔ)學(xué)科，在《中國制造2025》規(guī)劃中，其重要性在其他學(xué)科中是不可替代的。智能制造是以新一代信息通信技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)的深度融合為基礎(chǔ)，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的方方面面，它是一種自我感知、自我學(xué)習(xí)的新型生產(chǎn)模式，具備自我決策、自我實(shí)施、自我適應(yīng)等功能。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的部署和實(shí)施，為智能制造提供了基石。智能制造將結(jié)合工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，合理配置供應(yīng)鏈資源，提高生產(chǎn)和服務(wù)效率，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)智能化管理模式的創(chuàng)新。現(xiàn)階段，5G 互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的推廣實(shí)施為機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化融入物聯(lián)網(wǎng)提供了基本條件，因此在目前國內(nèi)及國際發(fā)展方向引領(lǐng)下機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展空間無限。

參考文獻(xiàn)：

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作者單位：保定市立中車輪制造有限公司