機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展趨勢(shì)研究

于家勇 廉亞奇

（1.大連奧托自動(dòng)化設(shè)備有限公司，遼寧 大連 116000；2.新東北電氣集團(tuán)高壓開(kāi)關(guān)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，機(jī)械制造過(guò)程中機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)至關(guān)重要。在機(jī)械制造之前，需要對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析。制定機(jī)械制造技術(shù)方案，保證技術(shù)操作質(zhì)量，對(duì)機(jī)械制造的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。近年來(lái)我國(guó)逐漸從制造業(yè)大國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞓I(yè)強(qiáng)國(guó)，機(jī)械設(shè)計(jì)及制造占據(jù)了相當(dāng)重要的地位。不斷加強(qiáng)機(jī)械制造的水平，盡可能高地提高生產(chǎn)效率，是促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的重要保證。

一、智能化發(fā)展

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人工智能已經(jīng)大規(guī)模投入應(yīng)用，人工智能應(yīng)用已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。21 世紀(jì)初，機(jī)械制造及其自動(dòng)化已經(jīng)有了較大的進(jìn)步，自動(dòng)化水平大幅度提高，但是相對(duì)于智能化來(lái)說(shuō)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。機(jī)械制造領(lǐng)域的智能化，就是對(duì)各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，盡可能地減少各環(huán)節(jié)資源浪費(fèi)，進(jìn)而優(yōu)化生產(chǎn)模式，最終極大地提高生產(chǎn)效率和減小資源的使用。智能化的出現(xiàn)，可以使我國(guó)從勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)向高科技產(chǎn)業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，也是實(shí)現(xiàn)智能化的重要工具。它有效地推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使得工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化水平越來(lái)越高。其在實(shí)際應(yīng)用中最為突出的特點(diǎn)就是，深刻地改變了以往的工作模式，推動(dòng)機(jī)械制造向著自動(dòng)化、信息化的方向邁進(jìn)，可以說(shuō)，兩者的結(jié)合為我國(guó)機(jī)械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了新的契機(jī)，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展發(fā)揮了極為重要的作用。

二、數(shù)字化發(fā)展

當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代。網(wǎng)絡(luò)上各種關(guān)于數(shù)據(jù)的創(chuàng)新性概念不斷出現(xiàn)，例如大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等這些概念都已經(jīng)為我們大眾所熟悉。數(shù)字成了整個(gè)社會(huì)發(fā)展的新動(dòng)力。機(jī)械行業(yè)相應(yīng)的系統(tǒng)都需要相應(yīng)的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行處理，進(jìn)而在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模擬以及后期的制造。一般機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中，通常都是紙質(zhì)圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后再運(yùn)用 CAD 制圖軟件進(jìn)行處理。這一套流程十分浪費(fèi)時(shí)間，且沒(méi)有意義。因此在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)數(shù)字進(jìn)行虛擬化設(shè)計(jì)，不斷簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程和縮短工期，并設(shè)法提高產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工質(zhì)量。先進(jìn)的應(yīng)用在各行各業(yè)都有體現(xiàn)，較為常見(jiàn)的是設(shè)計(jì)中心將圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成后，經(jīng)專(zhuān)人審核通過(guò)遠(yuǎn)傳的方式直接下達(dá)制造指令給生產(chǎn)機(jī)械，整個(gè)過(guò)程沒(méi)有紙質(zhì)圖紙的傳遞，而生產(chǎn)機(jī)械則是無(wú)人值守、無(wú)人操作，全流程自動(dòng)化。現(xiàn)階段，我國(guó)還有很大部分機(jī)械的控制系統(tǒng)落后，雖然相對(duì)于改革開(kāi)放前的設(shè)備來(lái)說(shuō)，先進(jìn)水平已經(jīng)有所提升，但仍需不斷的進(jìn)行優(yōu)化。因此我們的技術(shù)也要與時(shí)俱進(jìn)、不斷更新，不斷在設(shè)備中添加最新的技術(shù)。5G 的商用，賦予機(jī)械智能化無(wú)限發(fā)展的空間。

三、綠色化發(fā)展

我國(guó)的經(jīng)濟(jì)雖然在近些年取得了極速發(fā)展，但同時(shí)也產(chǎn)生了較大問(wèn)題。因?yàn)槲覈?guó)生產(chǎn)模式比較落后，資源大量浪費(fèi)，也產(chǎn)生了大量的污染。尤其是制造業(yè)，更是受到環(huán)保部門(mén)關(guān)注。在我國(guó)近年的環(huán)境整頓中，頻繁出現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的灰塵或者噪音污染，這些都極大地影響了周?chē)h(huán)境和員工的身心健康，必然要求機(jī)械制造向著綠色化和環(huán)?；较虬l(fā)展。如今我國(guó)經(jīng)濟(jì)、文化、生產(chǎn)和發(fā)展都是以可持續(xù)化為基本戰(zhàn)略，械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展也正在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化，以適應(yīng)我國(guó)發(fā)展的整體趨勢(shì)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造的可持續(xù)發(fā)展在于提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)材料的消耗，減少生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的破壞，樹(shù)立綠色可持續(xù)發(fā)展觀，高效地解決機(jī)械設(shè)計(jì)制造存在的問(wèn)題，以提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)的水平。未來(lái)機(jī)械工程領(lǐng)域重點(diǎn)研究低功耗處理器技術(shù)和面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的集成電路設(shè)計(jì)工藝，開(kāi)展面向重點(diǎn)領(lǐng)域的高性能、低成本、微型化、低功耗智能傳感器技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)，提升智能傳感器設(shè)計(jì)、制造、封裝與集成、多傳感器集成與數(shù)據(jù)融合及可靠性領(lǐng)域技術(shù)水平。

四、多元化發(fā)展

現(xiàn)階段，各種產(chǎn)業(yè)都不僅局限于某一學(xué)科，逐步出現(xiàn)學(xué)科交叉。學(xué)科交叉是“學(xué)科際”或“跨學(xué)科”研究活動(dòng)，其結(jié)果導(dǎo)致的知識(shí)體系構(gòu)成了交叉科學(xué)。學(xué)科交叉點(diǎn)往往就是科學(xué)新的生長(zhǎng)點(diǎn)、新的科學(xué)前沿，這里最有可能產(chǎn)生重大的科學(xué)突破，使科學(xué)發(fā)生革命性的變化。同時(shí)，交叉科學(xué)是綜合性、跨學(xué)科的產(chǎn)物，因而有利于解決人類(lèi)面臨的重大復(fù)雜科學(xué)問(wèn)題、社會(huì)問(wèn)題和全球性問(wèn)題。

機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域也不應(yīng)局限于機(jī)械結(jié)構(gòu)，要適應(yīng)多門(mén)學(xué)科的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)真正意義的機(jī)電一體化。這樣不僅可以極大地減小錯(cuò)誤率，提高產(chǎn)品在社會(huì)生產(chǎn)中的競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)機(jī)械行業(yè)和整個(gè)制造業(yè)加速發(fā)展。我國(guó)“十三五”規(guī)劃里提出要大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)融合應(yīng)用，圍繞重點(diǎn)行業(yè)制造單元、生產(chǎn)線、車(chē)間、工廠建設(shè)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化改造，推動(dòng)生產(chǎn)制造全過(guò)程、全產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品全生命周期的深度感知、動(dòng)態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)匯聚和智能決策。

機(jī)械制造及其自動(dòng)化這門(mén)學(xué)科雖然現(xiàn)階段不如計(jì)算機(jī)技術(shù)等行業(yè)更受人關(guān)注，但畢竟它屬于一門(mén)基礎(chǔ)性學(xué)科，在中國(guó)制造 2025 計(jì)劃中，其重要性是其它學(xué)科所無(wú)法替代的。智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的部署實(shí)施為智能制造提供基石。智能制造將結(jié)合工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，合理調(diào)配供應(yīng)鏈資源以提升生產(chǎn)和服務(wù)效率，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的智能化管理模式創(chuàng)新?，F(xiàn)階段，5G 商用對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化融入萬(wàn)物互聯(lián)提供了條件，發(fā)展空間無(wú)限。