機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向的研究

張雅麗

摘? 要：近些年來，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)取得了舉世矚目的發(fā)展，人們的生活水平及物質(zhì)需求也隨之逐漸升高。不斷發(fā)展機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)，不僅能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)需求，還能為我國(guó)工業(yè)化與現(xiàn)代化建設(shè)提供技術(shù)支撐。就目前來看，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)雖屢屢取得突破性進(jìn)展，但由于發(fā)展歷程短、起步晚等因素，要趕超歐美發(fā)達(dá)國(guó)家還需再走一段路。近幾年微電子技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)的成熟，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)創(chuàng)造了新的發(fā)展窗口。本文將以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向?yàn)橹行恼归_研究。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造;發(fā)展趨勢(shì);自動(dòng)化技術(shù)

早在20世紀(jì)70年代就有學(xué)者首次提出了“機(jī)電一體化”的設(shè)想，即利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械各部件的控制與協(xié)調(diào)，而這一想法的提出也為后世機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的開發(fā)與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨著第三次工業(yè)革命的落幕，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及傳感技術(shù)等新興技術(shù)開始在各行各業(yè)被實(shí)際應(yīng)用，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化也由此迎來發(fā)展機(jī)遇。長(zhǎng)久以來，我國(guó)都處在“中國(guó)制造”而非“中國(guó)智造”的階段，隨著我國(guó)國(guó)家實(shí)力的不斷增強(qiáng)，“中國(guó)智造”時(shí)代的到來近在咫尺，此時(shí)應(yīng)持續(xù)提高我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)水平，為“中國(guó)智造”添磚加瓦。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的意義

（一）有利于提高生產(chǎn)效率

舊有的機(jī)械設(shè)計(jì)制造雖在一定程度上省去了不小的人力成本，但機(jī)械的運(yùn)行與協(xié)調(diào)還是離不開人力的操控，而人力操控的耗時(shí)耗力程度又在一定程度上影響著機(jī)械的生產(chǎn)效率，因此機(jī)械難以實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。隨著機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的成熟，機(jī)械設(shè)計(jì)制造實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制與信息處理，只需搭載自動(dòng)化控制系統(tǒng)，機(jī)械就能獨(dú)立且有序地運(yùn)行。這打破了機(jī)械受到人力操控因素限制的情況，生產(chǎn)效率實(shí)現(xiàn)了滿負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)。

（二）有利于節(jié)省生產(chǎn)成本

隨著機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的逐步成熟，“小型化”機(jī)械成為未來的普遍發(fā)展趨勢(shì)，部分領(lǐng)域甚至發(fā)展到了納米級(jí)，支撐這些高精尖機(jī)械的正是自動(dòng)化技術(shù)。所以，積極發(fā)展機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)，能很大程度上節(jié)省硬件方面的生產(chǎn)成本。此外，機(jī)械產(chǎn)品的能耗問題也一直是業(yè)內(nèi)的關(guān)注焦點(diǎn)，如何在滿足生產(chǎn)需要的同時(shí)降低能耗，也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造需要思考的問題。依托于自動(dòng)化技術(shù)，可利用計(jì)算機(jī)計(jì)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)控制機(jī)械產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使能源利用率得以提高?？偠灾?，推進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)，不僅能節(jié)省設(shè)計(jì)加工以及投產(chǎn)運(yùn)行等方面的成本，還能提高生產(chǎn)效率創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)收益。

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

（一）強(qiáng)調(diào)智能自主化

所謂“自動(dòng)化”即是指機(jī)械輔助或取代人力開展生產(chǎn)活動(dòng)，這不僅能大大地減少人們的體力勞動(dòng)，還能有限地減少人們的腦力勞動(dòng)。因此，相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者及企業(yè)均倡導(dǎo)機(jī)械設(shè)計(jì)制造應(yīng)朝著智能自主化的方向不斷發(fā)展。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，應(yīng)廣泛涉及到信息技術(shù)、仿生學(xué)、人工智能以及模糊數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的理論知識(shí)，爭(zhēng)取讓機(jī)械產(chǎn)品擁有自主控制和信息處理的能力。一般情況下，機(jī)械產(chǎn)品要做到脫離人力操作也能自主良好運(yùn)行，即使出現(xiàn)突發(fā)狀況，也能憑借人工智能和模糊數(shù)學(xué)的系統(tǒng)來進(jìn)行決策，實(shí)現(xiàn)合理應(yīng)對(duì)。

（二）關(guān)注可持續(xù)發(fā)展

工業(yè)化時(shí)代的來臨雖促使人們的生產(chǎn)生活變得更便捷更高效，但與此同時(shí)也導(dǎo)致人們的生存環(huán)境變得更糟糕更惡劣。對(duì)此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化行業(yè)應(yīng)具備基本的超前意識(shí)，提高對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重視程度，在確保人類利益的前提下開展產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造活動(dòng)。相關(guān)企業(yè)可以設(shè)計(jì)開發(fā)一些耗能低、污染輕的綠色產(chǎn)品，從設(shè)計(jì)與制造上減少對(duì)自然環(huán)境的危害。此外，產(chǎn)品銷毀與回收也是不應(yīng)忽視的重要環(huán)節(jié)之一。部分產(chǎn)品的制造原料對(duì)環(huán)境存在不小的污染，應(yīng)嚴(yán)格按照法律規(guī)定對(duì)其進(jìn)行銷毀，并對(duì)銷毀過程進(jìn)行嚴(yán)格管控。而針對(duì)可循環(huán)利用的產(chǎn)品，則應(yīng)及時(shí)回收，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

（三）加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

第三次工業(yè)革命后，新興的信息技術(shù)逐漸與人們的生產(chǎn)生活深度融合。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域，信息技術(shù)也有著較為可觀的應(yīng)用前景。同時(shí)信息技術(shù)催生了互聯(lián)網(wǎng)的興起，“地球村”的概念隨之出現(xiàn)，各國(guó)之間的聯(lián)系頻繁且緊密，矛盾與摩擦也屢次發(fā)生。在此背景下，我國(guó)應(yīng)積極開發(fā)、設(shè)計(jì)并制造出更先進(jìn)更實(shí)用的機(jī)械產(chǎn)品，借此贏取國(guó)際市場(chǎng)的認(rèn)可和青睞，從而不斷提升我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，穩(wěn)固國(guó)際地位與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。目前，網(wǎng)絡(luò)普及程度越來越高，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測(cè)技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品?，F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已是大勢(shì)所趨。利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)，使人們?cè)诩抑屑纯上硎芨呒夹g(shù)所帶來的便捷。所以，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品應(yīng)順應(yīng)時(shí)代需求，朝著網(wǎng)絡(luò)化方向前進(jìn)。

結(jié)語

綜上所述，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)在近幾年發(fā)展迅猛，機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)也取得了突破性進(jìn)展，但與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍較為落后。信息技術(shù)、傳感技術(shù)以及人工智能等新興技術(shù)的逐漸成熟，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造創(chuàng)造了新的發(fā)展機(jī)遇。對(duì)此，相關(guān)部門及企業(yè)應(yīng)充分意識(shí)到機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化對(duì)國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵作用，從智能自主化、可持續(xù)發(fā)展和強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用三方面切入以持續(xù)提高我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平，爭(zhēng)取早日趕超歐美發(fā)達(dá)國(guó)家并提升我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

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