試論如何提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的途徑

崔甜強(qiáng)

（平?jīng)雎殬I(yè)技術(shù)學(xué)院 甘肅 平?jīng)?744000）

1 引言

提高我國的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化水平是迫在眉睫的難題，想要整體提高我國的機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化水平，需要從我國自動(dòng)化發(fā)展的現(xiàn)狀以及我國的機(jī)械設(shè)計(jì)水平來進(jìn)行綜合完善。從點(diǎn)到面的發(fā)現(xiàn)和總結(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化的問題所在，再根據(jù)問題逐個(gè)擊破，本文就我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化發(fā)展程度和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決措施。

2 國內(nèi)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國的機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)引進(jìn)較晚，相對于其他科技發(fā)展快速的國家，我國的機(jī)械方面的技術(shù)水平要相對落后。但是在近幾年我國在機(jī)械制造和自動(dòng)化方面已經(jīng)取得了重大的成就，各類教育機(jī)構(gòu)也在為國家輸出優(yōu)質(zhì)的機(jī)械技術(shù)類人才，努力發(fā)展我國的機(jī)械領(lǐng)域技術(shù)，來滿足現(xiàn)代社會的各類需求[1]。

2.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的重要性

傳統(tǒng)的制造業(yè)是通過人力的打造和組裝進(jìn)行的，不僅在精度上有誤差，生產(chǎn)效率低下，還會有其他安全問題。在節(jié)省人力資源和財(cái)力資源的情況下，更可以保障生產(chǎn)的高效性，所以我國還需要不停地學(xué)習(xí)其他國家的機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)，引進(jìn)西方的自動(dòng)化技術(shù)，來提升我國的機(jī)械制造的自動(dòng)化技術(shù)水平，讓我國的機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)可以在原有的技術(shù)上得到改進(jìn)和創(chuàng)新，給現(xiàn)代制造業(yè)和社會經(jīng)濟(jì)帶來發(fā)展的動(dòng)力和堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 國內(nèi)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中存在的問題

因?yàn)槲覈M(jìn)機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的時(shí)間較晚，沒有成熟的自主研發(fā)技術(shù)，所以國內(nèi)機(jī)械化制造自動(dòng)化技術(shù)的核心還是以發(fā)達(dá)國家的技術(shù)為主，再在這些基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。由于我國研究機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的時(shí)間較短，就導(dǎo)致無論是機(jī)械制造人才方面，還是核心技術(shù)方面都存在較大的缺口，整個(gè)機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化水平有所欠缺，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品也往往和預(yù)期不符，在生產(chǎn)效率不能提高的同時(shí)也讓整個(gè)社會經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)衰弱，給社會經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失。

4 提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的有效途徑

想要提高我國的機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化水平，需要從以下幾個(gè)方面著手。首先是在技術(shù)方面的創(chuàng)新。因?yàn)閲鴥?nèi)引進(jìn)西方的機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)很久，對于西方的技術(shù)已經(jīng)使用習(xí)慣了，國內(nèi)需要打破這個(gè)慣性，利用西方的技術(shù)去嘗試創(chuàng)造我國獨(dú)有的技術(shù)。其次是在設(shè)計(jì)模式方面創(chuàng)新，要?jiǎng)?chuàng)造出新的機(jī)械設(shè)計(jì)模板和新的機(jī)械設(shè)計(jì)工藝，對于技術(shù)性方面要求高或者出錯(cuò)率高的地方可以和西方國家進(jìn)行溝通和交流，互換設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和工藝技術(shù)。第三是是機(jī)械制造技術(shù)教育方面，國內(nèi)對機(jī)械制造自動(dòng)化類的教育教材，應(yīng)該在建立基本的自動(dòng)化概念和基本技術(shù)知識的時(shí)候，引導(dǎo)和開發(fā)學(xué)生進(jìn)行踴躍創(chuàng)新。通過豐富的實(shí)踐類課程進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，讓更多優(yōu)秀的機(jī)械制造人才進(jìn)入社會，讓我國整個(gè)機(jī)械化工業(yè)可以整體的提升[2]。提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化水平除了創(chuàng)新以外還可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行。

4.1 生產(chǎn)過程的自動(dòng)化

機(jī)械制造注重的是持續(xù)性生產(chǎn)和安全穩(wěn)定性生產(chǎn)，所以在生產(chǎn)過程中也需要集成自動(dòng)化，自動(dòng)化可以減少因人為操作導(dǎo)致的失誤，同時(shí)自動(dòng)化可以高度控制產(chǎn)品的精度以達(dá)到節(jié)約人類成本，提高生產(chǎn)率和降低誤差等，綜合地提升制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 數(shù)控技術(shù)

數(shù)控技術(shù)指的是利用代碼來控制機(jī)器進(jìn)行作業(yè)，利用人員編寫的代碼來執(zhí)行相應(yīng)的指令和加工數(shù)值。在醫(yī)療行業(yè)、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和其他機(jī)械制造業(yè)數(shù)控已經(jīng)是常用的技術(shù)手段，數(shù)控技術(shù)在提高工作效率的同時(shí)，還能將不同有精度要求的零件進(jìn)行模塊化加工。數(shù)控技術(shù)還能根據(jù)時(shí)代的發(fā)展和產(chǎn)品的需求進(jìn)行設(shè)備的更新和升級，因此我國對于數(shù)控技術(shù)的人才也需要加大培養(yǎng)力度，讓數(shù)控技術(shù)可以涉及到更廣泛的領(lǐng)域，并且讓生產(chǎn)更加的高效和穩(wěn)定。

4.3 數(shù)據(jù)化設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)化技術(shù)是通過3D掃描或者3D建模，將整個(gè)機(jī)械化生產(chǎn)的過程可以通過電腦進(jìn)行模擬，并且在設(shè)計(jì)的時(shí)候還能通過CAD技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。利用分析CAD設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)對整體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行展示和優(yōu)化，對于不合格的和不完善的地方進(jìn)行優(yōu)化和升級。

4.4 虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)是將自動(dòng)化生產(chǎn)過程利用計(jì)算機(jī)的虛擬化技術(shù)全面地在電腦系統(tǒng)中進(jìn)行模擬，可以讓技術(shù)人員和施工人員分別在計(jì)算機(jī)模擬的系統(tǒng)中提前分析技術(shù)缺陷和施工中會遇到的問題，以及對自動(dòng)化生產(chǎn)的整個(gè)生產(chǎn)過程中所有的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行一個(gè)評估和把控。這樣不僅可以讓整個(gè)生產(chǎn)過程更加安全，還能提前總結(jié)出生產(chǎn)的技術(shù)漏洞，及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)，還能對最終的生產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行性能的優(yōu)化和完善。

4.5 網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

隨著信息化時(shí)代的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)是時(shí)代發(fā)展的主線，也是信息數(shù)據(jù)傳遞的媒介，互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的誕生讓萬事萬物都能夠進(jìn)行聯(lián)系。在機(jī)械制造中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，可以使不同的機(jī)械制造設(shè)備進(jìn)行相互聯(lián)動(dòng)，還能使機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，甚至人工智能還可以利用互聯(lián)網(wǎng)資源進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，從而對產(chǎn)品的變革和升級產(chǎn)生自適應(yīng)的能力。這樣不僅讓產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)了相互關(guān)聯(lián)，遠(yuǎn)程作業(yè)，還能將產(chǎn)品生產(chǎn)得更加完善和精確[3]。

5 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢

當(dāng)今最先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)就是自動(dòng)化技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)一般用于較大規(guī)模的批量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的同時(shí)還能保障產(chǎn)品的質(zhì)量和成本控制，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)多為人工操作，對于部分設(shè)計(jì)缺陷和人為操作失誤，通過自動(dòng)化設(shè)備可以有效的解決。傳統(tǒng)的機(jī)械制造設(shè)計(jì)模式具有相對復(fù)雜的生產(chǎn)過程，并且無法預(yù)先判斷生產(chǎn)過程中所遇到的技術(shù)難點(diǎn)和設(shè)計(jì)缺陷所導(dǎo)致的工藝問題，現(xiàn)代化的機(jī)械制造自動(dòng)化設(shè)備可以通過預(yù)先模擬，通過數(shù)據(jù)分析來將生產(chǎn)過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行拆解。對每一個(gè)技術(shù)要點(diǎn)和操作步驟都可以很詳細(xì)的展示，再通過數(shù)據(jù)的分析和比對，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題的所在，再根據(jù)問題情況對可避免的問題進(jìn)行及時(shí)糾正，對于不可避免的問題進(jìn)行及時(shí)預(yù)警和提前進(jìn)行準(zhǔn)備措施，最后對于產(chǎn)品的更新迭代也可以更好地進(jìn)行完善和升級。機(jī)械制造設(shè)備的自動(dòng)化還包含了監(jiān)控的功能，在生產(chǎn)過程中監(jiān)控機(jī)械的生產(chǎn)流程、軟件和硬件的使用情況，以及能源和原

材料的資源分配情況，讓整個(gè)生產(chǎn)線的環(huán)節(jié)透明化、可視化，也便于管理者進(jìn)行管理和監(jiān)督。并且生成總結(jié)報(bào)告，便于分析機(jī)械制造設(shè)備的問題和需要改進(jìn)的地方，避免高溫高壓等情況減少設(shè)備壽命，增加安全隱患，讓成本的精確度和完整度更加的完美。如圖1為機(jī)械制造自動(dòng)化的機(jī)械臂設(shè)施。

圖1 機(jī)械制造自動(dòng)化的機(jī)械臂設(shè)施

6 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展意義

我國的機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造自動(dòng)化還處于發(fā)展初期，所以如何加速提升我國的機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造自動(dòng)化水平，已經(jīng)成為了我國機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的首要任務(wù)。機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展還能帶動(dòng)社會制造業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，讓我國的生產(chǎn)力更進(jìn)一步的提高，為我國節(jié)省人力資源、物力資源和財(cái)力資源，讓我國的四個(gè)現(xiàn)代化目標(biāo)可以盡快實(shí)現(xiàn)，向自動(dòng)化技術(shù)發(fā)達(dá)的國家看齊。因此，提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化對社會經(jīng)濟(jì)和國家的整體實(shí)力具有不可小覷的意義。

7 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代的制造業(yè)隨著時(shí)代的發(fā)展，也逐漸將自動(dòng)化工藝完全地融合到了機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造中，所以我們可以通過智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)化和虛擬化技術(shù)來完善我國的機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)。再通過良好的教育和引導(dǎo)將優(yōu)秀的機(jī)械領(lǐng)域人才引入社會，創(chuàng)造性地結(jié)合其他西方國家的先進(jìn)技術(shù)，整合出我國獨(dú)有的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造自動(dòng)化技術(shù)，讓我國的自動(dòng)化技術(shù)可以站在世界的舞臺上，使我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展更加的繁榮昌盛。