淺談機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化未來(lái)趨勢(shì)

李宣毅 孫晨飛 孫騰捷 董國(guó)強(qiáng) 李晟源

摘要：從工業(yè)革命開(kāi)始，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)已經(jīng)有了數(shù)百年的發(fā)展歷程。而我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)歷了數(shù)10年的發(fā)展，積累了不少的管理和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。與電子，信息，計(jì)算機(jī)等技術(shù)創(chuàng)新高頻率來(lái)比較，中國(guó)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展比較穩(wěn)定。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化綜合了以上多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量高和線(xiàn)，多功能低能耗的特定功能價(jià)值，并總結(jié)以上優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)使用最優(yōu)化技術(shù)。目前機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)為電子技術(shù)自動(dòng)化控制技術(shù)相結(jié)合，浙江給機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)帶來(lái)了無(wú)限的可能。本文主要分析機(jī)械制造及自動(dòng)化未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

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

1 引言

隨著工業(yè)發(fā)展的開(kāi)始，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)，已經(jīng)有了數(shù)百年歷史的沉淀，特別是已經(jīng)有了近百年大規(guī)模生產(chǎn)的歷史。從中國(guó)建國(guó)以來(lái)，中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域經(jīng)過(guò)了數(shù)10年的發(fā)展，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和管理體系已逐漸成型。。作為中國(guó)傳統(tǒng)機(jī)械制造行業(yè)，產(chǎn)品更新發(fā)展頻率非常穩(wěn)定。中國(guó)傳統(tǒng)制造加工零件的主要特點(diǎn)是：制作周期長(zhǎng)，專(zhuān)業(yè)性高，資金投入多，單線(xiàn)大批量生產(chǎn)。而自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)相結(jié)合，使中國(guó)制造業(yè)逐步走向了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程的道路。傳統(tǒng)的機(jī)械制造加工業(yè)中融入了自動(dòng)化加工，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，也使逐漸加工產(chǎn)業(yè)鏈更加緊湊，為機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了巨大的利潤(rùn)。

2 研究機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的意義

2.1 降低運(yùn)行事故的發(fā)生概率

由于工作環(huán)境的因素影響，借設(shè)備在運(yùn)行相應(yīng)的時(shí)間后就會(huì)發(fā)生故障，如果故障不能夠及時(shí)進(jìn)行處理，就會(huì)擴(kuò)散到其他范圍，給企業(yè)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失。機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展，能夠?qū)φ麄€(gè)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行監(jiān)管，在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的預(yù)警指標(biāo)，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)發(fā)生異常時(shí)，運(yùn)行系統(tǒng)便會(huì)及時(shí)響應(yīng)，同時(shí)根據(jù)傳感器傳輸線(xiàn)路可以來(lái)判斷故障發(fā)生的位置，其實(shí)派遣維修人員對(duì)物料進(jìn)行處理。有的機(jī)械設(shè)備具有自我處理功能，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到異常指標(biāo)時(shí)，會(huì)對(duì)指標(biāo)產(chǎn)生的部位進(jìn)行自我檢測(cè)，并采用相應(yīng)的解決措施，處理故障。另外自動(dòng)化技術(shù)的使用，可以通過(guò)固定的程序來(lái)完成機(jī)械制造任務(wù)，排除人為干擾因素，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性。

2.2 提升了機(jī)械設(shè)備的適用性

機(jī)械設(shè)置的過(guò)程中涉及的影響因素有很多，也呈現(xiàn)出了非常復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題，這導(dǎo)致了在機(jī)械制造難度非常大，并對(duì)機(jī)械設(shè)備要求也呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)。而機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化，可以根據(jù)所制造產(chǎn)品的主要參數(shù)，調(diào)整機(jī)械設(shè)備的工作參數(shù)，而提升機(jī)械設(shè)備的適配性。除此之外，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化制造依據(jù)的制定上，要根據(jù)實(shí)際工作的需求，通過(guò)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制，滿(mǎn)足產(chǎn)品的參數(shù)需要，讓機(jī)械設(shè)備更好的進(jìn)行工作。

2.3 方便控制生產(chǎn)成本

機(jī)械制造的目的是獲得經(jīng)濟(jì)效益，機(jī)械制造企業(yè)需要對(duì)生產(chǎn)成本進(jìn)行控制把握，關(guān)注機(jī)械設(shè)計(jì)制造和使用，提高經(jīng)濟(jì)效益。從機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展角度來(lái)看，工作人員應(yīng)該將關(guān)注點(diǎn)置于機(jī)械設(shè)備的工作情況，對(duì)內(nèi)增加產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)外增加經(jīng)濟(jì)收益。除此之外還可以控制每個(gè)環(huán)節(jié)的綜合加工技術(shù)，減少?gòu)U料產(chǎn)生有效提高，生產(chǎn)原料的利用率。

3機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向

3.1 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

隨著社會(huì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷創(chuàng)新，人們的生活已經(jīng)離不開(kāi)了互聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)計(jì)算機(jī)制造行業(yè)也引入了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合效果十分明顯，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同時(shí)還改善了人們生產(chǎn)和生活方式。目前計(jì)算機(jī)技術(shù)正在向各個(gè)行業(yè)發(fā)展，但在我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化的角度來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以遠(yuǎn)程操控機(jī)械設(shè)備，并能夠?qū)夹g(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)，強(qiáng)化檢測(cè)技術(shù)的有效性并且可以同時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)備制造過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督。如果在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，工作人員也可以及時(shí)發(fā)生，并通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，判斷出現(xiàn)問(wèn)題的位置，執(zhí)行相應(yīng)的解決方案。另外機(jī)械設(shè)計(jì)制造同時(shí)運(yùn)用到了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以對(duì)各個(gè)項(xiàng)目的生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行規(guī)劃控制，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，讓機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)更加和諧地與網(wǎng)絡(luò)化和智能化融合在一起。

3.2數(shù)字仿真方向

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)主要是依靠人工分析與統(tǒng)計(jì)，讓機(jī)械設(shè)計(jì)制造樣品研究變得十分的緩慢以及精度十分有限，數(shù)字仿真的設(shè)計(jì)制造主要是根據(jù)所需要設(shè)計(jì)的零件作用，做到對(duì)應(yīng)用數(shù)據(jù)的數(shù)字化統(tǒng)計(jì)和分析，建立更加完善的自動(dòng)化制造系統(tǒng)，并且將所需要制造的零件以三維的形式展現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)還可以表達(dá)設(shè)計(jì)制造零件的圖紙的精度。當(dāng)設(shè)備制造實(shí)驗(yàn)完成后，系統(tǒng)還可以進(jìn)行全面分析，進(jìn)而完善產(chǎn)品的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。另外利用數(shù)字化技術(shù)還可以對(duì)機(jī)械制造過(guò)程進(jìn)行模擬，所建立的數(shù)字化模型更容易地展現(xiàn)在人們面前，人們更能直觀的感受到所需要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，并對(duì)此進(jìn)行修改，這樣減少了研發(fā)成本支出。利用數(shù)字化仿真建立的模型，可以直接呈現(xiàn)給客戶(hù)，讓客戶(hù)再觀察并在虛擬模型中進(jìn)行改進(jìn)，使雙方在合作中加強(qiáng)進(jìn)行有效的溝通。

3.3高生產(chǎn)效率化

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，為了減少人為因素的影響，便減少了人工的參與，自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)便再次展現(xiàn)了出來(lái)，同時(shí)還會(huì)強(qiáng)化整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的安全性。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化使用過(guò)程中，技術(shù)人員為了降低操作問(wèn)題出現(xiàn)的概率，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，以保護(hù)好操作人員，增加整個(gè)運(yùn)行過(guò)程的安全性。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)更新時(shí)，需要對(duì)用戶(hù)的需求進(jìn)行分類(lèi)，從而提升整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的適配性。同時(shí)還可以在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中安裝報(bào)警機(jī)制以及自我防護(hù)機(jī)制，可以提升設(shè)備以及生產(chǎn)對(duì)象的安全。機(jī)械設(shè)計(jì)制造需要做的便是滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，這也是工業(yè)制造整體的主旨。對(duì)于自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行技術(shù)人員還需要對(duì)產(chǎn)品做好分析操作，使自動(dòng)化生產(chǎn)可以按客戶(hù)要求順利進(jìn)行。以便在短期生產(chǎn)中，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，更多的能夠完成生產(chǎn)任務(wù)，提高生產(chǎn)效率。

3.4綠色環(huán)?；?/p>

實(shí)行可持續(xù)健康發(fā)展是我國(guó)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略目標(biāo)。隨著我國(guó)對(duì)綠色環(huán)保的重視程度不斷加深，未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)制造必然向綠色環(huán)?；l(fā)展。目前我國(guó)正面臨著資源不足以及環(huán)境惡化的問(wèn)題，所以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化也要向著綠色經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。并且對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造建設(shè)的能源浪費(fèi)進(jìn)行改革。實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的充分利用，減少人員的浪費(fèi)的問(wèn)題。對(duì)機(jī)械生產(chǎn)制造而言，綠色環(huán)保需要進(jìn)行創(chuàng)新，將環(huán)保理念與機(jī)械設(shè)計(jì)，制造自動(dòng)化理念相結(jié)合形成一個(gè)新的理念體系。另一方面還要通過(guò)提升機(jī)械制造設(shè)備的利用率以及成品率，回收率。

結(jié)束語(yǔ)：

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的遍布我國(guó)工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。中國(guó)制造業(yè)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的制造業(yè)仍然存在著不小的差距。想要將自動(dòng)化技術(shù)提上進(jìn)程，就必須結(jié)合我國(guó)的基本國(guó)情，與其他先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合。當(dāng)前我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的發(fā)展具有多元化，復(fù)雜化，綠色環(huán)?；悄芑鹊?。同時(shí)還在不斷的向國(guó)外科技的先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行學(xué)習(xí)，促使我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)能夠與國(guó)際接軌，以提高我國(guó)的機(jī)械生產(chǎn)能力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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中北大學(xué) 山西太原 030051