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

王仕強(qiáng)

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化已經(jīng)成為我國一個(gè)重要的領(lǐng)域。它在促進(jìn)中國工業(yè)技術(shù)發(fā)展方面取得了重要成就。同時(shí)也促進(jìn)了人工智能的進(jìn)一步發(fā)展和完善。與傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝相比，機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化具有明顯的優(yōu)勢。它能夠保證機(jī)電設(shè)備的智能化生產(chǎn)，有效提高工業(yè)生產(chǎn)效率，保證機(jī)械運(yùn)行安全，對我國工業(yè)發(fā)展具有重要作用。文章闡述了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向，希望能為研究機(jī)械制造的專家學(xué)者提供理論參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造;自動(dòng)化;發(fā)展方向;論述

導(dǎo)言

隨著科技的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，社會(huì)整體生活節(jié)奏隨之加快，機(jī)械制造工業(yè)以及工業(yè)農(nóng)業(yè)都展現(xiàn)出了更好的發(fā)展態(tài)勢，有效的提高了國家的整體技術(shù)發(fā)展水平，同時(shí)，由于機(jī)械生產(chǎn)制造業(yè)的迅猛發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)得到了更加廣泛的應(yīng)用，特別是在信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，引進(jìn)了新型的自動(dòng)化技術(shù)，先進(jìn)性基礎(chǔ)上，具有很高的創(chuàng)造性，在計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代改革與發(fā)展的過程中，起到了關(guān)鍵性的作用。

1機(jī)械工程及自動(dòng)化的概念

機(jī)械工程及自動(dòng)化是一門應(yīng)用學(xué)科。以自然科學(xué)知識(shí)和與機(jī)械相關(guān)的科學(xué)技術(shù)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)生活中的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，研究解決了機(jī)械工程及自動(dòng)化實(shí)際應(yīng)用中的理論和實(shí)踐問題。自動(dòng)化是指機(jī)器或設(shè)備在沒有人工干預(yù)的情況下根據(jù)預(yù)定的程序或指令自動(dòng)操作或控制的過程。機(jī)械自動(dòng)化是機(jī)器或設(shè)備通過機(jī)械手段實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的過程。我國要搞好機(jī)械工程自動(dòng)化，就要以世界先進(jìn)水準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)，給自己定下高起點(diǎn)，并且要考慮到我國的實(shí)際國情。對于可以提高效率、能降低成本的技術(shù)結(jié)合我國的實(shí)際情況進(jìn)行整合，有助于機(jī)械工程及自動(dòng)化和我國工業(yè)領(lǐng)域相互促進(jìn)發(fā)展，使我國工業(yè)領(lǐng)域在機(jī)械工程及自動(dòng)化的促進(jìn)下產(chǎn)生高效益、高質(zhì)量的產(chǎn)品。

2機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化的特點(diǎn)

機(jī)械制造就是設(shè)計(jì)出社會(huì)需要的設(shè)備，進(jìn)而提升工作效率，促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。傳統(tǒng)的機(jī)械制造受社會(huì)技術(shù)的影響，智能化水平較低生產(chǎn)效率較差，而如今的機(jī)械制造最大的特點(diǎn)就是智能化與自動(dòng)化，可以是機(jī)械制造得到進(jìn)一步的發(fā)展。智能化與自動(dòng)化是機(jī)械生產(chǎn)效率得到提高，對產(chǎn)品也有了更高層次的改進(jìn)，更好地為社會(huì)服務(wù)。智能化是指機(jī)械可以設(shè)定限制，依靠設(shè)計(jì)的程序?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的加工，與設(shè)計(jì)要求一致，達(dá)到產(chǎn)品的要求。自動(dòng)化是指機(jī)械的自行運(yùn)轉(zhuǎn)，不需要認(rèn)為控制，依據(jù)設(shè)定的程序設(shè)置時(shí)間，自動(dòng)完成生產(chǎn)與停工，減少員工成本。

機(jī)械制造的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)需要技術(shù)支持，可以更好地提高自動(dòng)化水平，但是技術(shù)支持并不是簡單的技術(shù)累積，而是將技術(shù)巧妙地結(jié)合到一起，最大限度的發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)越性，提高機(jī)械制造的自動(dòng)化水平。機(jī)械制造的自動(dòng)化與智能化可以滿足產(chǎn)品制造的要求，無論是在內(nèi)容上還是功能上，都可以最大限度的滿足產(chǎn)品需求，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

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

3.1模塊化

近年來，我國在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域的研究取得了突破性進(jìn)展，特別是模塊化設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用，不僅幫助各生產(chǎn)企業(yè)節(jié)省了大量包裝費(fèi)用，而且大大降低了機(jī)械設(shè)備的維護(hù)難度。達(dá)到這一效果的原因與數(shù)控機(jī)床的模塊劃分工作有很大關(guān)系，具體體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：將數(shù)控機(jī)床的整體功能劃分為不同屬性的獨(dú)立功能模塊，便于相關(guān)操作人員的使用和管理;結(jié)合廣大用戶的實(shí)際需求來對數(shù)控機(jī)床的規(guī)格進(jìn)行劃分，進(jìn)以為提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度打下良好的基礎(chǔ)。例如單柱數(shù)控設(shè)備，其主要功能是可以進(jìn)行車削，所以就可將其銑鏜功能劃分成溝槽、旋轉(zhuǎn)層面、執(zhí)行層面以及監(jiān)測層面等幾大模塊，這樣就可以在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，有效實(shí)現(xiàn)量化生產(chǎn)。

3.2虛擬化

從目前來看，現(xiàn)行的機(jī)械制造設(shè)計(jì)過程中，研究人員幾乎都是在圖紙上率先完成基本的設(shè)計(jì)。這就表示，研究人員在自動(dòng)化產(chǎn)品的完成之前，所有的產(chǎn)品數(shù)值、功能特性等均是在圖紙上根據(jù)參考以往產(chǎn)品的性能，確認(rèn)無誤后才投入生產(chǎn)。漸漸發(fā)展到后期，出現(xiàn)了設(shè)計(jì)輔助軟件（CAD），工作人員也是在軟件上完成所有設(shè)計(jì)才會(huì)投入生產(chǎn)。這種方法，耗時(shí)耗力，還會(huì)令生產(chǎn)出的產(chǎn)品不合格率增加，因?yàn)闊o法率先得知產(chǎn)品最終呈現(xiàn)的效果如何。但是通過機(jī)械制造及其自動(dòng)化的運(yùn)用，將來在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，可以實(shí)現(xiàn)虛擬化設(shè)計(jì)，不需要人為輸入商品參數(shù)，而是由計(jì)算機(jī)經(jīng)過精確計(jì)算得來，并且還能夠自動(dòng)檢驗(yàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)出現(xiàn)的紕漏，自動(dòng)修改后繼續(xù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這將會(huì)大大減少產(chǎn)品的錯(cuò)誤率，還能夠提高工作人員的工作效率。

3.3機(jī)電一體化

機(jī)電一體化是目前中國工業(yè)領(lǐng)域的主要發(fā)展方向，也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其白度的主要發(fā)展方向。機(jī)電一體化主要是指利用自動(dòng)化技術(shù)或信息技術(shù)改造機(jī)械設(shè)備，將信息技術(shù)與機(jī)械設(shè)備相結(jié)合，產(chǎn)生由電子系統(tǒng)控制和操作的機(jī)械設(shè)備。這樣生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備基本上具有較高的智能和白度，工作效率顯著提高。由此可見，機(jī)電一體化是現(xiàn)在機(jī)械制造行業(yè)的重要發(fā)展方向，所以在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展中，機(jī)電一體化也將會(huì)是最重要的發(fā)展方向，可以說機(jī)電一體化就是對機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的進(jìn)一步延伸，能夠促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工業(yè)的發(fā)展。

3.4網(wǎng)絡(luò)化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)越來越完善，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用為其他行業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)支持。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展過程中起著重要的作用。特別是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，遠(yuǎn)程控制技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用為機(jī)械設(shè)計(jì)制造的應(yīng)用和自動(dòng)化技術(shù)提供了技術(shù)支持。在機(jī)械制造過程中，通常采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對相關(guān)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效控制。因此，在相同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，機(jī)械制造更加科學(xué)、先進(jìn)、準(zhǔn)確，保證了機(jī)械制造的質(zhì)量。

3.5數(shù)字化

數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用指的是將生產(chǎn)所需的圖像、聲音等信息通過轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信息，系統(tǒng)通過對數(shù)字進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的模擬，從而完成產(chǎn)品制造。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用將信息數(shù)據(jù)化，能夠使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更加精準(zhǔn)，同時(shí)能夠簡化產(chǎn)品生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

3.6綠色化

社會(huì)得到了不斷地發(fā)展，人們的生活水平得到了很大的提高，人們對于生活環(huán)境的要求越來越高。近年來已環(huán)境為代價(jià)的生產(chǎn)模式對環(huán)境造成了很大的破壞，所以要注重環(huán)境質(zhì)量的保護(hù)。而制造業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)或多或少的排放廢氣或廢水，對環(huán)境造成破壞，所以在機(jī)械制造是要考慮它的綠化效果，最大限度的減少污染，可以設(shè)計(jì)過濾或者處理系統(tǒng)，是污染物得到控制，減少環(huán)境破壞。在生產(chǎn)過程中注意對廢棄物的重新利用，回收舊產(chǎn)品，機(jī)械制造的綠色化會(huì)成為其自動(dòng)化發(fā)展的主要方向，進(jìn)而保護(hù)環(huán)境。

結(jié)語

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化作為一門綜合性的新興學(xué)科，將在未來的發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，它具有極廣的適用范圍和很高的生產(chǎn)安全性、可靠性。經(jīng)過不斷的發(fā)展，目前我國的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)也取得了不錯(cuò)的成果。為了進(jìn)一步發(fā)展機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)，我國許多科研院校都開設(shè)了相關(guān)課程，而且未來我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的發(fā)展也將向著微型化、智能化、模塊化、一體化、網(wǎng)絡(luò)化、綠色化的方向發(fā)展。

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