機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則及發(fā)展趨勢(shì)

蔡良杰

上海寶山大陸汽車配件有限公司 201906

摘要：在國(guó)家發(fā)展中，機(jī)械自動(dòng)化水平代表著機(jī)械制造業(yè)能力，自動(dòng)化技術(shù)屬于新型技術(shù)，是在諸多先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)之上創(chuàng)新而來的，能夠極大的提升機(jī)械生產(chǎn)效率和質(zhì)量。和傳統(tǒng)手工設(shè)計(jì)與制造模式相比較而言，自動(dòng)化技術(shù)具備更高的安全性、高效性。當(dāng)前我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造能力尚處于落后狀態(tài)，無法很好的滿足發(fā)展需求，因此將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。

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

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則

1.1廣泛化原則

相比于人工，機(jī)械有著更高的效率，操作度也更高。當(dāng)下的各行各業(yè)之中，機(jī)械制造都被廣泛運(yùn)用，因此，在機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)之中技術(shù)人員應(yīng)掌握全面的機(jī)械制造技術(shù)，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析和運(yùn)用，在宏觀上拓寬對(duì)機(jī)械設(shè)備功能的掌握，使其能夠應(yīng)用于更多的生產(chǎn)工作之中。

1.2效率化原則

在機(jī)械產(chǎn)生之前的人工生產(chǎn)之中，精確性不足是很大的缺陷，因此自動(dòng)化設(shè)備要求提高產(chǎn)品生產(chǎn)的精準(zhǔn)度。并且在企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，生產(chǎn)率與效益緊緊掛鉤，因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)之中應(yīng)該遵循效率化的原則，從而提升機(jī)械生產(chǎn)的精度和自動(dòng)化程度，達(dá)到更高的生產(chǎn)效率，為企業(yè)生產(chǎn)提供更大的收益。

1.3實(shí)用化原則

機(jī)械設(shè)備制造及其自動(dòng)化的目的是滿足多種多樣的機(jī)械生產(chǎn)需求，因此，在設(shè)備設(shè)計(jì)中需要保證設(shè)計(jì)與生產(chǎn)需求的高度契合，設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品不可達(dá)不到需求，呈現(xiàn)的設(shè)計(jì)與需求設(shè)計(jì)也要對(duì)應(yīng)，使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品能夠在真正的工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用，提升工業(yè)生產(chǎn)水平和人們生活質(zhì)量水平。

1.4綠色化原則

機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)是一個(gè)能耗非常大的行業(yè)，中國(guó)的能源消耗和環(huán)境污染問題在工業(yè)化的進(jìn)程中不斷加劇。為了保證中國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，彰顯企業(yè)的社會(huì)責(zé)任，要堅(jiān)持綠色化原則，生產(chǎn)綠色產(chǎn)品，保證生產(chǎn)過程綠色化，要設(shè)計(jì)出符合社會(huì)發(fā)展需求的綠色化產(chǎn)品。

1.5便捷化原則

機(jī)械發(fā)展具有悠久的歷史，但是機(jī)械使用的根本目的是使人類勞動(dòng)力得到一定程度的解放。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則上要體現(xiàn)便捷性原則。

2加強(qiáng)前機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化應(yīng)用的措施

2.1機(jī)械自動(dòng)化的生產(chǎn)方式

智能生產(chǎn)過程是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)和有效利用的主要標(biāo)準(zhǔn)。它可以更好地利用人力資源，降低勞動(dòng)力和生產(chǎn)成本。廣泛使用自動(dòng)技術(shù)，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且還提高了企業(yè)的生產(chǎn)力。在生產(chǎn)過程中提高產(chǎn)品質(zhì)量。事故率大大降低，人員安全得到保障，使整個(gè)制造業(yè)的安全性正在提高。但是，我們?cè)跈C(jī)器的設(shè)計(jì)和制造方面還有很多問題。例如，我們沒有很發(fā)達(dá)的機(jī)械制造和自動(dòng)化的知識(shí)。自動(dòng)化技術(shù)沒有進(jìn)行廣泛的推廣，因此，必須不斷引進(jìn)技術(shù)革新，提高技術(shù)水平，更好地促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)和生物化學(xué)技術(shù)的總體發(fā)展。

2.2加大資金投入

盡管在機(jī)械制造和自動(dòng)化發(fā)展方面取得了一些進(jìn)展，但我國(guó)仍存在許多不足和問題，例如，不恰當(dāng)和不科學(xué)地使用技術(shù)。因此，針對(duì)自身存在的不足和問題，要不斷創(chuàng)新和完善機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化技術(shù)，進(jìn)一步提高科研技術(shù)水平。另外，中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展后，合理的投資可以帶動(dòng)發(fā)展機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化技術(shù)，同時(shí)要培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，提高創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)技術(shù)革新。提高我國(guó)自主研發(fā)新技術(shù)的水平，進(jìn)一步保證機(jī)器制造和自動(dòng)裝置的健康發(fā)展。

2.3柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)

在機(jī)器制造業(yè)中，自動(dòng)化技術(shù)可以促進(jìn)生產(chǎn)過程的發(fā)展，使之朝著更加優(yōu)秀的方向發(fā)展，并使之更加有效。很多生產(chǎn)過程可以通過生產(chǎn)所需的裝置自動(dòng)完成，有效地節(jié)省了人力，同時(shí)也減少了影響生產(chǎn)過程的人為因素，大大降低了生產(chǎn)加工過程中的損失率。這將有效提高機(jī)械制造商的競(jìng)爭(zhēng)力。關(guān)于這一技術(shù)，計(jì)算機(jī)是其控制信息的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制和調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行宏觀調(diào)控，將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行傳輸與分析，此外，存儲(chǔ)和運(yùn)輸系統(tǒng)的任務(wù)是通過工業(yè)機(jī)器人完成存儲(chǔ)和運(yùn)輸，再生產(chǎn)的操作控制信息系統(tǒng)，以更好地完成生產(chǎn)。

2.4機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化中的節(jié)能技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展，能源效率技術(shù)的應(yīng)用日益受到重視，并有效地促進(jìn)了社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。在節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用中，可以有效地促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。利用自動(dòng)化技術(shù)制造的機(jī)械系統(tǒng)可用于機(jī)械產(chǎn)品的回收利用，有效保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中使用自動(dòng)化技術(shù)必須特別考慮產(chǎn)品的性能和用途，并增加產(chǎn)品的附加值。節(jié)能技術(shù)主要應(yīng)用于知識(shí)密集型或技術(shù)導(dǎo)向型的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)，有效地促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的發(fā)展。

3機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

3.1光機(jī)電一體化

主要指的是通過光學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的深度融合提升自動(dòng)化機(jī)械生產(chǎn)產(chǎn)品的附加值。同時(shí)，激光技術(shù)、傳感器技術(shù)、光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)等在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用有利于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化性能和品質(zhì)的提升，也有利于各學(xué)科在融合中取長(zhǎng)補(bǔ)短各取所需，增強(qiáng)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力。

3.2模塊化

機(jī)械設(shè)計(jì)制造的過程具有一定的復(fù)雜性，包含的內(nèi)容和學(xué)科知識(shí)及其廣泛。因此，對(duì)設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)目的的明確程度、多樣性的信息分析研究能力提出了要求。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)各方面的功能特點(diǎn)進(jìn)行模塊劃分，從模塊的角度入手設(shè)計(jì)，全面提升設(shè)計(jì)水平，提高設(shè)計(jì)效率。同時(shí)，在模塊化之后能夠根據(jù)不同的設(shè)計(jì)模塊開展檢測(cè)工作，提高設(shè)計(jì)工作的檢測(cè)效率，縮短維修時(shí)間。

3.3智能化

智能化是保證機(jī)械具有良好操作水平的重要條件。尤其在人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代，智能化必定是機(jī)械制造和設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)之一。同時(shí)，在智能化的高度發(fā)展之下可以實(shí)現(xiàn)對(duì)勞動(dòng)力的解放，提高機(jī)械的綜合使用水平。智能化的發(fā)展對(duì)于維護(hù)機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行和持續(xù)性運(yùn)行發(fā)揮著重要的作用，使機(jī)械有了可以全面、快速、自我運(yùn)行的條件。

3.4綠色化

在倡導(dǎo)可持續(xù)性發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，資源不斷枯竭和環(huán)境不斷惡化。各行各業(yè)已做好向綠色化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變的準(zhǔn)備。機(jī)械制造行業(yè)也面臨著向綠色化轉(zhuǎn)型。主要的綠色化要求是從設(shè)計(jì)、材料、管理、工藝、包裝等多個(gè)流程實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的綠色化，同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)可再生能源的使用和廢舊材料的回收和再使用，通過提高產(chǎn)品整體的使用率和回收率，優(yōu)化資源使用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。

3.5人性化

除了考慮機(jī)械本身的運(yùn)行功能以外，在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中賦予一定的人類情感。將生產(chǎn)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品融入人性化的設(shè)計(jì)理念，更有利于在未來占有市場(chǎng)并贏得口碑。在機(jī)械擬人化的同時(shí)，也能夠達(dá)到提高人們?nèi)粘Ｉ畋憷缘谋举|(zhì)目的，為使用者提供更好的使用體驗(yàn)。同樣，在人性化的發(fā)展中能夠促進(jìn)中國(guó)機(jī)械制造自動(dòng)化設(shè)計(jì)與人契合的發(fā)展。

結(jié)束語：綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展對(duì)于整個(gè)制造行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)有著重大的意義，是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵，也是提升生產(chǎn)質(zhì)量，滿足多樣市場(chǎng)需求的必經(jīng)之路。因此，結(jié)合當(dāng)下的熱門學(xué)科，比如計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息技術(shù)、網(wǎng)路技術(shù)、人工智能技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等，向著智能化、綠色化的方向?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化，是實(shí)現(xiàn)中國(guó)工業(yè)化強(qiáng)國(guó)夢(mèng)想要求的體現(xiàn)。

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