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

郭穗浩

（廣州松興電氣股份有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

在當(dāng)今的機(jī)械制造業(yè)中，機(jī)械自動(dòng)化是一項(xiàng)前沿技術(shù)。所謂機(jī)械自動(dòng)化主要是指應(yīng)用自動(dòng)化生產(chǎn)加工對(duì)象。自然、科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)是機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，提高機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化的有效途徑是我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。這也將對(duì)中國(guó)特色社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生積極的影響[1]。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)

中國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化，實(shí)際上就是要充分發(fā)揮機(jī)械計(jì)制造理念與機(jī)械設(shè)計(jì)制造方法，促進(jìn)機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量和效率的全面提高[2]。目前，機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化的特點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面：（1）滿足相應(yīng)的功能要求。與傳統(tǒng)的機(jī)械制造工作模式相比，隨著科學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化不僅促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化朝著智能化方向的穩(wěn)步發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了機(jī)械制造企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效提高。通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化，企業(yè)不僅可以生產(chǎn)出滿足各種功能要求的機(jī)械產(chǎn)品，而且可以通過(guò)機(jī)械生產(chǎn)、研發(fā)和生產(chǎn)的一體化，提高機(jī)械產(chǎn)品的功能。（2）科學(xué)技術(shù)的普及和應(yīng)用。機(jī)械設(shè)備和材料的制造是機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化應(yīng)用的基礎(chǔ)。在生產(chǎn)過(guò)程中，企業(yè)主要將不同設(shè)備生產(chǎn)的材料放入不同的機(jī)械設(shè)備中進(jìn)行生產(chǎn)和制造，不改變對(duì)象的原始結(jié)構(gòu)和形狀，完成生產(chǎn)材料的加工和生產(chǎn)。此外，隨著信息技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化生產(chǎn)中的普及和應(yīng)用[3]，機(jī)械制造企業(yè)利用現(xiàn)代信息技術(shù)分析機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上提出了優(yōu)化和改進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化應(yīng)用的策略。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的主要優(yōu)勢(shì)

2.1 有效縮減工作實(shí)踐，提高工作效率

過(guò)去，生產(chǎn)是由大量勞動(dòng)力完成的，效率低下，員工需要接受相關(guān)培訓(xùn)才能上崗，增加了生產(chǎn)成本，生產(chǎn)效率低下，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證[4]。現(xiàn)在，機(jī)械自動(dòng)化的投入和應(yīng)用改善了這種狀況，減少了工作實(shí)踐。只要能熟練地操作機(jī)械設(shè)備，每個(gè)人都能勝任這項(xiàng)工作，生產(chǎn)效率大大提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)速度快速提高。

2.2 提高生產(chǎn)的安全性

機(jī)械自動(dòng)化采用計(jì)算機(jī)電子技術(shù)，對(duì)周圍的事物具有高靈敏度和可靠性。員工在工作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，可以采取自動(dòng)防護(hù)措施，避免機(jī)械故障造成的安全事故。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，可及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使技術(shù)經(jīng)理能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并采取補(bǔ)救措施，在一定程度上減少生產(chǎn)和人員事故，保證生產(chǎn)活動(dòng)中的人身安全。

2.3 機(jī)械設(shè)備操作更加簡(jiǎn)單

過(guò)去，人們?cè)谶M(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，不僅需要手動(dòng)操作，還需要操作機(jī)械設(shè)備。操作非常麻煩，經(jīng)常無(wú)法跟上生產(chǎn)進(jìn)度，導(dǎo)致一些事故，產(chǎn)難度大，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。這是傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的缺陷。生機(jī)械自動(dòng)化的出現(xiàn)使得操作變得更加容易，人們可以一目了然地學(xué)習(xí)和操作。只要工人調(diào)整設(shè)備，他們就可以生產(chǎn)自己的，這有利于生產(chǎn)過(guò)程。自動(dòng)化集成了多種技術(shù)，智能化是其中的一個(gè)重要應(yīng)用。該設(shè)備可進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別：如果在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不合格品或機(jī)械設(shè)備，將發(fā)出報(bào)警，提醒人們及時(shí)維修，減少事故造成的損失，保證產(chǎn)品質(zhì)量。智能化系統(tǒng)可以建立完善的生產(chǎn)系統(tǒng)，使生產(chǎn)按照安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，從而減少事故的發(fā)生，保證機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的安全，提高生產(chǎn)效率。

2.4 減少能源的消耗，提升環(huán)保效能

隨著節(jié)能環(huán)保的推廣，科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，能源消耗量不斷增加，傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的能源問(wèn)題和環(huán)境污染，破壞了自然平衡，而我國(guó)現(xiàn)階段則提倡節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)平衡。機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化生產(chǎn)的商品具有一定的方便性和形式輕便的優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的機(jī)械制造相比，機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化應(yīng)用所需的能源和原材料相對(duì)較少，大大減少了能源的使用，增加了生產(chǎn)。這給企業(yè)帶來(lái)了更高的經(jīng)濟(jì)效益，給企業(yè)帶來(lái)了更好的發(fā)展。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國(guó)在機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化方面已經(jīng)取得了一定的成就，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大的差距。這主要是由于我國(guó)工業(yè)化起步較晚，技術(shù)相對(duì)不成熟。要趕上發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)械制造和自動(dòng)化的發(fā)展，還需要長(zhǎng)期的努力和研究。中華人民共和國(guó)成立以來(lái)，中國(guó)建立了重工業(yè)優(yōu)先發(fā)展線，機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化的發(fā)展被提上了議事日程。經(jīng)過(guò)幾代人的共同努力，機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化的發(fā)展取得了可喜的成績(jī)。在我國(guó)大多數(shù)機(jī)械制造企業(yè)中，機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化的發(fā)展還不完善。由于技術(shù)水平的限制，產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)重出現(xiàn)不合格的現(xiàn)象。機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的自動(dòng)化使現(xiàn)代化更加智能化，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也促進(jìn)了人們的幸福。機(jī)械設(shè)計(jì)與制造不僅可以集成自動(dòng)化技術(shù)，大大降低人力資源的利用率，提高資源的利用效率，而且可以迅速促進(jìn)我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

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

4.1 統(tǒng)一管理平臺(tái)加快數(shù)據(jù)傳輸

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)械設(shè)計(jì)制造的需要，我們應(yīng)該繼續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展，并實(shí)施相應(yīng)的解決方案。對(duì)此，專業(yè)人員可以定期設(shè)計(jì)和更新機(jī)械制造自動(dòng)化管理平臺(tái)，做好維護(hù)和升級(jí)工作，確保管理平臺(tái)的功能性，提高其準(zhǔn)確性。加強(qiáng)技術(shù)人員的交流與溝通，提高工作質(zhì)量，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的智能化發(fā)展。當(dāng)今，網(wǎng)絡(luò)資源似乎已經(jīng)成為了重要的資源之一。在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的發(fā)展過(guò)程中，也需要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和資源的有力支持，這將是其未來(lái)發(fā)展的重中之重。創(chuàng)新和發(fā)展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不斷提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，加快機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸端口的標(biāo)準(zhǔn)化。機(jī)械制造設(shè)計(jì)師需要與時(shí)俱進(jìn)，了解網(wǎng)絡(luò)的最新發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)更新，有效地與機(jī)械制造結(jié)合起來(lái)，提高機(jī)械制造的技術(shù)水平，促進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化。

4.2 數(shù)字化

數(shù)字技能是高級(jí)技能的核心發(fā)展，數(shù)字技術(shù)主要是通過(guò)數(shù)字系統(tǒng)來(lái)轉(zhuǎn)換各種信息并制造其產(chǎn)品。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用將使產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確，減少生產(chǎn)過(guò)程，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，當(dāng)客戶通過(guò)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)發(fā)布內(nèi)容時(shí)，企業(yè)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟，更好的互補(bǔ)，生產(chǎn)需要產(chǎn)品，這也表明機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化必然實(shí)現(xiàn)數(shù)字化發(fā)展。

4.3 智能化

未來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造業(yè)的發(fā)展方向必須向智能化方向發(fā)展，智能化體現(xiàn)在制造過(guò)程的自動(dòng)化性能上，不再局限于人工干預(yù)。使用自動(dòng)化將計(jì)算機(jī)連接在一起，不需要大量的人力，這樣提高了整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量和效率。同時(shí)，計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用可以產(chǎn)生更加完善的機(jī)械生產(chǎn)系統(tǒng)，從而促進(jìn)智能化的發(fā)展。例如，在設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中，企業(yè)建立了科學(xué)的檢測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)備狀況。一旦發(fā)現(xiàn)故障，就可以盡快檢測(cè)出來(lái)，以避免意外事故或事故的不利影響。我們還應(yīng)積極引入預(yù)警機(jī)制，以便在發(fā)生事故時(shí)提供預(yù)警，避免人員傷亡或浪費(fèi)資源和成本。

4.4 模塊化

目前，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品種類繁多，接口類型復(fù)雜。因此，在機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，要提高機(jī)械設(shè)備的精度，不僅要使機(jī)械設(shè)備滿足初始設(shè)計(jì)要求，而且要保證機(jī)械設(shè)備具有模塊化的特點(diǎn)。這可以大大提高機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)規(guī)模，從而有效地降低時(shí)間和材料成本?，F(xiàn)如今，許多企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用模塊化的概念，并取得了非常顯著的效果，尤其是許多電器產(chǎn)品在應(yīng)用模塊化方面取得了理想的效果。但是，模塊化應(yīng)用還存在一些困難。如果使用不恰當(dāng)，很容易產(chǎn)生不良影響，最終導(dǎo)致不良后果。但我相信模塊化在機(jī)械化生產(chǎn)中的大規(guī)模應(yīng)用將使機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化有更廣闊的發(fā)展前景。

4.5 微型化

在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品的體積往往很大，這可以提高一些性能，但會(huì)對(duì)其使用產(chǎn)生很大的影響。隨著機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化的發(fā)展，未來(lái)機(jī)械設(shè)備的體積將會(huì)減小，甚至出現(xiàn)小型化的趨勢(shì)。隨著產(chǎn)品產(chǎn)量的減少，其柔性會(huì)大大提高，但成本會(huì)大大降低，能耗會(huì)降低，但性能會(huì)大大提高，這將為機(jī)械設(shè)備的推廣和使用帶來(lái)極大的方便。這就要求現(xiàn)代企業(yè)積極地將微型化應(yīng)用于高端設(shè)備，有效地突破內(nèi)部設(shè)計(jì)和造型的局限，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)具有更大的競(jìng)爭(zhēng)力。

4.6 綠色化

目前，公眾的環(huán)保意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，這意味著機(jī)械制造造成的環(huán)境污染已經(jīng)嚴(yán)重影響了人們的日常生活。在這種情況下，環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為機(jī)械制造業(yè)的宗旨之一，特別是隨著現(xiàn)代社會(huì)人民生活水平的不斷提高，人們自發(fā)形成了生態(tài)保護(hù)的觀念，為了避免更多的生態(tài)浪費(fèi)，機(jī)械制造業(yè)需要得到更好的認(rèn)可。機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向是綠色選擇。機(jī)械制造業(yè)選擇綠色生產(chǎn)材料，可以更好地將現(xiàn)代綠色理念融入機(jī)械制造業(yè)，滿足機(jī)械制造業(yè)物料回收的需求。另一方面，在機(jī)械制造領(lǐng)域大規(guī)模開(kāi)發(fā)綠色概念產(chǎn)品可以大大提高機(jī)械制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4.7 環(huán)保化

在機(jī)械制造過(guò)程中，不可避免地會(huì)浪費(fèi)資源或產(chǎn)生或排放一些污染物，這些污染物對(duì)周圍環(huán)境的破壞性很大，甚至?xí)绊懼車锘蛉祟惖慕】?。例如，在機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放一些污水。如果它滲入土壤或河水，污染問(wèn)題的影響是無(wú)法預(yù)測(cè)的。隨著現(xiàn)代智能化和自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的應(yīng)用，噪聲和污染物將通過(guò)新技術(shù)得到優(yōu)化。各種污染物的排放必須經(jīng)過(guò)處理后再進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)合格后方可排放，符合綠色可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和環(huán)境保護(hù)的理念。最重要的是，在機(jī)械設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造過(guò)程中選用的材料必須滿足節(jié)能和綠色的要求。只有投入生產(chǎn)，才能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，才能為人們所接受，不污染環(huán)境。

4.8 企業(yè)應(yīng)側(cè)重機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化配套設(shè)施的相關(guān)發(fā)展

（1）過(guò)去積極支持以機(jī)械制造能力為基礎(chǔ)的領(lǐng)域。有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加大對(duì)本地區(qū)的資金投入，幫助當(dāng)?shù)仄髽I(yè)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和生產(chǎn)線。這樣可以提高地方機(jī)械設(shè)計(jì)、自動(dòng)化設(shè)施建設(shè)和機(jī)械制造水平。例如，中國(guó)的遼寧沈陽(yáng)、吉林長(zhǎng)春等地都有很好的工業(yè)基礎(chǔ)。然而，由于競(jìng)爭(zhēng)和金融因素的不利影響，近年來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后于前幾年，這一點(diǎn)不容忽視。然而，該地區(qū)仍然有很強(qiáng)的工業(yè)生產(chǎn)基地。在這種情況下，有關(guān)部門應(yīng)提供必要的財(cái)政和政策支持，幫助東北老工業(yè)基地建立新型工業(yè)化體系。這樣，積極推動(dòng)本地機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化設(shè)施的進(jìn)步。（2）切實(shí)加強(qiáng)新產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)。加大資金投入，對(duì)出口渠道好、經(jīng)營(yíng)氛圍好的內(nèi)需領(lǐng)域提供必要的政策支持。包括江蘇省南京市、廣東珠江三角洲等地的城市。上述地區(qū)的工業(yè)發(fā)展相對(duì)發(fā)達(dá)，有良好的商業(yè)基礎(chǔ)。這些地區(qū)的交通條件以及金融環(huán)境也甚為理想，可以將其視為試點(diǎn)地區(qū)。例如：當(dāng)?shù)乜梢猿袚?dān)40%～50%的基金，而國(guó)家提供大約50%～60%的基金。通過(guò)這種方式，一并創(chuàng)建當(dāng)?shù)佚堫^企業(yè)。

4.9 與大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)結(jié)合

在機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化的發(fā)展中，與大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合是一個(gè)重要趨勢(shì)[5]。這種發(fā)展可以通過(guò)收集和處理數(shù)據(jù)來(lái)促進(jìn)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展。由于機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化涉及許多技術(shù)形式，在應(yīng)用中總是需要處理大量的數(shù)據(jù)。結(jié)合大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)，我們可以真正提高機(jī)器設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化的效率。此外，隨著機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化與大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，我們的日常生活也將發(fā)生變化。例如，交通運(yùn)輸行業(yè)的設(shè)備自動(dòng)化也可以投入使用，它可以分析大量的交通數(shù)據(jù)和信息，并與氣象監(jiān)測(cè)部門合作。通過(guò)這種方式，可以很方便地搜索出行所需的交通信息和其他信息，不僅可以提高人們的生活質(zhì)量，而且可以在與大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)整合之后，提高機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化的功能。

4.10 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

當(dāng)今，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中國(guó)的飛速發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”對(duì)人們的生活產(chǎn)生了巨大的影響，“互聯(lián)網(wǎng)+”與機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化的結(jié)合也可以成為自動(dòng)化的一個(gè)重要發(fā)展方向[6]。在這個(gè)基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的信息存儲(chǔ)方式的弊端可以得到改善。在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化工作中，信息安全容易出現(xiàn)問(wèn)題。與“互聯(lián)網(wǎng)+”相結(jié)合，可以對(duì)數(shù)據(jù)信息的安全性進(jìn)行評(píng)估，自動(dòng)制定應(yīng)急預(yù)案，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化的自動(dòng)保護(hù)，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，信息技術(shù)是各種發(fā)展方向的必然選擇。我國(guó)機(jī)械制造業(yè)必須適應(yīng)全球發(fā)展趨勢(shì)，解決管理體制和技術(shù)水平低的問(wèn)題[7，8]。信息技術(shù)給中國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的希望，也為解決這些問(wèn)題帶來(lái)了新的途徑。我們下一步應(yīng)該抓住機(jī)遇，結(jié)合我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的現(xiàn)狀，加強(qiáng)信息化建設(shè)，提高我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)的信息化水平。