淺析機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的發(fā)展方向

李國(guó)巖

（菏澤市牡丹區(qū)工業(yè)和信息化局，山東 菏澤 274000）

我國(guó)傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，因此，機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)成本比較高，與此同時(shí)，也存在生產(chǎn)效率比較低的問題，無法滿足我國(guó)高速發(fā)展的社會(huì)需求。應(yīng)用了自動(dòng)化技術(shù)后，可以有效地提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造效率和質(zhì)量，因此該技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，也成為我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)未來的發(fā)展方向。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的含義和特點(diǎn)

1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的含義

機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化指利用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)和加工工序流程進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，從而進(jìn)一步提高生產(chǎn)加工效率和質(zhì)量，自動(dòng)化技術(shù)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的新興技術(shù)，該技術(shù)如今在機(jī)械工程、發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)可以利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，讓機(jī)械裝置得到自動(dòng)化控制，真正降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，與此同時(shí)，還可以擴(kuò)大機(jī)械設(shè)計(jì)制造規(guī)模，提高生產(chǎn)制造效率，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的良性發(fā)展，更好地滿足社會(huì)發(fā)展需求。

1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的特點(diǎn)

（1）高產(chǎn)能、高質(zhì)量特點(diǎn)。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)全面普及自動(dòng)化技術(shù)后，可以讓機(jī)械生產(chǎn)環(huán)節(jié)得到進(jìn)一步改進(jìn)，讓整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)成為大量信息的交流場(chǎng)所，在獲取生產(chǎn)信息指令后，可以由系統(tǒng)第一時(shí)間進(jìn)行分析和響應(yīng)，從而讓不同的生產(chǎn)工序和環(huán)節(jié)開展生產(chǎn)操作。這種自動(dòng)化制造生產(chǎn)的方式，相比傳統(tǒng)的人工操作生產(chǎn)方式具有更高的產(chǎn)能，在進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率的同時(shí)也能強(qiáng)化生產(chǎn)質(zhì)量，通過自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用可以在短時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量地完成產(chǎn)品的生產(chǎn)。

（2）重視安全和利益特點(diǎn)。很多機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)的規(guī)模逐漸擴(kuò)張，其設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化水平也在不斷提升，與此同時(shí)，也給企業(yè)帶來了較大的安全性和利益方面的收益。采取自動(dòng)化技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程加以控制，可以確保資源投入比例得到優(yōu)化，與此同時(shí)，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)械設(shè)計(jì)制造全過程存在的安全隱患，提高整個(gè)生產(chǎn)流程的安全系數(shù)。對(duì)于一些比較關(guān)鍵的機(jī)械設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)來說，利用自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無人值守即完成生產(chǎn)任務(wù)的目標(biāo)，最大程度避免了人工操作容易導(dǎo)致的失誤，對(duì)安全事故有較強(qiáng)的防范作用。

2 傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)存在的不足

2.1 工作環(huán)境存在的不足

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，工作人員面臨著極大的勞動(dòng)壓力，與此同時(shí)，很多機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)為了進(jìn)一步節(jié)約成本，會(huì)出現(xiàn)大幅壓縮生產(chǎn)場(chǎng)地的行為，將很多生產(chǎn)線緊密布置，這就導(dǎo)致大量工人必然會(huì)聚集在一起開展設(shè)計(jì)制造工作，不僅無法有效控制工廠內(nèi)的噪音、粉塵污染問題，還會(huì)對(duì)工作人員的身心健康造成極大傷害。除此之外，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)多采取粗放式的管理模式，這種管理方法存在嚴(yán)重的安全隱患，未能對(duì)生產(chǎn)過程的安全性進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)管，導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸等安全事故發(fā)生概率大幅提升。

2.2 生產(chǎn)效率方面存在的不足

在生產(chǎn)效率方面，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造方式存在生產(chǎn)效率低下的問題。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造主要采取人力勞動(dòng)完成，然而，很多機(jī)械產(chǎn)品的部件數(shù)量多且焊接、組裝操作復(fù)雜，這就導(dǎo)致需要大量的勞動(dòng)力，也無法統(tǒng)一操作標(biāo)準(zhǔn)，使得很多生產(chǎn)出來的機(jī)械零部件之間存在匹配誤差，除此之外，人力勞動(dòng)是存在上限的，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的高負(fù)荷工作，會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效率和質(zhì)量大幅下降，不利于企業(yè)的整體生產(chǎn)效率提升。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量方面存在的不足

相比機(jī)器自動(dòng)操作，人力操作的精準(zhǔn)度是比較差的，因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，若制造的產(chǎn)品精度要求比較高，就需要采取精準(zhǔn)度更高的全自動(dòng)及其操作方式對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保操作精準(zhǔn)有效，避免因?yàn)槿肆Σ皇芸刂频牟僮鞯炔环€(wěn)定性影響出現(xiàn)技術(shù)失誤，影響產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化設(shè)計(jì)原則

3.1 充分滿足機(jī)械設(shè)備功能要求

在機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造過程中，不僅需要采取有效手段提高制造質(zhì)量和效率，還要加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，全面掌握其使用方式，從而強(qiáng)化機(jī)械設(shè)備的功能性設(shè)計(jì)，確保機(jī)械設(shè)備制造出來后可以更好地滿足人們需求。正因如此，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化過程中，不僅要求工作人員系統(tǒng)化地掌握所有設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)情況，還要對(duì)其功能要求有充分把握，根據(jù)其實(shí)際使用需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。

3.2 采用先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展過程中，要采取先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)，以這種技術(shù)作為基礎(chǔ)進(jìn)行生產(chǎn)，不僅可以讓機(jī)械設(shè)備、系統(tǒng)的功能性得到提升，也能讓其生產(chǎn)技術(shù)水平有效提高，強(qiáng)化設(shè)備和系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。在機(jī)械化設(shè)備功能設(shè)計(jì)和制造過程中，要基于現(xiàn)代化技術(shù)充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展的作用，強(qiáng)化機(jī)械設(shè)備的智能化水平。

4 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)中的應(yīng)用

4.1 在機(jī)械化加工設(shè)備中的應(yīng)用

機(jī)械化加工設(shè)備的主要功能是針對(duì)具體的產(chǎn)品進(jìn)行加工處理，從而改變傳統(tǒng)的產(chǎn)品形態(tài)，更好地滿足用戶的使用需求，與此同時(shí)，利用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)還可以讓機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的功能得到增加，如今該技術(shù)在我國(guó)加工機(jī)床、數(shù)控車床（如圖1）等機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中得到了廣泛應(yīng)用。

圖1 數(shù)控車床

4.2 在機(jī)械化能量轉(zhuǎn)換設(shè)備中的應(yīng)用

機(jī)械化能量轉(zhuǎn)換設(shè)備主要指動(dòng)力機(jī)，這種設(shè)備的主要作用是對(duì)能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，例如，內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備都屬于機(jī)械化能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，利用機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化技術(shù)可以讓這類設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量得到提升，保障其應(yīng)用安全性，延長(zhǎng)其應(yīng)用年限。

4.3 在機(jī)械化數(shù)據(jù)處理設(shè)備中的應(yīng)用

將具體的數(shù)據(jù)信息輸入機(jī)械化數(shù)據(jù)處理設(shè)備中后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)、信息的自動(dòng)化、智能化處理，如計(jì)算機(jī)等設(shè)備，可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行高效、快速的傳輸和處理，存儲(chǔ)安全性也比較強(qiáng)。

4.4 在功能性機(jī)械化設(shè)備中的應(yīng)用

通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的研究和分析，可以發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用這類技術(shù)可以有效提高機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量并豐富其功能性，合理發(fā)揮該技術(shù)的作用，可以生產(chǎn)出更加多樣化的功能性機(jī)械化設(shè)備，推動(dòng)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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

5.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的智能化發(fā)展方向

隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展速度也得到了一定提升，同時(shí)，其發(fā)展方向也得到了擴(kuò)張，其中智能化發(fā)展方向是新時(shí)代重點(diǎn)的發(fā)展方向。在我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平高速提升的時(shí)代背景下，智能化發(fā)展也成為很多領(lǐng)域的主要發(fā)展方向，基于此，形成了一體化系統(tǒng)，該系統(tǒng)正是基于智能化和自動(dòng)化技術(shù)形成的，在該系統(tǒng)中，可以讓機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造工作更好地適應(yīng)環(huán)境，第一時(shí)間根據(jù)環(huán)境制定科學(xué)合理的生產(chǎn)決策，通過理性的分析和判斷開展高效的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作，推動(dòng)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。如今智能化機(jī)械設(shè)備在我們的生活中得到了廣泛應(yīng)用，例如，很多高檔小區(qū)中都建立了智能化建筑，使用了智能門禁、智能電梯等設(shè)備，正因如此，對(duì)智能化的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造工作水平的要求也越來越高，要對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行完善，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化向著智能化方向發(fā)展。

5.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的機(jī)電一體化發(fā)展方向

作為我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的主要發(fā)展趨勢(shì)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展已經(jīng)逐漸趨向機(jī)電一體化的方向發(fā)展，可以有效融合機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化技術(shù)。機(jī)械一體化現(xiàn)階段在我國(guó)很多行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在電子控制類機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化、一體化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展更加成熟，主要原因是利用這一技術(shù)可以讓機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)更好的電子信息自動(dòng)化控制。

5.3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的模塊化發(fā)展方向

機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作開展的主要目的是生產(chǎn)可以滿足工業(yè)生產(chǎn)和人們生活需要的產(chǎn)品，而生產(chǎn)出一件機(jī)械產(chǎn)品必須經(jīng)過多道工序，需要不同的生產(chǎn)單元和環(huán)節(jié)充分發(fā)揮效果，利用自動(dòng)化技術(shù)，可以將機(jī)械設(shè)計(jì)制造工序模塊化，讓產(chǎn)品的生產(chǎn)分為不同的單元，例如，接口、動(dòng)力源的生產(chǎn)等，這些不同模塊的生產(chǎn)難度不同，因此進(jìn)行集中研發(fā)和生產(chǎn)存在一定障礙，而且會(huì)造成一定的人力物力資源浪費(fèi)，無法達(dá)到高效的機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)。而在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化模塊化發(fā)展后，可以分批次進(jìn)行機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化生產(chǎn)，大幅提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)，可以最大程度發(fā)揮出有限人力物力資源的作用，避免了浪費(fèi)問題的產(chǎn)生。

6 結(jié)語

總而言之，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)未來的發(fā)展方向必然是網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化，為了更好地解決傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)存在的生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量低等問題，可以充分發(fā)揮出現(xiàn)代化的管理技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造等全過程的控制，與此同時(shí)，還需要根據(jù)實(shí)際的發(fā)展情況和我國(guó)實(shí)際國(guó)情采取高標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造技術(shù)，全面提高設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化水平，降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)，可以提升勞動(dòng)質(zhì)量和效率，更加符合我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展理念，避免了資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了綠色、長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。