我國機械設計制造及自動化發(fā)展方向研究

吳淑霞

（德州職業(yè)技術(shù)學院電氣系,山東 德州 253000）

1 機械設計制造及其自動化的概述

（1）機械設計制造及其自動化的概念。機械設計制造及其自動化是融合了計算機技術(shù)、信息技術(shù)以及自動化控制技術(shù)等多種技術(shù)的一種綜合交叉學科技術(shù)，它以機械設計制造為基礎(chǔ)，將先進的設計制造技術(shù)理論與方法運用其中，以解決工程領(lǐng)域的技術(shù)難題，提高機械設備的穩(wěn)定性與安全性。機械自動化技術(shù)的應用能大大提高機械設備的生產(chǎn)效率，降低人們的工作強度，使機械設備的智能化、自動化及人性化水平更加突出，對機械制造行業(yè)具有劃時代的意義。

（2）機械設計制造及其自動化技術(shù)的特點。機械設計制造及其自動化技術(shù)的應用和發(fā)展為機械制造行業(yè)不斷改進技術(shù)水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量提供了強有力的保障，先進的設計與制造技術(shù)的應用使機械設備的結(jié)構(gòu)更加合理，性能更加穩(wěn)定。與傳統(tǒng)的機械設計制造技術(shù)相比，機械設計及其自動化的最大特點突出表現(xiàn)在自動化和智能化兩個方面。機械設計自動化是在傳統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)上，融入現(xiàn)在先進的計算機和通信技術(shù)，系統(tǒng)協(xié)調(diào)設備的各個部件，進而實現(xiàn)整體的統(tǒng)一，進而使得所生產(chǎn)的機械設備具有自動化、智能化的特點，滿足機械設備對其功能的內(nèi)在需求。

（3）機械設計制造及其自動化技術(shù)的優(yōu)勢。①提高機械設備的工作質(zhì)量和工作效率。使用機械設計制造及其自動化技術(shù)生產(chǎn)的機械設備，由于采用了先進的控制技術(shù)、自動化技術(shù)及信息處理技術(shù)等多種先進技術(shù)，其生產(chǎn)的機械設備的自動控制能力和處理能力，智能化水平大大提高，能夠更準確高效地代替人類完成大部分作業(yè)，這樣既提高了工作效率又保證了工作質(zhì)量。②提高機械設備的穩(wěn)定性和安全性。機械設計制造及其自動化技術(shù)生產(chǎn)的機械設備，靈敏度非常高，它能夠通過自身的監(jiān)視、診斷及處理等一系列系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)工作中的故障并以最快速度進行處理實現(xiàn)自我保護，提高了設備的穩(wěn)定性和安全性，既避免了人工進行檢查和修復的繁瑣工作，又減少了安全事故的發(fā)生。③設備適用范圍廣，操作方便。由于機械設計制造及其自動化產(chǎn)品的設計與制造融合了多種先進技術(shù)，因此采用機械設計制造及自動化技術(shù)生產(chǎn)的設備具有自動化控制、補償、調(diào)節(jié)和保護等強大的復合功能，不僅可以在日常的工作環(huán)境中高效率地工作而且可以在極端惡劣的環(huán)境中代替人類進行正常工作，適用范圍極其廣泛。自動化設備中具有強大的控制系統(tǒng)，無需人類進行過多的手工操作，只需輸入簡單的控制程序即可開展工作，大大提高了操作的簡便性。

2 我國機械設計制造及其自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

（1）機械設計制造及其自動化技術(shù)方面的現(xiàn)狀。與西方發(fā)達國家相比，我國現(xiàn)代化的機械設計制造業(yè)起步較晚，發(fā)展歷史不長，涉及的產(chǎn)品范圍非常有限，加上過去一段時間，國家在政策扶持方向上的偏離，導致我國機械設計制造技術(shù)方面存在很多急需解決的問題。具體表現(xiàn)在：數(shù)字化工藝設計技術(shù)不完整，基礎(chǔ)比較薄弱，尚停留在表面層次，還未真正涉及實質(zhì)層面，監(jiān)管設計環(huán)節(jié)明顯不足，數(shù)據(jù)偏差現(xiàn)象較為嚴重，產(chǎn)品設計尚未完全可控，不能完全滿足產(chǎn)品要求；機械設計的手段和方法較為落后，對機械設計進程的研究和了解還不深入，仍未完全精確地掌握機械設計的客觀規(guī)律，保證產(chǎn)品質(zhì)量；由于過去較多地采用合資與技術(shù)引進及知識產(chǎn)權(quán)保護法律的不完善，機械設計制造業(yè)創(chuàng)新力度不夠，國有產(chǎn)權(quán)技術(shù)嚴重不足。

（2）機械設計制造及其自動化人才方面的現(xiàn)狀。改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟社會建設各方面的發(fā)展，我國在機械設計制造及其自動化方面取得了很大的發(fā)展。我國自動化產(chǎn)品的產(chǎn)值已超過4000億美元，其中數(shù)控及自動化軟件的產(chǎn)值也已高達1000億人民幣。目前，機械設計制造及其自動化產(chǎn)品的研究與應用已成為拉動我國經(jīng)濟的新的增長點，成為促進我國工業(yè)化快速可持續(xù)化發(fā)展的重要支撐，隨著計算機軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，機械設計制造及其自動化產(chǎn)品在社會生活中的應用將會越來越廣泛，因此，迫切需要大量的這方面人才。但由于長期以來，人們對機械設計制造及其自動化專業(yè)的就業(yè)前景存在很大誤解，認為該專業(yè)的對口就業(yè)有失體面，造成我國在該方面的人才嚴重不足，遭遇人才瓶頸。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國3G核心機械設計方面的人才僅為幾萬人，而上億元的市場僅僅依靠幾萬人的支撐是遠遠不夠的。人才方面的短缺嚴重制約著我國機械設計制造及其自動化方面的發(fā)展。

3 我國機械設計制造及其自動化未來發(fā)展方向

（1）智能化。所謂機械設計制造的智能化是指在機械設備的制造過程中，采用多種理論和方法，吸收人工智能，使機械設備具備模擬人類大腦思考的多種能力，能夠智能地進行系統(tǒng)維護、自動報警、故障診斷以及自我修復等功能。機械設備的智能化能極大地提高機械設備的安全性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)人機協(xié)調(diào)，這是我國未來機械設計制造及自動化的一個重要發(fā)展方向，也是我國在激烈的國際競爭中處于不敗之地的重要手段。

（2）機電一體化。機電一體化是機械自動化的一種延伸和發(fā)展，為機械自動化的一個更高層次，是在機械自動化的基礎(chǔ)上結(jié)合電子電工技術(shù)、微電子技術(shù)、機械自動化技術(shù)以及多種相關(guān)技術(shù)，改變傳統(tǒng)的機械設備的生產(chǎn)體系，實現(xiàn)機械設備與電的完美結(jié)合，使機械設備具備更好的自動化、智能化和數(shù)字化水平。機電一體化是促進我國工業(yè)體系產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級，保障我國機械制造工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，是我國機械設計制造及其自動化發(fā)展的一個重要方面。

（3）虛擬化。機械設計制造及其自動化的虛擬化是指在機械設備的設計制造過程中，利用先進的電子計算機設備和通信設備，模擬機械設計中的大量工作，并在最短的時間內(nèi)將模擬的分析數(shù)據(jù)傳輸?shù)讲煌臻g和地域的雙方，及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，以此來達到逐步優(yōu)化、提高機械設備性能、保障機械設備質(zhì)量的目的。機械設計制造及其自動化設計的過程中采用虛擬化技術(shù)，可以省略傳統(tǒng)的依靠圖紙設計、實驗等的繁瑣的工作，節(jié)省大量的人力和物力，并且設計出的設備質(zhì)量、精確度明顯提高。虛擬化必然是機械設計制造及其自動化的一個重要發(fā)展方向。

（4）模塊化。隨著機械設計制造及其自動化產(chǎn)品的日益多樣化及機械設備功能的多樣化，單純對某一個部門進行研究，必然會耗費大量的人力物力，也不能滿足經(jīng)濟發(fā)展對機械設計制造行業(yè)的需求。雖然機械自動化產(chǎn)品的種類越來越多，但大多數(shù)的機械自動化產(chǎn)品都是在標準設計的基礎(chǔ)上進行升級和改造的，且各部分之間可以系統(tǒng)地進行模塊化分類，因此，研發(fā)人員可以通過模塊化的方式進行設計和研發(fā)，這樣不僅可以保障產(chǎn)品的質(zhì)量同時也可以進行規(guī)模化生產(chǎn)，實現(xiàn)機械制造行業(yè)的規(guī)模效應，保障我國經(jīng)濟的高速可持續(xù)發(fā)展。

（5）綠色化。經(jīng)濟的高速發(fā)展不僅為人類創(chuàng)造了巨大的精神和物質(zhì)財富，同時也帶來了嚴重的環(huán)境污染與資源浪費問題?，F(xiàn)在人們越來越重視綠色可持續(xù)性發(fā)展，我國早已把可持續(xù)性發(fā)展提高到國家日程上來，機械設計制造及其自動化的發(fā)展也必須符合綠色化發(fā)展，這就要求機械自動化產(chǎn)品從設計制造到使用維護甚至回收階段都要充分考慮環(huán)境保護和資源浪費問題，走綠色化生產(chǎn)道路，實現(xiàn)節(jié)約資源、保護環(huán)境、綠色可持續(xù)發(fā)展的目的。

（6）人才化。機械設計制造及其自動化技術(shù)是一種結(jié)合多種學科的綜合學科技術(shù)，尤其需要各方面素質(zhì)都過硬的高科技人才，但我國在該方面的人才現(xiàn)狀卻是人才嚴重不足，這制約我國機械自動化發(fā)展的長遠發(fā)展。在今后的發(fā)展中要高度注重人才的培養(yǎng)工作，從轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊钠婇_始著手，在教育、就業(yè)、培養(yǎng)各方面確保人才的充足與高水平，使大量的高科技人才成為保障我國機械設計制造及其自動化發(fā)展的重要支撐。

（7）網(wǎng)絡化。隨著經(jīng)濟全球化的進一步發(fā)展，各國在經(jīng)濟、文化、技術(shù)等各方面的交流越來越廣泛，經(jīng)濟及技術(shù)的全球化極大地促進了各國經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展。隨著計算機科學技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡化將會遍布全球的各個角落，通過網(wǎng)絡化處于世界不同地方的人們可以隨時方便地交流經(jīng)驗，進行技術(shù)切磋，促進大家共同高效持續(xù)發(fā)展。因此，網(wǎng)絡化也應該成為我國機械設計制造及其自動化的一個發(fā)展方向。

4 結(jié)語

作為最大的發(fā)展中國家，機械設計制造及其自動化在我國具有非常廣闊的前景，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展及科學技術(shù)水平的不斷提高，相信機械設計制造及其自動化在未來將會發(fā)揮越來越大的作用，為社會創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟及社會價值。