機械設計制造及其自動化發(fā)展方向探究

王成玉

哈爾濱石油學院 黑龍江哈爾濱 150000

摘要：機械設計制造及其自動化是研究各種工業(yè)機械裝備及機電產(chǎn)品從設計、制造、運行控制到生產(chǎn)過程的企業(yè)管理的綜合技術學科。機械發(fā)展到現(xiàn)在社會已經(jīng)與新興的科技緊密的相連了，計算機進入機械行業(yè)，使得機械發(fā)生了巨大的改變。機械正在從傳統(tǒng)走向智能化。智能化的機械主要表現(xiàn)在自動控制方面，像集成電路。計算機的融入也使得機械變得更精密、集成，這是現(xiàn)代先進機械的主要特點。本研究主要分析了目前機械設計制造及自動化存在的瓶頸及未來發(fā)展方向。

關鍵詞：機械制造；自動化技術；發(fā)展

前言：機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟最重要的基礎產(chǎn)業(yè)，而機械制造技術的不斷創(chuàng)新則是機械工業(yè)發(fā)展的技術基礎和動力。自從機械制造及其自動化出現(xiàn)以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，機械制造業(yè)已經(jīng)成為我國工業(yè)中的最大產(chǎn)業(yè)之一，具備了一定的規(guī)模和技術基礎。近年來，更是取得了明顯進步，尤其是在自主開發(fā)創(chuàng)新能力方面以及行業(yè)整體技術水平方面顯著提高！雖然我國也在不斷開發(fā)，引進及采用現(xiàn)今的機械制造技術，但與發(fā)達國家相比，仍然存在諸多問題。

1.目前我國機械行業(yè)存在的問題

1.1標準低，達不到國際要求

對行業(yè)和企業(yè)的發(fā)展而言，推進國際標準化的效益不是短期的，是持久性的，以我國機械制造行業(yè)幾十年的發(fā)展為例，其從無到有、從弱到強就是受益于我們國際和國內(nèi)標準化合作。但是在與世界接軌的進程中，我國還存在很多問題。我國的機械行業(yè)標準一部分是西方標準的翻譯，基于西方標準的修改，大部分跟西方標準一樣，只是更改細微尺寸，導致不能注明等同對象，或者不能等同代用，國內(nèi)的機械工程師不僅要了解公制，還有英制，美制，給使用者帶來很多不必要額外工作。而且目前的一些企業(yè)只關注開發(fā)生產(chǎn)新產(chǎn)品，缺乏對性能指標、技術要求和試驗方法等方面的研究，無法形成技術標準，只對國家標準感興趣，對行業(yè)標準不關心。標準差，還體現(xiàn)在質(zhì)量要求低，標準中的質(zhì)量要求，其實是一個調(diào)控工具，你提高要求，增加考核項，那個相關產(chǎn)品整個行業(yè)的水平門檻，就會上升。你要求低，執(zhí)行再松，那整體質(zhì)量就失控了。以我國食品和包裝機械的國家標準和行業(yè)標準為例，大約只能覆蓋產(chǎn)品的20%，而80%的產(chǎn)品為企業(yè)標準，導致設備選型配套困難。標準類型不配套。現(xiàn)有機械標準中主要是產(chǎn)品標準，缺乏基礎標準、方法標準、管理標準和安全標準等，嚴重制約了產(chǎn)品標準的適用性。工業(yè)制造初期，底子薄弱，標準要求低，情有可原，否則大部分產(chǎn)品無法出廠。但是現(xiàn)在已經(jīng)過去了幾十年，中國的硬件設備，世界一流，有相當?shù)闹圃旖?jīng)驗，完全具備了提升質(zhì)量等級的條件，如果還是沿襲過去的草創(chuàng)標準，那未免有點不作為，不進取。

1.2高端制造業(yè)不強

如今，中國制造業(yè)規(guī)模位居全球第一，占據(jù)全球市場 20%的份額，但總體上大而不強的現(xiàn)狀逼迫中國制造業(yè)加快轉(zhuǎn)型。當前，全球制造業(yè)市場競爭確實在加劇，軌道交通裝備、工業(yè)機器人、高端醫(yī)療器械和藥品、高端船舶和海洋工程裝備、新能源（電動）汽車、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械等六大高端制造業(yè)，都是強國必爭之地。

高端制造業(yè)產(chǎn)品的成型，來自于，多年的開發(fā)積累，從最開始的簡易型，到逐漸提升，逐漸改進，成為當前的高效產(chǎn)品。西方發(fā)達國家完整經(jīng)歷了蒸汽時代和電氣時代的改革，傳統(tǒng)制造工藝手法成熟，制造業(yè)的高速發(fā)展時期也高于我國。相比工業(yè)強國的制造業(yè)技術，我國的制造業(yè)工藝粗糙，現(xiàn)代化水平較低，尖端技術仍在開發(fā)中。例如某先進艦艇的傳動系統(tǒng)零部件的加工，依舊使用的是一臺昭和16年（1941）的立車，2臺1956年日本援助中國的12米臥車加工的。雖然，通過市場交換或者種種方法，我們已經(jīng)得到了高端制造業(yè)的圖紙[1]。但是有一點，我們忽略了，需要一個正確的，開發(fā)復雜產(chǎn)品的流程，保證研發(fā)的進度和質(zhì)量，以及積累不同階段的開發(fā)文檔。因為沒有科學的開發(fā)制度，就很難持續(xù)開發(fā)。同樣，因為我們沒有過去的開發(fā)流程和文檔，所以我們拿到的圖紙，稍有更改，產(chǎn)品表現(xiàn)就出現(xiàn)意外。設計方法落后。工業(yè)發(fā)達國家不斷更新設計數(shù)據(jù)和準則，廣泛采用計算機輔助設計技術（CAD/CAM），大型企業(yè)開始無圖紙的設計和生產(chǎn)。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。工業(yè)發(fā)達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工等加工方法，以及納米技術、激光加工等新型技術手段在我國普及率不高，尚在開發(fā)、掌握之中。這些都是制約我國高端制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。

2.機械行業(yè)未來發(fā)展趨勢

2.1自動化和智能化

機械制造業(yè)中早期的自動化系統(tǒng)通常只能對理想情況下進行簡單的操作來調(diào)度任務，使任務可以順利完成。而智能系統(tǒng)則是基于計算機模型來模擬人類的思想行為得出最優(yōu)命令并執(zhí)行。隨著科學的發(fā)展，自動化和智能化系統(tǒng)已經(jīng)可以相互結(jié)合，智能化系統(tǒng)發(fā)出的指令通過機械自動化系統(tǒng)可以自動完成各種人類工作，智能自動化系統(tǒng)正朝著更復雜、更精確的方向發(fā)展。目前我國關于自動化的研究較多，在機械制造業(yè)中主要表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術，人機一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術、柔性制造技術和適應現(xiàn)代化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。智能化是柔性自動化的重要組成部分，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應能力。智能制造將作為一種模式，是集自動化、柔性化、集成化和智能化于一身，并不斷向縱深發(fā)展的高技術含量和高技術水平的先進制造系統(tǒng)，也是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統(tǒng)，它突出了在制造諸環(huán)節(jié)中，以一種高度柔性與集成的方式，借助計算機模擬的人類專家的智能活動，進行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動。隨著信息時代的來臨，機床硬件的發(fā)展日新月異，數(shù)控機床的效率和精確度都得到了質(zhì)的飛躍，工藝多元化和復合化，復合加工是通過多軸控制來減少工序和輔助時間的一種科學制造業(yè)技術，因此，工藝多元化和復合化的結(jié)合是未來制造業(yè)改革的方向。

2.2數(shù)字化和網(wǎng)絡化

數(shù)字化就是通過CAD以及CIMS等計算機技術、制造技術、網(wǎng)絡技術以及管理科學這些方面在相互融合與共同的發(fā)展之下形成的。所有制造企業(yè)都是通過數(shù)字組成得到的各種相關信息，比如說技能、知識或者是圖形等。使用數(shù)字化的技術實

施制造與生產(chǎn)，能夠?qū)π畔①Y料進行有效的采集、分析與整合，進而實現(xiàn)對企業(yè)內(nèi)部信息的快速分析、規(guī)劃與重組，實施對產(chǎn)品設計、組織、功能以及加工過程的仿真處理。信息化時代的到來，標志著機械制造技術也必將朝著信息化方向發(fā)展，網(wǎng)絡通訊技術的迅速發(fā)展和普及，給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營活動帶來了革命性的變革，產(chǎn)品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產(chǎn)品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外，網(wǎng)絡通訊技術的快速發(fā)展，加速技術信息的交流、加強產(chǎn)品開發(fā)的合作和經(jīng)營管理的學習，推動了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展。借助

于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價值，而不同于以往以物質(zhì)和能量為主導，借助于信息的力量生產(chǎn)出價值[2]。機械設計制造及其自動化的今后發(fā)展都不能離開網(wǎng)絡，世界經(jīng)濟日益向一體化的趨勢發(fā)展，并且市場逐漸開放，企業(yè)與企業(yè)之間的競爭也愈發(fā)激烈，不久的將來，信息產(chǎn)業(yè)和智力產(chǎn)業(yè)將成為社會的主導產(chǎn)業(yè)。

結(jié)語：現(xiàn)代化的機械制造及其自動化是一種一體化\"綜合性\"系統(tǒng)的技術手段，隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，機械制造技術逐漸沿著高度自動化和精密工程技術上發(fā)展。機械制造及其自動化是一個世界性技術，一個國家的先進制造技術應具有世界先進水平，能支持該國制造業(yè)在全球市場的競爭力。同時，機械制造及其自動化是面向21世紀的技術，應與現(xiàn)代高新技術相結(jié)合，才能使得這一傳動行業(yè)煥發(fā)生機。

參考文獻：

[1]余承輝.機械制造技術[M].合肥：安徽科學技術出版社，2010.

[2]范榮鑫，左繼成.先進機械制造技術的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].機械設計與制造，2011，（04）：10-12.

作者簡介：

王成玉，哈爾濱石油學院，系別：機械，專業(yè)：機械設計制造及其自動化，年級：2014級，班級：機械三班，學號：201403140313