機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)分析

高振同

摘 要：機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化是一種新興的科學(xué)技術(shù)，其主要通過(guò)機(jī)械自動(dòng)化功能使機(jī)械設(shè)備能夠具有更好的穩(wěn)定性，提高設(shè)備的運(yùn)行安全和效率，現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備主要發(fā)展方向是智能化和人性化，這就為機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化學(xué)科的發(fā)展提供了全新的道路。在本文中，對(duì)當(dāng)前我國(guó)機(jī)械化設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化學(xué)科進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并對(duì)其未來(lái)的發(fā)展方向進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探討。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化；產(chǎn)品；發(fā)展

機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化同傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)相比具有更加廣闊的發(fā)展空間，其智能化的優(yōu)勢(shì)使其能夠應(yīng)對(duì)多種多樣的生產(chǎn)功能。其一出現(xiàn)就引起了機(jī)械設(shè)備方面的巨大進(jìn)步，通過(guò)多年的研究，機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)已經(jīng)成為了促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的一個(gè)重要方面。在本文中，對(duì)當(dāng)前我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，并對(duì)其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的總結(jié)。

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

機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化產(chǎn)品同傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品相比，其無(wú)論是在安全性還是生產(chǎn)效率上都得到了較大程度的提高，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)了安全問(wèn)題，需要將整個(gè)設(shè)備停止運(yùn)行，然后根據(jù)數(shù)據(jù)顯示進(jìn)行故障排除，但在自動(dòng)化產(chǎn)品中，其安全性得到了較大的提高，在設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題后，其自身會(huì)根據(jù)故障出現(xiàn)的位置進(jìn)行分析和處理，且在生產(chǎn)過(guò)程中，還能采取一些有效的安全措施避免設(shè)備故障造成更大的損失，從而很好的避免了人員的損傷。另一點(diǎn)則是其能源的消耗更少，自動(dòng)化產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的過(guò)程中能夠?qū)Y源進(jìn)行合理的計(jì)算，采取最高利用率的生產(chǎn)模式，避免了人為計(jì)算過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的失誤，且自動(dòng)化設(shè)備的體積更小，生產(chǎn)過(guò)程中消耗的能量更少，這樣就在很大程度上解決了生產(chǎn)浪費(fèi)的問(wèn)題。第三是其應(yīng)用范圍更加廣，這種新型的機(jī)械制造技術(shù)結(jié)合了當(dāng)前的所有高科技，能夠適用在多種行業(yè)中，滿足當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。最后是其微型化的特點(diǎn)，自動(dòng)化發(fā)展的最終目的是制造出體積足夠小的設(shè)備，其能耗非常低。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的符合設(shè)計(jì)原則

2.1 滿足對(duì)機(jī)器的功能要求

所有的產(chǎn)品都是為了滿足人們的生活需求，自動(dòng)化產(chǎn)品同樣如此，其開(kāi)發(fā)的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入的物質(zhì)、能量和信息進(jìn)行處理，然后生產(chǎn)出能夠滿足人們需求的產(chǎn)品，這也是自動(dòng)化設(shè)備的最主要功能。對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主要包含兩方面的內(nèi)容，也就是機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品。通過(guò)內(nèi)部的設(shè)計(jì)和制造，使資源變?yōu)榉先藗冃枨蟮漠a(chǎn)品，滿足人們的生活需求。

2.2 利用先進(jìn)技術(shù)不斷進(jìn)行創(chuàng)新

自動(dòng)化設(shè)備根據(jù)不同的分類方法，可以將其分為不同的類型，像對(duì)物料進(jìn)行搬運(yùn)和加工的設(shè)備，其主要功能是對(duì)物質(zhì)進(jìn)行位置或者形態(tài)的改變，這一類自動(dòng)化設(shè)備被稱為加工機(jī)，比較常見(jiàn)的有各種機(jī)床和起重機(jī)械設(shè)備等。而以能量的轉(zhuǎn)換為主的自動(dòng)化設(shè)備則被稱為動(dòng)力機(jī)，其通過(guò)物質(zhì)的各種化學(xué)和物理反映對(duì)能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移，比較常見(jiàn)的設(shè)備有電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)等。除了上述兩種設(shè)備之外，還有一些僅僅進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和圖像的顯示的自動(dòng)化設(shè)備，像各種儀表和辦公機(jī)械等，這也是目前最常見(jiàn)的自動(dòng)化設(shè)備。自動(dòng)化設(shè)備除了上述的主功能之外，為了滿足人們生活工作的需要，還需要設(shè)計(jì)一些輔助功能，像檢測(cè)和控制等功能，這些功能的開(kāi)發(fā)為機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化提出了新的發(fā)展思路。

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

我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，但同發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在著很大的差距，在未來(lái)，我國(guó)主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的自動(dòng)化研究：

3.1 散料運(yùn)輸智能化

在當(dāng)前通過(guò)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行散料的運(yùn)輸時(shí)，由于散料中存在著較多的雜質(zhì)，導(dǎo)致在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行人工的篩選，然后才能將其輸送到相關(guān)位置。在未來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)必將逐漸取代這種傳輸方式，其不僅會(huì)浪費(fèi)大量的人力物力，同時(shí)，在對(duì)散料進(jìn)行處理的過(guò)程中，由于人為的因素，往往會(huì)使散料中存在著一些雜質(zhì)，影響散料的質(zhì)量。在今后的機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化發(fā)展中，需要將智能化系統(tǒng)融入其中，通過(guò)智能化的選擇，將散料中的雜質(zhì)進(jìn)行有效的去除，這樣既能夠提高散料的質(zhì)量，同時(shí)節(jié)省了人力物力，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 虛擬化

當(dāng)前，機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的設(shè)計(jì)全部是在圖紙上完成的，然后通過(guò)圖紙將設(shè)備的各種功能和特征進(jìn)行全面的體現(xiàn)，在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成之后，先要生產(chǎn)樣品，再通過(guò)各種檢測(cè)手段對(duì)樣品的各項(xiàng)功能數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，若數(shù)據(jù)完全符合標(biāo)準(zhǔn)，則可以進(jìn)行后續(xù)的量產(chǎn)和銷售，若數(shù)據(jù)不能滿足客戶的需求，還需要根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行分析，找到問(wèn)題出現(xiàn)的原因并解決，直到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的樣品能夠滿足需要。這樣的生產(chǎn)過(guò)程不僅花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，且在樣品生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些不可控的情況，導(dǎo)致樣品出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，影響產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售進(jìn)程，且樣品的制作需要浪費(fèi)較多的資源，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，機(jī)械制造企業(yè)需要進(jìn)一步利用新型的各種高科技提高自身的經(jīng)濟(jì)效益，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。通過(guò)減少資金的輸出，可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣既能保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，還可以將虛擬制作的產(chǎn)品進(jìn)行虛擬測(cè)試，對(duì)其出現(xiàn)的情況通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行分析，保證了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和高效性。在檢測(cè)過(guò)程中不符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的技術(shù)改進(jìn)，指直到符合標(biāo)準(zhǔn)，最后將產(chǎn)品投入生產(chǎn)，在整個(gè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，沒(méi)有用到一點(diǎn)實(shí)物，既保證了資源的節(jié)約，同時(shí)，虛擬設(shè)計(jì)還能夠大大節(jié)省設(shè)計(jì)所消耗的人力和物力，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行設(shè)備的設(shè)計(jì)，大大減少了設(shè)備的設(shè)計(jì)時(shí)間，在當(dāng)今時(shí)間就是生產(chǎn)力的時(shí)代，高效的設(shè)計(jì)方案能夠大大提高設(shè)備制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。今后的機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化制作必然將更多的依賴計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，保證自身發(fā)展的優(yōu)勢(shì)。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

在現(xiàn)階段的機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化制作過(guò)程中，雖然在一定程度上運(yùn)用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，但在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用是非常有限的。像在利用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)，往往是由計(jì)算機(jī)進(jìn)行的，相關(guān)的技術(shù)人員完全不在現(xiàn)場(chǎng)，在出現(xiàn)問(wèn)題之后，由于沒(méi)有專業(yè)人士處理，而設(shè)計(jì)人員又沒(méi)有在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)督，管理人員則缺少相應(yīng)的技術(shù)知識(shí)，導(dǎo)致出現(xiàn)問(wèn)題只能將生產(chǎn)過(guò)程停止，在相關(guān)人員到場(chǎng)后再對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修。這種生產(chǎn)方式嚴(yán)重制約了自動(dòng)化設(shè)備的正常運(yùn)行，由于機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化制作是一條完整的生產(chǎn)線，生產(chǎn)過(guò)程中任何一個(gè)地方出現(xiàn)了故障，都需要整個(gè)生產(chǎn)線停止工作，這樣將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了減少這種情況造成的經(jīng)濟(jì)損失，保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，需要提高企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化程度，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的全稱監(jiān)控。通過(guò)這種方式，在問(wèn)題出現(xiàn)后，相關(guān)技術(shù)人員和設(shè)計(jì)人員能夠在第一時(shí)間了解問(wèn)題出現(xiàn)的原因和位置，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)問(wèn)題出現(xiàn)位置進(jìn)行故障處理，或者由管理人員組織技術(shù)人員對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理，保證企業(yè)的正常生產(chǎn)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 綠色化

隨著全球溫室效應(yīng)等危害的出現(xiàn)，環(huán)保已經(jīng)成為人們關(guān)注的重點(diǎn)話題，我國(guó)作為一個(gè)工業(yè)大國(guó)，也逐漸將環(huán)保作為未來(lái)的工業(yè)發(fā)展重點(diǎn)，在全國(guó)各地宣傳保護(hù)環(huán)境的措施，保護(hù)我們的家園。人類是大自然的一員，保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)我們自己，只有實(shí)現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)才能更好的發(fā)展，保證我國(guó)的可持續(xù)性發(fā)展。在制造業(yè)中，環(huán)境保護(hù)是衡量一個(gè)企業(yè)發(fā)展的最主要標(biāo)準(zhǔn)之一。對(duì)于機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，環(huán)境保護(hù)是其未來(lái)的重要發(fā)展趨勢(shì)，一個(gè)優(yōu)秀的生產(chǎn)企業(yè)，其從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)到生產(chǎn)，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在注重環(huán)境保護(hù)。通過(guò)環(huán)保措施的實(shí)行，使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力大大提高。在產(chǎn)品的使用階段，環(huán)保工作更加重要，通過(guò)對(duì)資源的合理利用，減少對(duì)自然的破壞，而在選擇生產(chǎn)材料時(shí)，低污染或者無(wú)污染的原料能夠避免生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境的破壞。在產(chǎn)品報(bào)廢后，通過(guò)回收利用能夠減少原料的開(kāi)采，減少對(duì)自然的索取等。

3.5 微型化

機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程中，往往需要對(duì)其進(jìn)行搬動(dòng)，不斷對(duì)自動(dòng)化產(chǎn)品進(jìn)行低功耗和小體積等的研究，不僅能夠減少產(chǎn)品使用過(guò)程中的人力浪費(fèi)，還能減少其空間的占有，提高單位面積的生產(chǎn)效率。通過(guò)這些方面的研究可以發(fā)現(xiàn)，在未來(lái)，機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化產(chǎn)品必將向著小體積的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備由于體積較大，在搬運(yùn)和操作時(shí)較為麻煩，且浪費(fèi)的人力物力較多，通過(guò)微型化研究，能夠降低這些設(shè)備的生產(chǎn)成本，減少原料的使用，同時(shí)，運(yùn)輸費(fèi)用和存儲(chǔ)費(fèi)用的減少，能夠大大提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，保證企業(yè)的快速發(fā)展。機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化產(chǎn)品微型化在帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也帶來(lái)了艱巨的挑戰(zhàn)，由于設(shè)備的體積較小，需要對(duì)各種零件進(jìn)行更加精密的加工，且在操作時(shí)，需要的操作技術(shù)更高。

4 總結(jié)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有巨大的推動(dòng)作用，能夠大大提高我國(guó)的社會(huì)生產(chǎn)效率。但隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈，產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，這就需要生產(chǎn)企業(yè)不斷提高自身的生產(chǎn)水平，提高生產(chǎn)效率。

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