機械設(shè)計制造及其自動化的設(shè)計及發(fā)展趨勢

摘 要：機械設(shè)計制造及其自動化是一門新興的綜合技術(shù)學(xué)科，這門學(xué)科主要為機械裝備的制造，研究機電產(chǎn)品的運行控制?，F(xiàn)代機械設(shè)計制造及其自動化是結(jié)合信息技術(shù)整合的結(jié)果，與傳統(tǒng)機械制造產(chǎn)品的相比，機械設(shè)計制造及其自動化主要區(qū)別在智能操控及自動化上，本文主要是探討機械設(shè)計及其自動化在未來的發(fā)展方向和前景。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；發(fā)展趨勢；自動化；信息技術(shù)；運動控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.015

0 引言

隨著科技的進(jìn)步發(fā)展迅速，目前中國在科技制造業(yè)上已經(jīng)處于優(yōu)勢狀態(tài)。就目前而言，各種大型機械的自動化生產(chǎn)流線，可以代替手工完成，給大家?guī)砹瞬簧俜奖悖补?jié)省很多時間。隨著時間的推移，機械化制造更會邁入另一個新時期。

1 背景

隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，機械設(shè)計制造及其自動化的設(shè)計都是從新生到成熟，然后慢慢完善的。當(dāng)隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展完善，先進(jìn)的電子信息技術(shù)而產(chǎn)生的自動控制器，結(jié)合機械設(shè)計，從而生產(chǎn)出無需人工操控的計算機控制自動化。機械自動化的采用，不但為當(dāng)代社會的生產(chǎn)需求提供了充足的生產(chǎn)效率，還減少了人工生產(chǎn)的工作量，使人類工作強度大大降低。機械自動化的使用，最直觀的結(jié)果是提高了生產(chǎn)率和生產(chǎn)量，更重要的是使其他產(chǎn)業(yè)相應(yīng)的也跟著發(fā)展。機械自動化技術(shù)，最早是從20世紀(jì)的20年代開始發(fā)展，在近一世紀(jì)的發(fā)展過程中，都是外國的先進(jìn)技術(shù)引領(lǐng)發(fā)展，在中國的發(fā)展中，使用的機械自動化技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)未能替代手工，從而使得應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)分布不均，機械設(shè)計產(chǎn)業(yè)的層次較低，所以中國的機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。

因此，隨著科學(xué)發(fā)展，高新產(chǎn)業(yè)興起發(fā)展，我國機械設(shè)計制造是遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上高新產(chǎn)業(yè)需要的制造要求，一方面是機械設(shè)計制造的落后，另一最重要的方面是高新產(chǎn)業(yè)設(shè)備的精密化。如同電子信息技術(shù)的發(fā)展，其所需的機械設(shè)計制造要求已經(jīng)到了肉眼難測的毫厘之間，而落后的機械設(shè)計制造已經(jīng)成為了限制技術(shù)、經(jīng)濟、社會發(fā)展的短板，相反，先機的制造技術(shù)則成為了社會發(fā)展的最有力保障。

（1）機械設(shè)計制造及其自動化特點。機械設(shè)計制造在多種行業(yè)領(lǐng)域的使用中，都體現(xiàn)出了一種先進(jìn)性，符合綠色發(fā)展的需求，不但在功能化、效率、材料、能源的使用上不斷滿足社會的生產(chǎn)需求，更為多元化的高新技術(shù)發(fā)展需求提供了充足的保障。與傳統(tǒng)設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)的區(qū)別，是現(xiàn)代的機械制造設(shè)計技術(shù)主要體現(xiàn)在二個方面：人性化、智能化。而且為了充分的滿足生產(chǎn)需求，機械設(shè)計制造自動化的機器設(shè)備是將多種技術(shù)的整合，但是，無論什么機械設(shè)備，一定會在某種程度上有其自身的局限性，而這，恰恰就是要機械設(shè)計制造根據(jù)產(chǎn)品功能性及產(chǎn)品的具體使用情況來設(shè)計產(chǎn)品的功能。因此，智能化和人性化的機械設(shè)計制造已經(jīng)不是粗糙的將技術(shù)累加，反而要結(jié)合具體特性融合技術(shù)，將技術(shù)的整合和使用。

（2）機械設(shè)計制造及其自動化優(yōu)勢。1）近年國家要求中國從傳統(tǒng)的加工制造業(yè)向高新產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和發(fā)展，相比較于發(fā)達(dá)國家的機械制造及其自動化產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)，我國還處于一種較落后的水平，因此我國的機械制造及其自動化產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)市場需求極大，相對于國外成熟技術(shù)的價格，國產(chǎn)技術(shù)價格優(yōu)惠；2）面對國內(nèi)越來越高昂的人力成本，機械自動化的成本隨著機械制造技術(shù)的成熟越發(fā)降低，機械設(shè)備的自動化及智能化工作，極大的將生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量提高，而機械生產(chǎn)，能夠在任何惡劣的環(huán)境中高效迅速生產(chǎn)；3）與電子信息技術(shù)結(jié)合的機械制造自動化，在故障發(fā)生時可以根據(jù)程序的自我檢測，直接指出故障，采取自我保護(hù)機能，與傳統(tǒng)機械制造相比減少了工作故障的檢測維修，為生產(chǎn)提供了穩(wěn)定性和可靠性，更可大大減少安全事故的發(fā)生；4）越發(fā)成熟的機械設(shè)計制造操作流程簡單，只需輸入相應(yīng)的指令，生產(chǎn)即可自動化，更因其的復(fù)合功能，能夠滿足各行業(yè)不同的發(fā)展需求。

2 機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展方向

（1）機械的智能化。當(dāng)今社會，機械發(fā)展智能化是社會的主要發(fā)展方向，機械自動化技術(shù)發(fā)展更是將智能化作為主要發(fā)展方向。智能化不僅應(yīng)用在機械的產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)，最重要的應(yīng)用是提高機械設(shè)計成產(chǎn)中的自動化，提高機械設(shè)計制造的科技含量。例如社會的工程施工技術(shù)的提高，對工程建設(shè)機械的要求更是大大的提高，因此，智能化的工程機械能根據(jù)智能體系排除故障，從而大大提高生產(chǎn)效率的智能化機械是未來機械行業(yè)的發(fā)展方向。

（2）機電一體化。機電一體化，是指機械集合電子信息技術(shù)，傳統(tǒng)機械設(shè)計技術(shù)是將機械和電子技術(shù)分離開兩個，而未來，機械工業(yè)將會是結(jié)合機械和電子信息技術(shù)為一體，真正實現(xiàn)機電一體化。

（3）機械的模塊化。隨著機械自動化發(fā)展，自動化產(chǎn)品生產(chǎn)商家增加，研制和開發(fā)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品單元就變得尤為重要了。只有制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，才可迅速的利用標(biāo)準(zhǔn)化研發(fā)、生產(chǎn)產(chǎn)品，也為行業(yè)擴大規(guī)模提供了基礎(chǔ)。模塊化對生產(chǎn)機械的企業(yè)來說，是一個制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，為行業(yè)帶來良好發(fā)展環(huán)境的基礎(chǔ)。

3 機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)發(fā)展

（1）發(fā)展機械自動化技術(shù)需要注重實際。應(yīng)用，是制造技術(shù)的意義所在。特別是機械自動化技術(shù)的發(fā)展，更是要以社會生產(chǎn)的需求、條件為主導(dǎo)，只有采用合適的技術(shù)，制造相對應(yīng)的自動化生產(chǎn)，才是企業(yè)追求的技術(shù)效益和成本效益。

（2）發(fā)展低成本機械自動化技術(shù)。由于研發(fā)技術(shù)需要大量投資和時間，因此，追求低成本自動化技術(shù)，是市場及國情的需要，只要是投資少，見效快的技術(shù)，都可以判斷考慮是否具有市場前景，只有這樣，才能最快的形成一個技術(shù)發(fā)展的循環(huán)。

（3）發(fā)展配套機械自動化技術(shù)。機械自動化技術(shù)，不是單一的生產(chǎn)一個機械，而是以機械生產(chǎn)為主題，從而融合多種如電子信息技術(shù)、自動控制理論、微型技術(shù)等，使得機械自動化技術(shù)形成一個配套，只有這樣，才是機械設(shè)計制造及其自動化設(shè)計的主要技術(shù)基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

機械設(shè)計制造及其自動化的設(shè)計在人類未來的發(fā)展方向上是智能化及人性化發(fā)展，只有這樣，才能增強機械制造的安全性及可靠性。雖然發(fā)展空間廣闊，但按中國現(xiàn)在的機械制造技術(shù)離頂尖的技術(shù)還是有差距的，只有不斷克服存在的技術(shù)問題，進(jìn)行完善，才能真正的踏足世界前列，引領(lǐng)世界未來的機械制造產(chǎn)業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]西安電子科技大學(xué)學(xué)報[J].2012.

[2]工業(yè)機械學(xué)報[J].2014（05）.

作者簡介：張澄（1973-），男，湖北武漢人，學(xué)士，工程師，高級業(yè)務(wù)主任。