有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化發(fā)展方向的探究

張民敬

【摘 要】機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)裝備的主要來源，是制造產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，對我國工業(yè)體系的完善和市場經(jīng)濟(jì)的提高具有重要推動作用。因此，機(jī)械制造業(yè)需要加大機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化的研究力度，在實(shí)踐中不斷創(chuàng)新發(fā)展自動化技術(shù)。論文主要介紹了機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化相對傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造而言的優(yōu)勢所在，并探究了機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化的發(fā)展趨勢，旨在為機(jī)械設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展指明道路。

【Abstract】 Machinery manufacturing industry is the main source of the technological equipment in various sectors of the national economy， and it is an important part of the manufacturing industry， and plays an important role in promoting the improvement of China's industrial system and market economy. Therefore， the mechanical manufacturing industry needs to strengthen the research on mechanical design manufacturing and its automation， and constantly innovate and develop automation technology in practice. This paper mainly introduces the advantages of mechanical design and its automation compared with traditional mechanical design and manufacturing， and explores the development trend of mechanical design and its automation， so as to point out the way for the further development of mechanical design.

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì)；自動化；發(fā)展方向

【Keywords】mechanical design； automation； development direction

【中圖分類號】TH122 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2019）03-0156-02

1 引言

勞動工具及其生產(chǎn)制造技術(shù)被認(rèn)為是社會變革的重要標(biāo)志?？v觀人類發(fā)展，機(jī)械制造的發(fā)展經(jīng)歷了石器時代、蒸汽時代、電動時代，到現(xiàn)在機(jī)械制造設(shè)計(jì)開始走向自動化。如今，機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展方向聚焦在如何利用自動化替代簡單又煩瑣的工作，使人類從繁重的體力勞作中解放出來，機(jī)械制造設(shè)計(jì)自動化成為企業(yè)和國家的重要研究課題[1]。

2 機(jī)械制造設(shè)計(jì)自動化的含義

2.1 自動化

所謂自動化，是指人類在生產(chǎn)、生活、管理時，采用一定的技術(shù)裝備和策略，減少人工干預(yù)，提高工作效率、效益和效果的過程。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和信息技術(shù)的興起，自動控制技術(shù)逐漸廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)械制造等多個社會領(lǐng)域。

2.2 機(jī)械制造自動化

機(jī)械制造自動化是機(jī)電一體化的發(fā)展延伸，指的是將智能自動化技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)融合，利用計(jì)算機(jī)編程等技術(shù)，協(xié)調(diào)操控機(jī)械加工，實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)的過程。

3 機(jī)械制造自動化的優(yōu)勢

機(jī)械制造自動化將機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制等高新技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，如加入計(jì)算機(jī)編程技術(shù)，將加工制造程序設(shè)置到操作系統(tǒng)，使之自動對產(chǎn)品進(jìn)行加工，與傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)相比，不但可以保證機(jī)械的質(zhì)量，并且還提高了加工效率。同時，機(jī)械制造自動化可以對產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)模加工，有利于降低人工成本，保證產(chǎn)品數(shù)量，在一定程度上增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

機(jī)械制造自動化具有實(shí)時監(jiān)控、自動檢測、警報(bào)、自我保護(hù)等功能，針對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的過載、過流以及短路等突發(fā)情況，可以及時發(fā)現(xiàn)并停止運(yùn)行，該功能大大降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，保證了操作人員的人身安全，使得制造加工得以安全進(jìn)行。

工藝流程的規(guī)范操控是保證工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，因此，在實(shí)際制造過程中對加工參數(shù)有嚴(yán)格的要求。機(jī)械制造自動化系統(tǒng)的應(yīng)用避免了人工操作的誤差，使得加工參數(shù)的變量時刻保持穩(wěn)定，為工業(yè)生產(chǎn)的良性運(yùn)作提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。

綜上所述，機(jī)械制造自動化對于加強(qiáng)加工制造的安全系數(shù)，保證生產(chǎn)的高效、精確，具有十分重要的作用。

4 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動化的發(fā)展方向

機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動化的發(fā)展空間廣泛，在未來還有不小的優(yōu)化空間，就其優(yōu)點(diǎn)來講，從整體發(fā)展的層面具有更加廣泛的優(yōu)勢基礎(chǔ)，特別是機(jī)械制造自動化的產(chǎn)品慢慢替代了傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品，而且機(jī)械制造自動化的產(chǎn)品還具有一些其他的功能需求和附加價值，都可以給社會增加一定的經(jīng)濟(jì)效益。下文主要對機(jī)械設(shè)計(jì)制造未來的發(fā)展方向進(jìn)行了探討[3]。

4.1 智能化

機(jī)械制造智能化指的是在控制系統(tǒng)的前提下，通過人工智能、運(yùn)籌原理、計(jì)算機(jī)知識以及其他的一些創(chuàng)新思維方法，使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造具備基本的判斷能力、邏輯思維能力和自主決策能力。通俗來講就是讓機(jī)械自動化設(shè)備具備初級的邏輯思維和人工智能，能夠進(jìn)行自主判斷，從而避免由于人為因素造成的安全事故，有效提高生產(chǎn)效率。隨著人機(jī)互動的普及，機(jī)械設(shè)計(jì)智能化逐漸成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化發(fā)展的主要方向之一。

4.2 人機(jī)一體化

以上是以人工智能為主要手段的智能化機(jī)械制造系統(tǒng)，其雖然具有自動化、高效化及智能化等優(yōu)點(diǎn)，但是智能化機(jī)械設(shè)備只是按照固定的操作步驟，進(jìn)行類似人類的推理、判斷及預(yù)測等活動，沒有靈活應(yīng)變的能力。而人機(jī)一體化的發(fā)展，催生了混合形態(tài)的智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)以人為加工制造的主體，指揮和利用智能制造與加工設(shè)備。二者的有效互補(bǔ)使得生產(chǎn)效率大幅度提高。

4.3 模塊化

目前，市面上的機(jī)械自動化產(chǎn)品種類繁多，同時生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)質(zhì)量有好有壞，因而研發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)械自動化產(chǎn)品單元具有一定難度。然而，開發(fā)具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械設(shè)備是目前機(jī)械制造業(yè)獲得可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。生產(chǎn)兼具智能減速、視覺、圖像處理、識別和測距等功能模塊的機(jī)械產(chǎn)品，有利于打開市場，在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化制造的同時擴(kuò)展生產(chǎn)規(guī)模。

機(jī)械設(shè)計(jì)模塊化指的是對產(chǎn)品的功能和生產(chǎn)過程進(jìn)行劃分，生成多種專業(yè)化的獨(dú)立模塊，在產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)中，通過不同模塊的組合，完成不同的生產(chǎn)工藝。其原理是利用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的簡化，達(dá)到維持制造結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的目的。機(jī)械制造模塊化的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了不需再設(shè)計(jì)或制造新機(jī)械設(shè)備，就能完成不同類別產(chǎn)品的生產(chǎn)和生產(chǎn)工藝的進(jìn)行，有效地提高了資源利用率，降低了生產(chǎn)成本。同時，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化的模塊化發(fā)展有利于增加設(shè)備的通用性，使得機(jī)械設(shè)備利用標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行互換，有效提高了機(jī)械設(shè)備的使用率。

4.4 網(wǎng)絡(luò)化

隨著信息時代的不斷推進(jìn)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸普及到社會的各個行業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)用信息技術(shù)是目前機(jī)械生產(chǎn)制造業(yè)進(jìn)行改革創(chuàng)新的必然趨勢。其中，機(jī)械自動化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)械生產(chǎn)制造業(yè)的重要發(fā)展方向。網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測技術(shù)可以為機(jī)械自動化提供不限時空的全方位監(jiān)控，有利于保障生產(chǎn)活動的安全運(yùn)行。目前，市面上有一種可以操控家用電器的智能軟件，使人們可以在外實(shí)時控制家電，方便人們?nèi)粘Ｉ畹耐瑫r，也在一定程度上避免了用電風(fēng)險(xiǎn)。這便是利用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控機(jī)械設(shè)備的成功案例，可以為機(jī)械制造和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展提供有益的借鑒。

4.5 微型化

隨著機(jī)械自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，目前已涉及微觀領(lǐng)域，逐漸發(fā)展為微機(jī)械自動化技術(shù)。微機(jī)械自動化的生產(chǎn)對象主要為2cm左右的產(chǎn)品，現(xiàn)在開始向微米、納米技術(shù)發(fā)展。微機(jī)械自動化設(shè)備的耗能少且操作靈活，有利于降低生產(chǎn)能耗，節(jié)約成本，在生物醫(yī)療、軍事、信息等領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢。因此，微機(jī)械自動化技術(shù)是未來機(jī)械設(shè)計(jì)的重要發(fā)展方向之一，有待相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)一步開發(fā)研究。

4.6 人性化

人性化是未來機(jī)械自動化發(fā)展應(yīng)該關(guān)注的重要問題，這是因?yàn)楫a(chǎn)品最終要服務(wù)的對象是人，產(chǎn)品與人的關(guān)系是機(jī)械自動化生產(chǎn)的重要關(guān)系。因此，對于機(jī)械自動化產(chǎn)品，我們應(yīng)該賦予其智能、情感和人性。通過模擬生物機(jī)理，研制各種機(jī)械自動化產(chǎn)品。現(xiàn)代機(jī)械制造的人性化發(fā)展，使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化更加貼合市場和人們的實(shí)際需要，為機(jī)械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供源源不斷的動力。

5 結(jié)語

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化技術(shù)有利于提升機(jī)械制造的生產(chǎn)效率，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，是推進(jìn)我國現(xiàn)代化進(jìn)程以及科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的重要手段。在當(dāng)前社會機(jī)械制造產(chǎn)品的要求逐漸增長的形勢下，我國必須創(chuàng)新開發(fā)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)，努力提高我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化水平，以滿足我國機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的需要，不斷推動社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】羅強(qiáng).基于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化未來發(fā)展方向的探究與思考[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017（31）：75-76.

【2】張民杰，蔣瑜，李婷.現(xiàn)代企業(yè)中機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化發(fā)展方向分析[J].知識經(jīng)濟(jì)，2016（16）：71.

【3】余亮.關(guān)于我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動化發(fā)展方向的探討[J].教育教學(xué)論壇，2016（22）：256-257.