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

高艷平

（山東華凌科技工程集團(tuán)有限公司， 山東 東營(yíng) 257000）

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是一項(xiàng)非常復(fù)雜且包含了多個(gè)學(xué)科技術(shù)的龐大技術(shù)領(lǐng)域，隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域提出了更高的要求，這給該領(lǐng)域既帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇，也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。因此，必須要明確機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向，這對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展具有至關(guān)重要的影響，甚至具有極為重要的導(dǎo)向性作用，是促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展的重要因素。

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

1.1 工作效率高、質(zhì)量?jī)?yōu)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化可謂功能強(qiáng)大，改變了傳統(tǒng)制造的弊端，更加完善。過(guò)去的人工操作不僅效率低、質(zhì)量參差不齊，不但造成資源浪費(fèi)，而且工人也辛苦勞累，工作中存在安全隱患。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化則改變了這一現(xiàn)狀，只要做好編程，利用控制程序，點(diǎn)點(diǎn)幾個(gè)按鈕，就能完成操作。系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單且安全高效，比人工方式精確度高，質(zhì)量有保障，這就是自動(dòng)化的魅力所在。

1.2 安全性

傳統(tǒng)的機(jī)械手工操作在實(shí)際的工作中極易引起事故，在工人進(jìn)行操作的過(guò)程中，由于工人自身的疲勞或是操作不當(dāng)，便會(huì)引起人身安全事故，輕則受傷，重則死亡，同時(shí)企業(yè)也會(huì)因?yàn)槭鹿实陌l(fā)生受到經(jīng)濟(jì)損失。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化可以改善這種狀況。在實(shí)際的操作工作中，工作人員不需要自身親力親為，只需要通過(guò)電腦程序便可以對(duì)機(jī)械進(jìn)行控制，一方面增加了工人的安全性，另一方面，工人的工作環(huán)境也有了明顯的進(jìn)步。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化能夠滿足機(jī)械功能內(nèi)在需求，任何產(chǎn)品都有其獨(dú)特的功能內(nèi)在要求。所謂機(jī)械功能內(nèi)在要求，也就是機(jī)械的開(kāi)發(fā)目的，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化能夠滿足機(jī)械開(kāi)發(fā)的基本要求，同時(shí)也符合輸出端的輸出量。實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、功能的有效融合。

1.3 生產(chǎn)操作更為簡(jiǎn)便

對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)造及其智能自動(dòng)化技術(shù)加以合理利用，能夠以排查機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方式，在設(shè)施出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)使其停止工作，并派遣專業(yè)的技術(shù)人員及時(shí)進(jìn)行修理。智能自動(dòng)化能夠用系統(tǒng)來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)控與管理，操作方法簡(jiǎn)單明了，錯(cuò)誤率較低而且更為安全。如果從技術(shù)方面切入，機(jī)械制造及其智能自動(dòng)化擁有比較可靠的技術(shù)，出錯(cuò)率也較低，即使沒(méi)有大量的勞動(dòng)力也能大幅度提升生產(chǎn)效率。通過(guò)實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能自動(dòng)化，能自行進(jìn)行檢查并解決故障，讓機(jī)器順暢運(yùn)行，操作方式簡(jiǎn)易，這在生產(chǎn)效率的提高以及生產(chǎn)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)方面具有重大的意義。

2 我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，制造業(yè)也得到了快速發(fā)展，無(wú)論是生產(chǎn)技術(shù)水平，還是生產(chǎn)能力，都得到了大幅度的提升。目前，我國(guó)已成為世界首屈一指的制造業(yè)大國(guó)。雖然我國(guó)的制造業(yè)發(fā)展水平較高，但大部分先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備都是從國(guó)外引進(jìn)的，即便已實(shí)現(xiàn)部分技術(shù)國(guó)產(chǎn)化，但對(duì)于技術(shù)精髓的吸收和消化，以及在此基礎(chǔ)上的自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)發(fā)展水平都較為落后，導(dǎo)致我國(guó)制造業(yè)部分處于工業(yè)價(jià)值鏈的底端，總體水平大而不強(qiáng)，與發(fā)達(dá)國(guó)家仍存在較為巨大的差距。我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化現(xiàn)有的具體功能水平和傳統(tǒng)制造業(yè)相比，機(jī)械制造及自動(dòng)化應(yīng)用了現(xiàn)代化的信息技術(shù)，從而使生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)、精益化以及智能化，有效提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，大幅度縮短了生產(chǎn)時(shí)間，節(jié)省了生產(chǎn)成本。信息技術(shù)的應(yīng)用，還使生產(chǎn)系統(tǒng)具備了自我故障檢測(cè)和報(bào)區(qū)功能，從而能夠及時(shí)排除安全隱患，保證生產(chǎn)活動(dòng)的安全運(yùn)行，減少因故障問(wèn)題造成的生產(chǎn)成本。部分設(shè)備還具有自我修復(fù)功能，有效保證機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定及持久運(yùn)行，從而提高了生產(chǎn)質(zhì)量和效率。隨著人工智能技術(shù)的應(yīng)用，智能系統(tǒng)能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和處理，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工，不僅節(jié)省了大量的人工勞動(dòng)，還有效簡(jiǎn)化了生產(chǎn)環(huán)境，提高了生產(chǎn)效率以及精度，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。而新技術(shù)的應(yīng)用還有效降低了生產(chǎn)活動(dòng)的能耗，達(dá)到節(jié)能減排效果，對(duì)緩解能源危機(jī)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，都具有積極的意義。

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

3.1 機(jī)電一體化

機(jī)電一體化是將機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)融合在一起，功能非常強(qiáng)大。機(jī)電一體化是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展的必經(jīng)之路，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，才能更好地發(fā)揮機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，才能讓制造業(yè)向著高品質(zhì)、高效能的方向發(fā)展，有力推動(dòng)工業(yè)現(xiàn)代化的健康發(fā)展。

3.2 生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)保

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程速度的加快，人們的生活環(huán)境受到了嚴(yán)重的污染和破壞，人類社會(huì)要保持可持續(xù)發(fā)展，必須重視對(duì)環(huán)境的保護(hù)。不管是工業(yè)制造還是第三產(chǎn)業(yè)，都應(yīng)以保護(hù)環(huán)境為根本。機(jī)械制造業(yè)作為工業(yè)產(chǎn)業(yè)，也必須遵守環(huán)境保護(hù)原則。因此，機(jī)械制造從最開(kāi)始的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開(kāi)始，要向著生態(tài)、環(huán)保方向進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在其之后的生產(chǎn)制造以及使用維修環(huán)節(jié)，要避免對(duì)環(huán)境造成污染和破壞。因此，生態(tài)環(huán)保是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化未來(lái)發(fā)展的方向，此舉是促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)業(yè)良性、健康發(fā)展的關(guān)鍵舉措，更是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的硬性要求。

3.3 實(shí)現(xiàn)發(fā)展智能化

智能化是機(jī)械制造自動(dòng)化主要特點(diǎn)之一，隨著信息技術(shù)的日益發(fā)展與普及，對(duì)機(jī)械制造自動(dòng)化的依賴也在不斷增強(qiáng)。機(jī)械自動(dòng)化的智能化可以大幅度地提升生產(chǎn)效率，能夠降低生產(chǎn)過(guò)程中的錯(cuò)誤率，加強(qiáng)生產(chǎn)制造的安全性。隨著智能化的增強(qiáng)，能夠?qū)θ藗兊乃季S方式與行為特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)融合，還可以快速形成更便捷與安全的生產(chǎn)方式，對(duì)提升生產(chǎn)效率有著重大的促進(jìn)作用。

3.4 虛擬化趨勢(shì)

當(dāng)前的機(jī)械制造業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造，首先在圖紙上整體的工作流程以及相關(guān)的產(chǎn)品功能都在設(shè)計(jì)圖紙上表現(xiàn)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)窮極所有可能出現(xiàn)的情況。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成之后便依據(jù)圖紙的信息進(jìn)行產(chǎn)品的實(shí)際制造，根據(jù)圖紙的信息進(jìn)行生產(chǎn)制造的過(guò)程中，隨著制造的進(jìn)程的不斷推進(jìn)，可能會(huì)出現(xiàn)圖紙上沒(méi)有反映出的問(wèn)題，甚至?xí)霈F(xiàn)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。這樣在產(chǎn)品投入生產(chǎn)中會(huì)浪費(fèi)很多的資源，也會(huì)出現(xiàn)資金的浪費(fèi)，最重要的會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)。虛擬化的技術(shù)提前模擬產(chǎn)品的生產(chǎn)，及時(shí)看到在生產(chǎn)制造過(guò)程的各類問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程中，還可以根據(jù)問(wèn)題的出現(xiàn)及時(shí)對(duì)制造進(jìn)行修改和完善，出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，解決一個(gè)問(wèn)題，從而達(dá)到最優(yōu)的效果。

3.5 模塊化

對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行合理的功能模塊劃分，能夠有效簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，進(jìn)行減少制造結(jié)構(gòu)的變化，將生產(chǎn)過(guò)程分解為不同的、專業(yè)化的獨(dú)立模塊，通過(guò)對(duì)不同的模塊進(jìn)行組合，無(wú)法再設(shè)計(jì)或制造新機(jī)械設(shè)備，就能夠生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，有效提高資源利用率，還能夠簡(jiǎn)化生產(chǎn)。模塊化發(fā)展，使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化具有更強(qiáng)的通用性和互換性，有效提高了相關(guān)機(jī)械設(shè)備的實(shí)用性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械制造有明顯的優(yōu)勢(shì)，并且具有極大的發(fā)展?jié)摿?。機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)正確把握市場(chǎng)動(dòng)態(tài)和方向，認(rèn)真研究機(jī)械制造行業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。因此，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)加大對(duì)該綜合性學(xué)科的學(xué)習(xí)，將現(xiàn)代科技更好地融入機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中，要充分了解計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等多領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，研究其最新的科技成果是否能夠運(yùn)用到機(jī)械制造自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，以便更好地提高機(jī)械產(chǎn)品的制作精度和質(zhì)量，保證人員生產(chǎn)安全，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提高，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供優(yōu)秀的技術(shù)支持。