機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則與發(fā)展趨勢(shì)(1)

闞梓源

摘?要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的機(jī)械工程的發(fā)展也有了改善。自動(dòng)化技術(shù)及信息技術(shù)的發(fā)展使得機(jī)械工作不再是簡(jiǎn)單地重復(fù)，而是利用各種程序來(lái)完成智能化操作，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械的智能化操作與維護(hù)，大大提升了機(jī)械工作效率與總體穩(wěn)定性，在工作時(shí)能夠更加精準(zhǔn)地完成任務(wù)。以生化、電腦、通訊為基礎(chǔ)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)與指令機(jī)構(gòu)替代了人工，智能程序能夠更好地完成檢測(cè)、分析與處理等工作，自動(dòng)化程度的全面提升有助于實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造;自動(dòng)化;設(shè)計(jì)原則;發(fā)展趨勢(shì)

引言

19世紀(jì)，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)出現(xiàn)并逐漸被應(yīng)用到了冷加工領(lǐng)域，從20世紀(jì)60年代起，市場(chǎng)對(duì)自動(dòng)化的需求顯著提升。為進(jìn)一步提升機(jī)械制造應(yīng)用效率，增強(qiáng)制造靈活性，自動(dòng)化技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入至機(jī)械制造領(lǐng)域，并出現(xiàn)了適用于機(jī)械制造的相應(yīng)自動(dòng)化技術(shù)，設(shè)備。計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展，通訊技術(shù)與電子技術(shù)的進(jìn)步，逐漸讓計(jì)算機(jī)取代了人工操作，賦予了制造系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)作特性，可以自動(dòng)完成檢測(cè)、信息處理，并在這一基礎(chǔ)上作出判斷，進(jìn)而達(dá)到對(duì)設(shè)備的控制，并可從制造特定機(jī)械部件，制造出多種機(jī)械產(chǎn)品。

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則

1.1有效滿足設(shè)備需求

機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造是為了更好地滿足人們的使用需要，特別是工業(yè)生產(chǎn)，對(duì)機(jī)械設(shè)備的效率與可靠性都提出了較高要求。不同產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力與主要工作目標(biāo)是不同的，例如車床，必須在短時(shí)間內(nèi)完成高精度零部件的加工，因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)必須要充分考慮到用戶對(duì)機(jī)械的使用要求，明確機(jī)械的具體應(yīng)用環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確把握機(jī)械設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)與研究方向，確保產(chǎn)品在制造和生產(chǎn)后能夠較好地實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有功能，以滿足用戶的不同需求。

1.2保證機(jī)械操作簡(jiǎn)便

傳統(tǒng)機(jī)械在投入使用后往往需要操作人員通過(guò)復(fù)雜的程序和方式進(jìn)行控制，這對(duì)于機(jī)械的使用和維護(hù)都提出了較高要求，精度控制和品質(zhì)控制的難度也大大提升。人性化設(shè)計(jì)考慮的缺失導(dǎo)致傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備占地面積較大、操作步驟復(fù)雜、后期維護(hù)檢修不易等問(wèn)題普遍存在，而機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的引入則能夠?qū)C(jī)械的各種功能進(jìn)行有效整合，有效減少了產(chǎn)品使用的難度，使機(jī)械操作更為簡(jiǎn)便。

2機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的意義

2.1有利于增進(jìn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益

在機(jī)械制造領(lǐng)域引入自動(dòng)化技術(shù)，不僅可以大幅降低企業(yè)制造成本，還節(jié)省了單位時(shí)間內(nèi)的人力、財(cái)力支出與損耗。此外，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，保障了產(chǎn)品的穩(wěn)定性與質(zhì)量，有助于增強(qiáng)企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，為拓展市場(chǎng)，贏得更大的經(jīng)濟(jì)效益提供了有利條件。

2.2提高了機(jī)械制造的運(yùn)行效率

市場(chǎng)對(duì)機(jī)械制造也開(kāi)始提出了更多的要求，經(jīng)由自動(dòng)化設(shè)備與技能的應(yīng)用，促使機(jī)械制造的效率有所提升，可以令機(jī)械制造的性能有所提高，進(jìn)而達(dá)到社會(huì)工業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)要求。

2.3有利于推動(dòng)機(jī)械制造技術(shù)的創(chuàng)新

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要成果，符合社會(huì)信息化快速發(fā)展的訴求。計(jì)算機(jī)技術(shù)上的進(jìn)步與新技術(shù)的出現(xiàn)，都可能引起機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)化、改進(jìn)，更好地將新的思想模式與自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合，提升人們的視野，推動(dòng)技術(shù)革新。

3自動(dòng)化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

打造環(huán)境友好型社會(huì)，推動(dòng)資源節(jié)約型社會(huì)建設(shè)，都需要機(jī)械制造和設(shè)計(jì)中對(duì)資源進(jìn)行科學(xué)的利用，使得通過(guò)這些資源能獲得最好的效益，同時(shí)也降低對(duì)自然環(huán)境的影響。自動(dòng)化技術(shù)中也需體現(xiàn)環(huán)保性，如創(chuàng)新技術(shù)，對(duì)廢物進(jìn)行合理的回收和利用。此外要把能源的消耗控制在一定的區(qū)間內(nèi)。（1）設(shè)備與控制系統(tǒng)的結(jié)合。在機(jī)械制造企業(yè)中，為了保證機(jī)械制造的各個(gè)設(shè)備都能夠在自動(dòng)化控制下進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)行工作。因此，將設(shè)備與同一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行連接對(duì)于企業(yè)而言是十分必要的，這也是保證自動(dòng)化技術(shù)在行業(yè)中能夠發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)。在現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)中，針對(duì)市場(chǎng)的不同需求，企業(yè)需要進(jìn)行不同的產(chǎn)品制作。為了保證這些產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)速度，將設(shè)備與計(jì)算機(jī)的主控系統(tǒng)進(jìn)行連接，能夠保證系統(tǒng)針對(duì)不同的產(chǎn)品，在不同的設(shè)備上進(jìn)行相關(guān)的操作和運(yùn)行，保證在自動(dòng)化控制下進(jìn)行相關(guān)的產(chǎn)品制作。（2）機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的智能化發(fā)展和自動(dòng)化發(fā)展。誠(chéng)然，我國(guó)目前科學(xué)技術(shù)水平已經(jīng)能夠在企業(yè)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，但是自動(dòng)化過(guò)程仍需要有人工的監(jiān)督與操控。在未來(lái)行業(yè)中，人工操作的環(huán)節(jié)會(huì)越來(lái)越少，人工操作人員需要到企業(yè)工廠進(jìn)行操作的環(huán)節(jié)也越來(lái)越少。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)不同產(chǎn)品的分析以及設(shè)計(jì)，并且在產(chǎn)品的生產(chǎn)全過(guò)程實(shí)現(xiàn)智能化把控和自動(dòng)化運(yùn)行。（3）機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的綠色化生產(chǎn)。在我國(guó)現(xiàn)代的生產(chǎn)企業(yè)中，許多企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中都有污染物的排放，對(duì)我國(guó)目前的環(huán)境是一個(gè)極大的污染。但是在自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用后，能夠最大程度地利用資源，并且對(duì)于污染物實(shí)現(xiàn)集中控制和管理以及回收再利用，保證工廠的綠色生產(chǎn)。數(shù)據(jù)是機(jī)械故障大數(shù)據(jù)診斷的基礎(chǔ)，建立標(biāo)準(zhǔn)化的大數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于診斷而言非常重要。獲取、存儲(chǔ)、傳輸是大數(shù)據(jù)庫(kù)建立的主要依據(jù)，企業(yè)可以長(zhǎng)期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并從中獲取最有效的數(shù)據(jù)。機(jī)械數(shù)據(jù)的規(guī)模非常龐大，數(shù)據(jù)來(lái)源多樣而分散，非常容易受到各種因素的干擾。針對(duì)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)收集與處理必須要通過(guò)可靠的數(shù)據(jù)傳感與診斷來(lái)實(shí)現(xiàn)，可通過(guò)多元信號(hào)的重采樣、尺度與維度控制來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的意志。機(jī)械設(shè)備的故障往往蘊(yùn)藏于數(shù)據(jù)之中，可通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)解析來(lái)準(zhǔn)確獲取數(shù)據(jù)的典型特征，并從中提取機(jī)械故障，這樣才能更好地發(fā)揮出大數(shù)據(jù)的價(jià)值。大數(shù)據(jù)下的智能診斷離不開(kāi)深度學(xué)習(xí)，可通過(guò)深層次學(xué)習(xí)構(gòu)建深層模型。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造及其自動(dòng)化技術(shù)會(huì)越來(lái)越成熟，在行業(yè)中的應(yīng)用也能夠提升整個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)效率，為整個(gè)行業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。對(duì)于具體的機(jī)械制造企業(yè)而言，自動(dòng)化技術(shù)取代了傳統(tǒng)的人工操作，能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)省更多的人工成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，保證企業(yè)在國(guó)內(nèi)與國(guó)際市場(chǎng)中搶占更多的市場(chǎng)份額，推動(dòng)企業(yè)完成現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型，并向健康穩(wěn)定的方向不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]?何楠.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（07）：148-149.

[2]?梁喜佳，張洪偉.淺析機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，（06）：126.