機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)探討

王晚英

摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在當(dāng)下社會(huì)中應(yīng)用甚廣，對(duì)生產(chǎn)力的提高是有目共睹的。作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，人們需要把握好其特點(diǎn)，進(jìn)而發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。文章分析了相關(guān)技術(shù)在參與體系化建設(shè)、突出科學(xué)性應(yīng)用、形成綜合競(jìng)爭(zhēng)力幾方面的特點(diǎn)，并指出了其減少隱患、節(jié)能環(huán)保、增進(jìn)效益優(yōu)勢(shì)，最后對(duì)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)。本研究旨在幫助人們清晰認(rèn)識(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化，同時(shí)更重要的是以趨勢(shì)分析提示人們關(guān)注該技術(shù)在未來(lái)的綜合性發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化;特點(diǎn);優(yōu)勢(shì);趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TH122? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）12-0196-02

0? 引言

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)正隨著社會(huì)環(huán)境的變化而快速發(fā)展，也在努力適應(yīng)越來(lái)越復(fù)雜的市場(chǎng)需求。人們需要立足于相關(guān)技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)、本質(zhì)優(yōu)勢(shì)去進(jìn)一步開(kāi)發(fā)相關(guān)應(yīng)用，進(jìn)而在各個(gè)領(lǐng)域中收獲更大的技術(shù)帶來(lái)的效益。為此，本文研究和闡述機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的相關(guān)問(wèn)題，有一定的實(shí)踐意義。

1? 關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)

1.1 參與體系化建設(shè)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)不是單一的某一項(xiàng)技術(shù)，而是形成了今天龐大的工程體系[1]，乃是系統(tǒng)化的存在。在相關(guān)技術(shù)體系下包含了計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)及制造技術(shù)等多方面的內(nèi)容，且其新的技術(shù)成果還在不斷地開(kāi)發(fā)之中。所有的成果都是相關(guān)技術(shù)體系網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵因子，成功見(jiàn)證了整體技術(shù)體系的每一步晉升。

1.2 突出科學(xué)性應(yīng)用

科學(xué)性本就是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化得以發(fā)展的基礎(chǔ)屬性[2]，正是因?yàn)樽裱茖W(xué)規(guī)律，立足于開(kāi)發(fā)科學(xué)應(yīng)用，其技術(shù)方能取得一個(gè)又一個(gè)新成果。當(dāng)然，人的認(rèn)識(shí)是不斷發(fā)展的，對(duì)科學(xué)的界定也在變化。過(guò)去傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)中的缺點(diǎn)也是存在的，有的已經(jīng)在新發(fā)展中被規(guī)避掉，有的尚處在進(jìn)一步的研究中，理念及方法在實(shí)踐中。但是該技術(shù)突出科學(xué)性應(yīng)用的特點(diǎn)不可否認(rèn)。

1.3 形成綜合競(jìng)爭(zhēng)力

作為一項(xiàng)技術(shù)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化不僅彰顯技術(shù)體系的完善、科學(xué)的進(jìn)步，同時(shí)也成為一個(gè)要素融入了生產(chǎn)角逐中，幫助相關(guān)企業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)形成綜合競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化涉及的技術(shù)內(nèi)容越來(lái)越豐富，能夠從多個(gè)角度提升生產(chǎn)技術(shù)水平，提高生產(chǎn)能力，為經(jīng)濟(jì)效益的提升帶來(lái)實(shí)惠。

2? 關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

2.1 減少隱患

各個(gè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)往往都伴有不同程度的安全隱患，在過(guò)去的人工為主的時(shí)代，生產(chǎn)安全嚴(yán)重威脅著人員安全、質(zhì)量安全。機(jī)械制造業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程之中都需要利用大量的生產(chǎn)設(shè)備，而在傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程中，這些生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要相關(guān)的工作人員無(wú)時(shí)無(wú)刻地進(jìn)行近距離的操作[3]。有了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)輔助之后，生產(chǎn)過(guò)程大大減省了人力，很多過(guò)去人力做不到的工作在技術(shù)運(yùn)作下可以做到了，且使用機(jī)械的安全顧慮變小了。如，內(nèi)燃機(jī)自動(dòng)化儀表就是很好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的設(shè)備，它能夠在具體的生產(chǎn)操作中按照已設(shè)定程序，在自動(dòng)化控制技術(shù)的承載下進(jìn)行產(chǎn)品加工、流程檢測(cè)、生產(chǎn)進(jìn)度等的過(guò)程性控制，進(jìn)而保障工業(yè)生產(chǎn)依次進(jìn)行。尤其是成熟的、體系化的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)能夠使生產(chǎn)全流程轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)有機(jī)的生產(chǎn)系統(tǒng)[4]，在使得生產(chǎn)效率改進(jìn)的同時(shí)，也能夠做到對(duì)流程細(xì)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，其中不乏有對(duì)安全問(wèn)題的預(yù)警機(jī)制，大大降低了安全隱患。

2.2 節(jié)能環(huán)保

工業(yè)化的生產(chǎn)本身是一個(gè)將資源最大化地開(kāi)發(fā)利用的過(guò)程，對(duì)自然生態(tài)資源的應(yīng)用率雖然高，但是因其消耗巨大，也對(duì)生態(tài)平衡造成威脅。工業(yè)生產(chǎn)使得大批量的生產(chǎn)廢棄物出現(xiàn)，如工業(yè)廢水、原材料垃圾等，它們破壞了生態(tài)環(huán)境：工業(yè)水流進(jìn)江河污染水源及破壞水中生態(tài)，滲進(jìn)土壤則危害土質(zhì)，影響植物生長(zhǎng)條件;工業(yè)垃圾則同理，很多可能還不易降解，成為了生態(tài)環(huán)境的負(fù)擔(dān)。此外還有廢氣、煙塵等的污染。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程最大的弊端就是成本過(guò)高且設(shè)備體積過(guò)大，在生產(chǎn)過(guò)程中消耗大量的人力、物力及能源，而自動(dòng)化很好地解決了此類弊端，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小等特點(diǎn)，能夠更好的實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置與利用，同時(shí)也能夠降低消耗，有助于節(jié)約資源[5];機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中融入環(huán)保元素，如應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)自動(dòng)化控制形式的液體定量控制儀表可以在生產(chǎn)中精準(zhǔn)定量要添加的液體量，減少材料浪費(fèi)，其各項(xiàng)工藝參數(shù)分析也科學(xué)精確，其使用科學(xué)的技術(shù)手段能讓生產(chǎn)中的毒性物質(zhì)大大減少。也有的生產(chǎn)設(shè)備加入了廢物排放前的過(guò)濾系統(tǒng)，使得排放物以更環(huán)保的形式被排出。提升資源的利用效率，讓資源最大程度被開(kāi)發(fā)而免于更多的浪費(fèi)，以及少排有害物都是對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

2.3 增進(jìn)效益

企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越激烈，企業(yè)若是想要在市場(chǎng)中持續(xù)發(fā)展，就需要改變傳統(tǒng)的機(jī)械制造模式，提升生產(chǎn)的效率[6]。生產(chǎn)活動(dòng)的目標(biāo)指向是經(jīng)濟(jì)效益，而機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)可以幫助相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)增進(jìn)效益。一方面，相關(guān)技術(shù)很大程度上接替了人力，將企業(yè)在人力上的支出大大減少，而且技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用能夠規(guī)避人的主觀性的、不穩(wěn)定的因素，減少工作失誤，這也變相提高了生產(chǎn)效率。另一方面，在生產(chǎn)過(guò)程中，技術(shù)人員可利用網(wǎng)絡(luò)控制所有自動(dòng)化設(shè)備，如內(nèi)燃機(jī)自動(dòng)化控制儀表，讓其與PLC控制系統(tǒng)有機(jī)連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)集中控制所有內(nèi)燃機(jī)設(shè)備，能夠一并節(jié)約時(shí)間成本、人力成本。此外，精準(zhǔn)化的技術(shù)生產(chǎn)提升了企業(yè)的綜合實(shí)力，讓其在市場(chǎng)角逐中優(yōu)勢(shì)明顯，能夠獲得更大的市場(chǎng)份額和機(jī)遇，進(jìn)而讓效益增長(zhǎng)有更大的空間。

3? 未來(lái)趨勢(shì)分析

3.1 更趨近生態(tài)價(jià)值

保護(hù)生態(tài)環(huán)境乃是可持續(xù)發(fā)展的必然性選擇。面對(duì)越發(fā)緊缺的自然資源以及越發(fā)給人類帶來(lái)警覺(jué)的生態(tài)問(wèn)題，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注生態(tài)，思想意識(shí)也在不斷變化中?？梢哉f(shuō)，保護(hù)環(huán)境，不斷創(chuàng)造生態(tài)性的價(jià)值應(yīng)該是未來(lái)人類的持續(xù)性任務(wù)。要做好這項(xiàng)任務(wù)，人類既要思考如何減輕環(huán)境污染，又要思考如何避免資源的大批量浪費(fèi)，進(jìn)而還地球一個(gè)更清新的環(huán)境、更長(zhǎng)久的家園基地。尤其是當(dāng)代人已經(jīng)初步具備了環(huán)保意識(shí)，在越來(lái)越富足的生活面前也開(kāi)始追求生活環(huán)境的自然與舒適。這可以看做是市場(chǎng)需求的一個(gè)傾向性明顯的變化。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)趨勢(shì)必少不了生態(tài)元素，畢竟作為服務(wù)生產(chǎn)的手段，它終究要與市場(chǎng)需求相匹配。未來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化更注重創(chuàng)造生態(tài)價(jià)值。如，對(duì)生產(chǎn)所需的原料供應(yīng)，相關(guān)技術(shù)要能夠以環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并對(duì)生產(chǎn)廢料有機(jī)回收、再利用;對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)品要求，不僅要考量經(jīng)濟(jì)利益因素，還要賦予其生態(tài)價(jià)值，開(kāi)發(fā)生態(tài)主題的功能。

3.2 依托數(shù)字化技術(shù)

數(shù)字化也是時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)之一，通過(guò)與各領(lǐng)域技術(shù)的融合而發(fā)揮越來(lái)越廣泛的作用。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展中已經(jīng)對(duì)融合數(shù)字化技術(shù)有了嘗試，如，變換存儲(chǔ)模式、更換設(shè)備參數(shù)等，這些都使相關(guān)生產(chǎn)中所獲得的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)。此外，該技術(shù)也如前文所述，在生產(chǎn)的安全環(huán)節(jié)發(fā)揮著監(jiān)控、預(yù)警作用，而數(shù)字化則使其所獲得的監(jiān)控與預(yù)警反饋數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)，進(jìn)而夯實(shí)其安全性能。那么，在未來(lái)的數(shù)字化技術(shù)發(fā)展以及機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中，兩者有機(jī)融合的幾率會(huì)更高，它們都符合新時(shí)代人的轉(zhuǎn)變后的需求，能夠?yàn)樯a(chǎn)、生活帶來(lái)實(shí)惠，那么雙優(yōu)技術(shù)的融合則是人們喜聞樂(lè)見(jiàn)之事。

3.3 技術(shù)發(fā)展體系化

機(jī)械設(shè)計(jì)制造極大的提升了生產(chǎn)效率，為我國(guó)生產(chǎn)水平提升提供了極大的動(dòng)力[7]。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)成果在不斷增多，其未來(lái)會(huì)形成更加龐大的技術(shù)體系，突出技術(shù)的綜合性。技術(shù)發(fā)展體系化有利于對(duì)技術(shù)的綜合的、全面的開(kāi)發(fā)，也使人的相關(guān)技術(shù)認(rèn)知更加符合客觀規(guī)律，避免顧此失彼。可以說(shuō)，所有技術(shù)由單一的、局部的，走向多元的、全面的是一個(gè)必然的趨勢(shì)，有助于整合技術(shù)的相關(guān)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而為新的技術(shù)成果開(kāi)發(fā)助力。未來(lái)，體系化的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)中，可能不僅包含計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等技術(shù)的交叉，還包含其他生產(chǎn)領(lǐng)域的技術(shù)，融合更多的元素從而做到與時(shí)代需求的契合，做到對(duì)自身發(fā)展的突破。整合思路下的體系化趨勢(shì)，能夠輔助企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、認(rèn)證等環(huán)節(jié)中同步獲取信息，進(jìn)而掌握過(guò)程的精確程度;也能讓人快捷掌握各類型復(fù)雜工作環(huán)境的實(shí)時(shí)狀況，對(duì)其中的工作問(wèn)題做出調(diào)整，進(jìn)而增進(jìn)工作效益。

3.4 人工智能的融合

21世紀(jì)的人工智能發(fā)展非常迅猛，尤其是近幾年，人們可以在生活、生產(chǎn)各個(gè)場(chǎng)景、領(lǐng)域看到智能化的機(jī)器人的存在。人工智能發(fā)展趨勢(shì)不可逆。那么，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化走向智能化也是非常合理的趨勢(shì)。該技術(shù)的智能化主要體現(xiàn)在要以自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)，融合人工智能技術(shù)（模式識(shí)別、智能系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等），進(jìn)而革新機(jī)械設(shè)計(jì)以及制造技術(shù)。像計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)能夠發(fā)揮出超越人類視覺(jué)的功能，不僅精準(zhǔn)操控機(jī)器設(shè)備，還能夠進(jìn)行多維定位，為相關(guān)技術(shù)的生產(chǎn)效率增加助力。如今，已有相關(guān)的智能化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域嘗試融合[8]，且效果不錯(cuò)。相信在未來(lái)，會(huì)有更加深入的技術(shù)融合研究出現(xiàn)，然后在各生產(chǎn)領(lǐng)域大范圍推廣。人工智能接替人力，僅靠少量的技術(shù)人員操控自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的場(chǎng)景在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)會(huì)越來(lái)越多。

4? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化體現(xiàn)出了更趨近生態(tài)價(jià)值、依托數(shù)字化技術(shù)、技術(shù)發(fā)展體系化、人工智能的融合幾大發(fā)展趨勢(shì)。在各個(gè)趨勢(shì)下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的相關(guān)特點(diǎn)以及優(yōu)勢(shì)可以得到很好的發(fā)揮。作為具備發(fā)展眼光的當(dāng)代人，我們需要對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展報(bào)以持之以恒的心態(tài)，努力在新趨勢(shì)下尋求發(fā)展的平衡，并繼續(xù)用對(duì)技術(shù)研究的強(qiáng)大動(dòng)力來(lái)為各個(gè)行業(yè)發(fā)展助力。

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