機械設計制造及其自動化的特點與優(yōu)勢

張小宇　鄧長城　朱可可　王惠震　石鑫

摘 要：近年來，我國社會經(jīng)濟、信息科學技術(shù)發(fā)展迅速，帶動了我國機械設計制造行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，有利于提高我國機械制造業(yè)的發(fā)展?jié)摿Γ瑸橥七M社會經(jīng)濟發(fā)展建設提供重要保障。在先進信息科學技術(shù)的推動下，將數(shù)控技術(shù)等信息化手段融入行業(yè)的更新與高質(zhì)量發(fā)展是必然趨勢。本文結(jié)合機械設計制造及其自動化發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)出其發(fā)展趨勢為：智能化、網(wǎng)絡化、虛擬化、電子化。

關(guān)鍵詞：機械設計制造及其自動化 特點 優(yōu)勢 發(fā)展趨勢

Features and Advantages of Mechanical Design and Manufacturing and its Automation

Zhang Xiaoyu，Deng Changcheng，Zhu Keke，Wang Huizhen，Shi Xin

Abstract：In recent years， the rapid development of China's social economy and information science and technology has promoted the high-quality development of the machinery design and manufacturing industry， which is conducive to improving the development potential of the machinery manufacturing industry and provides an important guarantee for promoting social and economic development. Driven by advanced information science and technology， it is an inevitable trend to integrate information technology such as CNC technology into the industry's renewal and high-quality development. This article combines the development status of mechanical design and manufacturing and its automation， and summarizes its development trends as： intelligent， networked， virtualized， and electronic.

Key words：mechanical design and manufacturing and its automation， characteristics， advantages， development trends

1 引言

機械設計制造及其自動化的發(fā)展是我國經(jīng)濟和信息科學技術(shù)水平協(xié)調(diào)、高質(zhì)量發(fā)展的結(jié)果。機械設計及其自動化，有利于提高企業(yè)生產(chǎn)過程的智能化水平，對提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量等具有積極作用。在社會經(jīng)濟發(fā)展建設進程進程不斷加快的背景下，社會生產(chǎn)對機械設計制造及其自動化提出更高要求[1]。為滿足社會發(fā)展需要，進一步提高社會資源的應用效率與質(zhì)量，推動企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)高質(zhì)量發(fā)展，有必要對機械設計制造及其自動化的特點與優(yōu)勢進行探究。通過對機械設計制造及其自動化的特點分析，探索其在生產(chǎn)過程中的優(yōu)勢，并對機械設計制造及其自動化的發(fā)展趨勢進行展望，對機械設計制造及其自動化高質(zhì)量發(fā)展、實現(xiàn)企業(yè)良好的經(jīng)濟效益與社會效益，具有積極意義。

2 機械設計制造及其自動化的特點

2.1 環(huán)保性

機械設計制造及其自動化可以有效提高機械操作性能、精準性，為機械智能化發(fā)展提供推動力。由于傳統(tǒng)機械操作存在一定復雜性，對技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)水平要求較高，給企業(yè)帶來一定人力資源成本壓力[1-2]。若在生產(chǎn)操作過程中出現(xiàn)失誤，則直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴重的將會導致產(chǎn)品報廢，浪費生產(chǎn)資源與能源，對企業(yè)可持續(xù)發(fā)展、實現(xiàn)良好經(jīng)濟效益產(chǎn)生不利影響。與傳統(tǒng)機械相比，自動化機械設計制造可以減少操作誤差，降低二次加工情況發(fā)生激烈，進而節(jié)約生產(chǎn)成本，提高相關(guān)資源的應用效率與應用質(zhì)量[2，5-6]。同時，機械設計制造及其自從化可以節(jié)約大量人力、物力、財力，有利于減少材料損失，降低生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境造成的污染甚至達到零污染，從而實現(xiàn)綠色生產(chǎn)[2]。

2.2 安全性

“安全生產(chǎn)”是生產(chǎn)的核心內(nèi)容。在傳統(tǒng)機械操作過程中，若出現(xiàn)人為操作失誤，將會導致一系列生產(chǎn)問題，甚至引發(fā)安全事故，對生產(chǎn)人員帶來生命與財產(chǎn)威脅。隨著機械設計制造及其自動化的發(fā)展，實現(xiàn)了電腦程序的遠程操控，在有效提高生產(chǎn)安全性、精準性的同時，優(yōu)化了生產(chǎn)人員的工作環(huán)

境[3-5]。同時，機械設計制造及其自動化，可以通過相關(guān)程序?qū)C械存在的安全隱患進行檢測，有利于相關(guān)工作人員采取及時、科學的措施，對安全隱患進行有效處理，提高生產(chǎn)安全性、穩(wěn)定性[3]。另外，通過先進生產(chǎn)機械的應用，相關(guān)工作人員與機械之間的直接接觸頻率降低，有效保障了相關(guān)工作人員的生命財產(chǎn)安全[3]。

2.3 效率性

在傳統(tǒng)機械制造生產(chǎn)過程中，操作人員及相關(guān)工作人員要對機械進行全方位了解，并掌握操作要領(lǐng)[4]。在實際生產(chǎn)過程中，要嚴格按照相關(guān)規(guī)定和規(guī)范進行生產(chǎn)，一方面會延長生產(chǎn)時間，難以提高生產(chǎn)進度;另一方面需要應用大量人力資源，增加了企業(yè)人力資源成本[4-6]。在現(xiàn)代科學技術(shù)的支持下，機械設計制造及其自動化在生產(chǎn)過程中，可以減少外界因素的影響程度，使生產(chǎn)流程更具合理性、科學性，有利于提高生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)操作的規(guī)范性。在有效降低企業(yè)人力資源成本的同時，提升企業(yè)經(jīng)營效益和社會效益[5]。

3 機械設計制造及其自動化的優(yōu)勢

3.1 有利于提高產(chǎn)品綜合質(zhì)量

傳統(tǒng)機械制造生產(chǎn)過程中，需要人工操作，通常因人為操作等因素導致產(chǎn)品質(zhì)量不具有一致性，降低產(chǎn)品合格率，導致產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)參差不齊等情況[6]。而機械設計制造及其自動化的優(yōu)勢著重體現(xiàn)在其可以有效提高生產(chǎn)效率，通過計算機、人工智能等技術(shù)的深度融合與應用，可以對產(chǎn)品的生產(chǎn)流程等進行科學、合理設計，在節(jié)約生產(chǎn)時間、減少人工成本的同時，減少人為操作對產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的影響，從而提高產(chǎn)品綜合質(zhì)量[5-7]。

3.2 有利于提升生產(chǎn)的穩(wěn)定性

在傳統(tǒng)機械出現(xiàn)故障時，需要相關(guān)工作人員根據(jù)工作經(jīng)驗對故障進行判斷和檢修，維修時間具有不確定性，導致產(chǎn)品生產(chǎn)具有穩(wěn)定性與可靠性。若設備安全隱患未被清除，將對相關(guān)工作人員的生命財產(chǎn)安全造成威脅[2-5]。而機械設計制造及其自動化，可以對機械進行定期掃描和體檢，及時對設備故障進行檢測和維修，提高故障檢修的效率與質(zhì)量，減少不必要的構(gòu)件磨損，延長機械設備使用壽命，提高生產(chǎn)穩(wěn)定性[4]。

3.3 有利于簡化生產(chǎn)工作流程

傳統(tǒng)機械制造生產(chǎn)具有一定局限性，且生產(chǎn)的能耗較大，產(chǎn)品生產(chǎn)穩(wěn)定性較低，生產(chǎn)工作流程較為繁瑣，給企業(yè)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展帶來不利影響。而機械設計制造及其自動化，可以深化先進技術(shù)應用，實現(xiàn)生產(chǎn)的自動、遠程控制[3]。同時，機械設計制造及其自動化可以實現(xiàn)批量生產(chǎn)，并根據(jù)客戶的實際需求，進行生產(chǎn)個性化設計[6]。在簡化生產(chǎn)工作流程的同時，提高生產(chǎn)工作的人性化、個性化，為提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率與質(zhì)量提供保障。

4 機械設計制造及其自動化的發(fā)展趨勢

目前，機械設計制造及其自動化發(fā)展已經(jīng)取得良好成效，在有效提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率與質(zhì)量的同時，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的安全性，為企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益奠定良好基礎(chǔ)。同時，機械設計制造及其自動化在推進經(jīng)濟社會健康發(fā)展方面起到積極作用[1-3]。在信息科學技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，機械設計制造及其自動化將會實現(xiàn)深度發(fā)展。具體而言，機械設計制造及其自動化的發(fā)展趨勢有以下幾點：

第一，機械設計制造及其自動化將向智能化方向發(fā)展。當前，我國人工智能等先進的科學技術(shù)發(fā)展迅速，這些先進技術(shù)的深度應用，可以進一步完善和優(yōu)化機械設計制造及其自動化的體系結(jié)構(gòu)，有利于企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的系統(tǒng)化、程序化、一體化發(fā)展[4]。在電子信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，機械設計制造及其自動化的相關(guān)數(shù)據(jù)信息可以被有效分析和應用，有利于提高生產(chǎn)流程設計，實現(xiàn)信息化技術(shù)與機械生產(chǎn)之間的有機融合，強化機械智能化控制與發(fā)展，為企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、質(zhì)量的提升，及企業(yè)經(jīng)濟效益的提升提供良好的技術(shù)支撐。

第二，機械設計制造及其自動化將向網(wǎng)絡化方向發(fā)展。當前，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度應用于各行業(yè)中，并發(fā)揮出巨大的效用。在機械設計制造及其自動化發(fā)展方面，企業(yè)要加強互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與機械設計制造及其自動化的融合程度，將實際生產(chǎn)流程的各個環(huán)節(jié)進行連接，實現(xiàn)對生產(chǎn)各環(huán)節(jié)、細節(jié)的實時管控[4-6]。同時，企業(yè)要通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對機械設備進行高效監(jiān)督與管理維護，切實提高機械設備運行的安全性、可靠性。另外，企業(yè)要充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的可操作性、可視性、監(jiān)管性等效用，確保相關(guān)工作人員可以在某個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)問題時，及時發(fā)現(xiàn)問題，并采取科學、有效的處理措施，對出現(xiàn)的問題進行解決，保障機械設備的穩(wěn)定、安全運行[7]。需要注意的是，在實際工作中，相關(guān)工作人員可以對出現(xiàn)的問題，及解決方法進行記錄，以便出現(xiàn)類似問題時，其他工作人員可以進行參考和借鑒。

第三，機械設計制造及其自動化將向虛擬化、電子化方向發(fā)展?；诋斍皺C械設計制造及其自動化發(fā)展成果，探索出其另外的發(fā)展方向為虛擬化、電子化[3，6]。在機械設計制造及其自動化向虛擬化、電子化發(fā)展的過程中，會進一步提高資源的利用效率，有利于推進企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)向更高效率與更高質(zhì)量邁進。在實踐應用過程中，設計人員可以將機械設計通過電腦呈現(xiàn)出來，并通過相關(guān)會議討論，進行電子設計圖修改和調(diào)整。在確定設計方案后，可以通過相關(guān)程序進行模擬生產(chǎn)，并應用三維的形式將模擬生產(chǎn)出的虛擬產(chǎn)品展示出來[7-8]。有利于企業(yè)更直觀地感受到產(chǎn)品特征與優(yōu)勢，提高企業(yè)經(jīng)營決策制定的科學性，從而在提高企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)效率與質(zhì)量的同時，為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益與社會效益[8]。

第四，數(shù)控技術(shù)能購通過數(shù)字信息控制機械運動以及工作，其能夠?qū)C械制造以及計算機與現(xiàn)代控制等相結(jié)合，其屬于現(xiàn)代制造業(yè)中具有基礎(chǔ)性的技術(shù)，其存在的特點為精度高以及效率高與柔性自動化等，能夠?qū)χ圃鞓I(yè)產(chǎn)生重要作用。將數(shù)控技術(shù)同機械設計制造及其自動化相結(jié)合，能夠使得其更加具有精準性，將其生產(chǎn)效率提升，使其經(jīng)濟效益得到提升。

5 結(jié)語

機械設計制造及其自動化在社會經(jīng)濟發(fā)展建設進程中扮演重要的角色。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，在先進的信息科學技術(shù)支撐下，機械設計制造及其自動化必將向更高質(zhì)量發(fā)展。在機械設計制造及其自動化特點分析的基礎(chǔ)上，對機械設計制造及其自動化的優(yōu)勢進行挖掘，并在此基礎(chǔ)上，總結(jié)出機械設計制造及其自動化發(fā)展趨勢：智能化、網(wǎng)絡化、虛擬化、電子化。這將為提高企業(yè)生產(chǎn)效率與質(zhì)量奠定良好基礎(chǔ)，為企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，及良好的社會效益與經(jīng)濟效益提供重要保障。

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