機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向分析

（中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司總裝分廠，山東 青島 266111）

0 引言

想要更好地發(fā)展經(jīng)濟(jì)，工業(yè)設(shè)施的完善性十分重要，這也是一個(gè)國家重要的經(jīng)濟(jì)支柱之一。在此過程中，需要提升對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的重視程度?？偟膩碚f，機(jī)械設(shè)計(jì)制造屬于新型工藝范疇，不僅能夠滿足人民日益提升的物質(zhì)需要，還能提高社會(huì)生產(chǎn)力。在未來，機(jī)械設(shè)計(jì)制造會(huì)朝著更加高層次的方向前進(jìn)，為我國工業(yè)發(fā)展帶來更多的便利。

1 研究意義

現(xiàn)階段，我國現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快，經(jīng)濟(jì)也處于轉(zhuǎn)型發(fā)展階段，在此背景下，機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備需要進(jìn)一步更新。

機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化工程涉及的技能種類很多，但由于市場設(shè)計(jì)規(guī)劃不夠穩(wěn)定，自動(dòng)化工程規(guī)劃和原則也不夠完善，消耗了很多資源，對(duì)人力、物力和時(shí)間等資源的分配也存在問題。另外，協(xié)調(diào)工作也涉及很多新問題，相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)不完善，工作人員無法按照具體要求完成工作，加劇了施工管理的混亂程度，延長了施工時(shí)間，這些都是相關(guān)企業(yè)管理者需要注意的問題。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展意義

2.1 有利于提升機(jī)械設(shè)備的適用性

工業(yè)制造過程呈現(xiàn)出明顯的復(fù)雜性，涉及的影響因素也較多，這也導(dǎo)致該類工業(yè)制造難度較大，對(duì)設(shè)備要求也呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)。而機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用，可以基于所制造產(chǎn)品的基礎(chǔ)參數(shù)，對(duì)機(jī)械設(shè)備工作參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，提升機(jī)械設(shè)備的適用性。除此之外，在整個(gè)機(jī)械制造和自動(dòng)化制造依據(jù)制定上，應(yīng)該以實(shí)際工作需求為主，通過對(duì)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，滿足具體需求，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制，讓機(jī)械設(shè)備更好地滿足工作要求。

2.2 有利于控制生產(chǎn)成本

工業(yè)制造的目的是獲取經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，企業(yè)需要對(duì)生產(chǎn)成本進(jìn)行全面控制，重點(diǎn)關(guān)注機(jī)械設(shè)計(jì)制造和使用，獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。站在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造發(fā)展層面來看，相關(guān)工作人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注機(jī)械設(shè)備的工作情況，提升產(chǎn)品質(zhì)量和價(jià)值，增加外向經(jīng)濟(jì)收益。除此之外，還能夠控制好每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的綜合質(zhì)量，減少廢料產(chǎn)生，這也有效提升了生產(chǎn)原料的利用效率，降低了生產(chǎn)成本支出。

2.3 降低運(yùn)行故障發(fā)生概率

受到工作環(huán)境、機(jī)械疲勞等因素影響，機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行一段時(shí)間后很容易發(fā)生故障，如果不及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理，就會(huì)擴(kuò)大影響范圍，給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)損失。機(jī)械制造自動(dòng)化發(fā)展，能夠?qū)φ麄€(gè)運(yùn)行過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)督，搭配系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的預(yù)警指標(biāo)，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，預(yù)警系統(tǒng)會(huì)及時(shí)作出響應(yīng)，同時(shí)根據(jù)傳感器傳輸路徑來確定故障位置，及時(shí)組織人員對(duì)故障問題進(jìn)行處理，確保機(jī)械穩(wěn)定運(yùn)行。另外，自動(dòng)化體系的使用，可通過既定程序來完成機(jī)械制造任務(wù)，減少人為因素的干擾，進(jìn)而提升運(yùn)行的安全性。

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

3.1 智能化發(fā)展方向

機(jī)械設(shè)計(jì)制造要得到更多的發(fā)展機(jī)會(huì)，并在各個(gè)行業(yè)中得到應(yīng)用，智能化發(fā)展十分重要?，F(xiàn)階段，整個(gè)機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品核心主要集中在智能化上，借助于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展技術(shù)，加入計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)，賦予機(jī)械設(shè)備更加完善的思維能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)備替代人工進(jìn)入危險(xiǎn)領(lǐng)域執(zhí)行工作任務(wù)。與此同時(shí)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造在未來智能化發(fā)展上，能夠取代更多的人力勞動(dòng)，如此一來，在一些惡劣環(huán)境和危險(xiǎn)系數(shù)較高的作業(yè)之中，利用機(jī)器來替代人力，可以降低風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生概率。從這里也能夠看出，智能化是其中的一個(gè)方向，同時(shí)也有很大的發(fā)展空間。在智能化技術(shù)具體應(yīng)用時(shí)，人們應(yīng)對(duì)其知識(shí)產(chǎn)權(quán)進(jìn)行有效把控，避免在后續(xù)出現(xiàn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛事件。

3.2 機(jī)械制造微型化

在經(jīng)歷了多次工業(yè)革命之后，人們所使用的生產(chǎn)工具外形也經(jīng)歷了由大變小的過程。以計(jì)算機(jī)為例，初代計(jì)算機(jī)占地面積達(dá)幾十平方米，只能進(jìn)行一些簡單計(jì)算，而現(xiàn)在外形已經(jīng)縮小至課本大小，以后可能還會(huì)更小。“微型機(jī)械”這一理念提出時(shí)間較早，受到原材料供給、部件精密度、使用價(jià)值等因素影響，目前依舊處于實(shí)驗(yàn)階段。在現(xiàn)代機(jī)械制造過程中，其內(nèi)部構(gòu)造出現(xiàn)了很大程度上的改良，而且零部件的精密性也在不斷提升，這也為“微型機(jī)械”的實(shí)現(xiàn)提供了必要條件。而縮小后的機(jī)械設(shè)備，具備較強(qiáng)的輕便性和靈活性，這也是發(fā)展過程中的重要趨勢(shì)。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展方向

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用頻率越來越高，應(yīng)用效果也更加明顯，改善了人們的生產(chǎn)和生活方式。目前，信息技術(shù)正處于向各個(gè)行業(yè)擴(kuò)展的狀態(tài)，在實(shí)際商業(yè)規(guī)劃和信息交流中發(fā)揮著很大優(yōu)勢(shì)。站在我國機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化應(yīng)用角度來說，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用還能實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程操作的全面檢測(cè)，強(qiáng)化檢測(cè)技術(shù)的有效性，同時(shí)對(duì)整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程進(jìn)行監(jiān)督。倘若在設(shè)計(jì)及制造過程中出現(xiàn)問題，工作人員也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并采用有效的解決措施，維護(hù)機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)安全。另外，機(jī)械設(shè)計(jì)制造同樣會(huì)應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以對(duì)各個(gè)項(xiàng)目的生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行合理控制，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，讓機(jī)械制造行業(yè)朝著網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展。

3.4 數(shù)字化發(fā)展方向

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)主要依靠人工統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)分析，讓實(shí)驗(yàn)制造變得盡可能完善，只有這樣，才能更好地將樣品樣本研制出來，但得到的樣品精度十分有限。數(shù)字化的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造主要指根據(jù)具體的設(shè)備制造需求，做到對(duì)應(yīng)用數(shù)據(jù)的數(shù)字化統(tǒng)計(jì)和深入分析，并以數(shù)字化手段為根本，建立更加完善的自動(dòng)化制造系統(tǒng)，此時(shí)，制造和設(shè)計(jì)圖紙的精度也能更好地展示出來。當(dāng)設(shè)備制造試驗(yàn)完成后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行全面分析，生成完善的產(chǎn)品信息參數(shù)，為后續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。另外，利用數(shù)字化技術(shù)還可以對(duì)機(jī)械制造過程進(jìn)行模擬，所建立的數(shù)字化模型也可以更加直觀地展示產(chǎn)品，需要修改的內(nèi)容可以直接在系統(tǒng)中完成，減少研發(fā)成本的支出。另外，利用數(shù)字化技術(shù)建立的直觀模型，能夠?yàn)榭蛻粽故靖恿Ⅲw的產(chǎn)品內(nèi)容，客戶在提出問題后可以在虛擬模型中進(jìn)行更改，方便雙方合作時(shí)的有效溝通。

3.5 自動(dòng)化水平、生產(chǎn)效率提升

為了減少人為因素影響，機(jī)械設(shè)計(jì)制造往往會(huì)減少對(duì)人工的使用，增加自動(dòng)化技術(shù)程序，以強(qiáng)化整個(gè)生產(chǎn)過程的安全性。在應(yīng)用過程中，技術(shù)人員需要提升對(duì)操控質(zhì)量的重視程度，借助遠(yuǎn)程操控降低操作問題的出現(xiàn)概率，保護(hù)好操作人員，讓整個(gè)運(yùn)行過程更具安全性。而且在系統(tǒng)更新時(shí)，需要對(duì)用戶需求進(jìn)行分類，建立相匹配的數(shù)據(jù)庫，并且在后續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行期間進(jìn)行不斷完善，借此提升整個(gè)系統(tǒng)的適用性。另外，通過設(shè)計(jì)安全警報(bào)機(jī)制，可以提升設(shè)備和生產(chǎn)對(duì)象的安全系數(shù)。從機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作中能夠看出，人們首先要做的就是滿足生產(chǎn)需求，這也是工業(yè)制造整體目標(biāo)所在。對(duì)于實(shí)際的自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行，技術(shù)人員還要做好產(chǎn)品參數(shù)分析操作，完善自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。尤其是在短期生產(chǎn)中，除了控制產(chǎn)品質(zhì)量外，還要盡可能完成更多生產(chǎn)任務(wù)，以此提升工業(yè)生產(chǎn)效率。

3.6 技術(shù)先進(jìn)性更加明顯

首先，在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展上，制造技術(shù)的意義將更加明顯，尤其是在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的完善上，需要以社會(huì)生產(chǎn)需求和條件等為導(dǎo)向，引進(jìn)合適的技術(shù)，保障自動(dòng)化生產(chǎn)工作有效展開，以此來提升企業(yè)的技術(shù)和成本效益。其次，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展成本會(huì)越來越低，以追求低成本的自動(dòng)化技術(shù)，同時(shí)保證構(gòu)建出良好的技術(shù)發(fā)展循環(huán)。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)不是單一的生產(chǎn)一個(gè)機(jī)械，而是以機(jī)械生產(chǎn)為主題，從而融合多種技術(shù)，如電子信息技術(shù)、自動(dòng)控制理論、微型技術(shù)等，使得機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)形成一個(gè)配套系統(tǒng)，從而提升系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)中的使用價(jià)值。另外，生產(chǎn)企業(yè)需要做好先進(jìn)技術(shù)的更新工作，融合其他類型的先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)功能。

3.7 精細(xì)化發(fā)展方向

從目前的市場發(fā)展情況來看，生產(chǎn)企業(yè)在市場中的核心競爭優(yōu)勢(shì)不再是“量”，而是“質(zhì)”，所生產(chǎn)成品的精密度需要大幅度提升。與原有的機(jī)械制造相比，現(xiàn)階段我國機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)脫離既定量產(chǎn)的范疇，在經(jīng)濟(jì)力量、科研力量的支持下，我國機(jī)械制造正逐漸呈現(xiàn)出縱向發(fā)展態(tài)勢(shì)，其更加關(guān)注如何有效提高機(jī)械構(gòu)件的精密度，通過相關(guān)工藝的界定來制定科學(xué)、有序的操作模式，從而為自動(dòng)化發(fā)展提供可靠的應(yīng)用數(shù)據(jù)。以數(shù)控刀具技術(shù)為例，從目前的使用情況來看，其在技術(shù)的研究方向上傾向于復(fù)合型刀具，精密度更高，功能性更強(qiáng)。

4 結(jié)語

我國在機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面的發(fā)展時(shí)間并不長，但發(fā)展速度較快。也正是由于該行業(yè)的迅速發(fā)展，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展提供了契機(jī)，并與電子技術(shù)結(jié)合在一起，帶動(dòng)了我國整體技術(shù)革新，技術(shù)保障作用也進(jìn)一步發(fā)揮。