實現(xiàn)機械設(shè)計制造以及自動化發(fā)展的思考

摘要：機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展空間很大的，并且很有潛力，它是一種集多技術(shù)于一體而發(fā)展起來的新興學(xué)科，它不僅增加了機械設(shè)施的可靠與穩(wěn)定性，而且使其更加人性化，也更加智能化，未來也能逐步完善。機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向正是我們要討論的主題。

關(guān)鍵詞：機械制造； 自動化； 發(fā)展趨勢

機械制造業(yè)與中國國民經(jīng)濟技術(shù)裝備之間的淵源很深有，我們必須不斷地探索、研究機械制造的發(fā)展，因為它可以幫助我們改進工業(yè)體系，只有這樣，機械設(shè)計制造及其自動化才能得到更好的創(chuàng)新與發(fā)展。由于近年來，中國在機械工程方面進行了不斷的探索，所以有了很大的進步，但是，與一些發(fā)達國家比起來，在這方面我們還存在著很多的不足，還需要進一步學(xué)習(xí)。因此，機械設(shè)計制造及其自動化的未來發(fā)展方向主要在以下幾個方面：

1.機械設(shè)計制造及自動化的符合設(shè)計原則

1.1.利用先進技術(shù)不斷創(chuàng)新

首先對產(chǎn)品進行分類，主要根據(jù)產(chǎn)品或系統(tǒng)的主功能不同進行分類。

以材料搬運和加工為主，輸入物質(zhì)、能量和信息，通過各種加工和處理，然后輸出已經(jīng)改變了位置和形態(tài)的物品或產(chǎn)品，這種機械稱為加工機。如各種機床，運輸機械，食品加工機械，起重機械，紡織機械，印刷機械，輕工機械等等。

以能量轉(zhuǎn)換為主，輸入能量和信息，然后輸出不同的能量，這種機械系統(tǒng)稱為動力機，其中原動機的輸出是機械能。如電動機、渦輪機、內(nèi)燃機等等。

以處理信息為主，輸入信息和能量，然后輸出某種信息，例如：輸出數(shù)據(jù)、圖像、聲音、文字等，這種產(chǎn)品稱為信息機。如各種儀器，儀表，電腦，傳真機及各種辦公機械等等。

除上述機械自動化系統(tǒng)所具備的主要功能外，其還應(yīng)該具備其他的一些內(nèi)部功能，即動力功能、檢測功能、控制功能和構(gòu)造功能等。

在上述原理的基礎(chǔ)上，可以構(gòu)成一個既有利于對各種機械自動化產(chǎn)品進行設(shè)計或分析，也有利于擴展思維，促進創(chuàng)造、發(fā)明和創(chuàng)新。例如，可以根據(jù)三種不同的主功能和輸入，最后組合起來可形成九大類型的新的系統(tǒng)產(chǎn)品。

此外，運動方式不同、主功能不同的加工機械，其用途也不同。如：以根據(jù)工件的相對運動和刀具產(chǎn)生切割作用為工作原理的金屬切削機床。

所以，機床的不同用途是由工件與刀具的不同運動方式所決定的。因此，機械自動化的發(fā)展空間是十分廣闊的，而且具有巨大的想象空間，我們需要使用先進的技術(shù)，以滿足創(chuàng)新的要求，從而設(shè)計和制造出一流的自動化產(chǎn)品。

1.2.滿足機器的功能要求

每一種產(chǎn)品都有自己主要的功能，不同的產(chǎn)品有不同的功能，任何一種產(chǎn)品都是為了滿足人民的各種需求而存在的。綜上所述，物質(zhì)，能量和信息（即所謂的產(chǎn)業(yè)三要素）的輸入，可以通過某種處理，然后輸出具有所需要的特性的物質(zhì)，能量和信息。所以，機械自動化系統(tǒng)必須具有這種將物質(zhì)、能量和信息輸入到系統(tǒng)中，然后通過各種處理輸出的具有所需特質(zhì)的物質(zhì)、能量和信息的主要功能。

機械自動化系統(tǒng)包括機電一體化技術(shù)和機電一體化產(chǎn)品的這兩個方面的內(nèi)容，它是是一個綜合概念。作為一個產(chǎn)品，它的功能是取決于其內(nèi)部的有機聯(lián)系的結(jié)構(gòu)，而且為了滿足需要，它還包含了設(shè)計，制造和使用的特定功能。

2.機械設(shè)計制造自動化的發(fā)展方向分析

2.1.微型化的發(fā)展方向

微型化又叫做微機械自動化系統(tǒng)或者是微電子機械，在上世紀(jì)八十年代末，微型化才剛剛興起，它指的是機械自動化產(chǎn)品的尺寸在 1cm 以下，且逐漸發(fā)展為微米和納米，這是機械自動化發(fā)展的必然趨勢。微機械自動化的產(chǎn)品能耗低，體積小，靈活，其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在信息、軍事和生物醫(yī)學(xué)方面。微機械加工技術(shù)的關(guān)鍵在于微機械自動化的發(fā)展，經(jīng)過精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)（光刻和蝕刻技術(shù)）來加工處理微機械自動化產(chǎn)品。

2.2.智能化的發(fā)展方向

在新的世紀(jì)，智能化是機械自動化的發(fā)展的必然方向。以控制理論為先決條件，并將混沌動力學(xué)，生理學(xué)，心理學(xué)，數(shù)學(xué)，計算機科學(xué)，運籌學(xué)，人工智能等方法組合在一起，描述機器的行為，模擬人類的智能，使機器可以模仿人類進行獨立的決策，邏輯推理等一系列的能力，以達到更完美的控制目的，這種機器模擬人類的行為稱為智能化。顯而易見這種初步的智能化，以及后續(xù)的深入智能化是很有必要的，也是未來可以實現(xiàn)并逐漸完善的。

2.3.模塊化的發(fā)展方向

由于機械自動化產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)很多，類別也多種多樣，研發(fā)環(huán)境與介面，動態(tài)接口，電氣接口，機械接口機械自動化產(chǎn)品這一模塊是非常復(fù)雜的，所以模塊化是一項既關(guān)鍵又非常艱巨的任務(wù)。例如，具備測量、判別、圖形加工、視覺等作用的控制模塊的研發(fā)，集電動機和智能減速為一體的動力模塊的制造，以及擁有一系列的典型操作的機械設(shè)備。這樣，可以通過各標(biāo)準(zhǔn)模塊來研發(fā)和制造新產(chǎn)品，同時，還可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。顯然，系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品具有很大的優(yōu)勢，我們可以肯定的是模塊化可以有效地促進機械自動化業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。

2.4.數(shù)字化的發(fā)展方向

數(shù)字化室機械制造技術(shù)發(fā)展的中心。它是管理科學(xué)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，計算機技術(shù)，制造技術(shù)融合與發(fā)展的最終成果。在制造企業(yè)中，技能，知識，數(shù)據(jù)和圖形等一系列的信息都是以數(shù)字形式出現(xiàn)的，企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)傳遞各種信息，通過數(shù)字技術(shù)來收集各種信息材料，在多媒體，數(shù)據(jù)庫和虛擬現(xiàn)實的幫助下，運用數(shù)字技術(shù)對信息進行分析、重組和規(guī)劃，對產(chǎn)品設(shè)計進行仿真，對生產(chǎn)工藝和流程進行仿真，然后制作原型，最后進行一系列的生產(chǎn)并響應(yīng)市場，從而滿足客戶的需求。對于一些世界上的制造企業(yè)，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布信息，企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)進行查看，并與自己的需求相匹配，通過電子商務(wù)，優(yōu)勢互補，結(jié)成聯(lián)盟，然后開發(fā)出一種機械產(chǎn)品。這樣看來，機械制造的向數(shù)字化發(fā)展是一種必然趨勢。

總之，我們可以意識到，機械自動化的發(fā)展才是機電一體化發(fā)展的實質(zhì)性內(nèi)容，由于自動化在未來是必定會發(fā)展的，所以要增加相關(guān)設(shè)計人員對設(shè)計制造的認(rèn)識與了解。

參考文獻：

[1] 張寶坤 ； 王淑霞. 機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向 [J].化工裝備技術(shù) .2011（04）

[2] 孫多志 ； 吳劍波. 機電一體化技術(shù)和應(yīng)用研究及其發(fā)展趨勢 [J]. 民營科技 .2010（03）

[3] 馬玉哲 . 機電一體化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀與展望 [J]. 黑龍江科技信息 .2011（21）