機械設(shè)計及其自動化發(fā)展方向的思考

楊近松（長春光學(xué)精密機械與物理研究所,長春 130033）

機械設(shè)計及其自動化發(fā)展方向的思考

楊近松
（長春光學(xué)精密機械與物理研究所,長春 130033）

眾所周知，機械設(shè)計是機械設(shè)備得以生產(chǎn)、組裝的第一步。機械設(shè)計水準的高低將直接影響到后續(xù)的產(chǎn)品質(zhì)量、成本、性能、研發(fā)周期和研發(fā)投入等。隨著科技水平的不斷提升，自動化技術(shù)在機械設(shè)計當中的運用越來越廣泛，不但有利于降低成本，還具備傳統(tǒng)機械設(shè)計模式不具有的其他優(yōu)點。本文在闡述機械設(shè)計自動化優(yōu)勢的同時，根據(jù)自身工作經(jīng)驗，針對機械設(shè)計及其自動化發(fā)展方向提出一些建議。

自動化；機械設(shè)計；傳統(tǒng)機械制造

0 引言

機械設(shè)計及自動化是以機械技術(shù)和電子技術(shù)為載體，多學(xué)科、多領(lǐng)域相互融合的產(chǎn)物。機械設(shè)計及其自動化的出現(xiàn)改變了以往機械設(shè)計產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營模式，從手工設(shè)計階段轉(zhuǎn)向了自動化設(shè)計階段。機械設(shè)計及其自動化不是簡單的技術(shù)及零配件組合自動化，而是產(chǎn)品的技術(shù)要素、結(jié)構(gòu)要素、功能要素都發(fā)生了巨大改變，它是一種新興的綜合化技術(shù)手段。

1 機械設(shè)計及其自動化概述

1.1 機械設(shè)計及其自動化的含義

機械設(shè)計及其自動化，應(yīng)分為設(shè)計和自動化兩個方面。機械設(shè)計是依據(jù)各種機械加工設(shè)備的構(gòu)造、工作原理、運行方法、力和能量的傳遞、不同零件的組成材料、形狀尺寸和潤滑方法等進行思路構(gòu)建、分析和計算，并將這些結(jié)果轉(zhuǎn)化為人為進行制造的具體的工作過程。機械設(shè)計作為機械產(chǎn)品加工生產(chǎn)的重要步驟，在工程設(shè)計中占據(jù)有重要地位。機械設(shè)計水平的高低不僅能代表科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平，而且還能決定轉(zhuǎn)化為實際的經(jīng)濟成果。機械設(shè)計發(fā)達的地區(qū)，其裝備制造業(yè)發(fā)展水平也相對較高。自動化技術(shù)是指能夠?qū)崿F(xiàn)機械設(shè)計和制造過程的自動運行，自主調(diào)控。

1.2 自動化技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用特征和原則。

自動化技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用是以控制理論作為理論基礎(chǔ)，將生產(chǎn)的工序和人工的指導(dǎo)作用進行有機的結(jié)合，從而實現(xiàn)機械設(shè)計過程的自動化。具體而言，自動化技術(shù)在機械設(shè)計中的特征和原則包含以下幾個方面：

（1）加大創(chuàng)新。隨著科技水平的不斷提升，傳統(tǒng)機械設(shè)計方式在適應(yīng)當前機械設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作量大、誤差率小的要求下已經(jīng)出現(xiàn)明顯的弊端。當前，智能化、自動化、規(guī)模化是整個機械設(shè)計領(lǐng)域的新要求，只有不斷創(chuàng)新，提高設(shè)計水平，才能滿足日益增長的新要求和新挑戰(zhàn)；（2）利用各領(lǐng)域先進成果。機械設(shè)計及其自動化是多學(xué)科、多領(lǐng)域相關(guān)綜合下的產(chǎn)物，要想獲得新的突破和新的科技攻關(guān)，必須保持高度的相關(guān)學(xué)科前瞻性，將最新技術(shù)和理念融入到機械設(shè)計及其自動化當中，如加強對電子學(xué)、計算機仿真技術(shù)、機械力學(xué)等學(xué)科新技術(shù)新發(fā)現(xiàn)的引入；（3）提高管理水平。機械設(shè)計及其自動化與傳統(tǒng)的機械設(shè)計相比，所要求的管理水平有較大提升。以往的管理經(jīng)驗不再適用于當前機械設(shè)計及自動化的要求，這就需要研發(fā)人員不斷提升自身管理水平，運用現(xiàn)代化管理模式和手段服務(wù)機械設(shè)計及自動化。同時，技術(shù)人員也要不斷提升自身技術(shù)水平和專業(yè)知識，與當前技術(shù)發(fā)展趨勢保持一致，只有這樣才能順應(yīng)市場發(fā)展要求。

2 機械設(shè)計及其自動化的發(fā)展方向

經(jīng)歷了從無到有，從模仿國外到自主研發(fā)，我國機械設(shè)計及其自動化取得了驕人的成績，這極大彌補了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中機械設(shè)計自動化的空白。但與國外發(fā)達國家相比，我國機械設(shè)計及其自動化的發(fā)展還存在一定的差距，通過研究分析，筆者認為應(yīng)從以下幾點著手，推動機械設(shè)計及其自動化的前進。

2.1 機電一體化

機械設(shè)計及其自動化只是機械設(shè)計領(lǐng)域中的一個重要組成部分，而機電一體化包含了機械、電子信息處理、動力、傳感檢測、執(zhí)行元件五大模塊，只有朝機電一體化方向發(fā)展，才可以具有更加廣闊的市場空間。

2.2 智能化

自動化技術(shù)的基本要求之一就是智能化。所謂的智能化，是指在控制理論的基礎(chǔ)上，利用人工智能、計算機科學(xué)、心理學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和運籌學(xué)等新思維、新措施，模擬人類的智能，使之具有邏輯判斷、推理、自主決策的能力，以達到更高的控制目標。智能化的實現(xiàn)可以擺脫人力腦力勞動，大大降低工作強度及錯誤率。

2.3 模塊化

由于機械設(shè)計的復(fù)雜和多樣，模塊化設(shè)計在整個機械設(shè)計及自動化方面發(fā)揮著重要作用。通過建立模塊化標準，可以實現(xiàn)在設(shè)計過程中多部件同時適用于同一模塊的效果。這不僅可以縮短機械設(shè)計的時間，而且可以大大降低設(shè)計成本，便于后期零配件的更替和維護。通過模塊化設(shè)計，機械制造企業(yè)可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，帶來巨大經(jīng)濟效益。

2.4 網(wǎng)絡(luò)化

如今，網(wǎng)絡(luò)的使用在各行各業(yè)已非常普遍，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用，我們可以隨時控制和操作機械設(shè)計自動化產(chǎn)品。以家庭為例，現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了以手機為載體，通過遠程控制實現(xiàn)家用電器的智能化操作，通過遠程控制實現(xiàn)汽車的啟停，這些都是利用現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)的機械設(shè)計自動化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)化，在為人們提供便利的同時，企業(yè)本身也獲得了良好的經(jīng)濟效益。

2.5 微型化

微型化設(shè)計是要求機械設(shè)計產(chǎn)品在便攜性、體積、能耗、性能等方面做到統(tǒng)籌兼顧，不但要求體積小，能耗低，還需要兼?zhèn)涓咝阅艿奶卣鳌Ｎ⑿突O(shè)計在醫(yī)學(xué)、軍事、電子等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。

2.6 綠色化

工業(yè)水平的不斷提升在改善了人們生活水平的同時，也對環(huán)境造成了一定的影響。工業(yè)經(jīng)濟想要走可持續(xù)發(fā)展道路，必須要堅持綠色化發(fā)展方向。在機械設(shè)計及其自動化快速發(fā)展的今天，只有不斷降低對環(huán)境的污染，與環(huán)境和諧共生，才能持久長遠發(fā)展下去。

3 結(jié)語

本文從機械設(shè)計及自動化相關(guān)理論著手，結(jié)合自身工作經(jīng)驗和體會，認為機械設(shè)計及自動化發(fā)展應(yīng)遵循機電一體化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色化的發(fā)展理念，只有這樣才能在競爭激烈的環(huán)境中獲得長久發(fā)展。

[1]王宇杰.淺談機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向[J].中國科技縱橫,2013(17):3-4.

[2]曹宇.以創(chuàng)新技能為導(dǎo)向的機械設(shè)計及自動化主干專業(yè)課程實踐[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2012(14):45-46.

楊近松（1969-），男，吉林人，碩士，副研究員，研究方向：機電一體化設(shè)計。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.251