機械設計制造及其自動化的設計及發展趨勢

摘 要：機械設計制造及其自動化是一門新興的綜合技術學科，這門學科主要為機械裝備的制造，研究機電產品的運行控制。現代機械設計制造及其自動化是結合信息技術整合的結果，與傳統機械制造產品的相比，機械設計制造及其自動化主要區別在智能操控及自動化上，本文主要是探討機械設計及其自動化在未來的發展方向和前景。

關鍵詞：機械設計；發展趨勢；自動化；信息技術；運動控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.015

0 引言

隨著科技的進步發展迅速，目前中國在科技制造業上已經處于優勢狀態。就目前而言，各種大型機械的自動化生產流線，可以代替手工完成，給大家帶來了不少方便，也節省很多時間。隨著時間的推移，機械化制造更會邁入另一個新時期。

1 背景

隨著科學的不斷發展，機械設計制造及其自動化的設計都是從新生到成熟，然后慢慢完善的。當隨著電子信息技術的發展完善，先進的電子信息技術而產生的自動控制器，結合機械設計，從而生產出無需人工操控的計算機控制自動化。機械自動化的采用，不但為當代社會的生產需求提供了充足的生產效率，還減少了人工生產的工作量，使人類工作強度大大降低。機械自動化的使用，最直觀的結果是提高了生產率和生產量，更重要的是使其他產業相應的也跟著發展。機械自動化技術，最早是從20世紀的20年代開始發展，在近一世紀的發展過程中，都是外國的先進技術引領發展，在中國的發展中，使用的機械自動化技術遠遠未能替代手工，從而使得應用的產業分布不均，機械設計產業的層次較低，所以中國的機械設計制造及其自動化發展是遠遠落后于發達國家。

因此，隨著科學發展，高新產業興起發展，我國機械設計制造是遠遠跟不上高新產業需要的制造要求，一方面是機械設計制造的落后，另一最重要的方面是高新產業設備的精密化。如同電子信息技術的發展，其所需的機械設計制造要求已經到了肉眼難測的毫厘之間，而落后的機械設計制造已經成為了限制技術、經濟、社會發展的短板，相反，先機的制造技術則成為了社會發展的最有力保障。

（1）機械設計制造及其自動化特點。機械設計制造在多種行業領域的使用中，都體現出了一種先進性，符合綠色發展的需求，不但在功能化、效率、材料、能源的使用上不斷滿足社會的生產需求，更為多元化的高新技術發展需求提供了充足的保障。與傳統設計制造產業的區別，是現代的機械制造設計技術主要體現在二個方面：人性化、智能化。而且為了充分的滿足生產需求，機械設計制造自動化的機器設備是將多種技術的整合，但是，無論什么機械設備，一定會在某種程度上有其自身的局限性，而這，恰恰就是要機械設計制造根據產品功能性及產品的具體使用情況來設計產品的功能。因此，智能化和人性化的機械設計制造已經不是粗糙的將技術累加，反而要結合具體特性融合技術，將技術的整合和使用。

（2）機械設計制造及其自動化優勢。1）近年國家要求中國從傳統的加工制造業向高新產業轉型和發展，相比較于發達國家的機械制造及其自動化產業的先進，我國還處于一種較落后的水平，因此我國的機械制造及其自動化產業在國內市場需求極大，相對于國外成熟技術的價格，國產技術價格優惠；2）面對國內越來越高昂的人力成本，機械自動化的成本隨著機械制造技術的成熟越發降低，機械設備的自動化及智能化工作，極大的將生產效率和生產質量提高，而機械生產，能夠在任何惡劣的環境中高效迅速生產；3）與電子信息技術結合的機械制造自動化，在故障發生時可以根據程序的自我檢測，直接指出故障，采取自我保護機能，與傳統機械制造相比減少了工作故障的檢測維修，為生產提供了穩定性和可靠性，更可大大減少安全事故的發生；4）越發成熟的機械設計制造操作流程簡單，只需輸入相應的指令，生產即可自動化，更因其的復合功能，能夠滿足各行業不同的發展需求。

2 機械設計制造及其自動化發展方向

（1）機械的智能化。當今社會，機械發展智能化是社會的主要發展方向，機械自動化技術發展更是將智能化作為主要發展方向。智能化不僅應用在機械的產品設計和生產，最重要的應用是提高機械設計成產中的自動化，提高機械設計制造的科技含量。例如社會的工程施工技術的提高，對工程建設機械的要求更是大大的提高，因此，智能化的工程機械能根據智能體系排除故障，從而大大提高生產效率的智能化機械是未來機械行業的發展方向。

（2）機電一體化。機電一體化，是指機械集合電子信息技術，傳統機械設計技術是將機械和電子技術分離開兩個，而未來，機械工業將會是結合機械和電子信息技術為一體，真正實現機電一體化。

（3）機械的模塊化。隨著機械自動化發展，自動化產品生產商家增加，研制和開發行業標準的產品單元就變得尤為重要了。只有制定了行業標準，才可迅速的利用標準化研發、生產產品，也為行業擴大規模提供了基礎。模塊化對生產機械的企業來說，是一個制定行業標準化，為行業帶來良好發展環境的基礎。

3 機械設計制造及其自動化技術發展

（1）發展機械自動化技術需要注重實際。應用，是制造技術的意義所在。特別是機械自動化技術的發展，更是要以社會生產的需求、條件為主導，只有采用合適的技術，制造相對應的自動化生產，才是企業追求的技術效益和成本效益。

（2）發展低成本機械自動化技術。由于研發技術需要大量投資和時間，因此，追求低成本自動化技術，是市場及國情的需要，只要是投資少，見效快的技術，都可以判斷考慮是否具有市場前景，只有這樣，才能最快的形成一個技術發展的循環。

（3）發展配套機械自動化技術。機械自動化技術，不是單一的生產一個機械，而是以機械生產為主題，從而融合多種如電子信息技術、自動控制理論、微型技術等，使得機械自動化技術形成一個配套，只有這樣，才是機械設計制造及其自動化設計的主要技術基礎。

4 結語

機械設計制造及其自動化的設計在人類未來的發展方向上是智能化及人性化發展，只有這樣，才能增強機械制造的安全性及可靠性。雖然發展空間廣闊，但按中國現在的機械制造技術離頂尖的技術還是有差距的，只有不斷克服存在的技術問題，進行完善，才能真正的踏足世界前列，引領世界未來的機械制造產業。

參考文獻：

[1]西安電子科技大學學報[J].2012.

[2]工業機械學報[J].2014（05）.

作者簡介：張澄（1973-），男，湖北武漢人，學士，工程師，高級業務主任。