機械設計制造及其自動化的發展方向

戚大志

【摘要】：在當前全球經濟、科技及文化的一體化、多元化時代，機械設計制造及其自動化產業發展也牽動著整個社會乃至國家的發展節奏，它實現了與電子智能化技術的有機融合，也帶動了多種設計技術的向前發展，形成了相輔相成的促進關系。

【關鍵詞】：機械設計制造；自動化；發展方向

1、械設計制造及其自動化設計的基本原則

1.1對產品設備功能性的滿足

機械設計制造自動化是為了迎合人類工農產業發展而開發的，它對輸入的物質、能量與信息進行處理，并輸出人類所需要特性的物質、能量與信息，這也是工業發展的三大重要轉化要素。對于機械設計制造自動化系統而言，它所展現的完全是一個綜合性的概念，這其中就涵蓋了機電一體化技術及機電一體化產品兩大層面。正是基于對產品設備的功能要求滿足，它的設計制造技術才會不斷更迭創新，使得產品內部功能結構被有機聯系。

1.2基于先進智能技術的創新

按照產品及系統設計的功能性不同，機械設計制造及其自動化設計的方向也不同。例如在能量轉換機械技術應用過程中，就主要以輸入、輸出能量及信息的不同來設計產品，比如電動機、水輪機、內燃機等等。而在信息處理方面，則主要以信息的輸出與輸入為主，實現數據、圖像、影音以及文字的傳輸過程，所以它也強化了對機械儀表、計算機、包括各種辦公機械的智能化設計過程。再者，機械設計制造及自動化在不同功能的加工機構中也擁有著不同的設計理念。比如在金屬切削機床的自動化設計過程中，它就主要根據工件及刀具的相對運動切削作用力原理來展開產品設計。其中所設計的工件及刀具擁有不同的功能及運動方式，這也促成了它們在不同機床生產線上的豐富用途，擁有了更廣闊的技術發揮空間。從人的角度來看，機械設計制造及自動化的設計與發展就是在不斷延展人的想象空間，人們在借助科學原理來滿足創新要求的同時，也設計出了更多超一流的自動化智能化產品。

2、機械設計制造及其自動化特點與優勢

2.1安全性強

安全性強是機械設計制造及其自動化的主要特點，同時也是其優勢的主要體現：（1）常規以人工作為主要控制方法，受人為控制操作不確定性強的特點的影響，生產環節較容易出現漏洞及事故，對于機械本身以及操作人員的安全都會產生一定的影響，極大的拉低了生產的安全性水平。（2）傳統的機械制作過程，監控、診斷、報警等系統缺乏，無法時刻實現對機械運行情況的監控，一旦機械發生故障，無法及時發現，較容易導致故障擴大化，導致機械制造過程風險頻發。將自動化控制技術應用到機械設計制造過程中，可實現對機械運行情況的24小時不間斷的監控，可實現對故障的全面診斷，如發現機械運行參數與正常參數間出現了差距，便表明故障可能發生，此時，自動化控制系統會發揮其預警功能，及時將機械的異常運行狀態反饋給工作人員，使工作人員能夠及時查看并解決故障，對于生產過程安全性的保證具有積極意義。（3）自動化控制系統能夠實現自我檢查。如自動化控制系統本身出現了故障，控制過程也就無法實現，為解決上述問題，在自動化控制系統中加入了自我檢查的功能，系統可及時發現自身故障，并自動開啟保護措施，實現對故障的診斷與排除，進而確保機械設計與制作過程能夠安全進行。

2.2生產效率高

生產效率高主要體現在以下方面：（1）操作難度降低：傳統的控制方法下，控制環節復雜，控制難度較高，不僅增加了控制中發生風險的幾率，降低了機械設計與制造的安全性，同時也拉低了生產效率。（2）提高了操作精度：自動化控制技術下，可通過在計算機中輸入指令的方法，實現對機械設計與制造過程的控制，提高了操作精度，降低了生產過程中發生故障的幾率，節約了生產時間，提高了生產效率。（3）提高了產品產生量與合格率：傳統操作方法下，失誤率較高，產品合格率低，質量很難達到較高的標準。自動化控制技術下，控制精度有效提高，產品的合格率及生產量均得到了有效提高。

2.3適用性強

適用性強主要體現在以下方面：機械的制作環境常常較為惡劣，采用人工的方法生產，容易對生產人員的身體健康造成影響，且會降低生產效率。自動化控制技術下，對生產環境的要求低，可適應多種惡劣環境，降低了環境因素對于生產效率以及生產質量的影響，可有效提高機械設計與制作水平。

2.4與可持續發展理念相吻合

自動化控制技術下所生產的產品，對資源的需求量降低，與可持續發展的理念相吻合，將其應用到機械設計與制作過程中，可使行業本身的現代化水平得到提高，使其環保性特點得以體現，對于其整體市場競爭力的提高，以及企業信譽與形象的提升具有積極意義。

3、機械設計制造自動化發展現狀和趨勢探究

3.1機電一體化趨勢

機械設計制造的自動化發展方面，在技術的升級下會有新的進步。其中在機電一體化的發展趨勢上會逐漸形成。在對機械設計制造的自動化生產模式上，都是通過數控設備體系進行應用，這樣就能將電子科技和機械生產兩者得到了有機結合。在機電一體化的目標上得以實現，對機械設計制造的進一步發展就比較有利，對生產的產量以及質量也能有效提高。3.2微型化發展。機械設計制造自動化的發展過程中，微型化的發展趨勢表現的也比較突出。在自動化的技術應用下，就能夠保障能源的節約以及成本的節約，所以微型化的發展是未來機械設計制造自動化的一個重要發展目標。在對這一技術的生產產品的難度上還比較高，在技術層面的研究就要進一步的深化。

3.2 智能化發展方向

智能化發展方向也是全球進入21世紀以后機械設計制造及自動化的最重要發展方向，它基于機器設計及生產層面，希望以控制理論的前提基礎之上來吸收更多人工智能、模糊數學、心理學、混沌動力學等跨學科、跨領域思維，為人類機械化制造生產拓展新思路、創造新途徑，提高人類的判斷推理及自主決策能力。現代機械自動化產品已經能夠完成某些高智能機械制造，但其相比于人類還處于低級智能階段，還需要進一步發展完善。

結語

加強對機械設計制造自動化技術的研究，就要能充分注重對技術應用的方法科學性呈現，通過從理論上對自動化技術的應用發展趨勢的探究，能從一定程度上促進機械設計制造產業的良好發展，從理論層面就能提供有益的發展思路。

【參考文獻】：

[1]袁圓.機械設計制造及其自動化的發展趨勢分析[J].科技與企業，2016（7）：96-98.