機械設計制造及其自動化的發展方向

姚茂榮

摘 要：隨著機械自動化設計制造技術的不斷前行發展，其涵蓋的內容也得到了不斷地充實豐富，如今機械自動化設計制造已經成為包含機械制造技術、電子技術、計算機技術、自動控制等多種技術集合的學科。文章結合當今社會對機械制造業的需求，以及自動化技術的自身特點和發展趨勢進行了相關探究分析。

關鍵詞：機械設計；自動化；發展方向

引言

我國正處于經濟建設的關鍵時期，而經濟建設事業離不開機械設計制造技術的應用，當今機械制造技術已經逐步向智能自動化發展，機械自動化在很多方面明顯好于傳統的機械設計制造技術，有著高效、節能、功能多樣、產品高質量等諸多優點，可以很好地滿足當前快速發展的社會需求。

一、設計原則

1.1機械功能滿足需求

功能實用性強、滿足人們生產生活需求是機械的設計制造及其自動化系統的主要目標。即對輸入的信息、數據進行定性化以及定量化處理，在加工運算程序的作用下，輸出滿足人們需求的信息與物質。機械自動化系統不僅使產品性能與系統技術相結合，實現生產操作的無人操作動，更重要的是減輕了企業員工的勞動量，提高了產品的科技含金量，使企業經濟效益大幅度增加。

1.2使用先進技術，促進創新發展

機械制造已經覆蓋到現實生活中的每一個領域，有的是將一種動能通過設備的作用轉化為另一種能量，進行能量之間的相互轉化。如內燃機、發電機等；有的以物資加工、運輸為主。如交換機床設備、印刷設備等；還有的輸入一些信息數據后，通過設備的運算模擬實現另一種信息的輸出，進行一些信息的處理，如聲音的傳導、傳真機等。除此而外，機械制造還有很多特殊機械的使用，如軍事戰斗裝備、航天飛行器等。現代先進技術的應用，大幅度提高了現代設備的精確程度及實用性，使得社會生產效率提高。

二、機械設計制造及其自動化的優勢

2.1有效縮減工作實踐，提高效率

傳統的機械制造以人工操作為主，生產一件產品需要花費大量的時間和精力，且在生產過程中難以達到精準的程度，產品質量無法受到保障。機械設計制造及其自動化利用先進的科學技術，實現技術和設備的統一、技術和產品的統一，用機械自動化取代人工操作，既能有效減少產品生產的時間，還能夠提高產品生產的質量，提高工作效率。

2.2有效提高生產的安全性

機械生產必須要注意安全問題，包括產品的質量安全和人工的操作安全。在我國，因機械故障而產生安全問題的事例非常多，主要的原因在于機械生產過程中容易出現較多的意外情況，而工廠及工人未能及時采取有效的防治措施。機械設計制造實現自動化及智能化生產，且能夠形成較為完整的生產體系。通過機械設計制造及其自動化系統的設定，機械產品在生產過程中能夠實現自我監控和自我探測，能夠及時發現生產和操作過程中所出現的意外問題并采取適當的措施。智能化和自動化的操作不僅可以免去人工操作的必要，還能有效減少安全事故問題的發生，進一步保證工作的安全性和有效性。

2.3操作更加簡單

傳統的機械制造的操作工序相當復雜，工廠工人的操作出錯率較高，嚴重影響工廠的生產及工人的人身安全。機械設計制造及其自動化可以通過控制機械自動化系統來進行任意操作，操作手續更加簡單，不易出錯且更加安全有效。一般來說，機械設計制造及其自動化系統皆具有較為完整的功能，工作人員只需要通過輸入控制程序即可控制多種機械設備生產，改變生產方式。通過機械系統的控制，輸入不同的機械控制程序即可自動實行不同的生產方式，不需要大量的人力物力，能夠有效提高生產的工作效率。其次，機械設計制造及其自動化具有自動化和智能化等特征，機械產品在生產過程中能夠自動檢測出故障，并自行采取有效措施予以解決。操作更加簡單有效，是機械設計制造及其自動化最明顯的特征之一。

2.4使用范圍更加廣泛

機械設計制造及其自動化的使用范圍十分廣泛，從機械設計制造及其自動化學科來說，其主要涉及的領域就包括工程設計、機械裝備、軋鋼、機電、機設等方面。多種技術的結合使得機械設計制造及其自動化的功能更加強大，適用范圍也更加廣泛。機械設計制造及其自動化能夠滿足不同客戶的不同需求，且隨著機械自動化的繼續發展，且適用范圍還將繼續發展擴大。

2.5能夠減少能耗，有利于環保

現代科技的發展使得能源的利用率加大，也給全球帶來更加嚴重的能源問題，節約和保護能源成為了時代發展的主題。傳統的機械制造業需要消耗的能源量較大，且生產過程中容易對生態環境造成一定的污染，不利于生態平衡。機械設計制造及其自動化的發展使低能耗、高產出成為可能。機械自動化生產出的產品有著較為明顯的“輕便”和“小巧”的優勢，相對傳統機械制造的產品，機械自動化產品所需的能耗和原材料較少，在能耗方面具有明顯的優勢，且高質量的產品容易為企業帶來更加豐富的經濟收益，促進企業的進一步發展。

三、機械設計制造及其自動化的發展方向

3.1實現機電一體化

機電一體化是指將各種機械技術和信息技術進行有機結合的復合技術。目前市場上較為完整的機電一體化系統為CAMELVIEW系統，CAMELVIEW系統實現了產品設計與驗證的一體化，驗證數據十分精確，能夠支持較為復雜的工作環境，對于提高生產效率具有重要意義。我國機械自動化的發展也將朝著機電一體化繼續發展。

3.2智能化再發展

機械設計制造及其自動化目前已具有智能化的特征。智能化是機械自動化的標志之一，隨著信息技術的不斷更新發展還將繼續深化。實現機械自動化的高度智能化將能夠進一步提高生產的質量和效率，減少生產過程中的失誤，進一步保障生產的安全性。未來機械自動化的智能化發展可以將現代心理學等知識包含其中，充分模擬人的思維和行為習慣，使生產更加擬人化和智能化。

3.3數字化技術應用

數字化技術的應用指的是將生產所需的圖像、聲音等信息通過轉換變成數字信息，系統通過對數字進行數據分析和處理實現對產品的模擬，從而完成產品制造。數字化技術的應用將信息數據化，能夠使產品的設計更加精準，同時能夠簡化產品生產過程，提高生產的效率和質量。

3.4產品設計虛擬化

傳統的產品設計需要設計人員利用圖紙進行，設計人員完成圖紙設計后反復確認，之后再利用CAD進行輔助設計，最后進行生產操作。機械自動化未來的發展可以考慮將產品設計虛擬化。產品設計虛擬化的優勢在于可以利用信息技術在短時間內進行產品設計，提高設計的效率，同時能夠進一步保證產品設計的精準性。

3.5科技化發展

機械自動化的發展還需要進一步完善科技化發展。雖然現代機械自動化的發展已經對生產過程實現了系統化操控，但是在遙控等方面還有改進。如機械自動化能夠實現技術監控和遙感則能夠使工作人員對生產進行遙控，及時解決生產中出現的系列問題。

3.6綠色化發展

綠色化發展史是指機械制造業的未來發展要注重對環境的保護，機械制造業的產品生產要盡量降低對空氣、水源等環境資源的污染，樹立正確的發展觀念，促進生產和環境的共同發展。

四、結束語

現代機械自動化在設計和制造商的要求比以前更加復雜，現在人們已經認識到了保護生態環境的重要性，環保也變成了機械設計制造及其自動化的要求。機械的設計和制造必須要努力滿足這些生產要求，只有控制好發展方向才能讓機械設計制造及其自動化有一個更好的未來，這對設計人員也是一個巨大的挑戰。

參考文獻：

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[2]李彤.機械設計制造及其自動化的發展方向[J].中國科技投資，2013（11）：106.