機械設計制造及其自動化的發展

王傳明

摘 要：現代機械設計制造是對多種現代科技的整合與利用，隨著這些科技的愈發成熟，社會上對機械設計制造及自動化技術的應用已經非常廣泛，這在促進社會經濟發展的同時，也對機械設計制造以及自動化技術提出了更多要求。本文對機械設計及其自動化的定義、優勢、應用等方面進行了簡單介紹，并對其未來發展趨勢進行了分析。

關鍵詞：機械設計制造；自動化技術；發展趨勢

中圖分類號：TB4；TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）14-0059-02

Development of Mechanical Design and Manufacturing and Its Automation

WANG Chuanming

（Puyang Huaxin Intellectal Property Agent Limited，Puyang Henan 457000）

Abstract： Modern mechanical design and manufacturing is the integration and utilization of various modern technologies. With the increasing maturity of these technologies， the society has applied to mechanical design and automation widely， which promotes the social and economic development， but also puts forward more requirements for mechanical design and automation. This paper briefly introduced the definition， advantages and application of mechanical design and automation， and analysed its future development trend.

Keywords： mechanical design and manufacturing；automation technology；trend of development

1 機械設計制造及其自動化概述

1.1 機械設計制造及其自動化定義

機械設計制造就是對包含機械力、技能和能量流動力學等任務的機械或機電部件的制造，而機械設計制造的自動化則是指在設計制造過程中對加工對象的連續自動生產。由于這種技術能直接應用于社會財富的創造，并且又脫離傳統人工生產的范疇，因此也可以被看作是一種新型的社會生產力。

1.2 機械設計制造及其自動化的應用現狀

在我國，機械設計制造及其自動化的應用情況卻并不樂觀。首先，機械設計制造及其自動化是在多次工業革命的基礎上發展起來的，西方發達國家的工業革命基礎較好，掌握了大多數的科技成果，進而形成了技術壟斷。在難以接觸到核心技術與科研成果的情況下，我國對機械設計制造及其自動化的應用上比較初級，與發達國家尚存在一定的差距[1]。其次，在經濟全球化的趨勢下，大量國外的機械、電子產品迅速涌入中國，并憑借著技術、資金等優勢在國內市場站穩了腳跟，對國內機械設計制造的品牌產生了巨大的沖擊，這對于我國機械設計制造及其自動化的應用與發展是十分不利的。

1.3 機械設計制造及其自動化的應用特征

機械設計制造及其自動化在各領域的實際應用主要體現出三方面的特征。首先，機械設計制造及其自動化是對計算機信息技術、自動控制技術、傳感器技術、微電子技術和機械技術等多種技術要素的整合與應用，以實現柔性化的生產為目標，因此往往凸顯出集成化的特征。其次，機械設計制造自動化的核心在于自動化控制與計算機自動化管理，可以說一切有規律的工作流程都可以圍繞預定程序來完成，其自動化特征十分明顯。最后，無論是機械設計制造本身還是自動化技術，都是圍繞產品生產來實現具體應用的，而市場需求則是決定產品生產的重要因素。因此，當前機械設計制造及其自動化的應用基本是以實現社會需求的功能為目的，體現了功能化的特征。

2 機械設計制造及其自動化的優勢

2.1 生產效率更高

機械設計制造自動化的核心在于對數據信息的自動分析處理及自動控制功能。從自動控制功能來看，計算機控制下的產品生產過程相比人工操作會更加精確，能使整個生產流程實現最優化，這對生產效率及產品質量的提升有著直接影響。同時，在避免人工操作的情況下，也減少了外部因素對生產過程的影響，生產效率與穩定性同樣隨之提高[2]。而從數據信息的分析處理來看，通過信息數據的有效分析可以更好地了解生產情況，并在生產過程中進行資源的合理配置，大大節省了工作時間和生產成本。

2.2 安全性更好

機械設計制造自動化在安全性方面的優勢體現在兩方面。其一是自動化控制使得生產過程中很多具有危險性的操作都能由機械自動完成，這能從根本上減少安全事故的發生。其二是通過信息數據的自動收集與處理，計算機系統能全面了解機械的生產運行情況，從而及時發現問題并做出提醒。而對于一些小的故障隱患，還可以進行自動修復，這對于安全生產的實現是非常關鍵的。

2.3 應用范圍廣

機械設計制造的自動化是通過對多種技術要素的整合實現的，但自動化分析、控制的核心則是計算機信息系統。在計算機技術高度普及的今天，各領域對計算機的應用非常普遍，這給機械設計制造自動化的實現創造了良好的應用基礎。同時，機械設計制造的自動化是由編寫好的計算機程序控制的，操作人員只需在操作界面輸入各項指令即可完成控制，不僅操作簡便，學習起來也十分簡單，因此能在諸多領域得到廣泛應用。

3 機械設計制造及其自動化的未來發展趨勢

3.1 綠色化

近年來，生態環境破壞、溫室效應、空氣污染和資源枯竭等問題變得愈發嚴重，而這些問題無一例外都與傳統機械制造行業有著千絲萬縷的聯系。為解決這些問題，我國在生態保護、節能減排和資源高效利用等一系列工作中都進一步加大了推行力度，對很多企業采取了相關整改措施。而機械制造行業作為環境、資源問題的重要誘因，自然也需要進行轉型，以求在保證污染物排放量、資源利用率的前提下獲取更多的經濟效益。因此，在未來機械制造行業的發展過程中，提高資源利用率，加強無污染技術的研發已經成為必然。

3.2 智能化

對于機械設計制造及其自動化來說，智能化既是其當前實際應用的顯著特征，也是其未來發展的必然趨勢。在社會經濟發展的推動下，人們的生活水平不斷提高，對機械產品、電子產品的要求及功能需求隨之發生變化，機械設計制造自動化的難度自然也會因此不斷提升，這就必然會推動機械設計制造及自動化技術繼續向著智能化的方向發展。在未來，機械設計制造行業會對各類技術因素進行更加深入的整合，在現有機械制造設備的基礎上對人類進行高度模擬，從而提高設備的行為判斷力、決策力和邏輯思維能力等多方面性能，以更好地滿足生產需求。

3.3 一體化

在機械設計制造中，機電一體化的實現給實際生產帶來了很大的幫助。其不僅實現了設計與加工的同步進行，大大縮短了生產時間，同時也實現了電子與機械、軟件與硬件等多種要素的有機結合。這對于機械設計與機械生產來說是非常巨大的改變。目前，對機械設計制造在這方面的應用尚不夠成熟，但在未來，必然會成為機械設計制造行業的重要發展趨勢之一。

3.4 數字化

在信息化時代下，數字化的信息分析與處理已經在機械設計制造自動化領域中得到應用，并在生產流程優化、生產隱患排查和設備維護等方面取得了顯著成效。因此，為進一步提高生產流程的效率、穩定性、安全性及產品質量，未來機械設計制造自動化領域對數字化技術的應用必然會更加深入。

3.5 微型化

機械設計制造的微型化最早興起于20世紀80年代，可以說其是社會需求變化下的必然趨勢。首先，隨著應用領域的不斷擴大，機械設計制造自動化開始應用于醫療、航天、軍事和信息等領域。這些機械設備不僅更加精密，同時在體積上也有著一定的限制，如醫學領域中應用于人類血管中的機械就需要微米乃至納米級的設計。其次，微型化往往也代表著生產過程及產品本身的低耗能，這也十分符合當前節能減排的國家發展戰略。

4 結語

機械設計制造及其自動化的應用已經在生產效率與質量提升、安全生產、應用范圍擴展等多方面體現出了顯著作用。而在社會需求、環境問題等因素的變化下，綠色化、一體化等未來發展趨勢也變得越來越明顯，在未來的行業發展中必須對此加以重視，以實現對這類技術更加高效的利用。

參考文獻：

[1]潘偉，安鵬，車軍平.機械設計制造及其自動化的設計原則及發展趨勢[J].南方農機，2017（1）：100，108.

[2]劉榮光.機械設計制造及其自動化特點和優勢及發展趨勢探析[J].信息化建設，2016（6）：290-291.