淺談機械設計制造及其自動化的特點與優勢及發展趨勢

王梓潼

摘 要：機械設計制造行業歷來在一個國家的傳統制造業中占據重要地位，它不僅是一個國家工業化程度的重要標志，而且為整個國民經濟的發展提供了技術裝備，推動了國家經濟的發展和社會生產力的進步。本文將對機械設計制造及其自動化的特點、優勢與發展趨勢進行研究，了解機械設計制造行業的相關知識和探尋自動化在該行業的發展趨勢。

關鍵詞：機械設計制造自動化 特點 發展趨勢

一、研究背景

加快工業的發展一直是提高國民經濟水平的重要手段，機械設計制造業的各項經濟指標在一國工業的發展中占有較大比重。想要在國際市場上激烈競爭中占據絕對優勢，就必須將高新技術與傳統機械設計制造行業緊密結合起來，而自動化技術在機械設計制造中的應用有何優勢，這些優勢對未來機械設計制造行業的發展趨勢有何導向，本文將展開分析。

二、研究目的

1.了解機械設計制造行業的相關知識

2.了解機械設計制造自動化的特點及其優勢

3.探尋自動化在機械設計制造行業的發展趨勢

三、研究方法

文獻收集方法、信息研究方法

四、研究結果與分析

1.我國機械設計制造行業的歷史發展

珍妮紡織機的發明，不僅是英國工業革命的標志，也拉開了世界工業革命的巨幕。在工業革命推動下世界各地工業生產飛速發展，機械設計制造行業首當其沖。然而，由于舊時的中國受封建社會自給自足小農經濟的影響，沒有趕上世界工業革命的浪潮。導致我國機械設計制造行業的發展萌芽于列強發動的侵略戰爭——鴉片戰爭。但在當時中國被列強瓜分的背景下，我國機械設計制造業規模十分小，而且所用的都是從國外高價買來的簡陋設備，再加上當時生產力水平達不到標準，在機械設計制造行業內，能涉及的只有機械裝配、修理和零件制造加工業。由于沒有自己的獨立知識產權，逐漸淪為西方列強的機械裝配加工工廠。直到新中國成立以后，國家開始大力發展工業，我國機械設計制造行業終于迎來了高速發展的時代，短短幾十年過去，就逐步成為了國民經濟的支柱產業。尤其是到了改革開放后期，隨著國家對自主知識產權的重視，我國機械設計制造行業也在不斷創新與改進，在高速發展的同時努力搞科研，逐步由機械生產大國向機械生產強國挺進。現如今，我國已經形成了較為完備的機械設計制造產業鏈，機械設計制造自動化技術的發展也日趨完善，并且在國際市場上已經具有較強競爭力。《2018年全球工程機械設計制造商50強排行榜》（Yellow Table 2018）統計數據顯示挖掘機行業、混凝土機械、路面機械等各種動力機械、起重運輸機械以及冶金礦山機械等主要領域都迎來了大幅增長，尤其是挖掘機的銷售業績更是創造了翻番的奇跡。[1]足以見證我國機械設計制造產業在當今世界競爭中已經獲得顯著成績。

2.機械設計制造自動化的特點

機械設計實際上是一個模型的綜合和分析的過程，它不僅包括大量的計算、分析、繪圖等數值計算型工作;還包括擬定初始方案，選擇最優方案，制定合理結構等方案設計工作。[2]隨著科技的不斷進步，機械設計制造行業身為傳統工業的基礎行業之一也經歷了各種革新，在部分核心領域都增加了高新技術的運用，尤其是機械設計制造自動化技術的融入提高了整個機械設計制造行業的技術水平和發展速度。

（1）全球性

機械設計制造自動化具有全球性。當今世界經濟活動已經超越國界，全球化的發展鼓動著全人類共同進步。在全球化的發展模式下，各行業的競爭激烈程度也越來越強。機械設計制造行業也在全球化的影響下面臨巨大的機遇和挑戰。在全球激烈競爭的環境下，我國的機械設計制造自動化技術的發展離不開與國外擁有先進生產技術的企業的交流與合作。努力提高自身核心技術，增強自身競爭力，實現資源的最優配置最終推動整個機械設計制造行業的發展。且由于機械設計制造自動化技術所具有的強大復合功能，更能適應現代工業的發展，適用的范圍寬廣，各種跨領域跨地區的交流使得當代世界經濟也越發聯系緊密。

（2）安全性

運用自動化技術的機械生產模式比傳統的生產模式具有更高的安全性。傳統的生產模式中，大量的人工勞動力聚集在工廠，即使是經驗豐富和技術純熟的員工也會存在不可控的操作失誤且由于生產環節較多，出錯的環節也就會越多，一旦發生事故就會造成人員傷亡。但機械設計制造自動化技術通過與計算機技術的緊密結合，可以在生產鏈中設定自動報警程序，一旦發生危險，可自動停止運行并啟動防護程序，從而將生產危險控制在較小范圍，最大程度保障整個生產環節的安全減少人員傷亡和企業的額外損失。

（3）高效性

與傳統機械設計制造模式相對比，當今的機械設計制造以及自動化有著傳統模式無法相比的優越以及先進性，因此更匹配于現代化機械生產生活的實際需要。傳統的機械設計制造行業主要是人工操作進行產品的生產和加工，由于受到員工自身經驗技術和精力效率的限制，往往不能保證在低失誤率的前提下的產品合格率。而機械設計制造自動化技術只需要少量的人工操作，大部分工作由計算機代替人工完成。由于計算機本身的工作特性，不僅可以大大減少傳統生產模式中人工作操作帶來的失誤，控制產品制造的精確度;并且由于該技術下可以通過更新程序等方式滿足機械設計制造的多元化需求，可以在保證產品質量的基礎上最大限度的提高產品生產效率，降低了傳統模式產品發生改變就需要更換整套設備的生產成本，提高了機械設計制造企業的效益。

2.機械設計制造自動化技術的發展趨勢

（1）智能化發展

在機械設計制造自動化技術日漸成熟的今天，已經完全達到了半自動化生產的要求，但隨著科技的不斷進步，人工智能的深入研發，必將引領新的全自動化生產潮流。人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器。[3]該領域的專家系統可以將特定領域的特定難題用專家級水平去解決。將這種智能系統運用于機械設計制造行業代表著可以將所有機械設計生產的環節通過具有專家水平的人工智能代替人工勞動力。由于人工智能身體不會疲勞精力不會下降，代表著各個生產環節的運行始終可以維持最佳狀態保證機械產品的生產效率與質量，實現生產的完全自動化。

（2）環保化發展

改革開放四十年來，我國工業的發展速度居世界領先地位，機械設計制造行業的綜合能力也在不斷增強。但在高速發展期間不斷消耗各種資源、能源的同時，對我國環境造成的污染也日趨嚴重。國家一直倡導可持續發展的理念，保護環境是可持續發展的重要要求，在今后的機械設計自動化技術的發展道路上，環境保護問題必當成為重要研究課題。我們應該把機械自動化技術和環境保護緊密相連，將機器產生過程中產生的廢棄材料和污染物應該自動投放到相關環保機器中，從而實現污染物的處理和廢棄物的再利用生產。

（3）微型化發展

機械設計產業中我們經常面臨如下問題：即使生產小到幾毫米的機械零件通常也需要占地面積十分龐大的機器，有些零件生產線更是長達幾十米。不僅機床的運輸維修存在很大難度，并且十分浪費空間資源。因此，針對于未來的機械設計制造及其自動化的發展可以向微型化發展，通過微型自動化系統實現產品的制造及生產，既方便運輸也便于儲存和維修。[4]目前微型機械生產中最常應用到的是納米技術。納米技術就是指在0.1～100納米尺度范圍內，研究電子、原子和分子內在規律和特征，并用于制造各種物質的綜合性科學技術。相信隨著納米技術和機械世紀制造自動化的融合發展，必將有效改變目前的額產業結構，減少資源的占用，提高效益降低成本實現資源消耗率的零增長。

五、收獲和體會

通過這次關于對機械設計制造及其自動化特點、優勢與發展趨勢的分析與研究，我在對中國機械設計制造行業發展情況進行查找資料信息和分析相關資料的過程中，對中國機械設計制造行業的現狀和自動化進程有了一定的了解。這個過程不僅讓我學到了很多知識，并且讓我對我國未來機械設計制造行業的發展充滿信心！

我意識到這種科學探究的學習，不僅是增加知識儲備的一種方法，也是培養自己分析能力的良好途徑，總之，讓我收獲頗多。

參考文獻

[1]周玲玲.一帶一路新形勢下中國機械設計制造業出海企業如何垂直化掌控海外客服與售后.慧聰機械網http：//info.machine.hc360.com/2018/12/131240741553.shtml.2018-12-13.

[2]鄒連敏.淺析機械設計制造及其自動化的特點、優勢和發展[J].民營科技道，2018（09）.

[3]尹朝慶.人工智能與專家系統[M].北京：中國水電水利出版社.2009-04.

[4]王佳音.淺談機械設計制造及其自動化的特點與優勢及發展趨勢[J].中文科技期刊數據庫（全文版）工程技術.2016（12）.