機械設計制造及其自動化發展趨勢分析

胡瓊

摘 要：社會的飛速發展促進了各行業的科技進步，機械行業與人們的生產生活密切相關。傳統的機械設計與制造已經不能滿足現代社會的需求，必須不斷的進行改進，研發新型的設計方案，深入多元化的設計理念，制造機械的材質要求也需要不斷的創新和提高，使其功能性更加強大，方便實用，為人們的生活和生產工作提供更加高效便捷的服務。其中，自動化是機械行業的重大進步，自動化機械在使用上更加方便，功能性較多，效率快，作業標準，得到了各行業的廣泛使用。

關鍵詞：機械設計制造；自動化；發展趨勢

機械設計制造為我國的經濟建設做出了巨大貢獻，機械是人類實現目標的工具，不但節約了人力及物力等資源，也使建設效果上得到了很大提升。我國經濟的快速發展，促使了機械設計制造業的不斷改革創新。從最初的手動操作工具到現在的智能自動化操作，利用自動化機械設備使工作效率得到了大幅度提成，由于其設定的參數和動作都比人為操作要規范很多，因此其誤差較小，制造的產品標準性較高，是機械設計制造的重大突破性進步。我國的機械設計制造和自動化的發展時間比發達國家要短，但其發展速度快，在行業水平上與發達國家的差距正在日益減少，甚至部分智能產品已經出口國外，在對外經濟中占有了一席之地，受到國外市場的肯定。

1、機械設計制造與自動化發展的基本內容

1.1發展歷程

機械設計制造及自動化結合了計算機技術、大數據技術以及自動控制技術等多種科學，通過先進的設計理念和制造技術，研究各種機械設備的設計方案、制造方法及運行效果和控制手段等，為我國的工業發展和經濟建設做出了巨大的貢獻。它還有一個簡稱是機電一體化，這個概念首次被提出是在七十年代的一本機械雜志上，出版國家是日本。到了八十年代，美國的機械行業人員根據之前提出的機電一體化概念，通過計算機技術的應用和網絡控制系統的配合，完整的進行了機械的操作過程，是機電一體化的概念在實踐中得到運用，促進了其進一步的研究和發展。在二十世紀九十年代中期，機械設計制造及自動化的發展取得了重大的進步，其設計更加科學合理，參數設置更加精密，操作控制更加便捷高效，在工業領域被廣泛的應用。我國的機械行業隨著社會經濟建設的不斷進步，也一直在完善和創新，高新技術的應用使機械行業進入了智能化時代。

1.2設計要求

機械設計制造及自動化是在經濟建設飛速發展和科學技術不斷進步的時代要求下出現的，其在設計上的要求必須適應現代社會的需要，能在生產和生活上為人們創造更多的價值，符合現代人的觀念。首先，機械設計制造及自動化在設計中所需要的元件要依靠很多高科技設備進行制作，對原有的物體形態進行多種程序的加工。其次，不同行業的能量需求不同，頻率設置也不一樣，因此需要內燃機等設備對大設備的能量進行轉換，根據不同領域的需求來提供其所需要的能量。再次，自動化需要依靠數據支持，因此數據傳輸系統非常重要，必須通過數據傳輸系統進行數據的相互傳遞與識別，以完成自動化指令的要求。

1.3特點及優勢

傳統的機械設計制造，其安全性能較低，容易出現故障，維修時間較長，有時候甚至很難發展其故障的原因，嚴重影響工作進度。智能自動化機械結合了計算機技術和大數據的傳輸技術以及智能控制技術等多種科學，并且把每一種高科技的優越性能充分的發揮出來。首先，在使用中人工操作行為大大減少，節約了人力資源，傳統的機械設備完成一項工作需要幾個人一起協作，智能化設備只需要一個人進行簡單的指令操作就可以，在操作上難度也大大降低。其次，智能系統具備一定的分析能力，在機械出現故障時，可以準確的做出判斷分析故障的原因或者啟用自動修復技術，使機械在最短時間內恢復正常使用，保障工作的進度，加快了工作效率，解決了許多人工維修的不便。而且在機械故障不能自動修復時，智能系統會自動停止工作，啟動安全模式，避免機械在錯誤的方式下運行，降低了工作中的風險，提高了安全性能。同時，自動化機械的體積較小，節省放置的空間，也便于移動和攜帶，它的能源消耗程度也比較低，對環境的污染程度小，符合現代人們倡導的綠色生活理念。

2、發展趨勢

2.1智能化發展

科學技術的不斷進步使人們的生活向智能化邁進，比如智能手機的普遍應用，自動行駛的智能汽車，還有在很多行業逐漸代替人工的智能機器人等，因此機械設計制造及自動化的發展趨勢也將向著智能化方向發展。目前，新型機械設備的生產已經從原來的人工與機械配合操作變成了機械與自動化相結合的操作模式，比如數控設備的使用，就是利用計算機技術的精密設計，通過機械設備的操作來結合進行。未來，機械制造將實現整個過程全部使用智能設備操作，較少工作人員的數量和工作負擔，只要把相應的步驟和參數設置好，系統就會按照指令完成一系列的工作內容，工作人員只需要對其過程進行監督和調試就可以。智能化制作的數據精密，銜接過程迅速準確，從制作的效果上會得到較大的改進。

2.2虛擬化方向

傳統的機械設計制造流程為：①根據需要在圖紙上進行產品初始圖像設計。②通過圖紙生產樣品。③對樣品進行試驗，看其性能是否能滿足工作需求。一般情況下，一次性設計就能全面性符合標準的情況非常少，多數都會存在一些問題。④對不符合要求的地方進行反復更改和試驗，最終把合格的產品投入使用。在這些流程中，設計樣品反復改進會耗費大量的時間，樣品試驗也會消耗掉很多原材料。虛擬化的制作流程可以通過計算機技術對產品數據的精準判斷，用專業的軟件進行產品立體成像，然后通過其他的網絡技術對成像進行加工和改進，形成虛擬的產品，利用虛擬空間對產品進行檢驗和改進，不但節省了大量的人力及物力，還有節省了原材料的消耗，簡化了傳統制作過程中的程序，縮短了產品的開發時間。

2.3網絡化發展

網絡的應用極大程度的方便了人們的生活，電視、電腦等網絡渠道的信息傳輸準確高效，信息處理速度快。科技與生活的結合在不斷加深，通過網絡控制的生活行為也逐漸增多，比如網絡購物的產品豐富，足不出戶就可以海選自己喜歡的商品；銀行的轉賬和理財功能也可以通過網絡進行，不需要去銀行排隊到柜臺辦理，無時間限制無地域限制。機械設計制造及自動化也將充分的利用互聯網的優勢，在控制和維修方面逐步向網絡化發展。目前，已經有部分智能機械可以遠程進行操作，工作人員可以通過網絡信號和數據包的傳輸在任何地方對機械發出指令，改變了工作人員工作空間的局限性。但是在對機械的維修方面還沒有完全的實現網絡控制，通過網絡識別機械故障和自動維修是未來研究的重要課題。

3、結束語

機械設計制造與自動化的發展趨勢將通過智能技術與網絡技術相融合的方式，采用虛擬程序，使機械的制造越來越科學和精確，減少制造環節，降低材料及人力的消耗，環保節能，以更加優異的性能為社會創造更大的價值。

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