機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的應(yīng)用研究

張建橋

摘要：近年來，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)我國科技水平的提升。現(xiàn)階段，隨著高新科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)械制造行業(yè)也邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。在未來，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平的要求只能越來越高，這就要求機(jī)械設(shè)計(jì)制造必須跟上時(shí)代的步伐，不斷提高其技術(shù)水平，并加大對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，為機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)力量。本文就機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的應(yīng)用展開探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì);制造;自動(dòng)化;應(yīng)用

引言

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的初始階段，自動(dòng)化是指使用機(jī)器替代手工的工作方式，但是隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化已經(jīng)不再是傳統(tǒng)認(rèn)知中的簡(jiǎn)單充分機(jī)械作業(yè)。而后借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，且已經(jīng)在現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)行業(yè)之中占據(jù)重要地位。

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)分析

（1）優(yōu)化生產(chǎn)效率。通過機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化，將可以提高生產(chǎn)精度，極大程度上提升生產(chǎn)效率。信息化的應(yīng)用更加能夠令產(chǎn)品質(zhì)量獲得提升。仿真機(jī)似乎則可以幫助機(jī)械自動(dòng)化進(jìn)行更多設(shè)備實(shí)驗(yàn)，這樣就能夠有效避免出現(xiàn)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，降低誤差率。借助于計(jì)算機(jī)也可以針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行控制，豐富產(chǎn)品類型。（2）降低安全風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中經(jīng)常會(huì)伴隨產(chǎn)生安全隱患或者故障問題，這些對(duì)設(shè)備的常規(guī)運(yùn)行造成了嚴(yán)重阻礙。借助于自動(dòng)化系統(tǒng)則能夠針對(duì)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備給予充分的實(shí)時(shí)監(jiān)控。因而可以從根本上解決問題，并能夠針對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行排查和預(yù)測(cè)。機(jī)械自動(dòng)化對(duì)實(shí)際生產(chǎn)可以確保降低安全風(fēng)險(xiǎn)。降低設(shè)備損耗，從而降低實(shí)際生產(chǎn)階段出現(xiàn)的事故率。

2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，國內(nèi)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)正穩(wěn)步發(fā)展，越來越多的企業(yè)開始重視并紛紛設(shè)立研發(fā)部門，參與新技術(shù)的開發(fā)及運(yùn)用。但是環(huán)顧世界，與發(fā)達(dá)國家之間，我國技術(shù)仍存在不小距離，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)水平還相對(duì)比較落后，最主要的體現(xiàn)就是缺乏以控制系統(tǒng)為代表的核心技術(shù)，創(chuàng)新能力弱、產(chǎn)品檔次低，缺乏技術(shù)含量，中低檔產(chǎn)品占到90%。在許多發(fā)達(dá)國家，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)已涉及多個(gè)領(lǐng)域，如信息化技術(shù)、納米技術(shù)，激光整合技術(shù)等，而我國在這一點(diǎn)上，仍舊有待提高。盡管我國大部分傳統(tǒng)企業(yè)已經(jīng)開始轉(zhuǎn)變發(fā)展理念，引進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，開展轉(zhuǎn)型升級(jí)改造，但是效果不盡理想，很少有公司能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，受成本制約，在經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)環(huán)境中失去競(jìng)爭(zhēng)力甚至導(dǎo)致一些企業(yè)破產(chǎn)，由此可見，研發(fā)和普及成本低、適用范圍廣的自動(dòng)化技術(shù)是十分必要的。

3機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的技術(shù)應(yīng)用分析

3.1信息自動(dòng)化

計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在內(nèi)容上其也能夠更多技術(shù)之間產(chǎn)生交集。在機(jī)械設(shè)計(jì)階段工藝流程技術(shù)以及輔助設(shè)計(jì)方面都可以通過與計(jì)算機(jī)結(jié)合，并完成自動(dòng)化應(yīng)用。產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，并可以極大程度上優(yōu)化工作效率。利用計(jì)算機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息自動(dòng)化升級(jí)，對(duì)產(chǎn)品所有環(huán)節(jié)的工藝進(jìn)行優(yōu)化。

3.2生產(chǎn)自動(dòng)化

智能化的生產(chǎn)過程是機(jī)械制造和自動(dòng)化高效率使用的基本標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化不僅可以提高生產(chǎn)效率，還可以減少人力資源的使用，減少勞動(dòng)力降低生產(chǎn)成本。自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅可以提高生產(chǎn)效率，還能保證產(chǎn)品質(zhì)量。在生產(chǎn)過程中也大大降低了安全事故發(fā)生的概率，使員工們的安全也有了保障，增強(qiáng)了整個(gè)制造行業(yè)的安全性。但是從總體上看，我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化技術(shù)還存在很多問題和不足。比如，我國的機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化技術(shù)智能化不夠完善，自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用得不夠廣泛。所以我們要不斷地實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，提高技術(shù)水平，才能更好地促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)和生化技術(shù)的全面發(fā)展。此外，要不斷提高行業(yè)的自主研發(fā)水平和能力，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的自主化水平，增強(qiáng)獨(dú)立性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，帶來更多的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。

3.3檢測(cè)自動(dòng)化

科技進(jìn)步對(duì)實(shí)現(xiàn)材料創(chuàng)新方面同樣具有重要意義，新技術(shù)、新工藝、新材料的使用能夠極大程度上結(jié)合成本。此類材料的使用當(dāng)然也存在一定問題。假設(shè)，普通機(jī)械設(shè)計(jì)以及制造工藝中未對(duì)新材料檢驗(yàn)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行更新，采取傳統(tǒng)工藝方法無法針對(duì)新材料實(shí)施檢驗(yàn)，則可能造成產(chǎn)品質(zhì)量與性能受到影響。結(jié)合此類情況，需要采用激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)手段，針對(duì)新材料等進(jìn)行科學(xué)檢驗(yàn)，目的是為了節(jié)約時(shí)間成本，提升檢測(cè)準(zhǔn)確性。

4機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的未來發(fā)展趨勢(shì)

4.1智能化發(fā)展

根據(jù)當(dāng)前世界各國的研究方向和，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)融入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能制造技術(shù)已成為未來的發(fā)展趨勢(shì)。而且，智能化也非常有利于制造業(yè)的快速發(fā)展，此外，它具有分析和判斷的能力，可以提高產(chǎn)品制造的精度，大大減少人力，也有助于提高生產(chǎn)效率。對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)的智能，在某種程度上，它相當(dāng)于人工智能系統(tǒng)，具體來說，就是通過一些高科技儀器、相關(guān)的分析和處理軟件來實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用，并且可以有效地提高智能應(yīng)用效果，這在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中起著重要作用，可以使自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用更加理想。運(yùn)用先進(jìn)信息化技術(shù)，建設(shè)智能工廠，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程全自動(dòng)化，使管理者更好、更直觀、更簡(jiǎn)單的管理和查看加工現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)時(shí)了解車間人、機(jī)、料、法等相關(guān)情況，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，提升價(jià)值鏈高端環(huán)節(jié)并實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)企業(yè)的轉(zhuǎn)型。

4.2網(wǎng)絡(luò)化

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，并使計(jì)算機(jī)技術(shù)得以大范圍應(yīng)用，從而促進(jìn)了工作效率得到大力提高。而在機(jī)械制造行業(yè)中加入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并使二者相互結(jié)合，對(duì)于機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)也有著重要意義。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可對(duì)機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)過程進(jìn)行綜合管控，并充分利用監(jiān)視技術(shù)，全方位監(jiān)管生產(chǎn)的全部程序，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并合理解決，保證生產(chǎn)在安全、穩(wěn)定的前提下持續(xù)進(jìn)行。

4.3虛擬化

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)圖紙大都是人工手繪的，如果涉及方案出現(xiàn)一些問題，就需要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行修改。設(shè)計(jì)圖紙是用來反映機(jī)械產(chǎn)品的特點(diǎn)，而機(jī)械設(shè)計(jì)制造圖紙的反復(fù)修改，設(shè)計(jì)師要花費(fèi)大量的人力、物力，這樣設(shè)計(jì)師的成本投入較高，同時(shí)生產(chǎn)效率也會(huì)相對(duì)較低，通過人工手繪設(shè)計(jì)圖紙這樣的機(jī)械設(shè)計(jì)方式已經(jīng)很難適應(yīng)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)。目前，虛擬化圖紙是機(jī)械設(shè)計(jì)制造的重要發(fā)展方向，設(shè)計(jì)制造首先可以采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將產(chǎn)品的樣品、生產(chǎn)的過程等方面通過計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)出來，如果出現(xiàn)什么問題，可以在根據(jù)原有的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，直到達(dá)到預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo)為止。通過虛擬化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的過程，能夠節(jié)約設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的成本，減少在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的重復(fù)性工作，提高設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率，改進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)的效益。

4.4綠色化

工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)固增長(zhǎng)的作用不可小覷，但是，隨著當(dāng)今社會(huì)人民生活水平越來越高，其副作用也日漸明顯，特別是對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的惡劣影響。而生態(tài)環(huán)境的惡化已經(jīng)逐漸威脅到人們的日常生活，時(shí)刻損害著人們的身體健康。為了更好的解決這個(gè)問題，國內(nèi)出臺(tái)了許多關(guān)于綠色生產(chǎn)，節(jié)能減排的政策。對(duì)于這種情況，工業(yè)企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格遵守國家的法律法規(guī)，將環(huán)境保護(hù)理念貫徹于生產(chǎn)過程中。將來，綠色環(huán)保這一目標(biāo)也會(huì)在機(jī)械制造自動(dòng)化中得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)及制造過程中所產(chǎn)生的對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)應(yīng)及時(shí)處理，以保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

結(jié)語

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)是中國工業(yè)發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，加快機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，并且把握智能化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、以及綠色發(fā)展方向，充分利用改革開放的有利政策環(huán)境，在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，在不斷完善和進(jìn)步的過程中，將促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展，創(chuàng)造更大的社會(huì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 董誠.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則及發(fā)展趨勢(shì)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（23）：184-185.

[2] 姜毓依儂.淺談機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)[J].南方農(nóng)機(jī)，2017，49（23）：198.

（作者單位：天津容大機(jī)電科技有限公司）