機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向

孫 亮

(齊齊哈爾工程學院，黑龍江 齊齊哈爾161000)

1 我國機械設(shè)計制造及其自動化現(xiàn)狀

機械設(shè)計制造及其自動化簡單來講就是把自動化技術(shù)全方位地應(yīng)用于機械工業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)的全過程，用高度獨立的自動化技術(shù)來取代大量的人工操作，從而提高生產(chǎn)效率以及減少成本。我國作為世界上最大的制造業(yè)聚集地，被譽為“世界工廠”，許多國外著名的跨國企業(yè)選擇來中國設(shè)廠，但需要理性地看到，國外遷移到中國的產(chǎn)業(yè)還是以勞動密集型為主，期望依靠中國廉價而豐富的勞動力資源來換取利潤的最大化，雖然這一點是中國的一大競爭優(yōu)勢。但絕對不是長期的依靠。歸根結(jié)底，想要發(fā)展機械工業(yè)還是要靠先進技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，實現(xiàn)機械工業(yè)的自動化運作。實現(xiàn)由勞動密集型生產(chǎn)到技術(shù)密集型的轉(zhuǎn)變，雖然看上去名字差別不大，但卻意味著產(chǎn)業(yè)利潤占比的巨大變化，不但能夠增強我國機械制造業(yè)在整個產(chǎn)業(yè)鏈的話語權(quán)和競爭力，而且也能獲取更多發(fā)展資金。

2 機械設(shè)計制造及其自動化的優(yōu)勢所在

2.1 減少人工需求，提高勞動生產(chǎn)率

機械是被制造用來代替手工作業(yè)的生產(chǎn)工具，雖然有了機器的幫助，生產(chǎn)過程中仍然離不開大量工人的操作，每一個流程都需要專業(yè)人員隨時關(guān)注，繁瑣的過程就大大地浪費了生產(chǎn)效能。而且如果操作機械的技術(shù)門檻比較高，對人才的需求又比較旺盛，很可能出現(xiàn)企業(yè)招不到合適技術(shù)人員的困境，那么就會很大程度地限制了企業(yè)的發(fā)展。而運用自動化技術(shù)能夠代替大量工人，借助內(nèi)部提前編寫好的信息編碼，機械會根據(jù)流程依次自動運行，只需要少數(shù)幾個技術(shù)人員監(jiān)督運行和負責修繕就可以，而且實現(xiàn)自動化后機械可以突破工作時間的限制，無論白天還是黑夜，只要機械保持良好的狀態(tài)，就可以自動地高效率運行，這樣的效果是人工生產(chǎn)線所不能比的。

2.2 提高安全系數(shù)，改善作業(yè)環(huán)境

傳統(tǒng)的機械作業(yè)中，一旦出現(xiàn)故障很難第一時間排查問題位置，一般只能選擇由經(jīng)驗豐富的工程師親自摸索來判斷問題所在，不僅準確度不高，容易造成不必要損失，而且很可能造成人員的損傷，而實現(xiàn)了機械自動化生產(chǎn)以后，由于機械內(nèi)部布滿了各類傳感器，可以第一時間在可視系統(tǒng)上顯示問題部位，對癥下藥，避免對人員不必要的危險。而且很多情況下，施工現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境可能非常惡劣，人員長期在現(xiàn)場工作可能會對身體造成不可逆的永久性損傷，傳統(tǒng)做法可能是對人員盡可能地做好防護措施或者直接放棄，都不利于企業(yè)的發(fā)展。而采用了自動化技術(shù)，機械可以在有保護措施的情況下滿負荷作業(yè)。

2.3 化繁為簡，減少浪費

傳統(tǒng)機械工業(yè)生產(chǎn)過程中常常存在許多拖累生產(chǎn)效能，浪費資源卻無法去除的環(huán)節(jié)，不僅花費大量的時間精力，甚至出現(xiàn)問題還會造成生產(chǎn)停擺，實現(xiàn)自動化以后許多不必要的環(huán)節(jié)就可以去除。

3 機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展前景

3.1 機械制造小型化

大型的機械設(shè)備雖然效能很高，但使用的范圍有限，在許多現(xiàn)實情況下沒辦法運用，因此對于機械制造的小型化設(shè)計就開始成為熱點。實際上，從歷史角度來看，機械的設(shè)計制造基本上都是從實現(xiàn)從大到小的跨越開始的。把機械做小的難點在于更狹小的空間，就意味著容納的零部件就會變少，在零部件變少的基礎(chǔ)上還要保證生產(chǎn)效能不會發(fā)生大幅度下降，就必須做到零件的小型化，由此，又會變成對工業(yè)設(shè)計制造水平的全方面要求。過去可能看起來會非常艱難，但隨著現(xiàn)在信息技術(shù)以及精密加工技術(shù)的不斷發(fā)展，微型的加工設(shè)備能夠在更狹小的空間內(nèi)進行機械設(shè)備的研制，制造出的小型機械實用性成倍增長。

3.2 機械制造的仿真模擬

過去，在理論上設(shè)計好機械后需要生產(chǎn)一臺或幾臺樣品出來進行實驗，如果能夠印證設(shè)計的合理性還好，如果經(jīng)過大量人力物力投入生產(chǎn)出樣品后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計思路存在問題，那么一切就會推倒重來，樣品也只能變成廢品，造成無數(shù)資源的浪費。而現(xiàn)在可以在先進的工業(yè)模擬軟件當中，按照設(shè)計的零件參數(shù)來建模，組裝出一個模擬的樣品進行仿真實驗，從而得知設(shè)計理念可行與否。

3.3 機械制造智能化

未來將會有更多量身定做的電子元器件被安裝在機械上，除了幫助自動運行之外，還能夠幫助問題的檢測排除，甚至在人工智能技術(shù)不斷走向成熟的未來，可以把人機交互的系統(tǒng)放到機械上，工人通過語音指令可以實時操縱機械，了解各項信息變化。除此之外，計算機的可視系統(tǒng)也被搬到機械身上，通過大屏幕或者信號燈等系統(tǒng)把生產(chǎn)一線的實時數(shù)據(jù)發(fā)回到操作中心，不僅不必親自到現(xiàn)場，甚至都不必從座位上起身，只需通過工業(yè)計算機操作系統(tǒng)輸入幾個指令，一線的機械設(shè)備就能夠自動調(diào)整，不僅省時省力，而且最大程度地減少了對企業(yè)發(fā)展的各項限制因素，實現(xiàn)了為企業(yè)松綁，為產(chǎn)業(yè)松綁。

4 結(jié)語

機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)未來將成為工業(yè)升級的一大重點，雖然當前，我國的機械設(shè)計制造及自動化生產(chǎn)還是受過去基礎(chǔ)薄弱、起步較晚以及技術(shù)儲備少等問題而與西方發(fā)達國家存在一定差距，但值得欣慰的是這種差距在不斷縮小，我國也已經(jīng)從政策的宏觀角度給予了諸多支持，相信經(jīng)過一代或幾代人的努力，我國機械工業(yè)一定能實現(xiàn)彎道超車。