機械設計制造及其自動化的發展趨勢

孫志浩

摘 要：伴隨著我國工業發展水平不斷提升與科技水平的不斷發展，我國居民對工業生產水平要求也在不斷提升。當下，我國機械設計制造生產逐漸在現有科技水平基礎上向自動化轉型與發展。本文分析在機械制造領域中，關于自動化機械設備的設計研發與機械制造兩方面內容。希望通過本文的論述，能夠為相關領域的科研人員提供有價值的參考。

關鍵詞：機械設備;自動化;機械制造;發展趨勢

引言：伴隨著信息技術的廣泛應用，加快了社會發展與進步的步伐，也使機械設計與制造的研發水平在不斷地提升，投用使用率不斷擴大。當前，在機械制造領域中，技術人員必須要運用各種先進的技術完成自動化機械設備的研發與制造。同時，技術人員在應用技術上大膽的創新與突破，科學地嘗試新的研發路徑。本文結合實際，對機械設計制造及其自動化的發展趨勢展開了論述。

1 機械制造及其自動化的定義

1971年機械自動化產生并在機械領域得到了廣泛的應用。1984年機械工程師協會對其定義為：“計算機信息網絡的協調和控制，完成包括機械力、運動和機械能力流動力或機電組件互聯”。

機械設計制造是一門新興的邊緣學科，機械制造及其自動化是機械技術和電子技術為主體，多門學科互相滲透、結合的產物，是正在發展和逐漸完善的學科。工業生產由“機械電氣化”向“機械自動化”轉變的發展階段，機械自動化使工業技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系都產生了巨大變化。它發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著生產和科學技術的發展，還將不斷地增加新的技術。其最基本的特征可以概括為：機械自動化的設計制造是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感檢測技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織結構目標，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值并使整個系統最優化的系統工程技術。

需要強調的是，機械自動化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合性技術，而不是機械技術，以及其他新技術的簡單組合，這就是現代機械與機械電氣化在概念上的根本區別。現代機械設計制造出的產品，不僅是人和手與肢體的延伸，更是人的感官與頭腦的延伸，具有智能化的特征，也是現代化機械自動化和傳統機械在功能上的本質區別。

2 機械設計制造自動化發展趨勢

我國從20世紀80年代初才開始機械設計制造及自動化方面工作的研究和應用，一些大中型企業對這一技術的發展及應用投入了大量的心血，并取得一定的成功。但與一些發動國家相比，仍存在一定的差距。任何一門科學都是由基礎理論、技術和工程系統組成的，并且加以完善。機械自動化在技術和工程系統方面已有很多大的發展，但基礎理論方面還在完善中，所以今后的發展趨勢是：

2.1 自動化與智能化的融合

我國的機械設計制造自動化發展的智能化技術應用總體水平還不盡人意，雖然電子控制技術及數字控制技術已經被廣泛應用普及，但智能化普及應用速度與范圍比較緩慢，僅在經濟發達的部分城市有所推廣。分析其原因在于智能化技術投入成本比較高，所以機械設計制造必須要考慮技術優先發展，所以，要將智能化與自動化的有效融合并且廣泛推廣，可以從技術及材料配置等相關角度對智能化技術的普及做到進一步優化，使其更為廣泛的運用于機械設計制造的自動化發展中。

2.2 模塊化管理設計發展

現代電子設備模塊化設計發展愈加凸顯，比如計算機設備的模塊組裝，可根據自身需求組裝相關設備配置。機械設計制造可參考電子設備模塊化，設計制造同樣適用于模塊化設計結構，分析其優勢為：第一，節省自動化生產能源，提高材料資源及能源可用性，以按需生產方式建立自動化生產體系;第二，避免設備配件更替規格不匹配的問題。不同生產商所提供的機械設置制造自動化生產方案略有出入，其自動化設備的內部構成也有所差異。在技術快速發展的現狀下，部分自動化生產設備因長時間使用出現構建老化問題，所需更換的部件規格通常難以與原廠商規格保持一致，從而增加自動化生產管理風險。而模塊化的機械設計制造自動化發展則可有效地解決以上問題，持續為后續階段自動化設備管理維護提供技術支持。

2.3 虛擬化遠程網絡控制

眾所周知，傳統機械設計制造網絡遠程控制僅限于單一環境下局域網管理，在多元化網絡管理體系運用方面有所局限。而未來階段的機械制造自動化對人力成本的需求將從基礎生產轉向技術生產，所以，生產控制也將從物理網絡管理層面向信息化虛擬網絡體系構建轉變，其基本處理內容也將不再局限于局域網絡的機械化設備生產，其管理內容更為豐富多樣，信息化管理網絡建設也將更為完善。

2.4 高效化與環保化生產系統建設

機械設計制造自動化的發展趨勢必然是高效化生產，伴隨技術的不斷發展其生產效率也會成倍增加。傳統工藝下的機械生產的弊端是對技術人員技術水平有依賴性，通常受不可控因素影響，機械生產技術人員綜合水平難以得到有效的統一，所以對生產效率很難保障。而未來階段的自動化生產，結合多項高科技技術手段，無需大量的人工干預生產，其綜合生產效率得到了有效的提升。伴隨高效化生產管理的發展，機械生產環境管理也得到了提升，也是機械設計制造自動化發展的必然發展趨勢。智能化技術發展環境下，自動化設備生產所產生的人工能源消耗有效的得到了降低，能源回收再利用技術加入自動化生產體系中，使能源消耗及環境管理成本都得到了控制，因而，自動化設備的高效化與環保化發展體系建立，是未來階段解決工業生產污染及加工成本消耗過高等問題的有效途徑。

2.5 產品體積縮小化

20世紀80年代末，微電子機械系統在國外被定義：“微機械自動化系統，指的是幾何尺寸不超過1立方厘米的機械自動化一體的產品”。證明發展方向也在向微納米尺度發展。微機械自動化產品體積小，能源消耗少，并且具備足夠的靈活性，在生物醫學、軍事、信息等方面具有舉足輕重的優勢。

3 結語

機械設計制造的自動化發展涵蓋機械化生產的各個方面，不同的生產需求及生產環境對自動化設備設計要求各有差異，綜合性生產管理內容，科學制定機械設計制造自動化發展方案，將智能化技術與自動化技術有效的結合。基于機械設計制造及其自動化自身特點和其在工業生產過程中的優勢，在我國工業生產過程及制造過程中被廣泛應用。因此企業應加強對機械設計制造及其自動化的深入研究，提高機械生產效率與生產質量。不斷與其它科學技術融合，提高自動化水平與制造能力，推動機械生產水平發展。

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