機械設計制造及自動化技術研究分析

吳昌鳳

摘要：過去很長一段時間，當說起機械設計制造及自動化，很多人的第一反應都是工廠車間內轟鳴作響的機器和忙忙碌碌的工人。如今，為了更好地適應社會經濟發展和城市建設的發展進程，機械設計制造及自動化技術越來越受到社會的重視，一些高等院校也將其設為學校內的重點工科專業之一。基于此，本文將針對機械設計制造及自動化技術的基本定義、優勢、現存問題及其發展趨勢進行分析，僅供參考。

關鍵詞：機械設計制造;自動化技術;專業原理;發展趨勢

0 ?引言

當前社會科學技術水平不斷發展，傳統的機械設計制造產業為了快速適應現代化社會發展的要求，開始逐漸趨于自動化。機械設計制造及自動化技術作為科學時代的產物是我國工業生產不斷發展的根源，其一方面可以提高生產效率和質量，另一方面可以很好地減少生產成本和降低工人的勞作強度，為生產企業贏得了更多的利益。

1 ?機械設計制造及自動化技術的基本定義

知名的美國機械工程師協會（ASME）于1984年對現代機械做出的定義和最具權威的《中國機械設計大典》中對現代機械設計做出的解釋都強調了：“現代機械設計結構愈加復雜，是一種結合了計算機網絡協調和控制孤功能，用于實現包括機械力、自動化運轉和能量流動等機械和機電部件相互聯系、相互輔助的系統。”據此可知，機械設計制造及自動化技術是一項涉及了機械制造理論、機械設計與制造、計算機科學、信息技術等多領域理論知識，結合了計算機智能、電子技術、自動化制造系統、自動化設計等多領域應用技術，用于完成機械設備的設計和生產的綜合性技術。與傳統的機械設計技術相比，如今的機械設計制造及自動化技術的具有更加顯著的優勢，其能從根本上解決現代工程生產過程中復雜生產技術的發展需求，加快了工業生產由“機械電氣化”邁向“機械系自動化”的發展進程[1]。也正是因為如此，如今機械設計及自動化被各大高等院校納入了其學院內機械學的一大分支專業，此專業的教學內容主要包括：機械設計、機械制造、機械自動化這三大板塊;此專業旨在培養具備機械設計基礎知識、制造自動化、測控技術和微電子制造應用能力，且日后能夠從事機械設計與制造加工，機械、電壓、氣壓等控制設備的維護修理以及數控機床機械模型的設計、生產、制造等工作的高級工程師。

2 ?機械設計制造及自動化技術的優點

2.1 節能創新，減少耗材

如今的工程生產領域格外重視節能創新這一設計理念，當前的機械設計制造及自動化技術具有足夠的先進性，即此技術廣泛結合了計算機技術、信息管理技術、通訊技術等現代化高科技技術。這一特點正好可以規避傳統機械設計制造過程中存在的大量資源、能源的消耗問題;另外，基于機械設計制造及自動化技術的先進性，節能創新的設計理念也能更容易地應用于此技術中。

2.2 生產效率和生產質量提高

生產效率與生產質量一直是每個機械制造單位所重視的核心問題。當前機械設計制造及自動化的生產技術已逐步完成了傳機械統制造技術與現代化信息技術的相互融合，這對于提高產品的生產效率和生產質量有著一定的推動作用，具體體現在兩個方面。一方面，在實施機械設計制造及自動化技術過程中應用的計算機技術、虛擬信息管理技術等技術能夠實現對有關生產信息的存儲、查看、管理、處理的操作，這樣有利于監管部門和生產工人把控產品的生產進度，在一定程度上還能有效提升工人生產制造的工作效率，為機械制造單位帶去更高的收益[2]。另一方面，如今大部分機械自動化設備都具有信息自動處理和自動控制的功能，較高的檢測和控制性能能靈敏地、精確地完成機械生產設計過程中要求完成的預定操作，這大大確保了生產質量的合格率。

2.3 功能完備，適用范圍擴展

隨著社會市場對于機械制造產品需求的逐漸增多，而機械設計制造及自動化技術融合了多領域的網絡技術，具備著自動化控制、自動校驗、自動調節、智能化等高性能的功能，使得該技術可應用的范圍也逐漸擴展到了不同場合和不同領域。機械設計制造及自動化技術不再僅局限應用于機電產品的單技術制造，也擴展性地應用于機器人機構學研究、醫療器具的生產和制造、大型大型水電葉輪的設計和加工以及汽車機械制造中的車身焊接、車輛裝配等多個領域中。

2.4 使用安全性和可靠性得到保障

安全性和可靠性一直都是機械設計制造及自動化設備十分重視的問題。現行的機械自動化產品大多具備自動檢測、自動診斷、自動報警以及自動保護的安全管理體系，使得自動化設備在運行過程中可對自身運行健康狀態信息進行收集和分析，可以自動判斷出運行中是否存在過載、過壓、短路等一系列的故障，且能將判斷結果匯報給設備管理員以申請故障處理。因此，新技術具有著很高的安全可靠性，能有效減少機械產品運行過程中構架的損壞，從而延長其使用壽命，另外這對于產品的生產質量和生產效率都起到了一定的保障作用。

3 ?機械設計制造及自動化技術存在的問題

近幾年來，機械設計制造及自動化技術在我國的發展規模和領域都在逐漸擴增，但在其具體的自動化操作過程中，還是存在著一系列的問題與不足，此技術的發展還有一段很長的路需要走。

我國的工業現代化發展歷程和發展經驗明顯落后于外國，尤其是機械自動化制造業。這使得國內整體的機械自動化技術落后于外國，具體表現在以下兩個方面：

①工業人才的綜合素質偏低、高素質人才缺乏。高素質技術人才是機械設計制造及自動化技術長久發展的重要推動力，而當前人才缺失的現狀自然無法滿足機械設計制造及自動化技術的發展需求。

②機械制造企業內部缺乏健全的機械自動化設備管理體系，致使國內大部分機械自動化制造企業內部機械設備的種類、工藝、效能等美育達到標準化;又或是諸多企業將重心都放于經濟收益上，而忽略了對機械設備的嚴格管理，自動屏蔽了機械設備出現的老化、磨損、故障等問題，使得機械設備不能得到及時的整修和更換。機械自動化設備管理的不健全，將嚴重阻礙機械自動化設備的良好運行，致使生產效率和生產質量滯后。

4 ?機械設計制造及自動化技術的發展趨勢

4.1 結合網絡化技術，提升虛擬化水平

如今計算機技術、網絡技術早已經應用到社會的各個領域，在機械設計制造及自動化技術中應用網絡化技術，也是必然趨勢。虛擬性是網絡技術的一大特色，在機械設計制造及自動化中切實應用網絡技術的這一大特色，能夠實現產品設計和生產過程的虛擬化。

例如，在進行機械設備設計時，現行的機械設計制造及自動化技術主要采取二維三維的CAD技術，高新仿真技術的應用能很大程度上調控機械設備圖紙的前期設計和后期修改等轉換環節中的時間浪費，進而能夠控制企業的生產成本、提高工作效率。除此之外，網絡技術的應用，還能實現對產品生產和人員管理的虛擬化監控[3]。所謂虛擬化監控其實也就是遠程監控，因為網絡信息技術可以通過相應的監控系統實現對機械制造生產過程全方位、全角度的遠程巡查工作，就不需要車間監管人員一直在車間內進行巡視監督工作，這樣有利于企業人力成本的降低。

4.2 機械產品日益趨于智能化

“智能化”是新時代的關鍵詞，而機械設計制造及其自動化技術也是新時代各個生產領域廣泛應用的關鍵技術。因此，智能化也必將成為機械設計制造及自動化技術的發展過程中必然會經歷的一個階段[4]。例如，當前一些機械設備的控制系統中都應用到了RIS芯片、多核CPU等集智能化指令和自動化處理為一體的核心部件。由此可知，機械設計制造及自動化技術中的很多環節將會才從人腦控制發展為自動化智能控制。

4.3 機械產品體積的微型化

所謂微型化就是盡可能得縮小所制造產品的體積和耗能，這就依賴于納米技術。近幾年，納米技術發展迅速，并廣泛應用于軍事、航天航空事業、醫療等領域中[5]。我們知道機械設計制造及自動化技術、機械產品等是支撐著軍事、航天航空、醫療等領域發展的重要支柱，因此若利用納米技術實現機械產品體積的微型化，那么對于我國軍事、航天航空、醫療、等領域的發展必然有著巨大的潛在價值和影響。

4.4 生產環節向節能、綠色化發展

綠色經濟一直是我國在社會經濟發展改革和城市化進程中的重點關注的問題。在過去幾年，大多數的傳統制造企業為了追求經濟利益，對人類的生活環境造成了嚴重的污染和破壞。而機械設計制造及自動化技術的發展初心是為了更好的服務于人類社會，因此，機械制造自動化技術走向節能、綠色化的發展道路不僅是社會要求，也是行業的必然趨勢[6]。機械制造業要想走好綠色化發展道路，需要從兩個方面進行實踐，一方面：在進行機械設計制造及自動化的相關制造材料選擇時，要求盡量避免選擇重金屬等材料，而選擇可再生、可回收、可分解的環保材料;或是生產單位自主研發出新型的低碳環保型材料。另一方面：在進行機械產品制造生產過程中，需要精簡產品設計、產品包裝、產品管理及產品銷售等環節，做到生產全過程的綠色化，同時重視產品回收環節，實現產品材料的最節能化利用、產品資源的最優化配置，進而真正實現人與自然的和諧發展。

5 ?結束語

綜上所述，現行的機械設計制造自動化生產技術確實比傳統能夠機械制造技術具有更明顯的優勢，更廣泛的發展潛能。但我國的機械制造水平還是落后于國外的一些發達國家。為了更好地把握機械制造行業的市場動態和方向，更好地將我國機械制造行業引領到世界最前端，相關的專家學者應瞄準世界先進技術，即充分學習計算機技術、網絡信息技術、電子技術、綠色發展等多領域的技術發展，從而提高我國的機械設計制造及自動化技術的水平，使得該技術能發揮出其巨大的優勢，最終促進我國機械制造業的可持續發展。

參考文獻：

[1]蔣莉如.信息時代下機械設計自動化技術研究論述[J].數字通信世界，2018（10）：79.

[2]馬君，孫娟紅.解析機械設計制造及其自動化的技術核心[J].智庫時代，2019（17）：200-201.

[3]汪國慶.機械設計制造及自動化技術中節能理念的滲透[J]. 科技風，2019（03）：161.

[4]姜毓依儂.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].南方農機，2018，49（23）：198.

[5]孫朝霞，趙建發，付明慧.機械設計制造及其自動化發展方向的研究[J].工程建設與設計，2019（04）：176-177.

[6]楊坤.機械設計制造及其自動化專業的現狀反思與前景展望[J].山東工業技術，2016（03）：266-267.