機械設計制造及其自動化的設計原則、特點及趨勢

符強 王洋 胡海余

摘要：近年來在科技進步的推動下，我國機械設計制造及其自動化取得不俗成就。機械設計制造及其自動化是機械技術與科技結合的產物，體現了時代進步，在當前社會大步伐發展的進程中，發揮著巨大作用，廣泛應用在生活與企業，是提升我國生產水平的強大動力和現代化工業發展的主要力量。本文對此展開分析。

關鍵詞：機械設計制造及其自動化;設計原則;特點;趨勢

我國作為工業大國，機械制造產業在國民經濟中占據重要地位。隨著經濟發展和科技進步，傳統機械制造的體格笨重、應用麻煩、操作不靈活等已不再滿足當前社會的物質生產要求，對設備質量、設計、安全可靠等是最基本的要求，同時需考慮效率、成本等，隨著科技發展還需加入智能化、信息化等，不僅僅是提高了對機械設計人員的門檻要求，對當前我國正處于制造大國轉向制造強國的過渡時期，更是一場大的考驗。因此要明確機械設計制造中當前存在的問題、需求及創新點，規避問題，提升品質，唯有始終堅持創新性驅動、智能化轉型、強化設計基礎、倡導綠色發展模式，機械制造行業才能有更好、更快、更強的發展前景。

一、發展現狀

產業規模小。相對西方發達國家，我們國家在機械制造行業方面起步較晚，且制造企業多為小規模，甚至是作坊式生產，缺乏大型加工生產設備，生產能力不強、技術不先進，使得機械加工產業鏈發展不平衡，提升水平有限。要想擺脫當前境況，促進制造行業健康快速發展，需加大改革力度，增加研究性投資，注重專業人才的培養與引進。

自動化程度不高。受企業產業規模、專業技能培養不系統、技術積累不足等因素影響，國內機械設計制造產業的自動化程度不高且已不再能適用于當前的物質生產需求，跟歐美國家還有較大差距。

二、機械設計制造及其自動化的設計原則

2.1融合先進技術

新的設計理念和制造方式隨著社會需求的變化在不斷的提出，只有努力提高機械設計效率，改善設備生產質量，才能改善企業經濟效益，提升經濟發展水平。如對傳統生產機床等其他生產設備進行功能性、實用性的改良和創新。或更換先進供能設備，踐行綠色生產，著力保障機械設備運行的穩定性、可靠性。

2.2滿足機械加工精度

機械設計及加工過程，要滿足精度要求，針對誤差集中過程，分析誤差出現原因，及時采取降誤差的可行措施進行修正?？赏ㄟ^改進測量工具、更換加工刀具等方法提升加工精度。

2.3保障工藝質量

表面質量是衡量機械加工零件是否優良的標準之一，零件的性能與機械表面平整度質量息息相關，嚴格選取加工工具，減少零件表面的變形度。如刀具的選擇，修光刀、精車刀等。

三、機械設計制造及其自動化的特點

不同于傳統的機械設計，機械自動化融合了多種技術，效率更高、操作更少、成本更低、功能更全、質量更好。多種高精密機械技術結合自動化控制系統，最終實現作業過程無人化，在機械設計制造方面是最佳應用[2]。

新技術不斷融合應用設計，很大程度的提升機械設計制造的水平。既能表現出自動化優勢又可節約管理成本。機械設計制造及其自動化方面的新技術的開發在滿足現代化的發展要求以及自動化管理的水平中發揮著重要作用，同時也能更好促進企業核心競爭力的提升[3]。

四、機械設計制造及其自動化發展趨勢

4.1制造綠色化。

機械設備及自動化過程的綠色化。即是從產品設計研發、生產制造、產品包裝、運輸銷售、實際應用到最終報廢處理等各個環節實現資源消耗少、廢物排放無害、利用率高的無害化綠色模式。對于生產產品，應從提高強度、延長產品平均壽命等方面，減小制造業對能源、環境、資源的壓力[4]。提倡綠色制造模式，優化企業經濟效益、社會效益和生態效益。

4.2設備大型化、系統化、精密化。

實現企業的高效生產、最大效益須通過提升裝備能力，機械裝備的設計應向大型化、系統化、精密化發展。研發設計并制造大型且系統的精密化裝備，升級機械設備的各工藝參數，使得裝備技術更新、產品升級換代。

4.3控制精準化與設計研制數字化。

控制模型的精準度及診斷質量的準確度是整體設備的核心部分，企業充分利用數據時代的優勢，檢測儀器與控制手段并用，將信息處理技術與數據挖掘結合，實現控制精準化。當前的裝備制造多為數字化仿真生產過程、數字化設計，主要向對象多、機理多、介質多、維度多、目標多發展。

4.4智能化、網絡化與運行可靠化

智能化的機械設備也不斷被推出，機械設備的智能化體現在生產過程中對信息的感知、分析、經驗積累、知識學習以及在數據基礎上做出的智能決策與執行的綜合交叉，如智能制造裝備、智能制造服務等。機電一體化趨勢越發顯著，同時通訊、信號處理、傳感器等技術的成熟，不斷推動著機械設備的網絡化，遠程監控技術等應用于監測設備運行及故障檢排，一旦發現異常，能夠及時給予動作，減少企業損失的同時也提高設備運行可靠性。

4.5科技創新超常化

從制造業實際需求與應用角度考慮，不斷創新制造技術向高端、超常使用等非常規應用的制造技術方向發展，如擴大構件制造工藝尺寸、微納制造新工藝等。

4.6向服務型制造轉型

制造業形式由單一生產制造轉變為服務型制造是未來20年的主產業形態，應具有知識性、集成性、虛擬性、戰略性、全球性等特點。

總結

總結上述，機械設計制造及其自動化技術關乎國家經濟發展，經濟建設中扮演重要角色，同時對實現制造強國的目標、促進我國經濟水平快速提升也更為關鍵。只有不斷創新，將設計制造與自動化更好融合開發才能滿足時代的發展需求。

參考文獻：

[1]吳勇軍.機械設計制造及其自動化的設計原則和發展趨勢探析[J].內燃機與配件，2018（24）：208-209.

[2]卜祥風，鄧景泉“新工科”建設背景下的地方高校工科專業改革探索與實踐——以滁州學院機械設計制造及其自動化專業為例[J].高教學刊，2018（17）：136-138，141.

[3]李洋，韓長川.機械設計制造及其自動化特點和優勢及發展趨勢[J].內燃機與配件，2019（01）：229-230.

[4]何暢“中國制造2025”背景下機械設計制造及其自動化行業影響分析[J].裝備制造技術，2017（12）：47-50.