機械設計制造及其自動化在現(xiàn)代企業(yè)中的發(fā)展探討

孟憲滿

[摘? ? 要]機械設計制造及其自動化技術的發(fā)展與普及推動了我國機械工業(yè)的發(fā)展，并使得機械制造企業(yè)迎來一輪新的發(fā)展高潮。本文通過分析機械設計制造及其自動化的特點與企業(yè)中應用的優(yōu)勢，表明機械自動化在現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的重要性，同時指出了現(xiàn)代機械制造企業(yè)中存在人才缺口大、企業(yè)內(nèi)部實踐化培訓程度低、缺乏現(xiàn)代化的企業(yè)管理模式與自主創(chuàng)新能力等問題，并建議性地提出了對現(xiàn)代機械制造企業(yè)發(fā)展的方向，希望推動行業(yè)進步、保障企業(yè)的穩(wěn)定與發(fā)展。

[關鍵詞]機械設計制造;自動化;現(xiàn)代企業(yè);發(fā)展方向

[中圖分類號]TH16 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–0–02

Discussion on the Development of Mechanical Design， Manufacturing

and Its Automation in Modern Enterprises

Meng Xian-man

[Abstract]The development and popularization of mechanical design and manufacturing and automation technology promote the development of Chinese machinery industry and welcomed a new round of development climax.By analyzing the characteristics of mechanical design and manufacturing and the advantages of enterprises， it shows the importance of mechanical automation in modern enterprises， points out the large talent gap， low internal practical training degree， lack of modern enterprise management mode and independent innovation ability， and proposes the development direction of modern machinery manufacturing enterprises， hoping to promote the progress of the industry and ensure the stability and development of enterprises.

[Keywords]mechanical design and manufacturing; automation; modern enterprise; development direction

1 機械設計制造及其自動化的特征與優(yōu)勢

機械設計制造領域作為第一產(chǎn)業(yè)，是我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)中的支柱產(chǎn)業(yè)。機械制造領域的發(fā)展帶動了原材料行業(yè)、設計與加工行業(yè)、銷售行業(yè)等行業(yè)的發(fā)展，推動著我國經(jīng)濟的高質量發(fā)展。自動化技術的興起與在機械設計制造領域的應用為機械制造行業(yè)注入了新的動力，解決了傳統(tǒng)機械制造行業(yè)勞動力需求大、原材料與能源消耗大、機械制造品精細化程度低、環(huán)境污染問題等一系列問題。機械設計制造及其自動化在當前時代的另一大優(yōu)勢就是對于個性化設計的滿足，個性化設計代表了市場廣度的無限延伸與設計生產(chǎn)能力的極大提高，并通過各種技術手段壓縮生產(chǎn)過程中的冗余和浪費。PC技術、PLC技術與以太網(wǎng)技術的融合使得自動化機械制造設備的響應速度、控制靈活度、柔性以及協(xié)調(diào)性生產(chǎn)能力都得到了極大提升。自動化技術使得生產(chǎn)工藝在連續(xù)生產(chǎn)、產(chǎn)品交換、數(shù)據(jù)傳遞等方面都有了極大的進步（見圖1）。

2 機械設計制造及其自動化在現(xiàn)代企業(yè)中發(fā)展所面臨的問題

2.1 缺乏綜合性人才

現(xiàn)代企業(yè)擴展了機械制造領域業(yè)務寬度，機械自動化技術的研發(fā)與成果轉化、現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的設計與生產(chǎn)、市場分析與產(chǎn)品商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)結構規(guī)劃、廢品回收與環(huán)境保護、機械自動化人才的培養(yǎng)等一系列事務都是現(xiàn)代機械制造企業(yè)的業(yè)務范圍。由于我國的超大規(guī)模市場的特點加上機械自動化行業(yè)在我國起步較晚的客觀事實，造成了機械自動化領域的技術人才的相對短缺。此外，由于機械自動化領域的強實操性，要求大部分技術人員時刻工作在生產(chǎn)一線，中小企業(yè)還要求相關人員兼顧一定的企業(yè)管理能力以適應緊湊的企業(yè)架構與復雜的企業(yè)事務。由此可見，無論是機械制造領域技術人員的“工人”性質在社會層面給群眾留下的刻板印象，還是現(xiàn)代企業(yè)對于機械自動化人員的跨學科高素質要求，都在一定程度上造成了機械自動化的相關人才的缺乏。一方面機械自動化人才培養(yǎng)周期較長，另一方面機械自動化人才的工作性質較為復雜，體現(xiàn)出當前社會對于機械自動化人才的需求仍然存在較大的缺口。

2.2 缺乏企業(yè)內(nèi)的實踐培訓方式

企業(yè)對于專業(yè)人員的再培養(yǎng)是保障從業(yè)人員符合職業(yè)需要不可或缺的一項環(huán)節(jié)。由于相關專業(yè)的應屆畢業(yè)生盡管已經(jīng)接受了許多基礎學科與理論知識的培訓，但對于實際的工業(yè)化制造的認識程度仍然存在一定距離，這就造成了理論與實際無法良好銜接的問題。此外，由于我國機械自動化專業(yè)院校眾多，應屆畢業(yè)生的教育水平梯度較大，對于受教育院校的教育水平較低的一部分人員，普遍存在教育程度有限、專業(yè)知識陳舊、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀不明確、嚴重缺乏工程實訓經(jīng)驗等問題，嚴重制約了這一部分人員的技術上限。在注重對于技術人員培訓的企業(yè)中，部分企業(yè)的教育方式仍然存在一定的問題，其中最顯著的問題就是企業(yè)外包員工教育，教育機構的教育方式偏向多媒體化，而忽視實際的生產(chǎn)實踐。這一問題從本質上來說是企業(yè)對于專業(yè)人員培訓意識與培訓意義的不明確，外包培訓是一種舍本逐末的形式化表現(xiàn)，對于提高從業(yè)人員的專業(yè)程度并無實質性意義。

2.3 缺乏對創(chuàng)新能力的投入

資金投入量大是機械制造企業(yè)實現(xiàn)自動化的特點之一，目前普遍存在機械制造企業(yè)對于綜合性的機械自動化設備的投入不足的問題，同時資金投入短缺限制著企業(yè)的自主創(chuàng)新能力與發(fā)展上限。隨著國際競爭的不斷加劇與發(fā)達國家對我國的技術封鎖，先進技術的引入難度越來越大，也使得企業(yè)更需要加大對自主創(chuàng)新能力的投入。發(fā)達國家在機械自動化技術的尖端領域領先程度已經(jīng)出現(xiàn)代差，在自動化焊接、彈簧夾制造、薄金屬板壓制技術等方面均出現(xiàn)了全自動化設備，以金屬板壓制的機械自動化設備為例，德國本德爾公司推出的Bendersp-1250數(shù)控設備，通過CAD技術對目標形狀的3D圖形化設計，即可自動完成對膨脹鋼板的壓制與雕刻，并將成品以卷軸裝形式產(chǎn)出，以便于儲存與運輸。總的來說，目前企業(yè)存在自主創(chuàng)新投入少、先進技術使用率低的問題。

2.4 缺乏現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式與管理模式

機械設計制造的自動化實現(xiàn)在提高機械設計制造效率與質量的同時，其底層邏輯改變了整個機械設計與制造的技術方式與生產(chǎn)模式，這就需要引入現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式與管理模式以適應機械自動化生產(chǎn)。目前仍有相當一部分企業(yè)沿用人工調(diào)度、冗余排布的傳統(tǒng)生產(chǎn)管理模式，在工藝設計與項目方案安排上由有一定經(jīng)驗的項目主管進行主觀工程調(diào)度，并由于人工操作的波動性較大，在進度安排上預留大量時間以供資金與材料的調(diào)度，并給項目出現(xiàn)問題時預留充足的處理時間。這種模式最大的局限性在于當企業(yè)訂單數(shù)驟增或項目規(guī)模較大時，易出現(xiàn)管理上的紕漏，同時大量的冗余時間極大地限制著企業(yè)的生產(chǎn)效率。

3 機械設計制造及其自動化在現(xiàn)代企業(yè)中的發(fā)展措施

3.1 深化企業(yè)人才培養(yǎng)

針對行業(yè)人才缺乏現(xiàn)象，企業(yè)應從人才選拔、專業(yè)性培養(yǎng)與職業(yè)道德培養(yǎng)三方面入手，不斷提高對于人才的標準并著重培養(yǎng)綜合性人才。雖然機械自動化生產(chǎn)線取代了大多數(shù)的簡單重復勞動，但仍然存在部分較強操作性的技術工作需要人工完成。此外，對于高精度的機械制造品生產(chǎn)，需要不同專業(yè)的有極高的職業(yè)素養(yǎng)與安全意識的技術人員，以實現(xiàn)高技術水平來實現(xiàn)產(chǎn)品的方案設計與可行性分析與項目進程中進行監(jiān)測、調(diào)配與維護等工作。企業(yè)應根據(jù)市場需求結合自身實際情況，對技術人員進行針對性的培訓，避免形式化的教育與考核方式，明確培訓的引導目的，避免過于繁重的考核影響技術人員的自主發(fā)展空間，將考核內(nèi)容多維化并與技術人員的績效掛鉤。企業(yè)對于人才的培養(yǎng)應兼顧行業(yè)發(fā)展的前沿方向與技術人員的國際視野，在具體方式上可以進行同類型企業(yè)間的技術交流與實地考察，引入先進技術的同時邀請技術方的專業(yè)人員對員工進行操作性培訓，并在實際工作中不斷進行技術的本土化改良，使得對于人才培養(yǎng)真正作用于技術進步與企業(yè)發(fā)展。

3.2 提高生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質量

高生產(chǎn)效率與高生產(chǎn)質量是企業(yè)的核心競爭力，也是提高企業(yè)經(jīng)濟效益的重要手段，對于機械設計制造及其自動化的實現(xiàn)，一個兼具科學性與完整性的技術方案是保證項目高質量完成的第一步，項目進程中的各部門工作銜接也是保障項目預期目標達成的重要環(huán)節(jié)。對于現(xiàn)代企業(yè)來說：一方面，要對項目團隊進行合理分配，明確加工部門在項目中的主導地位與設計部門在項目中的輔助地位，嚴格按照設計方案與計算機仿真結果進行規(guī)范化操作;另一方面，加強設計部門與加工部門的溝通與合作，加工過程全程反饋給設計部門，由設計部門進行監(jiān)測與工藝改良，不斷優(yōu)化項目的投入產(chǎn)出比、材料與能源消耗以及產(chǎn)品質量。CAD技術的應用可以有效地提高設計部門的設計方案可行性，并通過計算機輔助將設計方案進行模塊化處理，有利于設計方案的執(zhí)行與調(diào)整。

3.3 采用精細化管理

現(xiàn)代化的管理模式利用計算機系統(tǒng)對整個生產(chǎn)流程全程管理，具體流程有生產(chǎn)計劃管理、生產(chǎn)準備管理、生產(chǎn)成本控制管理三部分。

對于生產(chǎn)計劃管理而言，由于計算機技術的引入，對于生產(chǎn)計劃的影響因素分析更加全面與具體，生產(chǎn)計劃主要包括對產(chǎn)量、產(chǎn)品質量、訂單統(tǒng)計、交付周期、物流運輸?shù)囊幌盗幸?guī)劃，應用計算機技術強大的數(shù)據(jù)存儲與邏輯運算能力可以最大程度進行最優(yōu)生產(chǎn)計劃的設計，并可以了解每一個部分的運行情況，增強對項目的控制。美國咨詢公司Aberdeen Group提出的協(xié)同產(chǎn)品商務（CPC）系統(tǒng)是目前行業(yè)應用最廣泛的生產(chǎn)銷售管理系統(tǒng)，應用CPC系統(tǒng)對自動化生產(chǎn)的產(chǎn)品進行質量檢測與銷售規(guī)劃，保障生產(chǎn)計劃的有效執(zhí)行。

對于生產(chǎn)準備管理而言，該部分涉及對項目執(zhí)行所需的各項資源的準備工作，不僅包括對原材料及設備等部分的管理與調(diào)配，還涉及對項目人力資源的管理。企業(yè)通過生產(chǎn)準備管理分析市場需求、原材料、勞動力價格等因素，進行對于實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)的調(diào)配，避免不能按期交工或貨品滯壓等問題，影響企業(yè)的正常運行與發(fā)展。

對于生產(chǎn)成本控制管理而言，現(xiàn)代化的成本控制方式針對傳統(tǒng)成本管控系統(tǒng)存在的誤差率高、信息更新周期長等問題，改變了傳統(tǒng)的線性疊加計算方式，運用實時統(tǒng)計與預測規(guī)劃結合的形式，最大限度地提高預算精度。

3.4 積極推進環(huán)保生產(chǎn)

隨著時代的不斷發(fā)展，我國社會對于制造業(yè)提出了節(jié)能化與低碳化的新要求。一方面，我國承諾在2060年前實現(xiàn)碳中和，這就要求機械設計制造企業(yè)嚴格控制碳排放量并逐步發(fā)展低碳技術，實現(xiàn)制造工藝的環(huán)境友好型發(fā)展;另一方面，全球范圍內(nèi)傳統(tǒng)能源逐步消耗，新能源技術不斷發(fā)展，機械產(chǎn)業(yè)有必要向清潔能源的方向轉型。電能驅動技術越來越先進，在某些領域電驅動設備的效率已經(jīng)可以匹配甚至超過傳統(tǒng)能源所驅動的設備。此外，清潔能源在成本上的優(yōu)勢為企業(yè)提供更多的經(jīng)濟效益，提高企業(yè)的市場競爭力。

4 結束語

機械設計制造及其自動化在現(xiàn)代企業(yè)中的應用與發(fā)展，不斷地改變企業(yè)的發(fā)展方式與發(fā)展趨勢，企業(yè)在注重機械自動化技術運用與發(fā)展的同時，也要不斷注重現(xiàn)代化管理方法的實踐應用。現(xiàn)代企業(yè)要充分的明確機械自動化領域對企業(yè)發(fā)展的重要地位以及該領域的發(fā)展前景，不斷深入研究自動化技術的應用價值與成果轉化，以推動機械自動化技術更好地為我國經(jīng)濟發(fā)展提供動力。

參考文獻

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