試論如何提高機械設(shè)計制造及其自動化的途徑

崔甜強

（平?jīng)雎殬I(yè)技術(shù)學(xué)院 甘肅 平?jīng)?744000）

1 引言

提高我國的機械設(shè)計制造及自動化水平是迫在眉睫的難題，想要整體提高我國的機械設(shè)計制造以及自動化水平，需要從我國自動化發(fā)展的現(xiàn)狀以及我國的機械設(shè)計水平來進行綜合完善。從點到面的發(fā)現(xiàn)和總結(jié)機械設(shè)計和自動化的問題所在，再根據(jù)問題逐個擊破，本文就我國機械設(shè)計制造及自動化發(fā)展程度和發(fā)展現(xiàn)狀進行分析，并提出相應(yīng)的解決措施。

2 國內(nèi)機械設(shè)計制造及自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 機械設(shè)計制造自動化的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國的機械制造自動化技術(shù)引進較晚，相對于其他科技發(fā)展快速的國家，我國的機械方面的技術(shù)水平要相對落后。但是在近幾年我國在機械制造和自動化方面已經(jīng)取得了重大的成就，各類教育機構(gòu)也在為國家輸出優(yōu)質(zhì)的機械技術(shù)類人才，努力發(fā)展我國的機械領(lǐng)域技術(shù)，來滿足現(xiàn)代社會的各類需求[1]。

2.2 機械設(shè)計制造自動化的重要性

傳統(tǒng)的制造業(yè)是通過人力的打造和組裝進行的，不僅在精度上有誤差，生產(chǎn)效率低下，還會有其他安全問題。在節(jié)省人力資源和財力資源的情況下，更可以保障生產(chǎn)的高效性，所以我國還需要不停地學(xué)習(xí)其他國家的機械制造自動化技術(shù)，引進西方的自動化技術(shù)，來提升我國的機械制造的自動化技術(shù)水平，讓我國的機械制造自動化技術(shù)可以在原有的技術(shù)上得到改進和創(chuàng)新，給現(xiàn)代制造業(yè)和社會經(jīng)濟帶來發(fā)展的動力和堅實的基礎(chǔ)。

3 國內(nèi)機械設(shè)計制造及自動化中存在的問題

因為我國引進機械制造自動化技術(shù)的時間較晚，沒有成熟的自主研發(fā)技術(shù)，所以國內(nèi)機械化制造自動化技術(shù)的核心還是以發(fā)達國家的技術(shù)為主，再在這些基礎(chǔ)上進行改進和創(chuàng)新。由于我國研究機械制造自動化技術(shù)的時間較短，就導(dǎo)致無論是機械制造人才方面，還是核心技術(shù)方面都存在較大的缺口，整個機械的設(shè)計、制造和自動化水平有所欠缺，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品也往往和預(yù)期不符，在生產(chǎn)效率不能提高的同時也讓整個社會經(jīng)濟出現(xiàn)衰弱，給社會經(jīng)濟帶來巨大的損失。

4 提高機械設(shè)計制造及自動化的有效途徑

想要提高我國的機械設(shè)計制造和自動化水平，需要從以下幾個方面著手。首先是在技術(shù)方面的創(chuàng)新。因為國內(nèi)引進西方的機械制造自動化技術(shù)已經(jīng)很久，對于西方的技術(shù)已經(jīng)使用習(xí)慣了，國內(nèi)需要打破這個慣性，利用西方的技術(shù)去嘗試創(chuàng)造我國獨有的技術(shù)。其次是在設(shè)計模式方面創(chuàng)新，要創(chuàng)造出新的機械設(shè)計模板和新的機械設(shè)計工藝，對于技術(shù)性方面要求高或者出錯率高的地方可以和西方國家進行溝通和交流，互換設(shè)計經(jīng)驗和工藝技術(shù)。第三是是機械制造技術(shù)教育方面，國內(nèi)對機械制造自動化類的教育教材，應(yīng)該在建立基本的自動化概念和基本技術(shù)知識的時候，引導(dǎo)和開發(fā)學(xué)生進行踴躍創(chuàng)新。通過豐富的實踐類課程進行設(shè)計和制造，讓更多優(yōu)秀的機械制造人才進入社會，讓我國整個機械化工業(yè)可以整體的提升[2]。提高機械設(shè)計制造和自動化水平除了創(chuàng)新以外還可以從以下幾點進行。

4.1 生產(chǎn)過程的自動化

機械制造注重的是持續(xù)性生產(chǎn)和安全穩(wěn)定性生產(chǎn)，所以在生產(chǎn)過程中也需要集成自動化，自動化可以減少因人為操作導(dǎo)致的失誤，同時自動化可以高度控制產(chǎn)品的精度以達到節(jié)約人類成本，提高生產(chǎn)率和降低誤差等，綜合地提升制造業(yè)的經(jīng)濟效益。

4.2 數(shù)控技術(shù)

數(shù)控技術(shù)指的是利用代碼來控制機器進行作業(yè)，利用人員編寫的代碼來執(zhí)行相應(yīng)的指令和加工數(shù)值。在醫(yī)療行業(yè)、計算機領(lǐng)域和其他機械制造業(yè)數(shù)控已經(jīng)是常用的技術(shù)手段，數(shù)控技術(shù)在提高工作效率的同時，還能將不同有精度要求的零件進行模塊化加工。數(shù)控技術(shù)還能根據(jù)時代的發(fā)展和產(chǎn)品的需求進行設(shè)備的更新和升級，因此我國對于數(shù)控技術(shù)的人才也需要加大培養(yǎng)力度，讓數(shù)控技術(shù)可以涉及到更廣泛的領(lǐng)域，并且讓生產(chǎn)更加的高效和穩(wěn)定。

4.3 數(shù)據(jù)化設(shè)計

數(shù)據(jù)化技術(shù)是通過3D掃描或者3D建模，將整個機械化生產(chǎn)的過程可以通過電腦進行模擬，并且在設(shè)計的時候還能通過CAD技術(shù)進行結(jié)合。利用分析CAD設(shè)計的數(shù)據(jù)對整體的產(chǎn)品設(shè)計進行展示和優(yōu)化，對于不合格的和不完善的地方進行優(yōu)化和升級。

4.4 虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)是將自動化生產(chǎn)過程利用計算機的虛擬化技術(shù)全面地在電腦系統(tǒng)中進行模擬，可以讓技術(shù)人員和施工人員分別在計算機模擬的系統(tǒng)中提前分析技術(shù)缺陷和施工中會遇到的問題，以及對自動化生產(chǎn)的整個生產(chǎn)過程中所有的風(fēng)險進行一個評估和把控。這樣不僅可以讓整個生產(chǎn)過程更加安全，還能提前總結(jié)出生產(chǎn)的技術(shù)漏洞，及時進行改進，還能對最終的生產(chǎn)產(chǎn)品進行性能的優(yōu)化和完善。

4.5 網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

隨著信息化時代的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)是時代發(fā)展的主線，也是信息數(shù)據(jù)傳遞的媒介，互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的誕生讓萬事萬物都能夠進行聯(lián)系。在機械制造中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，可以使不同的機械制造設(shè)備進行相互聯(lián)動，還能使機械設(shè)備實現(xiàn)遠程操作，甚至人工智能還可以利用互聯(lián)網(wǎng)資源進行深度學(xué)習(xí)，從而對產(chǎn)品的變革和升級產(chǎn)生自適應(yīng)的能力。這樣不僅讓產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)了相互關(guān)聯(lián)，遠程作業(yè)，還能將產(chǎn)品生產(chǎn)得更加完善和精確[3]。

5 機械設(shè)計制造中自動化技術(shù)的優(yōu)勢

當(dāng)今最先進的機械制造技術(shù)就是自動化技術(shù)，自動化技術(shù)一般用于較大規(guī)模的批量生產(chǎn)，實現(xiàn)量產(chǎn)的同時還能保障產(chǎn)品的質(zhì)量和成本控制，傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)多為人工操作，對于部分設(shè)計缺陷和人為操作失誤，通過自動化設(shè)備可以有效的解決。傳統(tǒng)的機械制造設(shè)計模式具有相對復(fù)雜的生產(chǎn)過程，并且無法預(yù)先判斷生產(chǎn)過程中所遇到的技術(shù)難點和設(shè)計缺陷所導(dǎo)致的工藝問題，現(xiàn)代化的機械制造自動化設(shè)備可以通過預(yù)先模擬，通過數(shù)據(jù)分析來將生產(chǎn)過程中的每個環(huán)節(jié)進行拆解。對每一個技術(shù)要點和操作步驟都可以很詳細的展示，再通過數(shù)據(jù)的分析和比對，可以及時發(fā)現(xiàn)問題的所在，再根據(jù)問題情況對可避免的問題進行及時糾正，對于不可避免的問題進行及時預(yù)警和提前進行準(zhǔn)備措施，最后對于產(chǎn)品的更新迭代也可以更好地進行完善和升級。機械制造設(shè)備的自動化還包含了監(jiān)控的功能，在生產(chǎn)過程中監(jiān)控機械的生產(chǎn)流程、軟件和硬件的使用情況，以及能源和原

材料的資源分配情況，讓整個生產(chǎn)線的環(huán)節(jié)透明化、可視化，也便于管理者進行管理和監(jiān)督。并且生成總結(jié)報告，便于分析機械制造設(shè)備的問題和需要改進的地方，避免高溫高壓等情況減少設(shè)備壽命，增加安全隱患，讓成本的精確度和完整度更加的完美。如圖1為機械制造自動化的機械臂設(shè)施。

圖1 機械制造自動化的機械臂設(shè)施

6 機械設(shè)計制造中自動化技術(shù)的發(fā)展意義

我國的機械設(shè)計和機械制造自動化還處于發(fā)展初期，所以如何加速提升我國的機械設(shè)計和機械制造自動化水平，已經(jīng)成為了我國機械自動化發(fā)展的首要任務(wù)。機械制造業(yè)的發(fā)展還能帶動社會制造業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，拉動經(jīng)濟社會發(fā)展，讓我國的生產(chǎn)力更進一步的提高，為我國節(jié)省人力資源、物力資源和財力資源，讓我國的四個現(xiàn)代化目標(biāo)可以盡快實現(xiàn)，向自動化技術(shù)發(fā)達的國家看齊。因此，提升機械設(shè)計制造和自動化對社會經(jīng)濟和國家的整體實力具有不可小覷的意義。

7 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代的制造業(yè)隨著時代的發(fā)展，也逐漸將自動化工藝完全地融合到了機械設(shè)計和機械制造中，所以我們可以通過智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)化和虛擬化技術(shù)來完善我國的機械制造自動化技術(shù)。再通過良好的教育和引導(dǎo)將優(yōu)秀的機械領(lǐng)域人才引入社會，創(chuàng)造性地結(jié)合其他西方國家的先進技術(shù)，整合出我國獨有的機械設(shè)計和制造自動化技術(shù)，讓我國的自動化技術(shù)可以站在世界的舞臺上，使我國的經(jīng)濟發(fā)展更加的繁榮昌盛。