未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

曹振 陳啟

摘要：伴隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，我國機(jī)械化設(shè)計(jì)生產(chǎn)發(fā)展水平越來越快。機(jī)械設(shè)計(jì)制造在一定程度上極大的提升了我國工業(yè)生產(chǎn)的效率。但是，與此同時(shí)，也為我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造提出了更高的要求。在工業(yè)生產(chǎn)中，內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)過程中的發(fā)動(dòng)機(jī)、零件、系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)施都需要進(jìn)行改進(jìn)，從而滿足當(dāng)今機(jī)械設(shè)計(jì)制造中對(duì)內(nèi)燃機(jī)的要求。鑒于此，本文筆者將從機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)和未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)這兩個(gè)方面進(jìn)行具體的探析。

Abstract： With the development and progress of society， the mechanized design and production is developing faster and faster. Mechanical design and manufacturing have greatly improved the efficiency of Chinese industrial production. However， at the same time， it also puts forward higher requirements for the machinery design and manufacturing in China. In industrial production， the engine， parts， system and other related facilities in the production process of internal combustion engine need to be improved to meet the great requirements of internal combustion engine in today's mechanical design and manufacturing. In view of this， the author will focus on the advantages of mechanical design and manufacturing and automation and the future development trend of mechanical design and manufacturing and its automation Specific exploration and analysis.

關(guān)鍵詞：未來機(jī)械;設(shè)計(jì)制造;自動(dòng)化;發(fā)展趨勢(shì)

Key words： future machinery;design and manufacturing;automation;development trend

中圖分類號(hào)：TH161+.21?????? ??????????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????????????????????????????????? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）21-0174-02

1? 機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

1.1 具有較強(qiáng)的技術(shù)綜合性

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展在機(jī)械制造的整個(gè)過程中發(fā)揮著重要的作用，同時(shí)機(jī)械制造屬于新時(shí)代的新興行業(yè)[1]。在我國的公民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位，我國的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展在其中的作用不容置疑。許多國家在發(fā)展的過程中也將機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展做為本國綜合實(shí)力的一種體現(xiàn)。同時(shí)它也實(shí)現(xiàn)了信息化與智能化的充分融合，在技術(shù)上相比于其他形式展示出更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的優(yōu)勢(shì)不僅體現(xiàn)在機(jī)械制造方面，還有自動(dòng)化以及電子信息技術(shù)等行業(yè)的發(fā)展也為其發(fā)展帶來了一定的優(yōu)勢(shì)。對(duì)社會(huì)上各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展都可以提供相對(duì)應(yīng)的技術(shù)支持[2]。例如，在內(nèi)燃機(jī)的制造設(shè)計(jì)中，可以針對(duì)內(nèi)燃機(jī)的三種形式進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，當(dāng)今我國大部分重工業(yè)都離不開內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用，因此，我國科研人員可以針對(duì)內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，提高內(nèi)燃機(jī)的工作效率，進(jìn)而對(duì)工業(yè)領(lǐng)域起到積極的推動(dòng)作用。

1.2 有利于提高生產(chǎn)效率

在傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)與制造的過程中，更多的是通過人工的形式來進(jìn)行后期工作的開展。而機(jī)械自動(dòng)化不僅不需要投入大量的人力資本，同時(shí)還減少了再制造的過程中出現(xiàn)的問題。使生產(chǎn)技術(shù)變得更加的統(tǒng)一，這相較于傳統(tǒng)的機(jī)械制造來講變得更加的便利與高效。由于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展在工作的過程中可以進(jìn)行自動(dòng)生產(chǎn)，所以說大大的減少了人力資源成本，使企業(yè)的收益變的更加的可觀，在生產(chǎn)的過程中，也是用統(tǒng)一技術(shù)來進(jìn)行生產(chǎn)制造，所以能夠保證生產(chǎn)的質(zhì)量變得更高更加的有序[3]。

1.3 規(guī)避資源浪費(fèi)問題的發(fā)生

進(jìn)行自動(dòng)化的生產(chǎn)模式，技術(shù)會(huì)變得更加的精準(zhǔn)。在傳統(tǒng)機(jī)械化制造過程中，一旦在中途出現(xiàn)一些精細(xì)制作問題，就很容易由于失誤而出現(xiàn)漏洞，這就導(dǎo)致最后所呈現(xiàn)的結(jié)果不是最佳的結(jié)果。同時(shí)，也有可能由于細(xì)節(jié)處理的不到位導(dǎo)致有一些設(shè)備在最后投入使用的時(shí)候變得沒有辦法進(jìn)行使用，從而就會(huì)造成資源的浪費(fèi)。但是通過機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的應(yīng)用就可以更好的規(guī)避資源浪費(fèi)的問題。例如：在進(jìn)行汽車制造的過程中，傳統(tǒng)的機(jī)械制造形式由于人工操作的原因一些零配件在進(jìn)行制作的過程中就沒有辦法以一種最優(yōu)的方案呈現(xiàn)出來，但是通過機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的應(yīng)用就可以在制造的過程中規(guī)避出現(xiàn)的資源浪費(fèi)的問題。

1.4 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)督與自動(dòng)控制

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中也發(fā)揮著重要的作用，在進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)的過程中有完善的生產(chǎn)裝置以及監(jiān)督裝置，這些裝置的應(yīng)用可以根據(jù)信息化中的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制。一旦在生產(chǎn)的過程中出現(xiàn)問題，可以在第一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行報(bào)警，讓相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行及時(shí)的解決，降低了故障產(chǎn)生由于時(shí)間上的拖延導(dǎo)致最后造成更大的損失。

2? 未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化最重要的發(fā)展方向之一就是機(jī)電一體化的發(fā)展。機(jī)械技術(shù)的創(chuàng)造與進(jìn)步離不開科技的革新與信息技術(shù)的發(fā)展。在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中。數(shù)控設(shè)備在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中應(yīng)用是十分廣泛的，數(shù)控設(shè)備中融入了機(jī)械生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，把傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)單一的特點(diǎn)進(jìn)行了改變，在當(dāng)今社會(huì)，企業(yè)生產(chǎn)的過程中大都是采用這種生產(chǎn)模式。采用自動(dòng)化半機(jī)械的形式來進(jìn)行生產(chǎn)，使企業(yè)生產(chǎn)中的生產(chǎn)效率得到了提升，這無一不得力于機(jī)械自動(dòng)化所表現(xiàn)出的積極作用。但是在實(shí)踐的過程中，也發(fā)現(xiàn)半自動(dòng)化半機(jī)械化技術(shù)的應(yīng)用也存在一些不足的地方，在未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展中必須要有進(jìn)一步的改良，才可以使企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營效率變高。在生產(chǎn)的過程中，讓機(jī)械生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行完美融合，可以真正的做到機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化朝著機(jī)電一體化的方向進(jìn)行發(fā)展。這樣有利于企業(yè)生產(chǎn)的過程中效率變高，同時(shí)精準(zhǔn)度也變得更好。在機(jī)電一體化發(fā)展推動(dòng)下，機(jī)械制造行業(yè)也會(huì)隨之發(fā)生變化，這樣的變化不僅會(huì)使生產(chǎn)模式日趨完善，質(zhì)量也可以得以提升，同時(shí)企業(yè)還可以降低人工成本，有利于保證利益的最大化以及生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.2 綠色環(huán)保發(fā)展趨勢(shì)? 伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，企業(yè)生產(chǎn)所耗費(fèi)的資源問題與生產(chǎn)之后所產(chǎn)生的環(huán)境問題二者之間的關(guān)系越來越突出。在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，有很多環(huán)節(jié)都存在浪費(fèi)的現(xiàn)象和環(huán)境污染的現(xiàn)象。導(dǎo)致當(dāng)今社會(huì)我國的生態(tài)環(huán)境面臨著十分嚴(yán)峻形勢(shì)，對(duì)人類的生存發(fā)展都帶來一定程度上的影響。所以在這樣的背景之下，國家就對(duì)企業(yè)在生產(chǎn)過程中由于耗能所造成的環(huán)境污染提出了更高的要求。要求企業(yè)在生產(chǎn)過程中要考慮到資源的節(jié)約與環(huán)境的保護(hù)，同樣的道理，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在發(fā)展的過程中，也不能脫離綠色環(huán)保的理念來發(fā)展。如果脫離綠色環(huán)保的理念來進(jìn)行發(fā)展的話，必然是不長(zhǎng)久的。相反的，在發(fā)展的過程中要樹立可持續(xù)發(fā)展的理念，積極地倡導(dǎo)綠色發(fā)展、環(huán)保意識(shí)等方面的內(nèi)容。同時(shí)在機(jī)械制造和自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的過程中，如果可以融入環(huán)保的概念，就可以在生產(chǎn)的過程中最大限度的減少能源消耗，可以將能源進(jìn)行二次利用，大大降低了對(duì)環(huán)境的危害，推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步。

2.3 內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)? 內(nèi)燃機(jī)是我國各大工業(yè)領(lǐng)域中的重要設(shè)備，我國工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展離不開內(nèi)燃機(jī)的幫助與創(chuàng)新，隨著逐漸成為工業(yè)強(qiáng)國，內(nèi)燃機(jī)中的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)逐漸的落后。內(nèi)燃機(jī)具備流水線的特點(diǎn)，我國科研人員可以借助國外發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)來提高內(nèi)燃機(jī)的核心價(jià)值，使內(nèi)燃機(jī)廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，為推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有效助力。

2.4 模塊化發(fā)展趨勢(shì)? 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化所延伸的產(chǎn)品有很多，其所具備的功能也是多種多樣的，但是相關(guān)設(shè)備所發(fā)揮出來的作用卻是不同的，比如說電力接口、電氣接口等設(shè)備。在機(jī)械運(yùn)作的過程中，就會(huì)發(fā)揮出不同功能的作用。像這樣的設(shè)備，在應(yīng)用的過程中也多是以單元形式為主。同時(shí)，這樣也存在一些問題，多數(shù)零構(gòu)件由于是以單元的形式發(fā)揮作用，就不容易被集中，這樣就不能發(fā)揮機(jī)械生產(chǎn)都最大效能。例如：在汽車生產(chǎn)的過程中，會(huì)采用自動(dòng)化技術(shù)來進(jìn)行加工，但是其中如果用單一的圖像處理模塊、定量模塊、定位模塊等內(nèi)容對(duì)其進(jìn)行處理，這樣就會(huì)使各個(gè)模塊之間的融合性變差，彼此之間處于分離的狀態(tài)，只能獨(dú)立地發(fā)揮作用，不能真正的做到“勁往一處使”。因此，在未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展過程中，模塊化會(huì)是其發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。在此之中，不僅要進(jìn)行模塊化的管理與加強(qiáng)，也要進(jìn)行集約化的發(fā)展，可以更好的促進(jìn)彼此之間的交融，使效能之間的配合發(fā)揮到最佳效果。

2.5 數(shù)字智能化發(fā)展趨勢(shì)? 在未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展，一定會(huì)朝著智能化的發(fā)展方向推進(jìn)。當(dāng)今社會(huì)，智能化應(yīng)用，已經(jīng)深入到生活中的各個(gè)方面，比如說：掃地機(jī)器人、智能窗簾、智能語音等。在發(fā)展的過程中，也會(huì)將智能化這一特征融入進(jìn)去，更好的對(duì)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，智能化的發(fā)展也是當(dāng)代信息技術(shù)應(yīng)用的重要表現(xiàn)之一。由于信息化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各種數(shù)字化產(chǎn)品也被投入到機(jī)械設(shè)計(jì)制造的過程中。當(dāng)計(jì)算機(jī)技術(shù)可以與機(jī)械制造進(jìn)行充分的結(jié)合，就可以使機(jī)械制造水平得到進(jìn)一步的增強(qiáng)。通過智能化輔助，可以使人們完成一些基礎(chǔ)性的機(jī)械制造相關(guān)的工作任務(wù)。同時(shí)，還可以代替人們?nèi)ソ鉀Q一些危險(xiǎn)且復(fù)雜的工作。不僅提升了工作效率，而且還可以保障人們的生命健康安全。由此可以看出，數(shù)據(jù)智能化在未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的過程中，有著不可取代的作用。同時(shí)，機(jī)械制造通過智能信息化技術(shù)的支持與共享，可以更加全面在生產(chǎn)過程中結(jié)合具體情況與數(shù)據(jù)信息對(duì)其中的某一零部件進(jìn)行完善與規(guī)整，保障機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量的安全。例如：在制作內(nèi)燃機(jī)的時(shí)候，就可以借用人工智能的技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)精益的操作。還有在汽車零部件生產(chǎn)的過程中，也可以在應(yīng)急裝置當(dāng)中融入人工智能技術(shù)，一旦車輛發(fā)生意外的時(shí)候，可以最大程度的保障人們的生命健康安全。

2.6 3D打印技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)? 3D打印技術(shù)是近幾年隨著科技的進(jìn)步而產(chǎn)生的，這對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展方面突破有著革新性作用。3D打印技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的制造技術(shù)而言，不僅有著精準(zhǔn)度高并且還有成本低環(huán)保性高等特點(diǎn)。在機(jī)械制造的過程中，采取3D打印技術(shù)，可以有效的控制成本，與減少資源浪費(fèi)，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。將3D打印技術(shù)投入到機(jī)械生產(chǎn)制作的過程中表現(xiàn)為：將機(jī)械數(shù)據(jù)產(chǎn)品信息通過信息化技術(shù)直接變?yōu)?D打印的參數(shù)，進(jìn)而進(jìn)行產(chǎn)品制造。這樣不僅降低了成本，而且還使精準(zhǔn)度變得更高。在未來的發(fā)展過程中3D打印技術(shù)必然會(huì)成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

3? 結(jié)束語

綜上所述，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)的過程中，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的需求。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展必須要與時(shí)俱進(jìn)，融入新的技術(shù)理念，才能夠使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展變得越來越好。在未來，機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)及其自動(dòng)化發(fā)展要積極的融入新的科學(xué)技術(shù)，這樣才能夠使其走的越來越遠(yuǎn)推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步。

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