機(jī)械制造及自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)理念

吳強(qiáng)

摘要：隨著我國(guó)幾十年來(lái)的潛心發(fā)展，智能技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)也得到了飛速發(fā)展，工程設(shè)計(jì)、工業(yè)生產(chǎn)、城市規(guī)劃建設(shè)當(dāng)中的自動(dòng)化、智能化、少人化趨勢(shì)變得明顯起來(lái)。因此，將機(jī)械制造技術(shù)同自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合是時(shí)代發(fā)展的必然要求，是社會(huì)進(jìn)步的關(guān)鍵手段。目前，自動(dòng)化技術(shù)同機(jī)械制造技術(shù)合作默契度較高，有共同發(fā)展的勢(shì)頭。基于此，文章敘述了機(jī)械制造及其自動(dòng)化的內(nèi)涵，描述了我國(guó)機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀，詳細(xì)闡述了機(jī)械制造及自動(dòng)化的節(jié)能高效設(shè)計(jì)研發(fā)路徑，以供相關(guān)專(zhuān)業(yè)人士交流思考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造;自動(dòng)化;節(jié)能高效設(shè)計(jì)理念

1機(jī)械制造及其自動(dòng)化的內(nèi)涵

機(jī)械制造及自動(dòng)化是我國(guó)高校的一門(mén)專(zhuān)業(yè)，也是推動(dòng)我國(guó)發(fā)展前進(jìn)的重要領(lǐng)域，是一門(mén)通過(guò)對(duì)各種機(jī)械裝備、機(jī)械產(chǎn)品、機(jī)械產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)、完善、加工、運(yùn)轉(zhuǎn)、生產(chǎn)等過(guò)程進(jìn)行管理的技術(shù)性綜合學(xué)科。機(jī)械制造及其自動(dòng)化是我國(guó)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)，是我國(guó)的關(guān)鍵研究領(lǐng)域。通過(guò)高校教育，可以培養(yǎng)出一批具有機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)、科技研究經(jīng)驗(yàn)、科學(xué)工程開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)人員，能夠?qū)ξ覈?guó)的其他機(jī)械產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響，是其他科學(xué)生產(chǎn)技術(shù)的奠基石與支柱。如今，我國(guó)的國(guó)際地位日益提高，但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有差距，因此，在新時(shí)代發(fā)展背景下，培養(yǎng)好機(jī)械制造及其自動(dòng)化人才、運(yùn)用好相關(guān)知識(shí)顯得尤為重要。

2我國(guó)機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)機(jī)械制造水平一直飛速發(fā)展，為我國(guó)人民的生產(chǎn)、生活做出了大量貢獻(xiàn)，也為我國(guó)工業(yè)打下了良好基礎(chǔ)。伴隨著幾十年的不斷完善，我國(guó)機(jī)械制造水平的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，加之計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等高新技術(shù)的融合，機(jī)械制造不斷與自動(dòng)化等技術(shù)結(jié)合，提高了生產(chǎn)效率，增強(qiáng)了機(jī)械制造領(lǐng)域的活力。但由于我國(guó)的歷史原因，工業(yè)發(fā)展還有不完善的地方需要改進(jìn)，因此，在機(jī)械制造及自動(dòng)化方面與海外發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定差距。國(guó)外的機(jī)械制造和自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)與環(huán)保節(jié)能意識(shí)相結(jié)合，并且制訂出了較為合理的環(huán)保節(jié)能方案，其機(jī)械制造及自動(dòng)化正向節(jié)能化和環(huán)保化方向發(fā)展。其發(fā)展過(guò)程中既保護(hù)了國(guó)家資源和推行了國(guó)家的環(huán)保政策理念，也促進(jìn)了機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展，提高了相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力與影響力。我國(guó)也已經(jīng)意識(shí)到了環(huán)保問(wèn)題的重要性，并開(kāi)始積極與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域組織進(jìn)行交流和討論，預(yù)備將環(huán)保節(jié)能措施與機(jī)械制造及自動(dòng)化進(jìn)行全面結(jié)合[1]。

3機(jī)械制造及自動(dòng)化的節(jié)能高效設(shè)計(jì)研發(fā)路徑

3.1調(diào)整加工工藝。在機(jī)械制造方面，我國(guó)的機(jī)械制造工作人員為了提高節(jié)能效果，通常會(huì)選擇造價(jià)相對(duì)較低但具有節(jié)能效果的加工工藝，以確保機(jī)械制造及自動(dòng)化工程在運(yùn)行過(guò)程中的高效性和節(jié)能性。3.2進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬與虛擬設(shè)計(jì)。通過(guò)數(shù)據(jù)分析和處理及虛擬電子化手段，可用數(shù)字可視技術(shù)將產(chǎn)品進(jìn)行模擬制造。這樣的模擬效果首先可以節(jié)省資源，在模擬產(chǎn)品審視合格后將其推出;其次還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，通過(guò)預(yù)先的數(shù)據(jù)模擬，可以清晰地將產(chǎn)品優(yōu)劣展現(xiàn)在設(shè)計(jì)師面前，利于其進(jìn)行完善，可有效降低產(chǎn)品的不合格率。這種方法既可減少產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中的資源浪費(fèi)，又能提高產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)企業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

4機(jī)械制造和自動(dòng)化的具體應(yīng)用

4.1應(yīng)用于環(huán)保型產(chǎn)品制造。現(xiàn)階段，傳統(tǒng)機(jī)械制造生產(chǎn)技術(shù)的環(huán)保能力不足，使得現(xiàn)代化機(jī)械制造加工技術(shù)，被廣泛的應(yīng)用。雖然有效的提高了生產(chǎn)效率，但市場(chǎng)對(duì)環(huán)保型產(chǎn)品有著較大的需求，現(xiàn)有的技術(shù)難以滿(mǎn)足。基于此，使得機(jī)械制造以及自動(dòng)化技術(shù)，不斷地朝向生態(tài)化發(fā)展前進(jìn)，逐漸應(yīng)用于環(huán)保型產(chǎn)品生產(chǎn)。為達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，則需要依靠現(xiàn)代化節(jié)能技術(shù)，發(fā)揮自動(dòng)化控制技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)制制造技術(shù)優(yōu)化，提高生產(chǎn)的環(huán)保性，增加企業(yè)效益。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，主要包括以下技術(shù)：1）自動(dòng)化信息系統(tǒng)。2）自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)。3）自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)。若采取人工檢測(cè)法，難以達(dá)到機(jī)械制造的檢測(cè)要求。基于此，自動(dòng)化技術(shù)成為機(jī)械制造發(fā)展的主要趨勢(shì)。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，包括診斷技術(shù)與電流信號(hào)技術(shù)等，使得機(jī)械制造加工的產(chǎn)品檢測(cè)效率得以全面提升。4.2應(yīng)用于復(fù)雜零部件加工。隨著機(jī)械制造極其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，使其被廣泛的應(yīng)用于各領(lǐng)域。開(kāi)展機(jī)械加工生產(chǎn)作業(yè)，不僅需要控制溫度和壓力，還需要控制加工的速度以及精度，以保障產(chǎn)品的質(zhì)量。受到市場(chǎng)需求推動(dòng)影響，面對(duì)加工要求更高且多樣化的需求，在生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)，比如復(fù)雜的零部件，采取以往的切削技術(shù)，難以達(dá)到加工的要求。利用機(jī)械制造以及自動(dòng)化技術(shù)，運(yùn)用電熱原理以及光原理，進(jìn)行零部件加工制造，不僅能夠確保產(chǎn)品的質(zhì)量，還能夠保證加工的精度。4.3應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)。從機(jī)械制造實(shí)際來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，集中于機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。開(kāi)展機(jī)械制造設(shè)計(jì)，多運(yùn)用CAD-CAM技術(shù)。雖然獲得了不錯(cuò)的成績(jī)，滿(mǎn)足生產(chǎn)現(xiàn)有的需求，但從發(fā)展角度來(lái)說(shuō)，還存在著不足。現(xiàn)階段很多先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，比如計(jì)算機(jī)技術(shù)、快速成型技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等，逐步應(yīng)用于我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)中來(lái)。

5機(jī)械制造和自動(dòng)化應(yīng)用發(fā)展方向

5.1朝向敏捷化方向發(fā)展。從當(dāng)前的機(jī)械制造技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，其具有柔性特點(diǎn)。在生產(chǎn)加工時(shí)，使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，極大程度上取代了人工，使得工作效率與質(zhì)量得以全面提升。其作用的發(fā)揮，體現(xiàn)在刀具切削作業(yè)環(huán)節(jié)，有著不錯(cuò)的效果。從機(jī)械制造企業(yè)發(fā)展角度來(lái)說(shuō)，若想不斷提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大企業(yè)的影響力，促使我國(guó)能夠在國(guó)際機(jī)械制造領(lǐng)域獲得更多的話(huà)語(yǔ)權(quán)，需要加強(qiáng)機(jī)械制造以及自動(dòng)化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究，同時(shí)要加強(qiáng)虛擬制造技術(shù)的研究。因?yàn)樘摂M制造技術(shù)作為現(xiàn)代化集成制造系統(tǒng)的關(guān)鍵，對(duì)促進(jìn)敏捷制造的發(fā)展，有著積極的作用。目前，網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)也被應(yīng)用到機(jī)械制造生產(chǎn)中，結(jié)合其他類(lèi)型的自動(dòng)化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)方案優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)資源利用最大化。值得一提的是，虛擬技術(shù)的應(yīng)用，能夠按照用戶(hù)的需求，為其提供針對(duì)性服務(wù)。從應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)，虛擬技術(shù)在機(jī)械制造方面的應(yīng)用，還有著較大的空間。從虛擬技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，還需要加強(qiáng)技術(shù)研究，重點(diǎn)研究仿真技術(shù)，提高技術(shù)水平。5.2朝向特種方向發(fā)展。目前，機(jī)械制造以及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛。隨著用戶(hù)需求變化，使得不同形狀產(chǎn)品的制造增加，進(jìn)而使得特種加工技術(shù)，逐漸的成為機(jī)械制造生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的主要方向。基于此發(fā)展方向，需要提高機(jī)械制造技術(shù)的智能化水平，利用智能化程序，開(kāi)展機(jī)械制造與加工。從加工制造應(yīng)用實(shí)際來(lái)說(shuō)，模塊化方法較為常用，發(fā)揮著積極的作用。智能化機(jī)械制造系統(tǒng)的特性，主要體現(xiàn)為安全性和友好性，若能夠充分發(fā)揮其能源節(jié)約以及無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)環(huán)保型產(chǎn)品，還需要加強(qiáng)機(jī)械制造的智能化研究，提高機(jī)械制造水平。5.3朝向綜合化方向發(fā)展。機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展，需要科學(xué)技術(shù)的支撐。從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，將推動(dòng)機(jī)械制造自動(dòng)化朝向綜合化方向發(fā)展，即朝向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化等。機(jī)電一體化的發(fā)展，綜合運(yùn)用了電力電子技術(shù)以及微電子技術(shù)等，在提升機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)水平方面，發(fā)揮著積極的作用。隨著機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品需求的增加，產(chǎn)品種類(lèi)多樣化，使得研發(fā)難度加大。在進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，需要使用標(biāo)準(zhǔn)單元，因此會(huì)推動(dòng)著機(jī)械制造朝向智能化以及模塊化方向發(fā)展。總體來(lái)說(shuō)，機(jī)械制造以及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，其并非某個(gè)技術(shù)獨(dú)立發(fā)展能夠?qū)崿F(xiàn)的，需要各類(lèi)技術(shù)相互作用的支持，因此需要從各方面加強(qiáng)研究。

6結(jié)語(yǔ)

由于我國(guó)的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)起步晚，基礎(chǔ)不牢，導(dǎo)致發(fā)展中還有很多缺陷與弊端，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家仍有不小的差距;當(dāng)前我國(guó)環(huán)境保護(hù)與資源節(jié)約的生態(tài)壓力在不斷加大，所以實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造及自動(dòng)化節(jié)能高效設(shè)計(jì)，既符合時(shí)代發(fā)展的要求，又可體現(xiàn)我國(guó)對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視程度，對(duì)企業(yè)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、國(guó)家穩(wěn)定都有不小的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛輝.機(jī)械制造與自動(dòng)化中的節(jié)能設(shè)計(jì)理念分析[J].河南科技，2013（4）：122