機械設計制造及其自動化的設計原則及發(fā)展趨勢

蔡良杰

上海寶山大陸汽車配件有限公司 201906

摘要：在國家發(fā)展中，機械自動化水平代表著機械制造業(yè)能力，自動化技術屬于新型技術，是在諸多先進技術的基礎之上創(chuàng)新而來的，能夠極大的提升機械生產(chǎn)效率和質量。和傳統(tǒng)手工設計與制造模式相比較而言，自動化技術具備更高的安全性、高效性。當前我國機械設計與制造能力尚處于落后狀態(tài)，無法很好的滿足發(fā)展需求，因此將自動化技術應用于機械設計與制造領域成為發(fā)展的必然趨勢。

關鍵詞：機械設計制造;自動化;設計原則;發(fā)展趨勢

1機械設計制造及其自動化的設計原則

1.1廣泛化原則

相比于人工，機械有著更高的效率，操作度也更高。當下的各行各業(yè)之中，機械制造都被廣泛運用，因此，在機械設備的設計和生產(chǎn)之中技術人員應掌握全面的機械制造技術，對各項參數(shù)進行詳細分析和運用，在宏觀上拓寬對機械設備功能的掌握，使其能夠應用于更多的生產(chǎn)工作之中。

1.2效率化原則

在機械產(chǎn)生之前的人工生產(chǎn)之中，精確性不足是很大的缺陷，因此自動化設備要求提高產(chǎn)品生產(chǎn)的精準度。并且在企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，生產(chǎn)率與效益緊緊掛鉤，因此，在機械設計制造及其自動化的設計之中應該遵循效率化的原則，從而提升機械生產(chǎn)的精度和自動化程度，達到更高的生產(chǎn)效率，為企業(yè)生產(chǎn)提供更大的收益。

1.3實用化原則

機械設備制造及其自動化的目的是滿足多種多樣的機械生產(chǎn)需求，因此，在設備設計中需要保證設計與生產(chǎn)需求的高度契合，設計出的產(chǎn)品不可達不到需求，呈現(xiàn)的設計與需求設計也要對應，使設計出的產(chǎn)品能夠在真正的工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用，提升工業(yè)生產(chǎn)水平和人們生活質量水平。

1.4綠色化原則

機械設計制造行業(yè)是一個能耗非常大的行業(yè)，中國的能源消耗和環(huán)境污染問題在工業(yè)化的進程中不斷加劇。為了保證中國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，彰顯企業(yè)的社會責任，要堅持綠色化原則，生產(chǎn)綠色產(chǎn)品，保證生產(chǎn)過程綠色化，要設計出符合社會發(fā)展需求的綠色化產(chǎn)品。

1.5便捷化原則

機械發(fā)展具有悠久的歷史，但是機械使用的根本目的是使人類勞動力得到一定程度的解放。因此，在機械設計制造及自動化的設計原則上要體現(xiàn)便捷性原則。

2加強前機械設計及其自動化應用的措施

2.1機械自動化的生產(chǎn)方式

智能生產(chǎn)過程是機械產(chǎn)品生產(chǎn)和有效利用的主要標準。它可以更好地利用人力資源，降低勞動力和生產(chǎn)成本。廣泛使用自動技術，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且還提高了企業(yè)的生產(chǎn)力。在生產(chǎn)過程中提高產(chǎn)品質量。事故率大大降低，人員安全得到保障，使整個制造業(yè)的安全性正在提高。但是，我們在機器的設計和制造方面還有很多問題。例如，我們沒有很發(fā)達的機械制造和自動化的知識。自動化技術沒有進行廣泛的推廣，因此，必須不斷引進技術革新，提高技術水平，更好地促進機械設計和生物化學技術的總體發(fā)展。

2.2加大資金投入

盡管在機械制造和自動化發(fā)展方面取得了一些進展，但我國仍存在許多不足和問題，例如，不恰當和不科學地使用技術。因此，針對自身存在的不足和問題，要不斷創(chuàng)新和完善機械設計及自動化技術，進一步提高科研技術水平。另外，中國經(jīng)濟發(fā)展后，合理的投資可以帶動發(fā)展機械設計和自動化技術，同時要培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新能力，實現(xiàn)技術革新。提高我國自主研發(fā)新技術的水平，進一步保證機器制造和自動裝置的健康發(fā)展。

2.3柔性自動化生產(chǎn)技術

在機器制造業(yè)中，自動化技術可以促進生產(chǎn)過程的發(fā)展，使之朝著更加優(yōu)秀的方向發(fā)展，并使之更加有效。很多生產(chǎn)過程可以通過生產(chǎn)所需的裝置自動完成，有效地節(jié)省了人力，同時也減少了影響生產(chǎn)過程的人為因素，大大降低了生產(chǎn)加工過程中的損失率。這將有效提高機械制造商的競爭力。關于這一技術，計算機是其控制信息的一個關鍵組成部分，對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行動態(tài)控制和調整生產(chǎn)計劃進行宏觀調控，將監(jiān)控數(shù)據(jù)進行傳輸與分析，此外，存儲和運輸系統(tǒng)的任務是通過工業(yè)機器人完成存儲和運輸，再生產(chǎn)的操作控制信息系統(tǒng)，以更好地完成生產(chǎn)。

2.4機械設計制造自動化中的節(jié)能技術

隨著社會的發(fā)展，能源效率技術的應用日益受到重視，并有效地促進了社會的可持續(xù)發(fā)展。在節(jié)能技術的應用中，可以有效地促進機械設計制造自動化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。利用自動化技術制造的機械系統(tǒng)可用于機械產(chǎn)品的回收利用，有效保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。在機械設計和制造中使用自動化技術必須特別考慮產(chǎn)品的性能和用途，并增加產(chǎn)品的附加值。節(jié)能技術主要應用于知識密集型或技術導向型的機械設計制造行業(yè)，有效地促進了機械設計制造業(yè)的發(fā)展。

3機械設計制造及其自動化的發(fā)展趨勢

3.1光機電一體化

主要指的是通過光學技術、計算機技術和微電子技術的深度融合提升自動化機械生產(chǎn)產(chǎn)品的附加值。同時，激光技術、傳感器技術、光能驅動技術等在機械制造業(yè)的應用有利于機械設計制造及其自動化性能和品質的提升，也有利于各學科在融合中取長補短各取所需，增強行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力。

3.2模塊化

機械設計制造的過程具有一定的復雜性，包含的內(nèi)容和學科知識及其廣泛。因此，對設計人員對設計目的的明確程度、多樣性的信息分析研究能力提出了要求。在設計時，根據(jù)各方面的功能特點進行模塊劃分，從模塊的角度入手設計，全面提升設計水平，提高設計效率。同時，在模塊化之后能夠根據(jù)不同的設計模塊開展檢測工作，提高設計工作的檢測效率，縮短維修時間。

3.3智能化

智能化是保證機械具有良好操作水平的重要條件。尤其在人工智能和大數(shù)據(jù)技術快速發(fā)展的時代，智能化必定是機械制造和設計發(fā)展的趨勢之一。同時，在智能化的高度發(fā)展之下可以實現(xiàn)對勞動力的解放，提高機械的綜合使用水平。智能化的發(fā)展對于維護機械的穩(wěn)定運行和持續(xù)性運行發(fā)揮著重要的作用，使機械有了可以全面、快速、自我運行的條件。

3.4綠色化

在倡導可持續(xù)性發(fā)展的當今社會，資源不斷枯竭和環(huán)境不斷惡化。各行各業(yè)已做好向綠色化生產(chǎn)轉變的準備。機械制造行業(yè)也面臨著向綠色化轉型。主要的綠色化要求是從設計、材料、管理、工藝、包裝等多個流程實現(xiàn)生產(chǎn)流程的綠色化，同時要加強對可再生能源的使用和廢舊材料的回收和再使用，通過提高產(chǎn)品整體的使用率和回收率，優(yōu)化資源使用，實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。

3.5人性化

除了考慮機械本身的運行功能以外，在機械設計的過程中賦予一定的人類情感。將生產(chǎn)設計的產(chǎn)品融入人性化的設計理念，更有利于在未來占有市場并贏得口碑。在機械擬人化的同時，也能夠達到提高人們?nèi)粘Ｉ畋憷缘谋举|目的，為使用者提供更好的使用體驗。同樣，在人性化的發(fā)展中能夠促進中國機械制造自動化設計與人契合的發(fā)展。

結束語：綜上所述，機械設計制造及其自動化發(fā)展對于整個制造行業(yè)的轉型升級有著重大的意義，是提高生產(chǎn)效率的關鍵，也是提升生產(chǎn)質量，滿足多樣市場需求的必經(jīng)之路。因此，結合當下的熱門學科，比如計算機科學、信息技術、網(wǎng)路技術、人工智能技術和自動控制技術等，向著智能化、綠色化的方向實現(xiàn)機械設計制造的自動化，是實現(xiàn)中國工業(yè)化強國夢想要求的體現(xiàn)。

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