機械自動化設計與制造存在的問題及改進方法研究

劉正 孫艷杰

（天津航宇卓然科技有限公司，天津 301739）

引言：

一個國家在發展的過程當中，工業的發展速度，很大程度上和國家的機械設計制造水平有很密切的聯系，機械設計制造可以說是維系企業發展獲利以及促進企業高效發展的重要指標之一。機械自動化是指采用自動化方式對被加工物進行加工，技術和制造是自動化發展的必要途徑，也是智能應用的基礎。合理應用有效的方法實現機械生產的自動化，是制造技術發展的方向，也將對市場經濟產生積極的影響。然而就目前來看，我國的機械制造及其自動化發展，還存在一定的問題，這些問題阻礙了該行業的發展，并且隨著科學技術的不斷發展以及進步，傳統的人工生產模式，已經無法滿足社會發展的需求。因此，我們有必要加強對機械設計制造及其自動化的相關研究以及實踐，企業應該從機械設計制造及其自動化發展的現狀出發，找出目前存在的主要問題，并且提出相應的建議，來有效地提升整體的行業發展水平，這樣才能夠真正地確保機械的生產效率以及相關產品的品質，為今后的事業發展提供更好的保障。

一、分析機械自動化設計與制造應用優勢

為了能夠全面提高機械制造和自動化生產的效率和質量，需要將設計和自動化技術全面的應用結合到一起，和傳統的機械化生產對比，機械設計生產和自動系統的應用集成，通過借助于科學技術，根據自動模式控制生產機器設備，極大程度上保證了設備的精度水平，減少了人員的強度和時間。在此之外，機械設計和自動化實施能夠減少機械設備故障后維護的時間，防止機械設備故障情況造成的不必要的損失。機械自動化具有重要的自檢功能，幫助現場操作人員及時發現和解決問題，提高設備運行可靠性和安全性。對機械設計和自動化應用進行有效的應用，不斷加強機械產品生產質量和效率。通過這種方式，實現資源的有效利用。傳統的機械設計和生產通過相關技術人員的相關工作，在這個過程中，難免會出現人為因素的錯誤，從而導致產品出現不同的問題。如果人為控制失誤造成的情況嚴重，會出現無法預料的后果。機械設計和自動化的實施能夠提高機械產品的安全性。同時機械自動化也能夠將信息技術融入其中，克服傳統機械手工設計和制造的局限性，保證機械產品的生產質量，提高產品的安全性。由于機器自動化包括先進的信息技術，現代及其制造正在向著智能化方向進行發展。

二、分析機械自動化設計的應用原則

在機械自動化應用的過程中，需要堅持既定的應用原則，積極的致力于信息之間的轉換，為機械產品的設計生產和自動化提供出準確的資源，并且也能夠提高產品的質量，避免操作過程中出現的失誤。在對產品進行生產的過程中，還要積極的堅持設備定期更新和檢修的原則，通過應用自動化設備的生產高效產品，提高環保技術應用，除了獲得更大的經濟效益外，還能夠加強環境的保護，節省不必要的資源，促進企業的可持續發展。同時，還能滿足實際需求的原則，在設計機械自動化過程中，必須結合實際需求。在設計之初，對應用需求做大量的調研，對結果進行分析，確保設計滿足機械化生產需求。滿足實際需求的原則在于不僅要滿足機器設備的功能要求，還要確保使用功能和機器的統一化管理，以及確保機械運行的可靠性和穩定性。在機械設計自動化過程中，還要利用先進技術。先進技術在機械設計自動化過程中的應用，為了能夠保證所有機械設備的工作效率，保證自動化設備運行比以往設備運行能耗耕地，對于機械設備結構做出合理的優化，更好地實現生產效率的提高。

三、分析行業優勢及問題

（一）行業優勢

一是業界積極探索和主觀能動性強。改革開放后，由于我國市場經濟體制的改變，大量企業快速地進行發展，為了快速搶占市場的份額，降低產品的生產成本，企業管理者對于高效率和高質量的制造生產模式一直保持熱忱追求的態度。利用機械自動化設計與制造技術逐步完成在生產過程中對人工的取代，是管理者提升生產效率的基本方法，同時也是實現由制造型企業轉型為服務型企業、進一步解放人工勞動力的重要舉措。二是國家政策大力扶持。國家政策的支持為行業發展提供了健康穩定的成長環境，《中國制造2025》計劃中明確指出，各研究單位、企業和高校等將工作重點放在提高我國制造業的自動化水平上去，促進制造過程智能化和信息化快速實現。

（二）分析存在的問題

1.由于行業間差距較大。行業之間的機械自動化設計和制造技術存在較大差距是我國現如今制造企業轉型升級中最為重要的問題，受到產品類型和生產工藝的特殊要求，當今我國在手機以及電腦等高附加值產品生產的過程中，自動化程度要高于其他行業，全自動生產線以及無人車間等高科技制造技術最先應用到該行業領域中，與之相對應，如煤礦、冶金、化工等重工業領域由于其工作環境及工作性質的要求，必須具有大量的專業人員進行操作，這也是導致我國現階段各行業間自動化程度參差不齊的根本原因。

2.由于技術公開程度比較低。機械自動化設計和制造技術能夠極大程度上提高生產效率，為企業帶來更多的經濟效益，提高企業的現代化程度，但是因為受到了市場中產品價格優勢和企業利潤收益影響，多數企業會將擁有自主產權的新型自動化技術進行產品保護。一般情況下，已經發展完全的大型企業往往擁有更多的資金和人才資源進行技術創新，也自然擁有更多更先進的自動化技術。但對于大多中小型企業，沒有較多的資源進行技術創新，無法充分利用高新的自動化技術提升自身的行業優勢，進而只能沿用傳統的制造模式。所以逐步形成強者越來越強，弱者逐漸被取代的情況。

3.由于內在創新驅動力不足。創新是作為第一發展力，我國自動化起點比較低，發展限制因素較多，導致同樣的時間內我國制造行業的整體自動化水平比較低，伴隨著市場的競爭壓力不斷增大，大多數企業為快速提升企業的生產效率，降低生產成本，并不考慮結合自身生產實際，在已有基礎上進行自動化技術創新提升，而選擇直接購買成熟的自動化技術。雖然能暫時提高企業的經濟效益，但長遠來看，提高了企業對購置技術的依賴性，麻痹了企業的創新發展思想，進而弱化了企業自身的創新發展能力，也不利于企業長期穩定的發展。

4.由于專業技術人才培養模式單一。專業技術人才培養模式單一作為限制我國機械自動化發展的重要因素之一，當今我國專業的技術人才來源主要是有兩種：一是人才外部引進，將具有相對較高資質或者在行業內有較高研究成果的專業技術人才以較高薪資待遇引進企業內部，幫助企業實行自動化轉型。二是通過招聘高校相關專業的畢業生進行內部培養，高校內學生能學習到專業相關的知識，但由于較為基礎，通常招聘后需要對學生進一步培養，所需要的時間比較長，才能夠使其成為滿足生產需要的專業人才。

四、分析改進的措施和方法

（一）打造出完善的企業聯盟

對于行業內部技術水平不一致和技術公開程度相對比較低以及行業間壁壘十分嚴重的問題而言，是可以通過充分的考慮建設企業聯盟的方式，使其可以更好地讓企業內實現不同程度的經驗、技術或人才的共享。企業間加強聯系，同時評選“獨角獸企業”，作為行業引領，定期進行經驗分享，并把經驗、技術等形成標準文件進行傳播。

（二）充分調動工作人員積極性

對于內在創新驅動力存在不足的問題而言，要充分考慮研發人員自身的實際需要，并且還要從技術瓶頸和人員需求等方面充分的分析現如今我國創新不足的根本原因，對于人員需求無法得到滿足、創新能力不足問題而言，要根據馬斯洛五大需求理論和人的性格能力測試，判斷不同的員工屬于那一類型性格，并根據其生活狀態判斷其處于馬斯洛需求的層級階段。創建合理的競爭激勵機制，針對技術瓶頸導致的創新能力不足，可通過定期組織人員去龍頭標桿企業進行學習，或者是可以通過培訓機構定期對員工自身專業技能進行提升。

（三）加強產學研的深度融合

對于專業技術人才培養模式較為單一的問題而言，是需要能夠用于的打破傳統的教育方式，積極地去探索新的人才培養方式，最近的幾年來，我國在大學生培養和企業定向人員進行招聘的過程中，也加強了相關研究，通過政策鼓勵企業與高校、研究所等建立合作伙伴關系，既能加強學術界對于制造過程中的技術加持，又能給相關專業的學生技工實習實訓的機會，更利于專業技術人才更早地接觸生產實際，理清學習的方向。長遠來看，建設產學研深度融合機制，使其能夠開啟多重聯動的人才培養模式，這樣對于我國機械自動化設計和制造水平的提高存在重要意義。

（四）提高對機械自動設計和制造技術的創新能力

對于創新而言，是驅動發展的，我們市場企業不能夠隨波逐流，要在國家鼓勵下艱苦奮斗，在一線的生產實際中深刻的了解目前生產中的痛點，在整合各個方面資源，不斷地從機械設備和技術以及生產方式中找到解決的措施，對于高校而言，培養具備創新能力的人才是機械行業創新發展的首要條件，技術的創新要依靠理論支撐，理論的創新要充分了解社會實際，以客觀事實為依據，根據這兩個根本出發點，要求我們在培養人才時，要以實際需求為導向，培養學生打開思路，勇于創新的精神，不局限于書本的內容，而是要結合社會需求，在學習中找到為什么學習這一基本問題的答案。然而對于社會和機械自動化設計以及制造行業來說，創新是提高企業生產力以及核心競爭力的關鍵，因此企業需要提高內部的研發投入，積極的相應國家有關政策，落實技術創新任務，積極引進先進的人才，提高技術創新的發展速度，提升在市場中的核心競爭力，為國家的現代化建設出一份力。除了深刻把握自身不足之處這一內因之外，還要積極向發達國家學習，不能故步自封，要善于利用客觀條件，積極向機械行業較為發達的國家進行學習，學習別人的人才培養方法、流程，對國內外先進的理論成果及時進行研究，并且結合國內現狀，進而可以充分地發揮出我國機械行業的主觀能動性，走出一條具有我國特色的機械自動化設計和制造創新發展道路。

總結：

總而言之，機械自動化設計與制造指運用計算機科學、機械學、信息技術和自動化控制技術來研究各種工業機械裝備及機電產品從功能需求分析到設計、制造、運維等生產過程的科學性。當下創新驅動發展自動化機械非常重要，關乎整個國內市場大局，我國的自動化領域還有很大的進步空間，當下還是要以解決目前存在問題為基點，不能好高騖遠。科技改變的是整個人類的生產方式，作為一個經濟總量占據世界第二的大國，我國的特色發展之路還應當站在全人類共同發展的角度，以生產制造國內大循環為主，國際國內雙循環為輔，以創新驅動發展，不斷滿足國際國內生產實際需要，在逐步實現國內現代化的同時，為全球發展建設的現代化拿出中國方案，為人類社會的進步貢獻出中國力量。相對而言，全自動化加工對人工的要求較低，操作便捷，工人只需按照預定的程序設定進行指令輸入，設備能按照要求自主完成機械制造過程。