提高機械設計自動化水平的有效途徑分析

洪進興

（福建藝達電驅動股份有限公司，福建 泉州 362005）

機械設計是我國最重要的工業建設領域，自動化機械設計是目前工業領域中較為先進的技術，科技水平不斷發展，加強了機械設計的自動化運轉，現階段，我國機械設計產業還有很大的提升空間，如何將自動化技術與智能化技術有機結合到機械設計工作中，推動社會主義市場經濟發展，是一項值得研究人員深入思考的問題，本文對此進行了深入分析。

1 機械設計制造自動化的優勢

提高機械設計自動化水平具有眾多優勢，可以促進生產效率和工藝水平大幅度提升，接下來，從優化生產模式、提高生產安全性以及提升工業智能化三個方面進行論述，全面介紹將自動化技術融入機械設計生產中的必然性與可靠性。

1.1 優化傳統生產模式

傳統的生產模式中使用的傳統機械設備與生產技術都較為落后，機械設備沒有與時俱進，生產效率較低，而且由于設備自身不夠完善所以無法實施精細作業，導致生產性能極低，傳統的生產模式更多地是依靠人力資源，需要大量人工操作，對工作人員的精力與能力要求較高。提升機械設計自動化水平可以優化傳統的生產模式，實現對整體機械的合理把控。將機技術融入機械設備與機械生產中，提升機械設備的自動化水平，可以減輕工作人員的工作強度，提高生產效率，同時，自動化技術融入機械設備中，可以大幅度增加機械設備的精確度，完成更多高標準、高要求的工作內容，使機械設計有了更多可以完成的項目內容，進而滿足更多行業的工業訴求。

1.2 提高機械生產安全性

保障安全是生產制造的首要關注點，在傳統的工業生產中，從機械設計到機械生產等眾多的工作環節都是由工作人員手動操作的，需要規范員工嚴格按照規定工作，但仍然存在產生錯誤的風險，輕則影響生產進度，重則對工作人員生命安全造成威脅。自動化技術能夠在極大程度上減小安全風險的發生，對生產環節進行實時監測與控制，提高機械設計生產安全性，避免部分安全隱患的發生，通過計算機智能手段對生產環節進行更加嚴格的監測與排查，自動感知異常情況，當檢測到問題時，可以及時采取應急手段規避風險，大大降低事故的發生概率。

1.3 提升工業智能化程度

目前，信息技術快速發展，人工智能全面普及，計算機技術已經滲透到了眾多工業領域中。產業智能化是生產制造業普遍的發展趨勢，從機械自動化入手，將信息技術與機械設計有機結合，不斷加強設計生產的創新成果，全方位地實現生產信息和制造資源之間的高度共享。無論是從繪圖設計還是生產施工，將計算機制造出的虛擬產品運用到機械設計工作中，利用人工智能技術實現機械設計的自動維護和診斷，從而大幅度提升機械生產效率，縮短產品加工生產的時間長度，并且能夠降低人力與物力的投入成本，減少人工操作帶來的工業誤差和材料損耗，促使企業獲得可觀收益，因此，產業智能化是未來機械設計的必然發展趨勢。

2 現階段機械設計存在的問題

我國機械設計進程一直在不間斷地推進中，在技術和生產效率方面都得到了一定程度的發展與進步，但在機械設計自動化水平發展中仍有進步空間，應用到的智能化先進技術較少，不同企業發展水平也參差不齊，擁有高端自動化技術的企業更是少之又少，業內技術水平整體偏低，國內還沒有建設出足夠完善的計算機輔助系統，然而，國外很多國家會使用計算機應用技術加以支撐，如應用專家系統，模擬人類專家的專業知識與推理方式為機械制造提供幫助，這是一種智能的工業模式，在一些發達國家也采用了制作更精細的微型機械，提升了機械設計的精密程度，而我國在智能化與精細化方面依然處于較為落后的水平，具有科技含量的設備不夠，很難保障設備及時升級與利用效率，因此，急需對傳統的機械設備加以升級，解決傳統設備缺少自動化能力的這一缺點，提升機械自動化水平。除了設備以外，工作人員的自動化水平較低，創新能力不夠優秀，在機械設計生產中長期沒有創新及突破，并且操作不夠規范，這也影響了機械設計使用過程中的性能與精度，在新技術的應用中也存在一些尚未解決的問題，機械設計自動化水平還無法滿足社會生產的實際需求，進而對社會主義經濟市場的發展進度造成影響，因此，我國需重視提升機械制造產業的技術水平，在加強效率的同時，提高能源與資源的利用率。

3 提升機械設計自動化水平的策略

現階段，業內技術水平整體偏低，在平衡需求與建設方面仍需考量，要想提升機械設計的自動化水平，需要從理論研究、實際應用、環保理念與潛力探索等多方面進行分析，全方位努力推進自動化機械設計生產進程，充分發揮自動化技術優勢。

3.1 加大機械設備的研究力度

我國工業生產相比發達國家來講起步較晚，近年來，才開始注重發展機械制造及其自動化技術，因此，還需要從源頭加以重視，加大對機械設備的研究力度，從經濟和人力上增加對機械設備的研究成本，學習同行業的先進技術，探索將自動化技術融入機械設計的合理方式，注重對工作人員自動化技術的培訓，讓工作人員真正理解自動化技術的工作原理，逐漸樹立自動化工作理念，定期培訓考核，并對成績優異的工作人員予以獎勵，提升員工的學習積極性，強化工作人員的整體素養，鼓勵研究人員重視此方面的研究，在了解機械產品需求的基礎上，加強不同生產環節中的學科知識整合，并將研究成果分享于行業中，從理論研究入手再投身實踐中，注重機械設備細節研究與生產，提升設備性能，促進機械制造行業快速發展。

3.2 加大自動化應用力度

現階段，已經意識到自動化技術對于機械設計的發展具有重要意義，應從實際入手、從當下做起，在生產與需求結合在一起的基礎上，大力加強自動化技術應用于實際操作的力度，提升市場的靈活性，通過不斷地探索，充分挖掘自動化技術與智能技術的原理與應用，將自動化與智能化深度結合，在信息化時代的背景下，掌握并運用數據挖掘技術、PLC 技術以及傳感器技術等等。利用新技術對機械設計加以掌控。對工作人員進行專業培訓，增強信息化素養，對機械設備進行全面檢修與升級，增強機械設備的自動化能力，在實際機械設計生產的過程中，利用先進技術對設計工作進行監控與設計，自動檢測技術與信息處理技術可以快速檢測工業生產中存在的故障問題并加以迅速反應處理。

3.3 落實綠色機械設計理念

環境問題愈加引人關注，工業生產與日常生活中經常會出現環境污染的問題，對構建和諧環境造成了阻礙，環境保護工作是各個領域生產者都需要重視的重點工作內容，如何協調生產效率和環境保護之間的關系是行業發展中關注的熱點議題。為了實現機械設計產業的可持續發展，在產業實施中必須把環保放在行業發展的首要地位上，切實落實綠色機械設計理念，貫徹環保思想。在傳統的機械設計中，機械設計生產結構復雜環節多樣，會產生眾多材料耗損和生產廢料，在新時代的機械設計中，設計工作者應該以環保節能為主要的生產理念，多多使用節能技術與環保材料，降低生產成本與人力成本，完善生產模式，使其更加符合新時代的工業標準。通過計算機技術提升機械設計自動化水平，安置自動化智能裝置，實時監測污染排放量并加以控制，提高環境保護的工業標準，以可持續發展為首要發展理念，長期綠色生產，摒棄全人工作業帶來的缺點，從而緩解工業生產帶來的環境問題。

3.4 探索機械自動化的發展途徑

保持創新是行業長久發展的重要因素，這種創新既包含技術創新，也包含方案創新。不僅要有先進的技術手段，還需要與時俱進的思想去推動機械行業快速向前。工作人員要充分了解機械設計行業的生產需求，對自身發展保有客觀正確的認知，目標明確地不斷探索機械設計自動化的有效發展途徑，順應時代的發展需求對自身產業加以一定程度的工業變革，挖掘機械自動化的發展潛力。技術人員需要不斷學習不斷鉆研，時刻關注行業的最新動態，掌握最新的技術手段，探索適合自身創新性的技術發展途徑。信息高速更迭的背景下，面向用戶的需求一定是不斷變化的，應該順應時代發展的步伐，緊跟市場最新需求，不斷升級完善自身系統，從實際需求出發，將信息技術與人工智能技術滲透到工業發展的眾多環節中，提升機械設計自動化能力與精細程度。不斷強化創新思維，從多角度、多維度獲取技術靈感，結合多領域學科知識提升技術水平，進而在當今激烈的市場競爭中獲得更廣闊的發展空間。

4 機械設計自動化未來的發展方向

機械設計必然會以自動化程度越來越高的形式不斷完善與發展，通過查閱大量資料與實證考量，綜合分析得到的結論是機械設計在未來的發展中主要會以兩大方向持續進步，一個方向是性能發展方向，比如，高速度、高精度、高效化發展，隨著信息技術水平的不斷促進，勢必也會更加智能化。另一個方向是功能發展方向，功能會越來越多樣、越來越符合用戶需求，同時也會更加科學高效，更加人性化，具體發展方向見表1。

表1 機械設計制造自動化未來的發展方向

4.1 性能發展方向

性能的不斷完善是工業生產走向成熟的必然趨向，利用自動化技術去完善機械設計生產中的性能指標，提高生產效率并且制造更高精度的機械設備，進而提升工業標準，完成更高精度的工作項目，利用具備自動化性能的工作元件完善機械設備構造，進而促進機械設計高效發展。在設備生產中也會注重保持數控系統的柔性，提升設備運行的靈活性與工藝復合性，有效減少生產工序與工作時間。隨著人工智能技術的不斷發展，機械設計過程會趨于智能化，通過高科技技術手段模擬專家決策能力與實施能力，更好地提升系統效能。

4.2 功能發展方向

在傳統的機械設計過程中，涉及的設備相對來說還是比較復雜的，首先，需要資深的工作人員嚴格操作才能正常運行，在未來發展中會使操作系統更加人性化，充分考慮用戶需求，立足實際應用去設計簡單明了的操作界面，也就是用戶界面圖形化，使非專業人員也能做到快速上手，其交互性更強、更易操作。其次，將可視化技術應用于數控技術領域中，也能解決傳統工業中常見的難題，有效縮短了機械設計的開發周期。我們知道的是PLC 指利用電力線傳輸數據和話音信號的一種通信方式，在未來的功能發展方向上，會選擇內置高性能PLC 提升流水線自動化水平，使機械設計整體流程具備在線解決問題的能力。

5 結語

根據前文所述，我國機械設計工作在未來的發展道路上仍有很大的進步空間，生產潛力依然有待挖掘。本文從優化傳統生產模式、提高機械生產安全性、提升工業智能化程度三方面論述了機械設計制造自動化的優勢，基于現存的機械設計工作的實際問題進行了多維度的討論，提供了切實可靠的策略分析，加大了研究力度與應用力度，相關工作者應強化對自動化技術的重視與學習，合理應用人工智能技術，貫徹綠色機械設計理念，在理論研究的基礎上，將智能化與綠色生產有機結合，在性能發展方向和功能發展方向上持續優化系統設備，在激烈的市場競爭中獲得更強勁的發展動力，進而不斷地完善機械設計的整體自動化結構，大力促進社會經濟的持續健康發展。