機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向

摘要：機械設計制造及其自動化有著很多獨特的優(yōu)點，只有清楚地認識到這些特點，才有可能在機械設計制造中更好的利用自動化，使得機械設計制造有著更廣闊的發(fā)展，而且認識到自動化才是機械設計制造的未來出路。

關鍵詞：機械設計制造；自動化；優(yōu)勢；發(fā)展方向

中圖分類號：TH12 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712（2012）20-0046-02

一、機械設計制造及其自動化及其相關概念

所謂機械設計制造及其自動化是機械技術和電子技術的主體，而后兩者之的是由計算機信息網(wǎng)絡協(xié)調(diào)與控制的，用于完成包括機械力、運動動和能量流等動力學任務的機械和機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)，也就是平時所說的機電一體化。機電一體化最早出現(xiàn)與日本，而在上世紀九十年代，際機器與機構理論聯(lián)合將機電一體化定義為機電一體化是精密機械工程、電子控制和系統(tǒng)思想在產(chǎn)品設計和制造過程中的協(xié)同結合。

所謂機械設計制造及其自動化作為機械技術和電子技術的主體，包含了多門技術學科的相互滲透，能夠?qū)τ跈C械工業(yè)的技術結構、產(chǎn)品結構功能等產(chǎn)生巨大變化，是工業(yè)生產(chǎn)有原來的電器化到自動化發(fā)展的重要標志。

目前，隨著機械自動化的進一步發(fā)展，其自身已發(fā)展為一門新型學科，而且還在進一步發(fā)展，內(nèi)容被進一步豐富和充實。機械設計創(chuàng)造的自動化是中和利用了多種技術，從而系統(tǒng)的在多功能、高質(zhì)量、高可靠性和低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。這些技術既包含機械技術、微電子技術、自動控制技術等系統(tǒng)上的技術，也包含一些輔助支持技術比如幾口技術，轉(zhuǎn)換技術以及軟件編程技術等等。

二、機械設計制造及其自動化特點

機械設計制造及其自動化區(qū)別于傳統(tǒng)的機械設計，其智能化與自動化是本質(zhì)區(qū)別。上文提到機械設計自動化是多種技術的應用，但絕不意味著機械設計制造自動化是上述技術的簡單疊加，而是在上述各種技術的基礎上，實現(xiàn)了整體上的統(tǒng)一，使得現(xiàn)代的機械設計制造自動化具有智能化的特點。

機械設計制造自動化可以滿足機器對于其功能的內(nèi)在要求。任何的產(chǎn)品都有其特定的內(nèi)在要求，也即是其被開發(fā)出來的目的，而機械設計制造自動化具備著使得產(chǎn)品符合其內(nèi)在要求的性質(zhì)。通過對機械設計制造自動化系統(tǒng)進行設計，使得產(chǎn)品可以實現(xiàn)對于輸入端產(chǎn)生所需要的輸出，從而實現(xiàn)其功能要求。機械設計制造自動化系統(tǒng)是一個符合概念，部件包含了機電一體化，還包含了機電一體化產(chǎn)品的含義，這是指將產(chǎn)品的設計、制造以及功能的實現(xiàn)作為一個整體來看待，而其核心是為了功能實現(xiàn)的內(nèi)在要求。

機械設計制造自動化可以實現(xiàn)對于產(chǎn)品的不斷升級改進。由于機械設計制造自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)對于過程的控制，同樣可以是設計系統(tǒng)是指具有動力功能、檢測功能、控制功能、構造功能等，于是可以優(yōu)化這些結構實現(xiàn)對于產(chǎn)品的升級和優(yōu)化。這些功能不僅可有用來設計和分析各種機械設計制造自動化產(chǎn)品，同時也可以用來開闊思路，進行各種發(fā)明和創(chuàng)新。另外，對于機械設計制造自動化系統(tǒng)有著及其廣闊的外延空間，可以用來不斷創(chuàng)新，設計出功能更加完善的機械設計制造自動化產(chǎn)品。

三、機械設計制造自動化在生產(chǎn)中的應用

由于在生產(chǎn)過程中，需要對于各個工藝過程的物理量有著一定的控制要求，這對于機械設計制造自動化提出了更高的要求。有些工藝變量直接表現(xiàn)生產(chǎn)過程，對產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量起著決定性的作用。有些工藝變量雖不直接地影響產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，然而保持其平穩(wěn)卻是使生產(chǎn)獲得良好控制的前提。而這些要求均可以通過對于機械設計制造自動化系統(tǒng)進行設計得以實現(xiàn)。

例如機械設計制造自動化在鍋爐汽包水位控制方面的研究，由于鍋爐汽包是是工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的生產(chǎn)蒸汽的設備，而保持鍋爐汽包的液位高度在規(guī)定范圍內(nèi)是非常重要的，若水位過低，則會影響產(chǎn)氣量，且鍋爐易燒干而發(fā)生事故；若水位過高，生產(chǎn)蒸汽含水量高，會影響蒸汽質(zhì)量，這些都是危險的，因此對汽包的液位嚴加控制是保證鍋爐正常生產(chǎn)必不可少的措施。而這里可以應用機械設計制造自動化設計一個雙重量的控制系統(tǒng)實現(xiàn)對于鍋爐汽包的液位高度的監(jiān)控。在汽包水位的控制中，最主要的擾動是蒸汽負荷的變化。如果根據(jù)蒸汽流量來進行校正，不僅可以補償“虛假水位”所引起的誤動作，而且使給水位控制閥的動作十分及時，從而減少水位波動，改善控制品質(zhì)。

除此之外，機械設計制造自動化在冷卻器控制方面也有著獨特的作用。

四、機械設計制造及其自動化的優(yōu)勢

隨著機械設計制造及其自動化的日益完善，機械設計制造及其自動化在機械生產(chǎn)中的運用越來也多，已由逐步取代傳統(tǒng)幾點產(chǎn)品的趨勢。較之于傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品，機械設計制造及其自動化產(chǎn)品有著其獨特的優(yōu)點和更廣闊的應用前景。

機械設計制造及其自動化的產(chǎn)品有著自動處理信息以及自動控制的功能，因此在與精度及控制范圍方面比傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品有著極度的提高，并且可以按照人的意思進行進一步擴展。由于機械設計制造及其自動化就是的整個機械的操作排除了操作者主觀的影響，使得產(chǎn)品的質(zhì)量更加標準化，對于提高產(chǎn)品的合格了有著極大的幫助。同時機械設計制造及其自動化的流程也極大地提高了勞動的生產(chǎn)率，使得較少的人力資源便能獲得很高的產(chǎn)出，擴展了生產(chǎn)可能性曲線。

機械設計制造及其自動化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷、自動保護等功能。這樣就可以減少勞動力在生產(chǎn)工程中出現(xiàn)的可能。因此，在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身與設備事故，顯著提高設備的使用安全性。同時機械設計制造及其自動化也使得產(chǎn)品的可靠性得以提高。由于都是按照機械設計制造及其自動化系統(tǒng)上產(chǎn)出來，機械自動化產(chǎn)品由于采用電子元器件，減少了機械產(chǎn)品中的可動構件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性，故障率降低，壽命得到了延長。

機械設計制造及其自動化的另一個重要優(yōu)勢在于便于調(diào)整和進行維護維修。由于機械設計制造及其自動化可以在安裝的過程中進行調(diào)試，而且可以根據(jù)不同的用戶進行不同的設計，以適應不同用戶的需要。而對于機械設計制造及其自動化產(chǎn)品的維修，也可以僅僅對于其自動化程序的修改，而不用改變產(chǎn)品中的部件和零件。機械設計制造及其自動化產(chǎn)品的自動化檢驗和自動監(jiān)測也是的對于機械設計制造及其自動化產(chǎn)品的維護更加便捷，可以及時的進行調(diào)整，及時解決。同時，機械設計制造及其自動化產(chǎn)品具有復合功能，適合面廣的功能，使得機械設計制造及其自動化產(chǎn)品擺脫了傳統(tǒng)產(chǎn)品單一功能的束縛，可以在更廣的領域進行應用，滿足不同用戶具體的需要。同時對于能源的節(jié)約和對于耗材的減少也是機械設計制造及其自動化產(chǎn)品的巨大優(yōu)勢。

五、機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向

我國的機械設計制造及其自動化在上世紀八十年代開始興起，近年來，對于理論的研究以及應用方面的研究做了大量的工作，取得了一定的成果。但盡管如此，與世界上其他發(fā)達國家相比，我國的機械設計制造及其自動化還處于剛剛起步階段，還存在著很大的發(fā)展空間。

首先，機電一體化可以進一步深化。這既是機械自動化的發(fā)展方向，優(yōu)勢機械自動化的延伸方向，也是未來機械設計制造及其自動化的唯一出路。其次，要實現(xiàn)機械設計制造及其自動化的智能化。所謂智能化，是針對機器的行為而言，指機器在完成正常的工作范圍之內(nèi)，同時能夠吸收人工智能、運籌、計算機、數(shù)學等多學科的思想，為機械設計制造及其自動化提供新的方法，使得機械設計制造及其自動化具有低級智能或部分智能。再次，還要實現(xiàn)機械設計制造及其自動化的模塊化、網(wǎng)絡化以及微型化。所謂模塊化是指利用編著單元迅速的研發(fā)和制造大量新的產(chǎn)品，擴大上產(chǎn)規(guī)模，網(wǎng)絡化則是將網(wǎng)絡技術應用到機械設計制造及其自動化鐘來，利用網(wǎng)絡技術的發(fā)展推動機械設計制造及其自動化的技術進步，實現(xiàn)遠程控制以及監(jiān)測技術；微型化是指將機械設計制造及其自動化向微觀領域發(fā)展，微機械自動化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活的特點，因此廣泛的應用于生物醫(yī)療以及軍事領域。

六、結語

由于機械設計制造及其自動化具有很多獨特的優(yōu)點，如多功能、高質(zhì)量等、高可靠性等，這些機械設計的自動化使得對于傳統(tǒng)的機械設計有了很大的改進，同時可以將多種技術應用到機械設計中來，為機械設計制造及其自動化提供了更廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻：

[1]張寶坤，王淑霞，王艷.機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向[J].化工裝備技術，2011，8.

[2]陳義厚，周思柱，馮進.機械設計制造及其自動化品牌專業(yè)特色研究[J].管理觀察，2008，7.

[3]張祖力，李寶筏，邱立春，李成華.新世紀機械設計制造及其自動化專業(yè)特色的探討[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2000，6.