我國機械設計制造及自動化發展方向研究

吳淑霞

（德州職業技術學院電氣系,山東 德州 253000）

1 機械設計制造及其自動化的概述

（1）機械設計制造及其自動化的概念。機械設計制造及其自動化是融合了計算機技術、信息技術以及自動化控制技術等多種技術的一種綜合交叉學科技術，它以機械設計制造為基礎，將先進的設計制造技術理論與方法運用其中，以解決工程領域的技術難題，提高機械設備的穩定性與安全性。機械自動化技術的應用能大大提高機械設備的生產效率，降低人們的工作強度，使機械設備的智能化、自動化及人性化水平更加突出，對機械制造行業具有劃時代的意義。

（2）機械設計制造及其自動化技術的特點。機械設計制造及其自動化技術的應用和發展為機械制造行業不斷改進技術水平，提高產品質量提供了強有力的保障，先進的設計與制造技術的應用使機械設備的結構更加合理，性能更加穩定。與傳統的機械設計制造技術相比，機械設計及其自動化的最大特點突出表現在自動化和智能化兩個方面。機械設計自動化是在傳統的技術基礎上，融入現在先進的計算機和通信技術，系統協調設備的各個部件，進而實現整體的統一，進而使得所生產的機械設備具有自動化、智能化的特點，滿足機械設備對其功能的內在需求。

（3）機械設計制造及其自動化技術的優勢。①提高機械設備的工作質量和工作效率。使用機械設計制造及其自動化技術生產的機械設備，由于采用了先進的控制技術、自動化技術及信息處理技術等多種先進技術，其生產的機械設備的自動控制能力和處理能力，智能化水平大大提高，能夠更準確高效地代替人類完成大部分作業，這樣既提高了工作效率又保證了工作質量。②提高機械設備的穩定性和安全性。機械設計制造及其自動化技術生產的機械設備，靈敏度非常高，它能夠通過自身的監視、診斷及處理等一系列系統，及時發現工作中的故障并以最快速度進行處理實現自我保護，提高了設備的穩定性和安全性，既避免了人工進行檢查和修復的繁瑣工作，又減少了安全事故的發生。③設備適用范圍廣，操作方便。由于機械設計制造及其自動化產品的設計與制造融合了多種先進技術，因此采用機械設計制造及自動化技術生產的設備具有自動化控制、補償、調節和保護等強大的復合功能，不僅可以在日常的工作環境中高效率地工作而且可以在極端惡劣的環境中代替人類進行正常工作，適用范圍極其廣泛。自動化設備中具有強大的控制系統，無需人類進行過多的手工操作，只需輸入簡單的控制程序即可開展工作，大大提高了操作的簡便性。

2 我國機械設計制造及其自動化的發展現狀

（1）機械設計制造及其自動化技術方面的現狀。與西方發達國家相比，我國現代化的機械設計制造業起步較晚，發展歷史不長，涉及的產品范圍非常有限，加上過去一段時間，國家在政策扶持方向上的偏離，導致我國機械設計制造技術方面存在很多急需解決的問題。具體表現在：數字化工藝設計技術不完整，基礎比較薄弱，尚停留在表面層次，還未真正涉及實質層面，監管設計環節明顯不足，數據偏差現象較為嚴重，產品設計尚未完全可控，不能完全滿足產品要求；機械設計的手段和方法較為落后，對機械設計進程的研究和了解還不深入，仍未完全精確地掌握機械設計的客觀規律，保證產品質量；由于過去較多地采用合資與技術引進及知識產權保護法律的不完善，機械設計制造業創新力度不夠，國有產權技術嚴重不足。

（2）機械設計制造及其自動化人才方面的現狀。改革開放以來，隨著我國經濟社會建設各方面的發展，我國在機械設計制造及其自動化方面取得了很大的發展。我國自動化產品的產值已超過4000億美元，其中數控及自動化軟件的產值也已高達1000億人民幣。目前，機械設計制造及其自動化產品的研究與應用已成為拉動我國經濟的新的增長點，成為促進我國工業化快速可持續化發展的重要支撐，隨著計算機軟硬件技術的不斷發展，機械設計制造及其自動化產品在社會生活中的應用將會越來越廣泛，因此，迫切需要大量的這方面人才。但由于長期以來，人們對機械設計制造及其自動化專業的就業前景存在很大誤解，認為該專業的對口就業有失體面，造成我國在該方面的人才嚴重不足，遭遇人才瓶頸。據不完全統計，目前我國3G核心機械設計方面的人才僅為幾萬人，而上億元的市場僅僅依靠幾萬人的支撐是遠遠不夠的。人才方面的短缺嚴重制約著我國機械設計制造及其自動化方面的發展。

3 我國機械設計制造及其自動化未來發展方向

（1）智能化。所謂機械設計制造的智能化是指在機械設備的制造過程中，采用多種理論和方法，吸收人工智能，使機械設備具備模擬人類大腦思考的多種能力，能夠智能地進行系統維護、自動報警、故障診斷以及自我修復等功能。機械設備的智能化能極大地提高機械設備的安全性和穩定性，實現人機協調，這是我國未來機械設計制造及自動化的一個重要發展方向，也是我國在激烈的國際競爭中處于不敗之地的重要手段。

（2）機電一體化。機電一體化是機械自動化的一種延伸和發展，為機械自動化的一個更高層次，是在機械自動化的基礎上結合電子電工技術、微電子技術、機械自動化技術以及多種相關技術，改變傳統的機械設備的生產體系，實現機械設備與電的完美結合，使機械設備具備更好的自動化、智能化和數字化水平。機電一體化是促進我國工業體系產業結構調整和升級，保障我國機械制造工業可持續發展的重要舉措，是我國機械設計制造及其自動化發展的一個重要方面。

（3）虛擬化。機械設計制造及其自動化的虛擬化是指在機械設備的設計制造過程中，利用先進的電子計算機設備和通信設備，模擬機械設計中的大量工作，并在最短的時間內將模擬的分析數據傳輸到不同空間和地域的雙方，及時發現問題和解決問題，以此來達到逐步優化、提高機械設備性能、保障機械設備質量的目的。機械設計制造及其自動化設計的過程中采用虛擬化技術，可以省略傳統的依靠圖紙設計、實驗等的繁瑣的工作，節省大量的人力和物力，并且設計出的設備質量、精確度明顯提高。虛擬化必然是機械設計制造及其自動化的一個重要發展方向。

（4）模塊化。隨著機械設計制造及其自動化產品的日益多樣化及機械設備功能的多樣化，單純對某一個部門進行研究，必然會耗費大量的人力物力，也不能滿足經濟發展對機械設計制造行業的需求。雖然機械自動化產品的種類越來越多，但大多數的機械自動化產品都是在標準設計的基礎上進行升級和改造的，且各部分之間可以系統地進行模塊化分類，因此，研發人員可以通過模塊化的方式進行設計和研發，這樣不僅可以保障產品的質量同時也可以進行規模化生產，實現機械制造行業的規模效應，保障我國經濟的高速可持續發展。

（5）綠色化。經濟的高速發展不僅為人類創造了巨大的精神和物質財富，同時也帶來了嚴重的環境污染與資源浪費問題。現在人們越來越重視綠色可持續性發展，我國早已把可持續性發展提高到國家日程上來，機械設計制造及其自動化的發展也必須符合綠色化發展，這就要求機械自動化產品從設計制造到使用維護甚至回收階段都要充分考慮環境保護和資源浪費問題，走綠色化生產道路，實現節約資源、保護環境、綠色可持續發展的目的。

（6）人才化。機械設計制造及其自動化技術是一種結合多種學科的綜合學科技術，尤其需要各方面素質都過硬的高科技人才，但我國在該方面的人才現狀卻是人才嚴重不足，這制約我國機械自動化發展的長遠發展。在今后的發展中要高度注重人才的培養工作，從轉變人們的偏見開始著手，在教育、就業、培養各方面確保人才的充足與高水平，使大量的高科技人才成為保障我國機械設計制造及其自動化發展的重要支撐。

（7）網絡化。隨著經濟全球化的進一步發展，各國在經濟、文化、技術等各方面的交流越來越廣泛，經濟及技術的全球化極大地促進了各國經濟和技術的發展。隨著計算機科學技術的不斷發展，網絡化將會遍布全球的各個角落，通過網絡化處于世界不同地方的人們可以隨時方便地交流經驗，進行技術切磋，促進大家共同高效持續發展。因此，網絡化也應該成為我國機械設計制造及其自動化的一個發展方向。

4 結語

作為最大的發展中國家，機械設計制造及其自動化在我國具有非常廣闊的前景，隨著經濟社會的發展及科學技術水平的不斷提高，相信機械設計制造及其自動化在未來將會發揮越來越大的作用，為社會創造出更大的經濟及社會價值。