機械設計及其自動化發展趨勢分析

高振同

摘 要：機械設計及其自動化是一種新興的科學技術，其主要通過機械自動化功能使機械設備能夠具有更好的穩定性，提高設備的運行安全和效率，現代化的機械設備主要發展方向是智能化和人性化，這就為機械設計及其自動化學科的發展提供了全新的道路。在本文中，對當前我國機械化設計及其自動化學科進行了簡單的介紹，并對其未來的發展方向進行了簡單的探討。

關鍵詞：設計制造；自動化；產品；發展

機械設計及其自動化同傳統的機械設計相比具有更加廣闊的發展空間，其智能化的優勢使其能夠應對多種多樣的生產功能。其一出現就引起了機械設備方面的巨大進步，通過多年的研究，機械設計及其自動化專業已經成為了促進國民經濟增長的一個重要方面。在本文中，對當前我國的機械設計及其自動化專業進行了簡單的分析，并對其未來的發展趨勢進行了簡單的總結。

1 機械設計及其自動化的特點

機械設計及其自動化產品同傳統的機械設計產品相比，其無論是在安全性還是生產效率上都得到了較大程度的提高，傳統的機械設備出現了安全問題，需要將整個設備停止運行，然后根據數據顯示進行故障排除，但在自動化產品中，其安全性得到了較大的提高，在設備出現問題后，其自身會根據故障出現的位置進行分析和處理，且在生產過程中，還能采取一些有效的安全措施避免設備故障造成更大的損失，從而很好的避免了人員的損傷。另一點則是其能源的消耗更少，自動化產品在設計的過程中能夠對資源進行合理的計算，采取最高利用率的生產模式，避免了人為計算過程中可能會出現的失誤，且自動化設備的體積更小，生產過程中消耗的能量更少，這樣就在很大程度上解決了生產浪費的問題。第三是其應用范圍更加廣，這種新型的機械制造技術結合了當前的所有高科技，能夠適用在多種行業中，滿足當前我國經濟發展的需求。最后是其微型化的特點，自動化發展的最終目的是制造出體積足夠小的設備，其能耗非常低。

2 機械設計制造及其自動化的符合設計原則

2.1 滿足對機器的功能要求

所有的產品都是為了滿足人們的生活需求，自動化產品同樣如此，其開發的主要目的是為了實現對輸入的物質、能量和信息進行處理，然后生產出能夠滿足人們需求的產品，這也是自動化設備的最主要功能。對于機械自動化系統來說，其主要包含兩方面的內容，也就是機電一體化技術和產品。通過內部的設計和制造，使資源變為符合人們需求的產品，滿足人們的生活需求。

2.2 利用先進技術不斷進行創新

自動化設備根據不同的分類方法，可以將其分為不同的類型，像對物料進行搬運和加工的設備，其主要功能是對物質進行位置或者形態的改變，這一類自動化設備被稱為加工機，比較常見的有各種機床和起重機械設備等。而以能量的轉換為主的自動化設備則被稱為動力機，其通過物質的各種化學和物理反映對能量進行轉換，實現能量的轉移，比較常見的設備有電動機和內燃機等。除了上述兩種設備之外，還有一些僅僅進行數據的處理和圖像的顯示的自動化設備，像各種儀表和辦公機械等，這也是目前最常見的自動化設備。自動化設備除了上述的主功能之外，為了滿足人們生活工作的需要，還需要設計一些輔助功能，像檢測和控制等功能，這些功能的開發為機械設備的自動化提出了新的發展思路。

3 機械設計制造及其自動化的發展方向

我國的機械設計制造及其自動化已經取得了巨大的進步，但同發達國家相比，還存在著很大的差距，在未來，我國主要進行以下幾個方面的自動化研究：

3.1 散料運輸智能化

在當前通過機械設備進行散料的運輸時，由于散料中存在著較多的雜質，導致在運輸的過程中需要對其進行人工的篩選，然后才能將其輸送到相關位置。在未來，機械設計必將逐漸取代這種傳輸方式，其不僅會浪費大量的人力物力，同時，在對散料進行處理的過程中，由于人為的因素，往往會使散料中存在著一些雜質，影響散料的質量。在今后的機械設計及其自動化發展中，需要將智能化系統融入其中，通過智能化的選擇，將散料中的雜質進行有效的去除，這樣既能夠提高散料的質量，同時節省了人力物力，提高企業的經濟效益。

3.2 虛擬化

當前，機械設備產品的設計全部是在圖紙上完成的，然后通過圖紙將設備的各種功能和特征進行全面的體現，在圖紙設計完成之后，先要生產樣品，再通過各種檢測手段對樣品的各項功能數據進行統計，若數據完全符合標準，則可以進行后續的量產和銷售，若數據不能滿足客戶的需求，還需要根據數據對設備進行分析，找到問題出現的原因并解決，直到圖紙設計的樣品能夠滿足需要。這樣的生產過程不僅花費的時間較長，且在樣品生產過程中會出現一些不可控的情況，導致樣品出現各種各樣的問題，影響產品的生產和銷售進程，且樣品的制作需要浪費較多的資源，影響企業的經濟效益。隨著市場競爭的加劇，機械制造企業需要進一步利用新型的各種高科技提高自身的經濟效益，降低生產成本，提高生產效率。通過減少資金的輸出，可以利用計算機技術和網絡技術對產品進行設計，這樣既能保證設計的準確性，還可以將虛擬制作的產品進行虛擬測試，對其出現的情況通過計算機技術進行分析，保證了產品設計的準確性和高效性。在檢測過程中不符合標準的產品需要對其進行進一步的技術改進，指直到符合標準，最后將產品投入生產，在整個設計和生產過程中，沒有用到一點實物，既保證了資源的節約，同時，虛擬設計還能夠大大節省設計所消耗的人力和物力，通過網絡技術進行設備的設計，大大減少了設備的設計時間，在當今時間就是生產力的時代，高效的設計方案能夠大大提高設備制造企業的競爭力。今后的機械設備自動化制作必然將更多的依賴計算機和網絡技術，保證自身發展的優勢。

3.3 網絡化

在現階段的機械設備自動化制作過程中，雖然在一定程度上運用了網絡技術，但在實際的生產過程中，網絡技術的使用是非常有限的。像在利用機械設計制造及其自動化進行產品的設計和生產時，往往是由計算機進行的，相關的技術人員完全不在現場，在出現問題之后，由于沒有專業人士處理，而設計人員又沒有在現場進行監督，管理人員則缺少相應的技術知識，導致出現問題只能將生產過程停止，在相關人員到場后再對設備進行維修。這種生產方式嚴重制約了自動化設備的正常運行，由于機械設備的自動化制作是一條完整的生產線，生產過程中任何一個地方出現了故障，都需要整個生產線停止工作，這樣將會造成巨大的經濟損失。為了減少這種情況造成的經濟損失，保證企業的經濟效益，需要提高企業的網絡化程度，實現對生產過程的全稱監控。通過這種方式，在問題出現后，相關技術人員和設計人員能夠在第一時間了解問題出現的原因和位置，然后通過網絡對問題出現位置進行故障處理，或者由管理人員組織技術人員對問題進行處理，保證企業的正常生產，提高企業經濟效益。

3.4 綠色化

隨著全球溫室效應等危害的出現，環保已經成為人們關注的重點話題，我國作為一個工業大國，也逐漸將環保作為未來的工業發展重點，在全國各地宣傳保護環境的措施，保護我們的家園。人類是大自然的一員，保護環境就是保護我們自己，只有實現了環境保護才能更好的發展，保證我國的可持續性發展。在制造業中，環境保護是衡量一個企業發展的最主要標準之一。對于機械設備的自動化生產來說，環境保護是其未來的重要發展趨勢，一個優秀的生產企業，其從產品的設計到生產，無時無刻不在注重環境保護。通過環保措施的實行，使企業的經濟效益和市場競爭力大大提高。在產品的使用階段，環保工作更加重要，通過對資源的合理利用，減少對自然的破壞，而在選擇生產材料時，低污染或者無污染的原料能夠避免生產過程中對環境的破壞。在產品報廢后，通過回收利用能夠減少原料的開采，減少對自然的索取等。

3.5 微型化

機械設備在使用過程中，往往需要對其進行搬動，不斷對自動化產品進行低功耗和小體積等的研究，不僅能夠減少產品使用過程中的人力浪費，還能減少其空間的占有，提高單位面積的生產效率。通過這些方面的研究可以發現，在未來，機械設備自動化產品必將向著小體積的方向發展。傳統的機械設備由于體積較大，在搬運和操作時較為麻煩，且浪費的人力物力較多，通過微型化研究，能夠降低這些設備的生產成本，減少原料的使用，同時，運輸費用和存儲費用的減少，能夠大大提高企業的經濟效益，保證企業的快速發展。機械設備自動化產品微型化在帶來巨大經濟效益的同時，也帶來了艱巨的挑戰，由于設備的體積較小，需要對各種零件進行更加精密的加工，且在操作時，需要的操作技術更高。

4 總結

機械設計制造及其自動化的發展對我國經濟的發展具有巨大的推動作用，能夠大大提高我國的社會生產效率。但隨著市場競爭的激烈，產品的質量要求也越來越高，這就需要生產企業不斷提高自身的生產水平，提高生產效率。

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