關(guān)于機(jī)械設(shè)計制造及其自動化研究

馬　鑫（西京學(xué)院,西安　710123）

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關(guān)于機(jī)械設(shè)計制造及其自動化研究

馬鑫
（西京學(xué)院,西安710123）

摘 要:在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，一場深刻的變革也發(fā)生在機(jī)械設(shè)計制造領(lǐng)域當(dāng)中。從該行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展來看，機(jī)械設(shè)計制造的自動化無疑是一個主流的發(fā)展方向，如果機(jī)械制造行業(yè)沿著這一方向深入發(fā)展，那么該行業(yè)將獲得廣闊的發(fā)展前景和較大的上升空間。本文對機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的相關(guān)問題做了研究與探討，以期能夠為機(jī)械設(shè)計制造及其自動化在工業(yè)文明社會中得到更好的應(yīng)用提供參考意見。

關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計制造；自動化；研究

0　引言

機(jī)械制造是制造業(yè)的重要組成部分，同時也是我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱型產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展?fàn)顩r對我國國民積極的發(fā)展有著舉足輕重的影響。因此，推動機(jī)械制造行業(yè)向前發(fā)展與創(chuàng)新是我國在當(dāng)前時期的一個重要發(fā)展任務(wù)。近年來，我國機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展發(fā)生了明顯的變化，這種變化主要體現(xiàn)在自動化的范圍及水平得到顯著的提升。然而，在看到發(fā)展成績的同時也應(yīng)該認(rèn)識到我國的機(jī)械設(shè)計制造自動化仍與先進(jìn)國家有著很大的差距，因此需要繼續(xù)研究以使其獲得進(jìn)一步的完善。下面筆者對相關(guān)的問題展開探討。

1　機(jī)械設(shè)計制造及其自動化概述

自動化對現(xiàn)代人而言并非一個陌生的名詞，實際上，自動化技術(shù)已經(jīng)滲透到人們的生活、工作及學(xué)習(xí)等各個領(lǐng)域，并逐漸常態(tài)化[1]。嚴(yán)格意義上來說，對自動化的定義應(yīng)該為“機(jī)器替代人手來完成可以重復(fù)操作的勞動或者任務(wù)”。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化的定義已經(jīng)發(fā)生變化，其主要的體現(xiàn)即為自動化隱含智能化的含義。機(jī)械設(shè)計制造領(lǐng)域?qū)ψ詣踊夹g(shù)的應(yīng)用歷史較早，往上可追溯到上世紀(jì)六十年代。當(dāng)時，電子計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)獲得較為廣泛的認(rèn)可與應(yīng)用，并且逐漸展現(xiàn)出諸多的優(yōu)勢。在這種形勢下，有專家及學(xué)者展開大膽的設(shè)想，意圖用電子計算機(jī)技術(shù)來操縱機(jī)械，從而實現(xiàn)機(jī)械自動工作，達(dá)到節(jié)省人力、物力和財力的目的。在經(jīng)過近五十年的探索與完善之后，這一設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實，并逐漸形成了機(jī)械設(shè)計制造自動化的概念。

2　機(jī)械設(shè)計制造及其自動化應(yīng)用現(xiàn)狀

我國自建國以來一直對高新技術(shù)表現(xiàn)出極高的重視，并通過各種途徑和措施來提高高新技術(shù)的發(fā)展水平。在幾代人的努力下，我國的科學(xué)技術(shù)獲得了長足的發(fā)展和可喜的成績，然而在機(jī)械設(shè)計制造方面，發(fā)展水平遠(yuǎn)落后于其他發(fā)達(dá)國家。就發(fā)展現(xiàn)狀而言，主要顯露出以下幾個問題。

第一，機(jī)械設(shè)計制造的發(fā)展起步較晚，很多技術(shù)（比如納米技術(shù)、激光整合技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等）仍然需要學(xué)習(xí)、模仿其他先進(jìn)國家，將先進(jìn)技術(shù)融入機(jī)械設(shè)計制造中的能力嚴(yán)重不足[2]。

第二，機(jī)械設(shè)計制造自動化的應(yīng)用范圍較窄。從目前的情況來看，我國大多數(shù)的機(jī)械制造工廠已經(jīng)引進(jìn)了機(jī)械自動化的理念，并在產(chǎn)品生產(chǎn)中加以應(yīng)用。然而，這種應(yīng)用往往體現(xiàn)在局部，很少有機(jī)械制造工廠將其應(yīng)用于整個生產(chǎn)過程。此外，很大一部分的機(jī)械制造工廠因技術(shù)水平較低，所以其自動化生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量較差，并且所花成本較高，最終導(dǎo)致其產(chǎn)品在市場競爭中失去競爭力而被淘汰。以上情況均使機(jī)械設(shè)計制造的自動化應(yīng)用受到局限[3]。

第三，缺乏高新技術(shù)人才。我國機(jī)械設(shè)計制造自動化水平落后的根本原因就在于高新技術(shù)人才的缺失。當(dāng)前我國正處在轉(zhuǎn)型期，各方面的人才尤其是高新技術(shù)人才儲備不足。老一輩的技術(shù)人員沒有接受過系統(tǒng)的教育與培訓(xùn)，而年紀(jì)較輕、工作資歷較淺的技術(shù)人員在工作經(jīng)驗方面又嚴(yán)重不足。在這種情況下，我國機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的技術(shù)水平難以獲得提高。

3　機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的應(yīng)用

如何應(yīng)用機(jī)械設(shè)計制造自動化技術(shù)是我國當(dāng)前時期所面臨的重大問題。筆者認(rèn)為，我國的機(jī)械設(shè)計制造的自動化水平較低，因此在自動化技術(shù)的應(yīng)用方面應(yīng)做好以下幾點，從而追上先進(jìn)國家的發(fā)展步伐。

第一，我國的機(jī)械設(shè)計制造工廠應(yīng)努力學(xué)習(xí)先進(jìn)國家的機(jī)械自動化技術(shù)。我國在2001年加入了世界貿(mào)易組織，隨之而來既有機(jī)遇也有挑戰(zhàn)。其中一個明顯的變化即很多外企進(jìn)入中國市場，并以強(qiáng)大的市場競爭力在中國市場站穩(wěn)腳跟。受此影響，我國很多工業(yè)制造企業(yè)失去了原有的優(yōu)勢，處在破產(chǎn)與即將破產(chǎn)的境遇當(dāng)中。為改變這種局面、挽救危機(jī)，我國的機(jī)械設(shè)計制造企業(yè)應(yīng)吸收國外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，尤其是機(jī)械設(shè)計制造自動化技術(shù)，從而降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

第二，推進(jìn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造自動化技術(shù)中的應(yīng)用。電子計算機(jī)技術(shù)與自動化生產(chǎn)具有深厚的淵源，二者之間是共存的關(guān)系；而隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與電子計算機(jī)技術(shù)的整合發(fā)展，自動化生產(chǎn)的發(fā)展空間也隨之而增大。當(dāng)前，我國機(jī)械設(shè)計制造行業(yè)應(yīng)重視電子計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的作用，利用計算機(jī)軟件技術(shù)來模擬機(jī)械的制造與運(yùn)行，從而對整個生產(chǎn)形成有效的控制，并在第一時間發(fā)現(xiàn)其中的不足且及時加以改正[5]。另外，技術(shù)人員還可以通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來學(xué)習(xí)最新的技術(shù)，或者與同行進(jìn)行切磋和交流，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程性的溝通，幫助自己提升技術(shù)水平和理論水平。

第三，防范環(huán)境問題。工業(yè)的發(fā)展不應(yīng)以犧牲環(huán)境為代價。然而，就當(dāng)前的情況而言，世界性的環(huán)境問題屢屢發(fā)生，而工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的破壞是造成這些問題的主要原因。機(jī)械制造業(yè)給生態(tài)環(huán)境帶來的影響不容忽視，而自動化水平越高，這種破壞力越明顯。因此，在應(yīng)用機(jī)械設(shè)計制造自動化技術(shù)時，應(yīng)多加考慮環(huán)境問題，以保護(hù)環(huán)境安全作為基本原則，采用綠色能源進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，保證在實施新的自動化生產(chǎn)技術(shù)之后能夠?qū)⒐I(yè)廢料轉(zhuǎn)化為可用材料，從而減輕工業(yè)材料對環(huán)境的損害。

4　對機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的展望

我國的機(jī)械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展歷史較短，但是短期內(nèi)獲得的成就較多。因此我們有理由相信，在未來的幾十年里，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展將面臨一個嶄新的發(fā)展格局。而筆者經(jīng)研究，認(rèn)為其發(fā)展方向應(yīng)為以下幾點。

第一，向機(jī)電一體化發(fā)展。在激烈的市場競爭中，傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)方式將逐漸被機(jī)電一體化所取代。在機(jī)電一體化的生產(chǎn)方式下，同類機(jī)械產(chǎn)品的規(guī)格將趨向統(tǒng)一，而產(chǎn)品質(zhì)量也將獲得提升。

第二，向智能化發(fā)展。智能化是當(dāng)代社會生產(chǎn)領(lǐng)域的一個核心觀念，它的影響力體現(xiàn)在社會生活的方方面面。而在機(jī)械制造行業(yè)，智能化已經(jīng)有所體現(xiàn)，它融合計算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、人工智能、運(yùn)籌學(xué)等多種新思想和新方法來控制機(jī)器的行為，使其具有判斷推理、邏輯思維以及決策等能力。在未來的幾十年，或者是更遠(yuǎn)的將來，智能化將成為一種主流趨勢，逐漸在機(jī)械設(shè)計制造中得到廣泛的應(yīng)用[6]。

第三，向模塊化發(fā)展。模塊化是指通過某種方式使機(jī)械產(chǎn)品的生

產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，這種生產(chǎn)方式將使得新產(chǎn)品的開發(fā)速度更快，同時也能使生產(chǎn)規(guī)模得到擴(kuò)大。目前，機(jī)械產(chǎn)品的種類以及生產(chǎn)廠家多且雜，這就決定了模塊化是一項艱巨的工程。但基于模塊化的諸多優(yōu)點，未來機(jī)械設(shè)計制造及其自動化仍然將向模塊化發(fā)展。

第四，向微型化發(fā)展。微型化是指機(jī)械設(shè)計制造自動化向微觀領(lǐng)域發(fā)展。目前，微型機(jī)械自動化產(chǎn)品已經(jīng)在諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用。而在應(yīng)用過程中，其優(yōu)點如運(yùn)動靈活、耗能少、體積小等也逐漸體現(xiàn)出來。但是在微機(jī)械的自動化發(fā)展過程中，因微機(jī)械技術(shù)水平較低，所以其發(fā)展受到限制，陷入了瓶頸。在將來，微機(jī)械自動化發(fā)展將從改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)出發(fā)，實現(xiàn)精細(xì)化操作，從而打破瓶頸，實現(xiàn)技術(shù)方面的突圍。

第五，向綠色化發(fā)展。不可否認(rèn)，工業(yè)文明的發(fā)展給人們的生活帶來極大的變化，但是同時也使得自然資源大量減少，生態(tài)平衡被嚴(yán)重破壞。因此，從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，未來機(jī)械設(shè)計制造自動化的發(fā)展必將向綠色化的發(fā)展方向轉(zhuǎn)變，綠色產(chǎn)品將應(yīng)運(yùn)而生，產(chǎn)品的設(shè)計、制造與使用將更加符合環(huán)保觀念。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：馬鑫（1994-），男，陜西榆林人，研究方向：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.007