淺議機械設計制造及自動化的發展方向

馮壯麗（西京學院,西安　710123）

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淺議機械設計制造及自動化的發展方向

馮壯麗
（西京學院,西安710123）

摘 要：社會經濟的高速發展離不開基礎建設，而基礎設施的建設又離不開工業機械這一重要工具，故國民經濟建設對工業機械的設計制造水平及自動化水平提出高標準和進一步的要求。本文簡單闡述了機械設計制造及自動化的基本含義及特征，分析當前機械設計制造業的現狀和不足，對機械設計制造及自動化的發展方向及趨勢進行探討。

關鍵詞：機械設計制造；自動化；發展方向

0　引言

傳統機械設計制造業屬于勞動力密集型產業，生產成本一直居高不下，生產效率也較低下，難以滿足當前社會高速發展的需求。而將自動化技術應用于機械工程中，以提高機械設備加工生產的效率和效益，是機械工程行業未來的發展方向。自動化技術不能局限于重復的機械動作，應該通過設定相關程序來使機械智能化，能在系統出現問題時自我診斷和維護，根據實際情況調整操作以準確完成任務。

1　機械自動化基本含義及特征

1.1含義

機械自動化，顧名思義是指利用自動化技術使機械制造企業，能夠連續性自動生產和優化改進加工流程，是機械設計制造業的新興技術。機械自動化廣泛應用于工程機械、數控機床、發電設備等多個領域，通過自動控制系統，讓機器裝置以機械方式實現自動化控制過程，真正的將工人從高強度勞動中解放出來，實現大工業生產，大幅度提升勞動效率。機械自動化技術能促進各個行業的發展，穩定機械設備結構的同時提升其性能，以滿足機器設備技術的智能化和人性化發展需求。

1.2特征

傳統機械自動化技術主要是結合多種技術，賦予設備系統更為全面、豐富的功能，技術層面僅限于簡單的技術疊加。而未來的機械自動化技術，本質上就不同于傳統機械自動化技術，是多項技術整體上的結合與統一，機器的可靠性和穩定性較強，確保設備穩定運行以實現機械制造的自動化和智能化。系統自動化控制流程能滿足各行業、各領域功能日益增加的需求，利用系統控制過程實現輸入端控制輸出，以滿足個性化生產目標，大幅度提高工作效率和工作質量?？梢?，機械自動化不僅是將若干種技術綜合起來的一個概念，還是一個多種技術有機結合的系統和整體，以全面、強大的功能滿足客戶復雜需求。

2　傳統機械設計制造的不足

2.1工作環境差

傳統工業設計制造屬于勞動密集型產業，需要雇傭大量工人，為節省成本會最大限度壓縮生產場地，使得生產線布置的過于緊湊。數量龐大的工人匯聚在一起生產加工，車間噪音污染和粉塵污染難以得到有效控制，對生產人員的身心造成巨大傷害。同時，車間管理屬于粗放式管理，各項規章制度和安全操作規程不能嚴格執行，存在巨大的安全隱患。一旦出現火災或爆炸等險情，工作人員難以快速、安全的疏散，易發生踩踏事件。

2.2生產效率低

傳統機械設計制造主要由人力完成，每種產品部件安排相應的技術工種操作，再將各部件焊接、組裝成整體。操作環節越多，標準就越難得到統一，零配件之間出現匹配誤差的幾率就越大。而且人的精力是有限的，經過長時間、高負荷的體力勞動后，勞動效率和工作質量都不可避免的下降，使得整體生產效率低下。

2.3產品質量不高

從操作精準和尺寸精度來說，人力是無法和機器相比較的。精細產品的生產需要嚴格控制全過程，所有操作必須精準，這就對生產工人的操作技術提出了高要求，而人類受多種因素影響而不穩定性較強，存在技術失誤的可能。且隨著工作時間的增加，工人操作失誤的可能性變大，直接影響操作質量，生產出來的產品質量難以得到保障。

3　機械自動化的發展趨勢

3.1微型化

從實用性能考慮出發，機械設備應具備靈活便利、小體積和低能耗的特點，可縮減儲存和擺放空間，減輕機械轉運和人力搬運時的勞動強度?？梢?，微型化是機械設備未來發展的方向之一。從節約生產成本來說，機械企業投入資金改造大型、操作不便的設備，可大大節省生產資源，降低生產、運輸、安裝等過程的費用。同時，機械設備微型化拓寬了應用范圍，為機械制造業的發展提供新的思路。為了最大限度縮小設備體積，降低生產和運輸過程的能耗，必須尋求生產全過程的更高技術支持，提升原有設備的操作精度。

3.2虛擬化

傳統機械設備新產品的開發流程通常如下，先設計出圖紙，然后多重篩選、整合方案，進行小范圍試驗等，這樣開發周期較長，不利于企業設備技術的升級換代，阻礙資金的優化及合理配置。而隨著信息時代的高速發展，計算機技術在人們日常工作與生活中應用越來越廣泛，尤其是在機械制造方面可突顯自動化技術。通過計算機模擬試驗從理論上驗證設計方案的可行性，這大大簡化了試驗流程，節省大量設計時間和人力勞動，提升設計效率的同時促成了企業經濟效益最大化。此外，網絡通信技術的普及也為機械自動化技術提供便利，技術人員可通過網絡共享和傳導數據資料，幫助設計雙方實現異地無障礙溝通交流，大大縮短設計過程的耗時，為盡早完善設計方案提供技術支持。

3.3模塊化

機械設計制造行業目前沒有適用性較廣的國際標準，不同生產廠家的產品會有不同規格和標準，呈現出產品的多樣性。因此，我國單獨規范標準機各類接口的產品單元很難，但該項研究意義重大。如通過研究統一的動力單元，將智能減速、電動機和集減速集合起來，實現控制單元的測距識別功能和視覺圖像處理功能，有利于擴大新產品的開發和研制規模，促進機械設計制造企業的規模壯大。

3.4網絡化

計算機技術發展至今，網絡技術在各行各業都廣泛應用，加強互聯網技術的應用，促進機械制造自動化技術與網絡技術的融合，實現“互聯網+”是未來機電設備一體化發展的必然要求。我國機械自動化產品為拓寬銷路，提高核心競爭力，就必須順應時代潮流，充分利用網絡資源，逐漸實現網絡化發展。利用互聯網渠道便捷的優勢，拓寬高效、節能和優質機械設備的銷路。機械設備的設計和生產環節，可以借助網絡監測管理與遠程控制技術，不斷解決機械設計過程的問題，提高設計性能和使用性能。

3.5綠色化

經濟發展與資源浪費和環境污染的沖突日益尖銳，人們逐漸意識到可持續發展的重要性，呼吁國土資源、生態環境與經濟建設的協調

發展，大力倡導綠色環保產品的研發。綠色產品的出發點是盡可能保護生態環境和人類健康，旨在減少資源浪費和生態環境污染，以有限的資源開發出更多的產品。綠色機械自動化產品是符合社會發展趨勢和人們建設需求的，產品開發過程節省了資源，報廢后還可回收充分利用，符合生態經濟可持續發展的理念。

3.6人格化

機械自動化是未來的發展趨勢，如何協調好人機關系是機械設計制造的重點研究方向，即賦予自動化機械人格化。機械的服務對象是人，故賦予機械設備智能和情感，對機械進行生物機理的模仿，可大大提高設備的可操作性和服務舒適性，進一步擴展機械的應用范圍。

4　結束語

綜上所述，機械設計制造自動化的未來發展重點是微型化、虛擬化、模塊化、網絡化、綠色化和人格化，著重解決傳統機械設計制造的工作環境差、生產效率低和產品質量低等突出缺點。發展方向就是更多利用計算機技術、現代管理技術和網絡技術等手段。傳統機械制造業結合計算機技術，可實現設計、生產、管理和銷售全過程的流程控制。同時，也要結合現實情況研制出符合國情的高標準機械產品，大力提升產品自動化的水平，將工作人員從高強度勞動中解放出來，提高勞動效率和工作質量。為響應國家可持續發展戰略和集約型社會建設方針，一定要在生產、運輸過程中降低能耗，減少資源的浪費，實現綠色化產品的長遠發展。

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.017