探討機械設計制造及其自動化的發展方向

李知洋（西京學院,西安　710123）

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探討機械設計制造及其自動化的發展方向

李知洋
（西京學院,西安710123）

摘 要：本文主要分析了機械設計制造及其自動化的發展方向，闡述了一般性的設計原則，其中就滿足對機器的功能要求與運用先進技術持續創新等內容進行了深入研究，結合本次研究本文關于機械的設計與制造及其自動化的發展趨勢進行了詳細的論述，其中包含了機電一體化、智能化、虛擬化等多個方面的內容。最終希望通過本文的分析研究，能夠為機械的設計與制造及其未來的自動化指明方向。

關鍵詞：機械；設計；制造；自動化

0　引言

現代機械由計算機當中的信息網絡協調與控制部分所構成，其通常應用于對機械力、運動及能量流等相關機械系統當中。其同機械一體化的要求是相一致的，因而也可將現代機械理解為機電一體化。機械的設計與制造以及自動化的過程，是將機械與電子技術作為構成核心，采用多種技術學科互相滲透、結合所形成的，是目前所最新興起并逐步發展并完善的一種邊緣學科。因此就開展關于機械的設計制造及其自動化的發展研究，便具有十分重要的意義與作用，在下文之中筆者就其設計的原則、優點與效益等內容展開了詳細的論述，并明確指出了其具體的發展趨勢。

1　設計原則

1.1滿足對機器的功能要求

企業在生產產品之時，必須要依據人們的某種實際需求而進行設計制造，其通常應當具備一些主要的功能，對于不同種類的產品而言，其所需要具備的主要功能性也有所不同。簡而言之，對于所輸入的物質、信息等內容能夠通過相應的處理方式，進而輸出相應能夠滿足人們相應需求的物質、信息等內容。因而，在機械設計制造以及自動化的系統當中，同樣也需要具備有相應的主要功能，即對于所輸入的物質或信息要素進行相應的處理，并將其能夠轉換為相應特性的物質內容。

1.2運用先進技術持續創新

依據產品或系統其主要功能性的差異，能夠對于產品及其系統進行相應的分類處理。其中主要包括了以物料搬運、加工為主的的各類加工機械；以能量轉換為主，通過輸入一定的能量與信息，進而產生出各類能量的系統的機械被稱之為動力機；以信息處理為主，將所輸入的信息或能量，輸出為某一種信息，例如各種儀器、計算機或傳真機等辦公機械。

對于主要功能性不同加工機器，其運行的方式也有所區別，因此也會產生出各類用途各異的機械設備。比如，進行金屬切削的機床是依據工件同刀具間的相對運動，而所形成的切削作用原理開展工作的。因而，不同的工件與刀具運行方式的差異，也會導致機床用途的差異。因此也就表明機械自動化的發展前景十分寬廣，采用先進的技術能夠持續推動其創新發展。

2　發展趨勢

我國于上個世紀的80年代才開始進行關于機械的設計制造，以及相關的自動化發展研究，在相關的研究工作開展過程當中取得了一些顯著的科研成果，然而同以西方為主的發達國家相比，仍然存在較大的水平差距。而對于科學研究而言，不論其所研究的內容是什么，均需要由相應的基礎性理論內容、技術與工程系統所構成。我國在機械的設計制造以及自動化法方面已經取得了較大的發展進步，然而相關的基礎理論內容仍然存在許多的不足之處，因此在今后的發展道路上應當從以下幾個方面入手。

2.1機電一體化

目前在一部分的工業生產過程當中機電的一體化已取得了十分顯著的應用效果。其主要是通過在機械設計以及自動化的技術條件之上，運用機電一體化的指導原則，從而促使不同的機械設備同電子設備能夠實現良好的結合，并產生出一個運用電子設備進行控制的機械，且其能夠實現自動化與智能化的運行。在一定程度的層面上而言，機電一體化的本質即就是機械自動化的發展與延伸，對于一般性的機械產品而言必須走機械一體化的發展道路，才能夠具備相應的機械工業發展空間，因而促使機電實現一體化，便是在當前技術環境下機械設計制造及自動化的必然發展趨勢之一。

2.2智能化

智能化作為機械設計制造與自動化發展方向上的重要特征之一，也是將其同傳統以往的機械設計制造進行區分的主要內容。目前，在大多數的機械設計制造及其自動化的過程當中，盡管智能化的特性也有一定程度的顯示，然而還仍未能夠達到相關的設計標準要求，因此也就更談不上對于人力資源的解放，達成全面智能化的標準要求。然而，能夠十分明確的是，智能化必然是機械設計制造及其自動化發展的重要方向之一，其終將會取代人力資源的成本要素，進行人為模擬化的產品設計與制造。

2.3虛擬化

當前在關于大量的機械設計與制造各環節當中，其中設計環節均是位于理論上的圖紙設計當中，即就是對于產品在開展生產制造之前，相關的設計人員先行將其所設計的產品特性及功能在圖紙之上表現出來，而后再通過對設計圖紙的參考進行樣品的生產，并最終在確認完全一致后方可進行規?；可a。采用此種設計制造方式，不但要耗費掉許多不必要的人力與物力支出，并且由于環節眾多極易產生人為失誤，而當前伴隨著相關技術條件的不斷發展，以及相關技術條件在機械的設計制造過程當中應用日趨成熟，在不久的將來必將能夠實現對于產品的虛擬化設計，可直接性的運用專業機械設計與制造設備，將所需要進行設計的產品通過虛擬化的技術手段，對其進行相關的設計與檢驗。若通過檢驗所設計的產品仍然存在相關的問題，便可直接在系統當中進行修改、糾正，若經過檢驗不存在設計上的問題，則可以將相應的數據內容直接采錄到生產系統當中，并開展相應的生產制造。

2.4網絡化

目前在機械的設計制造與自動化應用過程當中，盡管通過運用網絡技術對于機械的制造及生產過程實現了系統化的掌控，然而對生產過程的掌握卻并未實現網絡化。例如，在實際機械設備的設計制造與自動化應用過程當中，萬一發生了設計或系統上的故障情況之時，致使正常的生產停滯，而此時相關的設計與維修技術人員又不在現場時，相關的生產工作便不得不停止進行運行，而必須要等到專業的技術維修人員到達現場，并完成修理后方可進行正常的生產工作，這將極大的影響到企業的生產工作效率。而今后，通過運用遠程網絡監控技術能夠有效的實現機械的設計制造及自動化生產的網絡化，即使其到時出現了相關的技術故障問題，也能夠運用網絡進行遠程協助，從而極大的提高故障問題的解決效率，節省維修時間，為企業的日常生產活動贏得寶貴的時間成本，確保日常工作的順利開展。

2.5綠色化

工業化的生產盡管在一定程度上顯著的提升了整體社會的經濟發展水平，同時促使人們的日常生活水平持續提升，然而其同樣也存在一定的副作用，即對于環境產生了極大的破壞，嚴重的影響了人們的日常生活，并嚴重威脅到人們的身體健康。因而，在機械的設計制造以及自動化發展的過程當中，也應當將綠色化的理念列入到其發展的方向當中。相關的生產企業可以采用綠色的管理理念，將機械設備的生產制造所產生出的廢水、大氣污染排放物等有害環境的內容實行有效的控制措施，最大程度上降低因工業生產而對于環境所造成的破壞，減輕對人們日常生活所造成的干擾。

3　結束語

在機械設計制造及其自動化的發展方向當中，應當遵循滿足對機器的功能要求，與運用先進技術持續創新的設計原則。自動化的機械設計與制造其具備了多功能、高質量、低能耗等顯著的優秀特征，因此在機械的設計與制造環節當中，均應當將自動化作為核心關鍵。相關的機械設計與制造人員應當明白，在機械的設計與制造只有沿著自

動化的發展方向，才能夠適應市場的需要，順應時代趨勢。因此其不僅需要充當好機械設計制造新技術的傳播者，同時還應當努力成為新技術的創造者，從而為實現機械設計與制造的突破發展，做出更大的貢獻。

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作者簡介：李知洋，男，研究方向：機械設計制造及其自動化。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.032