機械設計及其自動化發展方向的思考

摘 要：最近幾年科學技術飛速發展，人們對機械設計的要求標準也不斷升高。面對現代化的大生產規模，傳統模式的機械設計改革一觸即發，對當代機械制造行業提出了新要求，即智能化、機電一體化、模塊化、綠色化、網絡化、人性化等。機械設計制造及其自動化必須把握好自己的發展方向，應該去遵循社會變革對機械制造行業提出的新標準。此行業應該高標準、嚴要求、多樣化，這樣才可以穩步推動機整個制造設計行業的進步。

關鍵詞：機械設計自動化；發展方向分析；發展前景

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.200

本文在闡述機械設計及其制造的基本概念的同時，展示了當前機械設計制造的發展水平。并對此行業的發展前景和方向進行了比較全面的分析。

1 機械設計的概念

機械設計的概念產生于1984年的美國，美國機械工程師協會曾經對這一概念進行了貼切并且客觀的描述與概括，指出機械設計用于完成機械力學、能量力學以及運動力學的過程中，通過計算機網絡進行協調和控制，達到機械和機電部件相互聯系效果的自動化系統。這一概括完整的展現了機械制造的內容，從此，機械有了比較基礎的理論。該項研究的特征是以機械設計作為系統研究的開始，結合計算機技術、機械技術、信息技術、傳感檢測技術、微電子技術、機械技術、計算機技術、信息變換技術、自動控制技術、電力電子技術以及軟件編程技術等群體先進技術，為的是實現一系列系統功能，以使整體組織結構得到優化。同時可以保持系統的多功能、高質量、高可靠性，為后期實現特定功能奠定基礎，并且可以讓整個系統處于最良好的工作狀態。

因此我們可以了解到，這門技術的無比復雜性與挑戰性。此門技術不僅可以充分滿足機械對一些精密功能的要求，創造出能夠協助不同工作的機械產品，而且還可以讓產品的功能完美體現，只需要通過完成從輸入端輸入隨后輸出的過程。這門技術的發展方向研究非常重要[1]。隨著社會發展，我國機械制造行業也進入了飛速發展期，表面上是機械設計和機械設計制造及其自動化技術的穩步提高，其實質與核心還是科學技術的發展。是科學技術的發展為機械設計帶來了春天。把握好機械設計發展方向對機械制造行業的未來有著舉足輕重的影響，這使得我們必須提高對相關科技的研究與重視，為機械制造水平的提高創造良好的外部環境。

2 機械自動化設計特征以及應用原理

自動化技術的基礎是控制理論，在這過程中有機地將生產過程和人工改進作用結合，使機械設計過程得以實現自動化。進一步說，自動化技術有以下幾個方面的特征和原則：首先努力創新。科技水平是不斷發展的，那么傳統設計方法必定會凸現一些弊端，比如無法滿足結構復雜的過程、誤差率大、工作量不足等。在當今變革下，規模化、智能化、自動化已經成為整個設計新領域的新要求，只有不斷改革創新，使設計水平得到提高，才能滿足日益增長的機械設計要求，在面臨新挑戰時從容不迫；其次借鑒各科技領域等先進成果。此門技術與多領域、多學科交叉、相互融合，想要獲得新的科技成就，必須具有高度的前瞻性，積極地融入最新相關理念，積極引入一些新科技例如電子學、計算機仿真技術、機械力學電子學等學；最后注重管理水平提高等。

如今的機械設計與傳統的機械設計相比，對我們的管理水平要求更高。曾經等管理經驗有很多不再適用于當前設計的要求，這就對研發人員自身管理水平提出了新的挑戰，使得廣大管理人員不得不將現代化管理模式手段與機械設計本身結合。并且技術人員也要不斷提升自身技術素養和專業技能，只有與技術發展大浪潮保持一致，才能不被市場無情淘汰。

隨著機械設計及其自動化在一些行業中的運用，其本身與現代技術、傳統機電設備結合，自身加以優化提高，不斷滿足其智能化和自動化的基本技能要求。在實際運用中，微結合了機械技術與電子技術，并且在機電相關行業加入了產品設計、質量檢測、制造、開發等工作，也可以加快微型機電系統、加工中心、機器人等方向的發展速度。隨著機械設計制造及其自動化行業的飛快發展，加上它全面的功能，已經成為了機械各行業中的基礎技術學科，在微電子工業和計算機工業已經被廣泛應用[2]。控制系統對機械設備具有精密化的管理，在航空航天、高端武器裝備的研制開發中都有著不可替代的技術力量。當前方方面面對機械設備的要求越來越嚴格，機械自動化設備有著自己更加精密化、科學化、多功能化等發展動力。

3 機械自動化設計的發展方形分析

第一，區域互聯網程度提高。自動化設備具有良好的信息控制和自動化處理能力，數控機床是實施操作的介質。如果一些機械工程較大，工作過程不是十分復雜的情況下，很難控制產品的生產品質；如今網絡技術不斷向前，手機也可以成為機床聯網操控的新手段。系統建模后，自成網絡系統得以實施，這時候就具備了各機械設備通過信息傳導的好機會，可以建立區域網絡化的管理控制系統，并利用控制中心進行細節控制；當然，區域網絡系統應該具有合理分配好各機床應該負責的工作范圍的能力，對于不同的情況，可以合力開展，并且同時保證效率；重要的是，要防止電路故障發生引起的工作癱瘓，在區域網絡管理模式下應引起我們的足夠重視。

第二，大型機械的小型化趨勢。隨著計算機小型化發展，越來越多的信息自動化設備也逐漸進入小型化發展趨勢的浪潮中，而在社會生產工有著重要地位的機械自動化設備也緊隨時代發展潮流，積極地進行著小型化微型化發展方向發展，國外已經研發出的微型全新自動化系統，它們的目標甚至是微米、納米級。微型自動化產品的特點有操作靈活、體積小、耗能少等，但是如何同時具備傳統機械設備的主體功能確是一個存在的難題，如何進行精密度的機械過程同樣是個棘手問題。有意義的研究是如何能減少企業中的占地，能提高機械自動化設備的數量，但微機械自動化的加工產品有限制，只能應用于采用超精密科技的設備。

第三，機械設計的環保理念提升。如今國人乃至世界越來越重視環境保護，機械工業可以追求工作效率、經濟利益，但是也該意識到保護生態環境的重要性。機械自動化系統電損耗高，而且會排放大量有毒有害氣體，危害自然環境以及附近居民的人身健康。因此在機械設計和自動化技術的的科技進步中，更加應該主張綠色環保。減少在工作過程中有害氣體產生是我們的社會責任，為此我們可以對機械設備功率進行限制，或者積極尋找可代替能源。

第四，數字化發展。機械設計及其自動化只是機械設計其中的一個重要有機組成部分，機電一體化還包含傳感檢測、機械、動力、電子信息處理、執行元件這五大組成部分，為了能有更加廣闊的市場空間，朝機電一體化方向發展成為一種必然。

第五，智能化發展。智能化是自動化技術的一種體現。何為智能化，是以控制理論為指導，加以心理學、模糊數學、人工智能、計算機科學、和運籌學等新措施、新思想，模擬人類的思想，讓過程具有推理、自主決策、邏輯判斷的能力，向更高的控制目標發起進攻。大大降低工作強度及錯誤率，智能化的實現使人類擺脫人力腦力勞動成為可能。

第六，模塊化發展。復雜和多樣是機械設計的特點，在整個機械設計及自動化方面發揮著重要作用的還有模塊化。模塊化標準的要求下，實現在設計過程中多零件組分同時適用于同一模塊成為現實。不僅可以大大降低設計成本，而且可以縮短機械設計的時間，使后期零配件的更換維護更加便捷。設計的模塊化規范，使機械制造企業的模化生產可以在短時間內完成，提高經濟效益。機械設計制造及其自動化產業前景廣闊，還可以通過培養高素質高技能人才推進行業整體進步，需要相關技術人員努力學習，進行經驗技術的高度提煉總結。機械設計制造及其自動化課程，已經納入國家高等教育的體系很多年，在許多學校都已經開設這門課程，這顯示出社會對此方面的人才量的大需求，因此來說學習相關知識的學生，就業前景可以說很廣闊。在我國很多地區，這個產業具有很高的競爭性，高素質人才一代代更替、創新[3]。機械制造產業還廣泛應用于航空航天、兵器、汽車等領域的發展中，如果想要獲得更加長久的發展，并且想要一直存在這廣泛的空間，立足于運行管理、設計制造、科研開發等方面的話，都需要機械制造產業自身的不斷提高與創新。目前我國經濟發展進入高速路，將機械設計制造及其自動化作為制造強國的手段之一，給予研發生產等方面的大力度支持，足以見得行業本身的重要地位。

綜上所述，機械設計制造及其自動化必須把握好自己的發展方向，應該去遵循社會變革對機械制造行業提出的新標準。機械設計及其自動化技術擁有巨大的發展前景，該技術一直在迎合現代工業及生產的需求，但是工業產業飛速發展下，現有的機械設計與自動化技術能力和管理水平暴露出很多不足，面對自動化的大蛋糕，科研人員要提升自身素質，努力攻堅克難，爭取努力提高國家的科研技術水平，使我國科研發展邁向一個新的臺階，用不斷探索與創新的精神影響整個行業，兢兢業業使行業健康迅速發展。

參考文獻：

[1]周德輝.機械設計及其自動化發展方向的思考[J].民營科技，2015（10）：9.

[2]楊近松.機械設計及其自動化發展方向的思考[J].山東工業技術，2015（21）：288.

[3]鞠紅香.機械設計制造及其自動化發展方向分析[J].裝備制造技術，2015（05）：261-262+272.

作者簡介：潘立業（1987-），男，黑龍江齊齊哈爾人，本科，職稱初級。