機械設計制造及其自動化的發展趨勢研究

摘 要：自第一次工業革命以來，機械設計制造及其自動化這個方向得到了飛速發展，到如今，隨著第四次工業革命的呼聲日益高漲，對機械設計制造及其自動化提出了更高的標準和更加嚴苛的要求，傳統的機械產業已經難以滿足現代社會對生產力的需求。這也促使機械設計制造及其自動化朝著更加智能、更大規模以及網絡互聯等方向發展，同時，隨著人們生活水平提高，環保意識等覺醒，也要求機械生產能夠更加人性、環保。

關鍵詞：自動化；機械設計；發展

隨著越來越多的科研人員投入到對機械設計制造及其自動化的深入研究當中，現代機械設備不斷地創新改良、推陳出新，機械行業得到了長足的發展進步，變得更加的人性、智能，機械設備的整體性能不斷提高，對人類的生產和生活產生了深遠的影響。同時，機械設計制造及其自動化在發展的過程中也遇到了各種各樣的問題，其中有些關鍵性的技術亟待解決，這些技術往往牽涉到其他門類的多種技術，技術與技術之間密切相關，需要共同發展。

1 現代機械的定義

早在上個世紀80年代，美國機械工程師協會就為機械設計制造及其自動化作了一個很好的概括，使機械工程有了一個明確的發展方向。其定義指出，現代機械是由機械和電控組成的整體系統，這套系統通過并入計算機網絡進行統籌調控，來實現各機械部件和能量等等的動力和運動任務。

當代機械設計制造及其自動化有其極為顯著的特性，機械自動化的設計制造的是一個整體的系統，通過對多種門類的先進技術進行交叉融合運用，例如機械技術、計算機控制技術、微電子技術、網絡技術、材料技術等等，在保證功能完整、質量可靠、綠色環保的前提下通過尋求最優化的系統來實現所需功能。

機械設計制造自動化一個很重要的優勢就是可以實現具體問題具體分析，不同的產品有不同的生產要求，而機械設計制造自動化有著廣泛的適應性，可以滿足各機械產品精細化的設計需要，生產出獨具個性的產品。通過這種設計生產方式，生產出來的產品在實現其功能的輸入和輸出上能夠很好的匹配起來，完美實現功能。機械設計的要求就是完成產品的功能，圍繞這一設計中心，機械產品的制造過程在嚴格遵循設計規范時根據功能要求生成，通過這一系列步驟最終實現實際的生產需求。機械設計和制造在朝著自動化的方向發展。

2 機械設計制造及其自動化的發展方向

2.1 網絡化

21世紀是一個社會發展變遷極為迅速的世紀，科學技術的進步也日新月異，其更新的頻率越來越快，網絡技術自從上個世紀七八十年代自美國發展起來，到如今已經滲透進了人們生產、生活的各個方面，對科學技術的發展乃至軍事、政治等等都有著深遠的影響，互聯網技術得到了長足的進步和發展。隨著互聯網的興起和發展，社會的聯結變遷也不僅僅體現在網絡上，世界各國的經濟和生產的發展都緊密的聯系在一起，你中有我，我中有你，各國之間息息相關，這也加劇了機械行業內部的競爭，跨國公司不斷誕生，全世界都投入到競爭中來。競爭愈演愈烈使得對機械設計制造及其自動化的要求越來越高，新型產品的生產周期越短，自動化程度越高，制造技術越穩定，并且質量可靠，則越可以迅速的占領世界市場。在生產產品的控制和監測過程中融入網絡技術，可以實現遠程控制和遠程監控，伴隨著網絡技術的發展，遠程控制技術和監測技術不斷進步更新，自動化設備逐漸成為一種終端設備。網絡化是機械設計制造及其自動化發展必然趨勢。

2.2數字化

隨著時代科學技術水平的不斷提升，傳統的制造行業也要不斷地改革優化。在當今也就是要數字化，要把數字化概念應用在機械設計制造領域，來推動實體行業特別是制造業的發展。機械設計制造的一些手工圖畫，相關的設計經驗和專業的知識都可以進行處理，轉換成數據儲存起來，把這些信息通過網絡技術進行分析，最終達到生產的目的。實現數字化后在設計制造的生產過程中也更能方便對各種數據和參數進行更改，以提高生產效率，另外數字化后形成的數據庫可以更好的用來虛擬仿真，對需要生產的產品進行預實驗，以降低成本，縮短產品的生產周期。這樣滿足消費者的需求，更能生產出高質量的機械產品。

2.3 虛擬化

傳統的制造行業的生產模式和產品的開發周期一般都比較長，比較繁瑣，效率普遍不高。要完成一個正式的產品時需要進行初步設計出圖，然后進行初步的實驗達到要求后才能進行產品的生產。并且每一個過程都需要花費大量的時間和資金才能進行。而在當下，隨著其他行業的飛速發展，傳統的機械制造業也可以享用這些成果，特別是計算機和互聯網行業。可以通過網絡進行一些虛擬操作來代替原先的實際工作，進行模擬生產以提高效率。也可以通過網絡通信技術對一些數據和重要信息進行快速的傳輸，來達到帶動機械制造業的同步發展。虛擬化在機械這種傳統行業也有很大的用武之地。

2.4智能化

智能化是當下一個熱門話題，智能化是對機器的性能更進一步的進行提升，其涉及的專業領悟也是更廣泛。包括了些生理學，模糊學，運籌學一些非機械行業的專業知識。智能化后的產品也比一般的機械更先進，它能夠進行一些基本的邏輯判斷，可以不需要我們人去直接的去協助完成工作。智能化也是機械制造設計行業不斷進步后的一個方向，是人們對機械產品功能提升的一個必然趨勢。

2.5小型化

早在兩個世紀前先人就提出了機械產品的微型化理論。這也是機械設計多樣化發展的一個很好的方向，這對機械的加工制造技術提出了很高的要求，因微型機械一般里面會安裝很多的電子元件，所以當時也稱作為微型電子機械。微型機械也是從厘米大小的機械到毫米納米大小的產品。其最主要的特點就是體積小，能對小物體進行工作，能耗也不大。一開始發展大多應用在軍事和醫療領域較多。由于微型機械難加工，所以需要進行光刻和蝕刻等特殊的加工方法，才能把這么微型的產品加工出來。

2.6綠色化

在人們的生活不斷地富裕和充實的同時，我們身邊的環境卻被我們大多數的所忽視，從而環境問題也越來越嚴重，人們開始重視如何才能把環境問題處理好。在保護自然環境方面可以從很多的方向進行著手，如節能減排，提高資源的利用率，物質的循環利用。而在機械設計制造行業需要去做的就是去生產出更節能環保的機械產品，來滿足人們和社會對環保的需求。這也是機械產品發展的一個很重要的趨勢，現如今高污染的機械產品是不能滿足社會和人們的需求的，也是最終要被環保的機械產品所替代。

3 結束語

在機械設計制造及其自動化中自動化是它的要求和目標，機械產品的設計和制造都是緊緊圍繞其自動化的需求進行的。當下設計出一款杰出的機械產品往往涉及到多門類先進技術的交叉融合，它們互相滲透，需要融會貫通。機械產品的自動化程度具體體現在機電一體化的實現程度上，自動化的發展會促進機電一體化的發展。機械設計制造及其自動化中通過融入設計人員一些更加好的設計，更高的制造水平以及更加先進的技術，將會促進機械制造行業穩定健康發展。

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作者簡介：

張文祥，出生年月：1998年10月1日，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：遼寧省義縣，學歷：本科，研究方向：機械類.