探討機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化的發(fā)展

艾和金

【摘 要】伴隨當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域也出現(xiàn)了許多創(chuàng)新成果，同時(shí)把自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中，從而滿足了現(xiàn)階段倡導(dǎo)的節(jié)能降耗的生產(chǎn)制造理念，進(jìn)一步健全了多樣性的生產(chǎn)需求。論文通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，分析機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化發(fā)展方向，從而更好地提高生產(chǎn)效率。

【Abstract】With the continuous development of science and technology， many innovative achievements have emerged in the field of mechanical design and manufacture. The application of automation technology in mechanical design and manufacture meets the current production and manufacturing concept advocated by energy conservation and consumption reduction， and further improves the diversified production demand. This paper expounds the present situation of the mechanical design and manufacture， analyzes the development direction of the automation of the mechanical design and manufacture， so as to improve the production efficiency.

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì)制造； 自動(dòng)化發(fā)展； 方向研究

【Keywords】 mechanical design and manufacturing； automation development； direction research

【中圖分類(lèi)號(hào)】TP29-A5 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）02-0161-02

1 引言

機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)是我國(guó)當(dāng)前大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，并在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中有著無(wú)法替代的作用，它在推進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程方面以及科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展方面有著十分重要的意義。所以，應(yīng)該從全方面把握機(jī)械設(shè)計(jì)制造的作用，根據(jù)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率，經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的含義

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展歷程分析

馬克思認(rèn)為人的文明程度取決于生產(chǎn)力。而勞動(dòng)工具及制造其的技術(shù)，都首當(dāng)其沖地被作為社會(huì)進(jìn)步程度的標(biāo)志來(lái)研究[1]。縱觀人類(lèi)發(fā)展史，機(jī)械制造設(shè)計(jì)的發(fā)展，一般有兩種不同劃分方式，分別是：按時(shí)間、材料。

按時(shí)間劃分：從古代社會(huì)到17世紀(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)歷了起源和古代機(jī)械設(shè)計(jì)階段（機(jī)械制造開(kāi)始的標(biāo)志是人類(lèi)學(xué)會(huì)用石頭制造工具），由17世紀(jì)至第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，經(jīng)歷了近代機(jī)械設(shè)計(jì)階段（牛頓冷卻、紐可門(mén)蒸汽機(jī)、瓦特蒸汽機(jī)、威爾金森炮筒鏜床的出現(xiàn)，以及各個(gè)機(jī)械理論流派興起、各機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造從“蒸汽時(shí)代”很快進(jìn)入“電動(dòng)時(shí)代”。），第二次世界大戰(zhàn)直到現(xiàn)在，經(jīng)歷著現(xiàn)代設(shè)計(jì)階段（標(biāo)志：第三次科技革命興起，機(jī)械制造業(yè)應(yīng)時(shí)代需求為實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床精確度，機(jī)械制造開(kāi)始走向自動(dòng)化，并隨著電子科技的發(fā)展，自動(dòng)化程度日益提升。）

按材料劃分：則先后經(jīng)歷了石器時(shí)代，青銅器時(shí)代，鐵器時(shí)代，金屬與金屬合金以及陶瓷、玻璃和化學(xué)聚合物發(fā)展階段。這四個(gè)階段，無(wú)一不在見(jiàn)證著機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，尤其是近代科技革命階段，人們把更多的目光聚焦到機(jī)械設(shè)計(jì)如何更好實(shí)現(xiàn)生活便利化。

而機(jī)械設(shè)計(jì)制造這一詞語(yǔ)最初是在日本的機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)書(shū)籍中，后來(lái)又得以在我國(guó)內(nèi)大規(guī)模的應(yīng)用。[2]這一概念的提出，也是把現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式結(jié)合起來(lái)，換句話來(lái)說(shuō)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的出現(xiàn)是機(jī)電一體化的發(fā)展延伸，通過(guò)準(zhǔn)確的機(jī)械工程技術(shù)，電子信息技術(shù)以及整體的設(shè)計(jì)在機(jī)械制造行業(yè)里的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)了全面優(yōu)化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。

2.2自動(dòng)化的產(chǎn)生

所謂自動(dòng)化，是指人類(lèi)在生產(chǎn)、生活、管理時(shí)，采用一定的技術(shù)裝備和策略，減少人工干預(yù)、提高工作效率、效益和效果的過(guò)程[3]。隨著工業(yè)實(shí)踐的普遍應(yīng)用，由人類(lèi)科技發(fā)明催生和發(fā)展而來(lái)的自動(dòng)控制技術(shù)，隨新型制造業(yè)的興起和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)入全新時(shí)代。

2.3 機(jī)械制造自動(dòng)化的概念

機(jī)械制造由若干的工序和基本動(dòng)作構(gòu)成，由機(jī)械來(lái)完成基本動(dòng)作（比如：傳動(dòng)、上下料、換刀、檢驗(yàn)等），就是機(jī)械化；而操縱機(jī)構(gòu)動(dòng)作由機(jī)械完成的過(guò)程（比如：開(kāi)動(dòng)、關(guān)閉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)），則為“自動(dòng)化”。[4]人工只對(duì)工序做總操縱和監(jiān)督，即工序自動(dòng)化；而當(dāng)加工工藝形成自動(dòng)生產(chǎn)線、人工只監(jiān)督和操縱總體過(guò)程，則是工藝過(guò)程自動(dòng)化；當(dāng)零部件制造從原材料到成品的過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)，就形成了制造過(guò)程的自動(dòng)化。

2.4 科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用

從現(xiàn)階段機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展角度來(lái)講，這項(xiàng)技術(shù)還是發(fā)展在機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的前提下，并且也融入了其他的學(xué)科知識(shí)，把機(jī)械設(shè)計(jì)制造的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品特點(diǎn)，以及生產(chǎn)過(guò)程等形成新穎的發(fā)展模式，并且融入了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了技術(shù)穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的生產(chǎn)形式，進(jìn)一步推動(dòng)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的不斷發(fā)展。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則

3.1 把握機(jī)械功能的需求

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的設(shè)計(jì)中，要最大程度的考慮到機(jī)械行業(yè)的功能需求，根據(jù)不同產(chǎn)品的特點(diǎn)出發(fā)，從機(jī)械設(shè)計(jì)里的物質(zhì)條件，能量需求，以及信息要求綜合來(lái)考慮，并且把這幾個(gè)方面的內(nèi)容不斷結(jié)合在一起，從而把自動(dòng)化設(shè)計(jì)和自動(dòng)化技術(shù)真正融為一體，而且通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)功能中的切換、傳送、儲(chǔ)存等形式，進(jìn)一步完成系統(tǒng)自動(dòng)化和機(jī)電一體化等其他領(lǐng)域的協(xié)作，從而把機(jī)械設(shè)計(jì)制造的所有功能都挖掘出來(lái)。endprint

3.2 創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用

通過(guò)積極探索新型的創(chuàng)新技術(shù)，突顯對(duì)產(chǎn)品特征和系統(tǒng)特點(diǎn)的綜合應(yīng)用，特別是在加工行業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的應(yīng)用上，把自動(dòng)化的技術(shù)應(yīng)用到每一個(gè)細(xì)節(jié)中，從而形成不僅有助于設(shè)計(jì)以及分析機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品，還能實(shí)施整個(gè)過(guò)程的技術(shù)創(chuàng)新。

4 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向的研究

從現(xiàn)階段的機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化發(fā)展的優(yōu)點(diǎn)來(lái)講，從整體發(fā)展的層面具有更加廣泛的優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)，特別是機(jī)械制造自動(dòng)化的產(chǎn)品慢慢替代了傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品，而且機(jī)械制造自動(dòng)化的產(chǎn)品還具有一些其他的功能需求和附加價(jià)值，都可以給社會(huì)增加一定的經(jīng)濟(jì)效益。下面針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行3方面的總結(jié)。

4.1 智能化的發(fā)展方向

誠(chéng)然，智能化是當(dāng)前國(guó)際上機(jī)械制造自動(dòng)化發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)，這里所講到的智能化其實(shí)是對(duì)機(jī)械設(shè)備的描述，是指在控制系統(tǒng)的前提下，通過(guò)人工智能控制、運(yùn)籌原理、計(jì)算機(jī)原理以及其他的一些創(chuàng)新思維方法總的概括，從而使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展擁有更加嚴(yán)密的邏輯思維能力和自主決策能力，從而實(shí)現(xiàn)更高的發(fā)展目標(biāo)。[5]所以，讓機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品擁有初級(jí)人工智能的功能是非常可行又是十分必要的[6]。

4.2 模塊設(shè)置的發(fā)展趨勢(shì)

因?yàn)楫?dāng)前機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的種類(lèi)和生產(chǎn)制造廠家比較多，制造和生產(chǎn)具有合格標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力裝置接口以及其他功能的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品是一項(xiàng)非常煩瑣又是十分重要的合作工作[7]。例如研發(fā)一款具有智能減速，電動(dòng)裝置等功能的動(dòng)力裝置，同時(shí)擁有視覺(jué)功能，圖像辨別等特征的操作產(chǎn)品以及其他的一些可以實(shí)現(xiàn)上述功能的機(jī)械產(chǎn)品。

4.3 微電子的發(fā)展趨勢(shì)

微型的機(jī)械產(chǎn)品，指的是尺寸在1cm到3cm之間的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品，并且向著微米，納米技術(shù)發(fā)展。[8]微型機(jī)械化產(chǎn)品因?yàn)轶w積小巧、能耗低、方便小巧，故而在生物科技、軍事科技等方面都有著重要的作用，這也是未來(lái)一段時(shí)間發(fā)展的方向。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文首先對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的概念進(jìn)行了闡述，然后分析了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則，進(jìn)而提出了當(dāng)前我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展方向，為我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展指明了道路，從而有助于更好地提高機(jī)械制造的效益。

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