芻議機械設計制造及其自動化的發展前景

陳福東

[摘 要] 機械設計制造及其自動化領域隨著當今科學技術的發展，又迎來了新的發展契機。從行業發展的歷程當中便能夠發現，每一次革命性技術的出現，都將使機械領域出現極大的變革，同時也使其發展前景變得更加寬廣。對機械設計制造及其自動化的發展歷程和發展前景進行簡要概述。

[關 鍵 詞] 機械設計制造；自動化；發展前景

[中圖分類號] TH122 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）19-0122-02

機械制造能力以及發展潛力，是一個國家工業硬實力的集中體現。因此，機械行業能夠得到有效發展，對國家而言十分重要。當前我國的制造業已經位居世界前列，在制造規模和種類上已經超過了世界上所有的國家，但是在機械生產制造技術的先進性上，我國仍然有很多地方需要追趕。

一、機械設計制造及其自動化的發展歷程

（一）機械自動化的含義

機械自動化的實現，將極大程度地減少制造生產的過程中人力的使用，使機械自動生產成為現實。現代機械自動化發展的萌芽來自于工業革命，蒸汽技術的使用及其后續發展成為人們在生產過程中減少人力成本投入的開始，并逐步提高了生產制造的效率，這使工業生產發生了極大的變革。直到20世紀后半葉，由于技術的落后，使制造業需要在生產過程中承擔極大的風險，企業的生存變得更加艱難，整體運營成本變得越來越高。為了減少成本的投入，很多企業選擇了使用機械自動化進行人力的替代，這使機械自動化得到了極大的發展，并逐步向成熟體系邁進。直到今天，我國的機械設計制造相關企業已經實現了自動化生產，生產效率也實現了最大化，整體收益得到了極大的提升。

（二）機械設計制造及其自動化的發展優勢

機械設計制造及其自動化需要對機械進行最大化地利用，通過電力帶動機械運行。將其與傳統的手工制造和半自動化生產相比較，能夠對其優勢進行有效分析：機械自動化生產能夠非常有效地實現統一化管理，能夠有效地減少生產過程中的錯誤，能夠為企業的內部管理提供更大的便利。機械自動化能夠有效地將人類的雙手解放出來，通過高效率的自動化生產有效降低企業成本，并不會在員工的薪資和福利上投入過多的成本。相反，由于人力資源使用的減少以及企業效益的提高，使員工待遇得到了有效的提高。工業實力是一個國家硬實力的代表，能否實現國家的快速發展便要看這一國家的工業能力是否能夠滿足需求。機械設計制造及其自動化的快速、有效發展成為其中的關鍵點之一，其能夠提供的高精密度、高準確性的產品，將使各個行業對工業產品的要求得到更好的滿足，能夠有效促進各個行業的發展。因此，其也得到了非常高的重視和國家在技術和資金上的支持，相關立項非常多。

（三）發展現狀

我國的機械制造行業在現階段將大部分精力都集中到了自動化發展方向，但其整體發展效果還并不十分理想，在很多方面還有待更加先進的技術作為支撐，尤其在材料科學上，機械行業更是望眼欲穿，等待相關領域能夠提供更多更好的材料，能夠充分地將機械行業已經提出的設想和計劃實現。正是由于材料等問題，當前的高精密度產品上，機械行業仍然存在很大的局限性，這使整體的行業發展也受到了極大的限制。

另外，機械自動化的普及工作也難以完成，這種問題的產生受很多客觀因素的影響，是機械行業無法繞過去的。例如，我國龐大的人口基數使我國對就業崗位的需求非常強烈，如果機械加工、生產相關行業全部實現機械自動化生產，那么必將使人力資源出現大量富余，很多人員都將失去就業崗位。再者，機械自動化生產當中仍然需要一些人員進行操控，而這些人員必須具有較高的素質，這也使人才選拔上出現一定的問題。

二、機械設計制造及其自動化發展前景

（一）機電一體化的全面發展與實現

機電一體化發展在未來很長一段時間當中都將成為機械自動化設計和發展的主要方向，是機械行業在現有發展基礎上做出再次提升的重要目標。當前的機電一體化在小范圍內已經實現了先進技術的全面應用，但是在全國范圍內的使用上仍然存在著技術欠缺問題，很多相關設備都將面臨淘汰或者升級的需求。造成這種現象的主要原因便是我國的高速發展，使我國的機械行業由最傳統的人力操作到現在的機電一體化程度，僅僅發展了不到三十年時間。在技術上的大跨步發展，使很多機械產品剛剛生產出來便已經不再屬于最先進行列，在使用過程中，其技術的先進性壽命要遠遠小于其自身使用壽命，這便使很多產品都需要進行大面積的升級，否則將難以在當前的市場競爭當中繼續保持技術和產品上的優勢。

在新型的機械制造業中，自動化以及半自動化的發展模式早已成為重中之重，并且也已經取得了一定的成果，但仍然需要繼續加大發展力度。在發展中可以充分地利用數控設備體系，將計算機與機械生產緊密地結合在一起，使機電的一體化模式更好地發展起來，以減輕工作人員的工作強度與工作量，從而讓機械制造的功能性更為強大，在其結構日趨完善的前提下，使生產的效率與質量得到有效的提高，且在滿足當前社會發展需求的情況下，能讓機械制造發展更佳。計算機的融入最為典型的代表便是數控技術的應用。數控技術使加工精度和自動化程度都得到了非常大的提高，使產品質量和生產效率都到非常明顯的提升。在未來，機電一體化技術的全面普及將成為我國工業水平整體提升工作當中非常重要的一環，落后的傳統機械加工、生產方式必將被全面淘汰。

（二）機械行業的智能化發展

隨著當今科技發展主要方向的變化，智能化已經成為新一次工業革命的全面動力源泉。因此，機械設計制造及其自動化的發展也必將向著智能化發展和轉變，無論在設計過程中還是在生產過程中，都需要深入研究智能化技術的融入，需要將智能化發展作為行業發展的主要方向，必須從理念上和思想上進行轉變，打破傳統的機電一體化發展思維，真正實現智能化產業發展。

機械自動化的需求隨著人們對產品要求的提高，隨著人們對生活質量追求的提高，必須全面實現。高度智能化的機械自動化生產，能夠非常有效地提高生產線的工作效率，能夠最大化地降低生產壓力。同時，還可以最大化地降低錯誤生產概率，并提高生產安全性。在進行機械制造的過程中，必須考慮好人們的思維模型以及行為特征，要能夠有效地根據人們所做出的決策的特點進行產品的生產，實現生產的智能化與可控制化，從而有效地對生產進行調整，智能化發展已經成為人們所必須面對的發展方向，這不僅僅是人們對其所生產出來的產品的需求，同時也是人們對生產過程的需求。智能化的生產能夠最大限度地保障產品質量，降低生產過程中的人力成本。

（三）虛擬化的產品設計

傳統的產品設計工作中，數字化產品設計都需要先通過人工進行圖紙的擬定和出圖。設計人員需要在完成圖紙的過程中進行反復的修改并進行多次確認，之后再利用相關的制圖器具進行圖紙的產出。最后當圖紙成冊之后還需要送交專門的負責人處進行確認和修改。而進行虛擬化產品設計的過程中，并沒有這樣復雜的步驟。相關工作人員需要將對產品的性能需求以及使用特點等輸入，之后便可以等待系統進行虛擬化圖紙的產生，系統將會在產生圖紙的過程中對輸入的信息進行有效融合，將產品的各項物理特征有效地表示出來，設計人員僅需要對其進行細節上的修改便可以形成正式圖紙，有效地提高了設計效率和整體水平，并使設計精度得到了提高。當前所使用的相關功能有很多，例如pro/e當中的產品屬性當中的材質、密度等相關選項，但其整體工能性已經無法再滿足當前的設計需求，需要進一步加以改進。同樣的，在設計工作當中，還有非常多設計需求需要新技術加以補充，這也是機械設計制造及其自動化相關領域所渴求的。

（四）網絡化的發展方向

隨著我國科學技術的快速發展，網絡技術在工業領域當中的使用也非常廣泛。機械設計及其自動化相關領域的發展也必將向著網絡化發展。這種發展趨勢在很多年前便已經出現，但當時我國的技術水平有限，發展需求也并沒有達到這一程度，因此并沒有將其作為發展的重點。以CAD為例，其作為使用最廣的產品設計軟件，之所以能夠長盛不衰的主要原因之一便是其制定了電子繪圖的最核心的計量方式，當前所有的相關軟件所使用的計量方式全部以其作為基礎。因此，波音公司、空客公司等國際壟斷性的飛機制造企業，其所使用的生產制造方式雖然分布到了全世界的很多國家當中，由其進行零部件的生產和制造，但涉及了設計方面的問題以及需要進行技術支持時，便可以通過網絡真正地實現實時交流以及數據傳輸和交流的兼容性。這便是由于在相關工具上，大家所使用的核心模塊是相同的。同時這種網絡化發展，也使普通人群的家居生活也有非常大的變化。例如，通過家庭網絡的使用，能夠將不同的家庭電器進行有效連接，通過計算機中心進行控制，形成集成性的家電系統，使人們的生活變得更加便捷和多樣化。

（五）可持續發展以及綠色發展

機械行業的發展需要走綠色可持續發展的道路，只有堅持這一發展理念，才能夠使行業發展符合當今社會的普遍需求，才能夠滿足相關客戶對產品的需求。同時也可以提高自身生產效率，降低生產成本消耗，使整體產品質量也能夠得以提高。機械制造行業作為重要的工業行業必須對環境影響進行充分考慮，要在設計過程中便進行環境因素的考慮，尤其在噪聲、空氣以及水污染等幾個項目上，機械領域更加應當重視，因為這三個領域是機械行業存在污染最為嚴重的項目，是行業發展過程中所必須積極面對的。

總之，機械行業的發展離不開國家的支持以及相關人員的不懈努力。我國自改革開放以來發展成就十分喜人，這也使各個行業對生產制造能力上的需求與日俱增。不僅需要相關生產加工單位能夠提供足夠數量的產品，同時對產品的質量也有著越來越高的要求。這便使機械設計制造及其自動化專業需要不斷地提高自身技術和理論能力，需要不斷地進行發展和提高。

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