針對機械發展方向的研究

冀向陽 武勇

摘 要：把以前的自動化和機設做對比，可以得出智能化是兩者的本質不同。自動化應用在各行各業，它的多功能等優點滿足了人們的各種需求。從系統層次上講，可以把機械技術等眾多技術綜合起來為化工生產服務。并且表明了自動化在以后的奮斗目標，同時也提出了機械的發展方向。

關鍵詞：設計機械；自動化；完善方向

1機械自動化的起源及發展

日本的雜志在1971年就提出了把機電開始一體化的構思。之后，它不斷的被完善。在1984年，美國給現代機械做了定義，它是用于完成眾多動力學方面的任務，并由計算機控制和機電有一定關聯的系統。它跟上面提到的機電可以一體化的構思大致是相同的。由此可以得出，兩者是互通的。上世紀90年代，有關國際機構對其做了定義：機電的一體化是設計產品和制造產品的過程中，利用機械、電子等方面的思想協調完成的。由此也可以得出一體化是以機械為基礎發展起來的。

它是以機械和電子兩方面的技術做為主體，并且多門其他學科技術為輔，不斷結合完善的產物，也是一門新興的學科。機械設計結構、生產方式、產品結構和管理體系都因為自動化發生了重大變化，同時它也令工業由‘電氣化進去了“自動化”時代。

自動化現在已經成了一門擁有完整體系的學科。隨著時代的進步，它也將被賦予不同的任務。但是不管時代如何進步，它的最基本特征是不會變化的，可以將其概括為：從系統層次講，自動化是把機械技術、信息技術、接口技術等眾多技術綜合作用，依據系統和組織目標，在質量、可靠性、功能以及能耗等方面實現其相對應的價值并且優化系統的一門技術。

值得強調的是，機械的電氣化和現代機械最根本的不同之處在于，前者是把機械技術和其他的眾多技術簡單的拼湊在一起，而后者則是把他們有機的融合在一起并且加以完善。現代機械生產出來的產品，不僅僅像是人的雙手和其他的肢體，更加像是人的眼睛等感官和大腦，更加人性化。傳統機械與現在機械一脈相承，但是兩者在功能上卻有很大的不同，其最本質的不同就是智能化的程度。

2按照設計原則去制造機械

當談及設計原則時，首先要按照功能要求生產機器，畢竟先是有了人們各種各樣的需求，而后才出現相對應的產品。因為需求是不同的，所以不同產品的功能也是不盡相同的。綜合眾多產品功能不難得出自動化也一定具備著同其他系統相同的主功能，即把輸入的信息、能量以及物質轉化成人們所需求的信息、能量以及物質。

其次應該考慮的是吸取先進的經驗并進行創新，各種產品的主功能不同，所以可以以此為依據進行分類，主要類別如下：第一類，如數據、圖像等，它們把信息和能量主要轉化成某種信息；第二類，如電動機等它們把外界輸入其中的能量和信息主要轉化成能量；第三類，如各種機床，它們把能量、信息和物質主要轉化成某種物質的系統，也叫加工機。

鑒于以上的功能原理，它不僅僅能更方便的生產產品，還能幫助人們開拓思維，創造出更多的新發明。另外，主功能不同的加工機構，它的運動方式也不同，同樣它所構成的機械的用途也就不同了。由此可以看出，自動化未來的發展空間有多么的廣大，它的未來由我們去書寫。

3在生產的過程中使用自動化

在生產的過程當中，每一個工藝過程當中的物理量都有著一定程度的限制，有的物理量甚至對該產品的質量和數量起到了決定性作用。

首先針對控制鍋爐汽包水位的相關研究，鍋爐汽包不僅僅是生產蒸汽的一件設備，更是工業生產過程中必不可少的設備。把它的液位的高度保持在條例規定的范圍內是十分重要的。無論水位過低還是過高，都是十分危險的。如果要采取相應的措施就要對以下系統進行認識，第一，對汽包水位系統的控制，在這里“沖量”指的就是變量，而單沖量就是汽包水位。這是一種常見的普通的控制系統。但是這種系統并不能適應大型鍋爐，然而卻十分適應小型鍋爐，并配上一些安全操作，所以用這種系統就能滿足生產要求；第二，對雙沖量系統的控制，蒸汽負荷變化是在控制汽包水位過程中最主要的擾動。在本質上來看，一個前饋控制的系統以及單方面回合的反饋控制系統，二者糅合而成的復合型的控制系統就是雙沖量控制的系統。第三，對三沖量系統的控制，要使工作更準確，必須使控制閥的一些工作特性按照線性特性發現，但由雙沖量的系統很難做到這一點，還有它也不能克服給水系統自身的擾動，這兩點成為了雙沖量系統控制的致命弱點，但是在其基礎上再加上一個引入給水流量的信號的裝置就完美了，這也構成了由三個沖量控制的系統。

其次就是研究如何控制冷卻器，在工業上常常采用液態氨等物質，利用他們蒸發吸熱這一特性，吸收工藝物料釋放出來的熱量，是工藝物料符合工藝要求，它們被稱為冷卻劑，同時也是以熱載體的身份服務于冷卻器。對于冷卻器的控制主要包括以下幾種思路：第一，如何調整冷卻器的流速，控制流速有多種方案，應該擇優而選；第二，如何對氣態氨的排量進行控制，完全自動控制的裝置以及被人操控進行的工藝設備，二者組成了一個不需要人直接動手的自動化的系統。而人只需要坐在操控室里面監視著防止出現故障即可，這能更大程度的保障人的安全。

近年來，工業污染越來越嚴重，嚴重損害了人類的生產環境，減少工業污染勢在必行。

4自動化的系統有哪些優點和效益

時代在不斷的進步，傳統模式上的機電產品越來越無法滿足人類的需求，將逐漸被自動化的產品所取代。而機器的自動化無可非議的具有多種優勢。第一，從節能環保方面而言，機器的自動化對于能源利用率的提升以及對原材料消耗的減少做出了極大貢獻；第二，從改善生產環境、提高工作質量而言，把人們從勞務中解放出來；第三，從功能范圍廣以及適用面的全面性而言，對于不同的場合和領域都適用且范圍廣；第四，對于機器的二次維護和修理變得簡單，大大提高了使用的高性能；第五，隨著機械的自動化，不僅生產的速度和質量還有操作者的工作質量都大大提高。這也就導致了，機器自動化在全球范圍內的風靡。

5有關機器設計的自動化未來的發展趨勢

我國由于機器設計的自動化開始較晚，大致是起源于上世紀八十年達，所以盡管發展迅速但是同發達國家的差距仍然很大。所以，未來我國機器自動化的發展要從以下幾個方面出發。第一點，機器和人有機結合，即為人格化；第二點，機器生產與環境有機結合，即為綠色化；第三點，機器的精簡便利發展；第四點，機器和網絡的有機結合即為網絡化；第五點，機器生產應該分批分組規模生產即為模塊化；第六點，機器本身的能力的提升最終達到智能的程度；第七點，機器和電路有機統一，完成最終進化。

6結論

現代我國的機器自動化仍然有很多不足和需要改進的地方，所以機器的設計發明都是以機器自動化為首要目標來工作的，廣大工作者必須明白機器自動化和機器電路一體化是息息相關的，更需要有創造精神、創新精神，而不應該只作國外技術的生產者，要成為創造者。

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