探討機械設計及其自動化的發展趨勢

摘要：近年來，隨著時代的發展和科技的進步，加速了工業化的進程，并且在我國工業經濟發展的過程中，機械制造行業占據了十分重要的作用，對積極推進我國工業化在市場經濟中的良性發展更是有著巨大的幫助，機械設計及其自動化作為當前現代科學技術發展下的產物，也是由多種現代化的技術形成的，轉變了以往人工工作方式，機械設計及其自動化技術憑借著高性能、智能化等特點不僅提升了生產效率和質量，更是加速了我國現代科學的進步。鑒于此，本文著重分析研究了當前機械設計及其自動化的現狀，并對其未來的發展趨勢進行分析，旨在為我國機械設計及其自動化水平的提升獻力。

關鍵詞：機械設計 自動化 發展趨勢

機械設計及其自動化作為工業現代化發展的產物，屬于機、光、電等學科交叉形成的綜合性專業，主要是針對機光電液設備以及生產自動線理論。在我國電力、交通以及汽車通訊等行業都有著巨大的作用。也是自動化和機械技術相結合的學科，對實現自動生產的智能化有著重要的意義，并且當前機械設計及其自動化更是憑借著專業的技術和先進的工作意識廣泛的應用到我國工業化生產中，從目前來看，機械設計及其自動化技術仍具有較為廣闊的發展前景。

一、機械設計及其自動化的概述和價值分析

（一）機械設計

機械設計（machine design）主要是要求對機械原理以及結構和能量的一種傳遞方式，作為機械工程中的重要組成部分，機械設計也是機械生產過程中的第一步，并且也是有效決定整個機械性能的根本，一般來說，機械設計大可分為三類，其一為新型設計，新型設計指的是采用完善后的技術來證明是可行的技術，并對以往并沒有接受的設計的機械進行設計。其二是繼承設計，該設計主要是根據具體的使用經驗和技術發展情況對原有的機械內容進行設計，以此來達到降低生產成本等的目的。最后是變形設計，該設計主要是對現有機械的基礎上進行刪改和完善，主要分為以下幾個階段，首先是計劃階段，在計劃階段中，相關專業的技術人員需要對當前現有的機器以及相關的需求情況展開細致的分析，通過對機器功能的明確來提出后續的相關約束條件，并在此基礎上設計任務和細節。其次是方案設計，方案設計主要是通過不同的原理，在不同原理的基礎上進一步擬定相關的方案，并且要從技術環保等方面對方案展開綜合評價，確定原理和機構運動簡圖，最后是技術設計和文件編制，主要包括根據草圖計算零件的外形以及基本尺寸，并對技術文件的說明書明細化等等。

（二）自動化

自動化（automation）主要指的相應的機器設備等按照具體的生產管理過程，或是在無人以及較少人參與的情況下，經過自動檢測信息處理以及判斷分析和操縱控制等一系列舉措來達到最終的控制目標過程，當前自動化已經普遍的應用在工業、農業軍事等多行業中，并且成功的將工作者從以往繁雜的工作中成功的解脫出來，從而極大的提升勞動生產效率。因此，自動化代表著我國科技的進步和工業化的發展，更是綜合國力增強的重要體現。并且從廣義的內涵上來講，自動化主要包括三個重要方面，分別是代替人的體力勞動、輔助或是和代替腦力勞動以及制造系統中人機和整個系統的協調。全集成作為當前自動化中最為核心的一個種類，無論是針對哪一個領域，全集成都能有效符合不同需求，并能夠做到合理的滿足電動化的解決方式，還可以使整個工廠實現安全高效統一的作用，無論是在安裝調試還是運行等方面都能夠促使相關技術工作人員的應用自如，減少了不必要的工序，并提升了整體的工作生產效率。

（三）價值分析

機械設計及其自動化技術作為工業現代化發展的產物，象征著我國工業化的進步和發展，雖然仍與西方發達國家中的機械設計及其自動化技術相比存在較大的差距，但當前存在的成就和價值卻是不可磨滅的，并主要體現在以下幾個方面。首先，機械設計及其自動化技術具有著十分廣泛的應用，作為一門具有較強綜合性的學科，機械設計及其自動化技術具有著極強的復合型功能，并且當前在我國國防工業化生產甚至是環保等部門都得到了較為普遍的應用，特別是對于一些較為惡劣的環境下，機械設計及其自動化技術仍可以取代人工進行工作，可以說機械設計及其自動化技術在各領域中都能發揮出自身的價值。其次，機械設計及其自動化技術的操作簡單，憑借著先進的控制系統，有很多流程并不需要人工操作便能夠做到自動開啟工作， 促使整個控制程序輸入更為簡便，其操作的難度也能得到有效的控制，特別是在具體的運行過程中，機械設計及其自動化技術可以代替人工工作，不僅可以保證工作質量，減少不必要的失誤出現，還能在一些特殊的安環境下一如既往的進行工作，無形中提升了工作效率。最后，機械設計及其自動化技術具有極強的可靠性和穩定性，在實際施工的過程中如實出現了故障，專業技術人員可以先對其中的一小部分故障進行修復，并且機械設計及其自動化技術具有自我診斷自我保護的作用。

二、當前機械設計及其自動化的發展現狀

在上一章曾分析研究了機械設計及其自動化技術應用在工業中的一些價值，其中發現了機械設計及其自動化技術具有較強的穩定性，并且節約效率、操作簡單等特點，但由于我國機械設計及其自動化技術發展的起步較晚，技術水平與一些西方發達國家相比仍存在較大的差距，這說明當前我國的機械設計及其自動化技術不僅存在較大的上升空間，也具有一定的問題。首先，由于技術的整體起步較晚，相關的理論基礎和成功的實踐案例較少，缺乏科學的理論依據等做為支撐，技術人員在具體使用機械設計及其自動化技術時會存在一定的局限，甚至是缺乏科學性，并且在機械設計及其自動化技術管理方面也存在一定的缺失，會出現管理制度不清楚不完善等情況的發生。除此之外，當前我國的機械設計及其自動化技術缺少技術上的創新和研究。高校作為我國技術理論創新研究的場所，其機械設計及其自動化技術專業在授課過程中過于關注理論知識的講解，受應試教育的影響頗深，缺乏具體的實踐，沒有在實踐的過程中尋求機械設計及其自動化技術的操作方法，自然其創新研究力度也就存在較大的不足，致使科學理論并不能更好的朝向生產力的方面發展，無形中阻礙了自動化的良性發展。除此之外，當前機械設計及其自動化技術人員的專業能力有限，在對一些大型設備進行操作控制的過程中會顯得技術不熟練或是工作懈怠等情況的發生，這種情況愈演愈烈會造成機械設計及其自動化技術的發展停滯不前，甚至出現退后，那么如何有效的緩解上述存在的問題，是當前機械設計及其自動化技術發展中所要改進的。

三、機械設計機器自動化的未來發展趨勢研究

在上一章曾分析了當前我國機械設計及其自動化技術發展中遇到的一些問題，那么為了有效的改善并緩解上述的問題，就要從三個方面給予注意，分別是完善機械設計及其自動化技術制度、加速機械設計及其自動化技術的創新和研發，提升機械設計及其自動化技術人員的專業能力，但是當前該技術發展中所面臨的困難都是暫時的，從長遠看來，機械設計及其自動化技術仍具有著極為廣闊的發展空間，并主要體現在以下幾方面。

（一）環保化

未來的機械設計及其自動化技術會朝向環保化的方向發展。在以往的工業化生產中，不免的會產生較多的垃圾以及工業殘渣和廢水的排放，不僅對周邊的生態環境造成一定的污染，更是不利于節能減排和可持續發展戰略的號召。甚至很多群眾會將工業生產與環境污染聯系到一起。機械設計及其自動化技術作為當前新興的工業生產技術，在未來的發展中自然是要做到綠色環保生產，也會隨著可持續發展戰略的提出和發展趨勢，在設計、制造以及使用綠色產品等多方面都能站在保護環境的基礎上進行的，還會盡量選擇一些綠色無污染的環保材料，并且從整個產品的設計到實際的生產環節等向環保化和綠色化的方向靠攏。并在生產和加工的過程中盡可能的減少碳排放，在此基礎上提升資源利用率，特別一些機械設計及其自動化技術人員以及相應的管理人員的思想意識得到提升，注重在追求效益的同時注重環境保護。

（二）智能化

未來的機械設計及其自動化技術會朝向智能化的方向發展，近年來，我國科學技術水平呈現出迅猛發揮的態勢，在科學技術水平的提升下，自然對機械設計及其自動化技術具有較高的要求，在未來，工業生產領域會對機械設計及其自動化技術制定一套完善的機械設計制造體系，并且真正的實現全自動化模式，無需工作人員在現場辦公，并且機械設計及其自動化技術系統內部會形成自檢功能，在工作的過程中會自動檢查自身的運行情況，若是出現一些細小的問題便能做到自動修復，從而使整個生產流程更加規范，并且能夠有效提升整體的工作效率。甚至還會設計出人機一體化的智能操作系統，通過技術人員控制并操作電腦程序來指揮機械設計及其自動化技術的開展，進行智能化的工業生產， 還能逐漸的拓寬機械設計及其自動化技術的使用范圍，無論是機械設備的維修、還是產品設計等方面都能夠借助機械設計及其自動化技術來實現，利用物聯網技術更是可以網羅全地區的機械設計及其自動化技術數據，將其進行聯系，打破了時間和空間的限制，并真正的做到監測各個生產流程的生產。

（三）人格化

未來的機械設計及其自動化技術戶朝向人格化的方向發展，當前以人為本的理念已經在各領域的發展中所普及，這說明在未來的發展中會更加注重人的價值也會更以人為中心，工業化生產領域也是一樣，機械設計及其自動化技術在工業化生產領域中會更加朝向人性化的方向發展，注重生產和工作中人的體驗，并且轉變以往工作中員工感到刺手和乏力的工作環節，促使整個機械設計及其自動化技術在應用的過程中會更加人性化，更加順手，未來的機械設計及其自動化技術還會結合當前先進的AI技術，做到人機一體化，結合人體的生理和生活習慣來制定出更適合人類使用的機械設計及其自動化技術和設備，從而為人們的生產生活都帶來極大的便利，在做到人機一體化時，會具有監控作用，系統會及時的收集使用效果以及部分的使用困難的的地方，并且會具有針對性的調節，從而滿足機械設計及其自動化技術具有針對性，可以對不同使用人員作出不同的技術和應用上的匹配。

四、結語

總而言之，機械設計及其自動化技術在我國工業化發展的過程中起到了十分重要的作用，不僅轉變了以往傳統的機械生產模式，更逐漸朝向智能化、環保化以及人格化的方向發展，這說明機械設計及其自動化技術在未來應用到工業化生產中會起到更為關鍵的作用，也具有著更為廣闊的發展前景和上升空間。

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（作者簡介：郭傳檳，淄博市第六中學2016級8班學生。）