有關機械設計及其自動化發展方向的探究

張民敬

【摘 要】機械制造業是國民經濟各部門技術裝備的主要來源，是制造產業的重要組成部分，對我國工業體系的完善和市場經濟的提高具有重要推動作用。因此，機械制造業需要加大機械設計制造及其自動化的研究力度，在實踐中不斷創新發展自動化技術。論文主要介紹了機械設計及其自動化相對傳統的機械設計制造而言的優勢所在，并探究了機械設計及其自動化的發展趨勢，旨在為機械設計的進一步發展指明道路。

【Abstract】 Machinery manufacturing industry is the main source of the technological equipment in various sectors of the national economy， and it is an important part of the manufacturing industry， and plays an important role in promoting the improvement of China's industrial system and market economy. Therefore， the mechanical manufacturing industry needs to strengthen the research on mechanical design manufacturing and its automation， and constantly innovate and develop automation technology in practice. This paper mainly introduces the advantages of mechanical design and its automation compared with traditional mechanical design and manufacturing， and explores the development trend of mechanical design and its automation， so as to point out the way for the further development of mechanical design.

【關鍵詞】機械設計；自動化；發展方向

【Keywords】mechanical design； automation； development direction

【中圖分類號】TH122 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2019）03-0156-02

1 引言

勞動工具及其生產制造技術被認為是社會變革的重要標志。縱觀人類發展，機械制造的發展經歷了石器時代、蒸汽時代、電動時代，到現在機械制造設計開始走向自動化。如今，機械設計的發展方向聚焦在如何利用自動化替代簡單又煩瑣的工作，使人類從繁重的體力勞作中解放出來，機械制造設計自動化成為企業和國家的重要研究課題[1]。

2 機械制造設計自動化的含義

2.1 自動化

所謂自動化，是指人類在生產、生活、管理時，采用一定的技術裝備和策略，減少人工干預，提高工作效率、效益和效果的過程。隨著工業的不斷發展和信息技術的興起，自動控制技術逐漸廣泛應用于工業生產、機械制造等多個社會領域。

2.2 機械制造自動化

機械制造自動化是機電一體化的發展延伸，指的是將智能自動化技術與機械制造技術融合，利用計算機編程等技術，協調操控機械加工，實現自動化生產的過程。

3 機械制造自動化的優勢

機械制造自動化將機械制造技術、計算機技術、自動控制等高新技術有機結合在一起，如加入計算機編程技術，將加工制造程序設置到操作系統，使之自動對產品進行加工，與傳統的機械制造技術相比，不但可以保證機械的質量，并且還提高了加工效率。同時，機械制造自動化可以對產品進行規模加工，有利于降低人工成本，保證產品數量，在一定程度上增加了企業的經濟效益[2]。

機械制造自動化具有實時監控、自動檢測、警報、自我保護等功能，針對生產過程中出現的過載、過流以及短路等突發情況，可以及時發現并停止運行，該功能大大降低了安全風險，保證了操作人員的人身安全，使得制造加工得以安全進行。

工藝流程的規范操控是保證工業產品質量的關鍵，因此，在實際制造過程中對加工參數有嚴格的要求。機械制造自動化系統的應用避免了人工操作的誤差，使得加工參數的變量時刻保持穩定，為工業生產的良性運作提供了堅實的技術保障。

綜上所述，機械制造自動化對于加強加工制造的安全系數，保證生產的高效、精確，具有十分重要的作用。

4 機械設計制造自動化的發展方向

機械設計制造自動化的發展空間廣泛，在未來還有不小的優化空間，就其優點來講，從整體發展的層面具有更加廣泛的優勢基礎，特別是機械制造自動化的產品慢慢替代了傳統的電子產品，而且機械制造自動化的產品還具有一些其他的功能需求和附加價值，都可以給社會增加一定的經濟效益。下文主要對機械設計制造未來的發展方向進行了探討[3]。

4.1 智能化

機械制造智能化指的是在控制系統的前提下，通過人工智能、運籌原理、計算機知識以及其他的一些創新思維方法，使得機械設計制造具備基本的判斷能力、邏輯思維能力和自主決策能力。通俗來講就是讓機械自動化設備具備初級的邏輯思維和人工智能，能夠進行自主判斷，從而避免由于人為因素造成的安全事故，有效提高生產效率。隨著人機互動的普及，機械設計智能化逐漸成為機械設計制造及其自動化發展的主要方向之一。

4.2 人機一體化

以上是以人工智能為主要手段的智能化機械制造系統，其雖然具有自動化、高效化及智能化等優點，但是智能化機械設備只是按照固定的操作步驟，進行類似人類的推理、判斷及預測等活動，沒有靈活應變的能力。而人機一體化的發展，催生了混合形態的智能系統，該系統以人為加工制造的主體，指揮和利用智能制造與加工設備。二者的有效互補使得生產效率大幅度提高。

4.3 模塊化

目前，市面上的機械自動化產品種類繁多，同時生產廠家的生產質量有好有壞，因而研發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機械自動化產品單元具有一定難度。然而，開發具有統一標準的機械設備是目前機械制造業獲得可持續發展的關鍵所在。生產兼具智能減速、視覺、圖像處理、識別和測距等功能模塊的機械產品，有利于打開市場，在實現產品標準化制造的同時擴展生產規模。

機械設計模塊化指的是對產品的功能和生產過程進行劃分，生成多種專業化的獨立模塊，在產品的實際生產中，通過不同模塊的組合，完成不同的生產工藝。其原理是利用產品結構的簡化，達到維持制造結構穩定的目的。機械制造模塊化的發展實現了不需再設計或制造新機械設備，就能完成不同類別產品的生產和生產工藝的進行，有效地提高了資源利用率，降低了生產成本。同時，機械設計制造及其自動化的模塊化發展有利于增加設備的通用性，使得機械設備利用標準接口進行互換，有效提高了機械設備的使用率。

4.4 網絡化

隨著信息時代的不斷推進，互聯網技術逐漸普及到社會的各個行業領域，應用信息技術是目前機械生產制造業進行改革創新的必然趨勢。其中，機械自動化產品實現網絡化是機械生產制造業的重要發展方向。網絡遠程控制和監測技術可以為機械自動化提供不限時空的全方位監控，有利于保障生產活動的安全運行。目前，市面上有一種可以操控家用電器的智能軟件，使人們可以在外實時控制家電，方便人們日常生活的同時，也在一定程度上避免了用電風險。這便是利用網絡監控機械設備的成功案例，可以為機械制造和網絡化發展提供有益的借鑒。

4.5 微型化

隨著機械自動化技術的不斷發展，目前已涉及微觀領域，逐漸發展為微機械自動化技術。微機械自動化的生產對象主要為2cm左右的產品，現在開始向微米、納米技術發展。微機械自動化設備的耗能少且操作靈活，有利于降低生產能耗，節約成本，在生物醫療、軍事、信息等領域具有較大的應用優勢。因此，微機械自動化技術是未來機械設計的重要發展方向之一，有待相關技術人員進一步開發研究。

4.6 人性化

人性化是未來機械自動化發展應該關注的重要問題，這是因為產品最終要服務的對象是人，產品與人的關系是機械自動化生產的重要關系。因此，對于機械自動化產品，我們應該賦予其智能、情感和人性。通過模擬生物機理，研制各種機械自動化產品。現代機械制造的人性化發展，使得機械設計制造及其自動化更加貼合市場和人們的實際需要，為機械制造業的可持續發展提供源源不斷的動力。

5 結語

機械設計制造及其自動化技術有利于提升機械制造的生產效率，提高企業的經濟效益，是推進我國現代化進程以及科學技術創新發展的重要手段。在當前社會機械制造產品的要求逐漸增長的形勢下，我國必須創新開發機械設計技術，努力提高我國機械設計制造及其自動化水平，以滿足我國機械制造業發展的需要，不斷推動社會經濟的發展。

【參考文獻】

【1】羅強.基于機械設計制造及其自動化未來發展方向的探究與思考[J].科學技術創新，2017（31）：75-76.

【2】張民杰，蔣瑜，李婷.現代企業中機械設計制造及自動化發展方向分析[J].知識經濟，2016（16）：71.

【3】余亮.關于我國機械設計制造與自動化發展方向的探討[J].教育教學論壇，2016（22）：256-257.