淺析機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)

金坤祥

【摘 要】機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在解決現(xiàn)代工程中的復(fù)雜性問(wèn)題方面有著重要的作用，它交叉性的融入自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)等，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化提供了技術(shù)基礎(chǔ)。自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，還分擔(dān)了人力資源的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了綜合成本。本文主要分析了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，探討了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。旨在為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用提供一些參考建議。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化;優(yōu)勢(shì);特點(diǎn);發(fā)展趨勢(shì)

引言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)發(fā)生了極大的改變。傳統(tǒng)的機(jī)械制造工業(yè)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、遠(yuǎn)程控制技術(shù)、智能設(shè)備等應(yīng)用，自動(dòng)化生產(chǎn)水平不斷提高，具有機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)的設(shè)備及其生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用而生，促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量和效率的提高，為我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展開(kāi)拓出更大的發(fā)展空間。研究機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，對(duì)于我們進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用有著重要的意義。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)

（一）自動(dòng)化程度高

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化采用集成技術(shù)，將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工程、成組技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、工程數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)集成為計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、質(zhì)量保證系統(tǒng)、制造自動(dòng)化系統(tǒng)、通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)等構(gòu)成^[1]。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)、分析、生產(chǎn)、管理等多種功能，其系統(tǒng)能夠兼容軟件、硬件和多種編程語(yǔ)言，其中制造自動(dòng)化系統(tǒng)具有較高的柔性，加工適應(yīng)性較好，可實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)，具有自動(dòng)化生產(chǎn)程度高的特點(diǎn)。

（二）生產(chǎn)效率快

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，一般有數(shù)臺(tái)交工設(shè)備、不同規(guī)模的設(shè)備及其制造系統(tǒng)同時(shí)生產(chǎn)加工，技術(shù)人員只需要通過(guò)總計(jì)算機(jī)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行管理和操作，全程依靠信息傳輸實(shí)現(xiàn)管理和遠(yuǎn)程工程。相比傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)，不僅減少了生產(chǎn)加工線(xiàn)的勞動(dòng)人員，并且具有生產(chǎn)快而精的特點(diǎn)，避免了不合格生產(chǎn)產(chǎn)品的浪費(fèi)，整體的提升了生產(chǎn)加工的效率。

（三）生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)由通信系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、道具傳送和管理系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、管理控制系統(tǒng)等參與，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化生產(chǎn)加工的過(guò)程中，可在線(xiàn)自動(dòng)采集和處理數(shù)據(jù)，自動(dòng)加工和控制對(duì)象，并且可根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)、生產(chǎn)環(huán)境的變化自動(dòng)的調(diào)整生產(chǎn)狀態(tài)，因此對(duì)于產(chǎn)品加工狀態(tài)可控制性較好，加工的產(chǎn)品精度高、質(zhì)量?jī)?yōu)，并且還可以滿(mǎn)足多種產(chǎn)品的批量生產(chǎn)^[2]。

（四）安全性高

機(jī)械加工具有較高的危險(xiǎn)性，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化生產(chǎn)在生產(chǎn)管理中采用自動(dòng)化或半自動(dòng)化管理方式，大部分的操作、管理都幾乎通過(guò)遠(yuǎn)程管理即可控制設(shè)備和生產(chǎn)狀態(tài)，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行生產(chǎn)工藝參數(shù)的調(diào)整。借助機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化生產(chǎn)直接的減少了人員與機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備的接觸，自動(dòng)化的管理狀態(tài)在解放勞動(dòng)力的同事確保了生產(chǎn)的安全性，極大的減少了生產(chǎn)過(guò)程中安全事故的發(fā)生。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

（一）集成化優(yōu)勢(shì)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，系統(tǒng)具有高度集成化的優(yōu)勢(shì)，這一優(yōu)勢(shì)是自動(dòng)化生產(chǎn)加工具有更多功能。相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械加工，該系統(tǒng)及管理與制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等于一體，將分散的機(jī)械加工工藝集成與一體，使其具有高度自動(dòng)化功能。系統(tǒng)集成的同事也將系統(tǒng)功能集成為一體，集成化的功能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化生產(chǎn)中集中反映為設(shè)計(jì)、加工、檢驗(yàn)、市場(chǎng)、銷(xiāo)售、服務(wù)等方面，使系統(tǒng)服務(wù)范圍不斷的擴(kuò)大，自動(dòng)化程度不斷的加深，自動(dòng)化廣度不斷的向外延伸。

（二）智能化優(yōu)勢(shì)

基于高度集成化的優(yōu)勢(shì)，再加上自動(dòng)化技術(shù)、自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化具備了部分人工智能。人工智能反映再生產(chǎn)管理中，具體表現(xiàn)為對(duì)于生產(chǎn)信息的自動(dòng)化采集、自動(dòng)化關(guān)聯(lián)、自動(dòng)化分析、自動(dòng)化處理、自動(dòng)化產(chǎn)品涉及等方面。實(shí)際上，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在集成化基礎(chǔ)上，將生產(chǎn)原料、生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)管理、財(cái)務(wù)管理等活動(dòng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使其連接為一個(gè)整體，因此生產(chǎn)過(guò)程中可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)集中訪問(wèn)所有的相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的計(jì)算機(jī)化與自動(dòng)化。在設(shè)計(jì)方面，企業(yè)內(nèi)部則可以通過(guò)自動(dòng)化獲取資源并整合利用資源，從而來(lái)縮短設(shè)計(jì)周期，提高生產(chǎn)效率。這是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在智能化方面得到優(yōu)勢(shì)^[3]。機(jī)械制造及其自動(dòng)化的核心思想應(yīng)用高度計(jì)算機(jī)化的綜合人際系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、技術(shù)、人力資源的管理，而基于硬件、軟件高度集成化的基礎(chǔ)生，在提高人工智能在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售等各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用，就成為其智能化最大的優(yōu)勢(shì)。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化最早應(yīng)用于20世紀(jì)20年代。在設(shè)計(jì)方面，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的設(shè)計(jì)思路為自動(dòng)化的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。在管理方面，先進(jìn)的數(shù)字化管理理念應(yīng)用于企業(yè)的運(yùn)營(yíng)管理中，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化的管理的專(zhuān)業(yè)性。在自動(dòng)化技術(shù)方面，越來(lái)越多的企業(yè)應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)，其技術(shù)含量也在不斷的提高。相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化功能更多，可適應(yīng)更加復(fù)雜的環(huán)境，因此應(yīng)用范圍相對(duì)較廣。目前，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造及其自動(dòng)化主要朝著智能化的方向發(fā)展。隨著人工智能的引入，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中程度不斷提高。系統(tǒng)集成與智能設(shè)備共同構(gòu)建起智能體系，進(jìn)一步提高了機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的智能化。人工智能的引入使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化具有了深入挖掘數(shù)據(jù)、分析和處理更復(fù)雜的問(wèn)題功能，這就使部分設(shè)備具有了簡(jiǎn)單的人腦能力。設(shè)備智能化程度提高后，人員的操作壓力相應(yīng)降低。此外，智能化的發(fā)展趨勢(shì)還體現(xiàn)在企業(yè)綜合化運(yùn)營(yíng)管理方面，通過(guò)對(duì)原材料、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、市場(chǎng)等關(guān)聯(lián)性管理，提高了資源的綜合利用率，減少了資源的損耗，降低了生產(chǎn)的綜合成本。人工智能在生產(chǎn)線(xiàn)中的應(yīng)用，替代人工完成部分繁瑣、復(fù)雜、危險(xiǎn)的操作，確保了人員的安全^[4]。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化將傳統(tǒng)制造工藝與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，具有自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率快、生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)的特點(diǎn)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，它的主要特征是智能化和集成化。其中集成化機(jī)械設(shè)計(jì)、加工、檢驗(yàn)、銷(xiāo)售的工程集成為一體，使系統(tǒng)具備一體化的功能，增加了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的廣度，而智能化則使機(jī)械化具備了自動(dòng)化的功能，提高了自動(dòng)化的程度。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的繼承與智能化優(yōu)勢(shì)，恰好滿(mǎn)足市場(chǎng)的應(yīng)用需求，為生產(chǎn)者和管理者提供了更好的生產(chǎn)管理平臺(tái)，使生產(chǎn)者能夠更加敏銳的感知市場(chǎng)的變化，從而迅速的應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化，在整體觀念下調(diào)整生產(chǎn)戰(zhàn)略和管理計(jì)劃，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。以上優(yōu)勢(shì)都決定機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展在未來(lái)工業(yè)發(fā)展中有著廣闊的發(fā)展空間和更好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：安徽雙樺熱交換系統(tǒng)有限公司）