機械設計制造及其自動化的特點、優勢及其發展

王吉剛 王玉鵬

摘要：由于信息技術的發展，推動了機械行業的發展。在本文當中，基于機械設計制造及其自動化的特征，對其未來發展趨勢進行了分析，主要是為了進一步提升其應用價值。

關鍵詞：機械設計制造及其自動化;特點;優勢;發展趨勢

當下，經濟全球化日益加深，全球各國經濟緊密的聯系在一起，互相促進發展。機械設計制造及其自動化是國內經濟發展的一個重要基礎性行業，其對于國內經濟的穩定發展有著重要的意義。從具體方面來看，機械設計制造及其自動化的具體含義為：將先進科學技術有效融入到機械設計制造當中，實現多技術的融合，使得自動化技術以及電子技術充分結合，進而有力的提升機械制造自動化的質量，縮短工作時間，從而使機械制造過程更加柔性化、集成化、職能化，以及信息化的自動化生產過程。

1.機械設計制造及其自動化特點和優勢

1.1機械設計制造及其自動化特點

機械設計制造及其自動化的生產過程，實際上就是一種對信息的產生、處理以及加工的過程。在此過程當中，產品所含有的信息在持續豐富，并且相關的生產計劃在持續細化。在制造系統當中，形成的各類信息需在正確的時間，用正確的方式，及時的傳遞給正確的對象，將各分系統高效的集成在一起。在系統輔助決策的有效支撐下，信息化制造系統能夠極大的提升系統運行效率。因此，機械制造自動化已是現代企業提升經濟效益的一個重要的有效手段。

此外機械設計制造及其自動化包含的內容很廣，因此對每一個具體的設計制造系統而言，制造系統信息化的實現并沒有固定的內容和模式，企業應根據自身的特點有選擇、有重點地進行設計制造系統的信息化建設。如：推動信息化，開發信息產品的制造，積極發展軟件產業，加強信息基礎設施的建設，并用信息化來推動自動化的發展等。

1.2機械設計制造及其自動化的優勢

1）與傳統制造系統相比，自動化系統具有自律能力、人機一體化、虛擬制造技術、自組織能力、自學習與自我優化能力、自我恢復能力與強大的適應性等特征。因此它突出的特性是“軟”特性。對制造過程而言，軟特性體現在柔性、模塊化等方面;對人而言，則表現為安全性、友好性等;對環境而言，表現在無污染、省能源、資源回收等方面;對社會而言，體現為協作與競爭關系更為合理;

2）利用先進的自動化技術，通過對網絡信息的處理能夠極大的降低出錯率，確保制造產品更加精確化。并且還簡化了機械操作程序和方式，降低了操作難度，只需要輸入相關的任務令就可以加快生產速率，有效的保證了產品質量和生產安全;

3）機械設計制造及其自動化具有監督控制系統，能夠對內部控制系統進行實時檢查，并在最短的時間內找出故障原因，既減少了不必要的浪費，又使得機械制造更加穩定和安全。

2.機械設計制造及其自動化的發展趨勢探析

2.1智能化

智能化是21世紀機械設計、制造技術發展的一個大方向。智能加工是一種基于神經網絡控制、模糊控制、數字化網絡技術和理論的加工，它是要在加工過程中模擬人類專家的智能活動，以解決加工過程許多不確定性的、要由人工于預才能解決的問題。如：智能集成化制造系統具有自律能力和自決策能力，能根據外部環境的變化自動調整自身運行參數，保持最佳運行狀態、并能自動監視本身的運動狀態、自動發現和排除故障;再如智能4M數控系統，在制造過程中，加工、檢測一體化是實現快速制造、快速檢測和快速響應的有效途徑，將測量、建模、加工、機器操作融合在一個系統中，實現信息共享，促進測量、建模、加工、裝夾、操作的一體化。

2.2敏捷化

隨著社會的進步和物質生活的豐富，機械產品的品種花樣更新換代周期越來越短，制造自動化系統面對的是多品種、小批量生產環境和不可預測的市場需求，因此，增強機械設計制造系統的敏捷化必然成為一個重要的發展方向。敏捷制造是將柔性生產技術、熟練掌握生產技能和知識的勞動力與促進企業內部和企業之間相互合作的靈活管理集成在一起，通過所建立的共同基礎結構，對迅速改變或無法預見的消費者需求和市場時機作出快速響應。

敏捷制造的基本原理是采用標準化和專業化的計算機網絡和信息集成基礎結構，以分布式結構連接各類企業，構成虛擬制造環境，以競爭合作為原則，在虛擬制造環境內動態選擇合作伙伴，并通過組成虛擬企業來適應持續多變、無法預料的市場變化。

由此可以鎖現代機械設計制造技術的發展主要表現在兩個方向上：一是精密工程技術，以超精密加工的前沿部分——微細加工、納米技術為代表，將進入微型機械電子技術和微型機器人的時代：二是機械制造的高度自動化，以IMS和敏捷制造等的進一步發展為代表。

2.3虛擬化

機械設計制造虛擬化主要是指虛擬制造，是以制造技術和計算機技術支持的系統建模技術和仿真技術為基礎，集現代制造工藝、計算機圖形學、并行工程、人工智能、虛擬現實技術和多媒體技術等多種高新技術為一體，由多學科知識形成的一種綜合系統技術。它將現實制造環境及其制造過程通過建立系統模型映像到計算機及其相關技術所支撐的虛擬環境中，在虛擬環境下模擬現實制造環境及其制造過程的一切活動，并對產品制造及制造系統的行為進行預測和評價。制造虛擬化的核心是計算機仿真，通過仿真來模擬真實系統，發現設計和制造中可避免的錯誤，保證產品制造一次成功。

2.4綠色化

可持續發展問題是目前人類社會最迫切需要解決的問題之一，資源和環境是可持續發展的兩個主要問題。制造系統作為消耗能源和資源、產生環境污染的源頭，必須實現環保化。因此，在系統的規劃及運行過程中，應將資源和能源的優化利用以及環境保護作為一個重要控制目標。機械設計制造綠色化的目標是使得產品在從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期中，對環境的影響最小，資源效率最高。它是可持續發展戰略在制造業中的體現，或者說綠色制造是現代制造業的可持續發展模式。同時綠色制造涉及的面很廣，涉及產品的整個生命周期和多生命周期，在目前和將來的設計制造自動化系統中要予以充分考慮這一問題。

結語：

總的來說，機械設計制造及其自動化技術的發展體現國家的科技水平。相關研究人員應根據社會需求，加強對未來發展的研究，不斷推進機械設計制造及其自動化發展和社會的進步。

參考文獻：

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[2]仉立軍機械設計制造及其自動化發展[J].民營科技2016（07）