我國機(jī)械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展方向研究

李偉 韓志博 沈陽地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營分公司

為適應(yīng)社會發(fā)展的需求，近年來，我國注重對機(jī)械設(shè)計制造及自動化專業(yè)的理論研究，但是目前這方面的研究還處于是起步的階段，和發(fā)達(dá)國家相比還是比較薄弱。如何使得機(jī)械設(shè)計制造自動化縱深拓展，是這個專業(yè)未來發(fā)展必須思考的問題的。

一、機(jī)械制造及自動化簡述

機(jī)械制造及其自動化是一種涉及電子技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)的現(xiàn)代制造技術(shù)形式，是由多門技術(shù)學(xué)科互相結(jié)合、滲透的學(xué)科形式，在我國的發(fā)展時間比較晚，屬于新興學(xué)科內(nèi)容。通過機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效改善傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)技術(shù)形式，完善機(jī)械技術(shù)的性能、結(jié)構(gòu)，提升生產(chǎn)效率，使工業(yè)生產(chǎn)由電器化向自動化進(jìn)行過渡和發(fā)展。機(jī)械制造及其自動化隨著不斷發(fā)展和完善，當(dāng)前已經(jīng)發(fā)展為獨(dú)立的學(xué)科，而且隨著在工業(yè)上的應(yīng)用和不斷的完善，還將誕生更多的內(nèi)容。但是針對這門技術(shù)的特點(diǎn)可以概括為，機(jī)械自動化在設(shè)計制造過程中需要從系統(tǒng)方面分析，結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及傳感技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)形式以及系統(tǒng)作用特點(diǎn)等，對機(jī)械及其自動化的應(yīng)用目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)高質(zhì)量、多功能、低損耗、高效率的工作形式，通過特點(diǎn)的功能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化整個系統(tǒng)的工程技術(shù)。

二、機(jī)械自動化系統(tǒng)的主要作用

1）使傳統(tǒng)行業(yè)變得更加高效。很多行業(yè)現(xiàn)在生產(chǎn)產(chǎn)品的時候，都會盡量采用自動化這種技術(shù)，盡量降低人工操作的失誤，減少生產(chǎn)成本，不但速度提高了，生產(chǎn)效率也提升了。機(jī)械自動化的一個核心要點(diǎn)，就是操作自動化，這樣可以極大地優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，有了計算機(jī)這個大腦的指令，依照編程進(jìn)行產(chǎn)品加工，可以生產(chǎn)出更豐富多彩的產(chǎn)品式樣，不再局限于工人的技術(shù)水平，工廠產(chǎn)品升級的周期也大幅度縮短。2）后期修復(fù)變得更加簡單。機(jī)械自動化系統(tǒng)的設(shè)計采用的是計算機(jī)科技，它可以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求，達(dá)到加工生產(chǎn)的目的。采用了這種科技化的手段以后，不用很多人工操作，也不用許多零部件參與就可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，只需要設(shè)定需求就可以了，如果遇到故障也有自動顯示，讓維修工作變得快捷。3）盡可能減少安全隱患。傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式比較復(fù)雜，人員傷亡的情況時有發(fā)生，但是自動化設(shè)備由于具備監(jiān)控技術(shù)，讓這一可能性變得很低。只要機(jī)器發(fā)生了安全性能故障，如電力故障、高溫故障等，機(jī)器會自動發(fā)出警報，人們可以快速找到故障原因，避免安全事故發(fā)生和人員傷亡然后進(jìn)行報警診斷，及時解決問題，讓機(jī)器恢復(fù)正常運(yùn)用。

三、機(jī)械設(shè)計與制造自動化的優(yōu)勢

1）提高工作效率。自動化機(jī)械的發(fā)展借助多種先進(jìn)技術(shù)，能保證其功能性的進(jìn)一步強(qiáng)大。高效的信息處理與自動控制能充分體現(xiàn)其“智能化”的特征，通過預(yù)先的精準(zhǔn)設(shè)置，也能保證機(jī)械設(shè)備根據(jù)指令重復(fù)地展開相關(guān)工作，繼而實(shí)現(xiàn)替代人力、高效完成工作的目的。2）節(jié)省能源。隨著社會的不斷發(fā)展，能源問題也成為每一個人都為之關(guān)注的問題。自動化機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用對能源的消耗也有著積極的意義，這也是當(dāng)前自動化機(jī)械設(shè)備飽受關(guān)注和青睞的重要原因。因?yàn)樵谧詣踊瘷C(jī)械設(shè)備中多采用了低能耗的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其通過精密的設(shè)計與構(gòu)造，能更為科學(xué)地控制和減少能源消耗。與此同時，當(dāng)前可再生能源以及清潔能源的廣泛應(yīng)用也為自動化機(jī)械設(shè)備的設(shè)計與應(yīng)用提供了更多的可能。正所謂科技改變生活，自動化機(jī)械設(shè)備的設(shè)計與制造必將對未來能源的優(yōu)化提供支持。3）便于操作。自動化機(jī)械設(shè)備必然具備可靠的控制系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)變機(jī)械作業(yè)形式的操作中，不需要圍繞機(jī)械做出更多的改動，也不需要就產(chǎn)品的部件進(jìn)行增減。只需要通過程序的修改與控制便能實(shí)現(xiàn)。對自動化機(jī)械設(shè)備而言，借助程序設(shè)置便能控制機(jī)械操作的功能，也能極大程度地避免復(fù)雜的操作，這也是自動化機(jī)械設(shè)備的優(yōu)勢所在。

四、機(jī)械自動化的發(fā)展

（一）網(wǎng)絡(luò)化

20 世紀(jì)90 年代開始我國逐漸完成計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展使得人們的生活以及工業(yè)生產(chǎn)、軍事、政治等領(lǐng)域都發(fā)生巨大變化。網(wǎng)絡(luò)將工業(yè)生產(chǎn)形成一個系統(tǒng)化的整體，整個地球成為“地球村”，全球經(jīng)濟(jì)大融合，這種情況下加劇企業(yè)間的競爭。機(jī)械自動化產(chǎn)品研發(fā)中，最重要的是對產(chǎn)品性能和質(zhì)量的保障，如果這兩方面能夠滿足要求或者具有絕對的優(yōu)勢，很快就會成為熱銷產(chǎn)品。特別是網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展使得工業(yè)化發(fā)展技術(shù)不斷提升，終端設(shè)備以及遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等不斷被應(yīng)用到生產(chǎn)中，對機(jī)械自動化產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和售后指導(dǎo)都具有有利條件。當(dāng)前現(xiàn)場總線以及局域網(wǎng)已經(jīng)成為電器網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的主流趨勢。通過家庭網(wǎng)絡(luò)可以將各種家用電器連接在一起，并由中心計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，為人們生活提供更大的便利。

（二）功能模塊化

當(dāng)機(jī)械自動化進(jìn)人完全普及和成熟的狀態(tài)后，所有的產(chǎn)品生產(chǎn)或許都會依靠自動化的機(jī)械設(shè)備來完成。但由于產(chǎn)品生產(chǎn)的功能不一致，生產(chǎn)需求不一致，所對應(yīng)的自動化機(jī)械設(shè)備自然也會有很大的差異。將自動化的機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)化、專業(yè)化、功能模塊化、分區(qū)化是今后運(yùn)用到日常生產(chǎn)當(dāng)中的必然訴求。從這個層面上來看，機(jī)械自動化的功能模塊化發(fā)展，也是今后技術(shù)革新預(yù)設(shè)上的必行之策。

（三）生態(tài)化

機(jī)械自動化的發(fā)展以及工業(yè)的進(jìn)步，改變?nèi)藗兊膫鹘y(tǒng)生活方式，不僅豐富物質(zhì)生活，同時也有效降低資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，因此人們號召回歸自然。這種情況下綠色產(chǎn)品的設(shè)計、使用、制造等都需要保證不得危害人體以及生態(tài)環(huán)境，并提升能源的利用率。可持續(xù)發(fā)展理念下，機(jī)械自動化生態(tài)化發(fā)展必將成為主流趨勢。同時機(jī)械自動化生態(tài)化發(fā)展指的不僅是機(jī)械自動化產(chǎn)品不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，而且具有可回收利用性。

五、結(jié)束語

中國的機(jī)械設(shè)計制造自動化已經(jīng)取得了不俗的成績，然而在未來的設(shè)計理念中，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步取長補(bǔ)短、反省自身，不能故步自封，要把學(xué)習(xí)的目光放到國外更先進(jìn)的地方，并不斷找尋高效率、低污染的設(shè)計技術(shù)。相信在未來高質(zhì)量的發(fā)展軌道中，機(jī)械設(shè)計制造及自動化會極大地促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。