傳統機械設計制造與機械自動化的比較與分析

李淑梅

（甘肅（武威）國際陸港管委會，甘肅武威 733000）

0 引言

機械設計制造及其自動化技術并不單純是機械的技術，而是一門和電氣自動化技術、電子技術、液壓技術、以及計算機技術等多門技術學科互相交流滲透的學科。隨著其他各學科的發展促進，傳統的機械設計制造正發生著巨大變化，從生產方式到管理體系，與機械自動化技術有著極大不同。機械自動化的技術發展，促使著機械工業的技術結構發生變化。

1 機械設計制造及其機械自動化的發展歷史

伴隨著人類社會的構成，機械設計制造就已經開始形成，從原始社會人類使用石頭等工具，到人力踏板車、轱轆等簡單的機械工具產生，慢慢發展到利用風、水等進行運動的比較復雜的機械工具，顯示了機械設計制造技術的逐步發展。尤其是經過工業革命之后，制造業發生了翻天覆地的變化，機械設計制造技術向機械自動化技術發展的特征也逐漸變得明顯。以內燃機等機械設備為代表，拉開了人類邁入文明時代的序幕。20 世紀中葉，隨著計算機技術的發展，以及電控技術和信息技術的促進作用，機械設計制造及其自動化技術又上了一個新臺階。這個時期，以大型機械設備、機械人或機械手臂、數控車床等為代表，在促進社會經濟發展和人類邁向更加文明的社會方面做出了巨大貢獻。正是因為擁有了這些新的機械技術，人類可以進一步探索自然和宇宙?？梢哉f，機械設計制造及其自動化的每一步發展，都是人類社會邁向更加文明社會的發展史。

在中國，機械設計制造的發展史也非常漫長。例如，原始社會的弓箭制作、石器時代的各種工具等，伴隨著社會發展，在金屬冶煉方面也注入了很多機械設計的元素。新中國成立，特別是改革開放后，中國制造業得到了快速發展。我國的機械制造業已經取得了較大規模，成為當今世界的機械制造大國。機械制造業的飛速發展，不僅為經濟建設奠定了堅實基礎，由于機械制造業的工業體系龐大，規模宏大，涉及到的行業和企業眾多，解決了相當一部分人的勞動就業問題。與新中國成立之前相比，當前機械工業生產能力提升了大約2700 倍，從世界各國排名較落后上升到世界第五名，機床數量全世界第一。作為機械設計的典型產物，汽車擁有量也上升到第四位，而且，隨著中國經濟不斷穩定上升，中國人口擁有汽車總量還在飛速上升。

2 傳統機械設計制造與機械自動化理論分析

在高等院校，開設機械設計制造及其自動化專業。從理論到實踐，機械設計制造和機械自動化早已經互相交織在一起，成為一個整體部分。機械設計制造和自動化的理論知識比較豐富，只有充分掌握其理論知識，才能很好地學習這門科學。

機械設計制造在人們日常生活中隨處可見，例如，礦山機械、汽車制造、航天飛機制造、農業機械等。作為國家經濟建設的基石，機械制造顯然要具備多樣性才能具有競爭力。比如，結合電氣技術和計算機技術，確保機械設備的大規模自動化運作，通過電氣測量技術，實現設備的自動操作和異常情況時的報警處置，并且，利用遠程控制技術，實現機械設備的無人操作。不僅能提高機械制造的精度，也極大地提高了制造效率，解放了人的雙手。從某種意義上說，傳統的機械設計制造和機械自動化存在一個因果關系和并列關系。正是因為傳統的機械設計制造提供了一個很好平臺，通過力學、電氣電子技術、計算機技術等各綜合性學科對傳統的機械設計制造進行改造和升華，設計出了各種自動操作的機械化程序。結合傳統的機械設計制造，只要機械設備系統對整套機械裝置進行測試確認沒有問題后，就會自動啟動自動化程序，投入到生產制造中。給傳統的機械設計制造帶來了更多的發展機遇和耳目一新的生產制造形式。這就是傳統的機械設計制造和機械自動化之間因果關系的理解。從全局看，若要不斷提高機械自動化的制造精度，以及對制造過程進行優化，就必須充分運用傳統的機械設計制造理論基礎知識，不斷提高制造水平。從這個角度來說，傳統的機械制造和機械自動化技術又是并列關系。因此，二者之間相輔相成，共同發展，對我國的經濟發展和社會的文明進步起到了非常關鍵的作用。

3 現代機械設計制造與機械自動化的現狀和發展趨勢

經過這些年的大力發展以及計算機和電氣技術等的發展促進作用，現代機械設計制造與機械自動化已經取得了很大進步。從傳統的以手工和勞動密集型、以及制造精度低下、設備單一、各工序之間沒有連貫性，逐漸發展成為當前機械和自動化相結合、制造精度大大提高、設備種類豐富多樣、各設備之間的制造過程緊密銜接。這些都改變了機械制造的工作方式，促進勞動效率大幅提高。機械設計制造和機械自動化與其他各種學科互相交織和滲透，已經逐漸發展成為一門新學科。機械的自動化打破了原有的傳統型機械工業的產業結構和生產模式，產品種類豐富多樣，其功能也越來越多，生產方式也有了明顯區別。

當前世界各國中，除了較少的機械自動化程度比較高的國家外，絕大部分國家的機械自動化程度還處于大步上升中，自動化程度不高。當國外受到工業革命影響，大力發展各種機械制造時，因清政府閉關鎖國政策影響，我國錯過了機械技術發展的機會。新中國成立后，在機械制造方面投入很多人力和財力，現狀已經得到了很大改觀。但是，由于我國產業結構水平比較低，在各類機械制造企業中，設備種類少，制造水平比較低，同世界先進發達國家還存在不少差距。因此，我國要實現全面的機械自動化技術，將會是一個長期過程。在這個過程中，需要深入結合傳統機械設計制造的理論基礎知識，創造全新的機械自動化體系?？v觀未來，機械設計制造業的發展趨勢可歸納為以下4 點。

（1）和電氣化相結合，實現機電一體化。機電一體化的實現，是機械設計制造及機械自動化必然要達到的程度。通過機電一體化，將機械技術和各種電氣信息相結合，將復雜的生產過程和生產工藝簡單化。由于加入了電氣化控制技術，在機械加工精度和預警方面可以實現更多可能。機電一體化技術的運用，提高了機械加工過程中品質的穩定性，提升了生產效率。結合計算機遠程控制技術和電氣化的控制操作，實現機械設計的全面自動化，只需要控制人員在控制室通過操作監控設備和電氣控制操作臺，即可實現生產制造。

（2）綠色制造。隨著全球經濟水平的不斷提高，地球上越來越多的資源被消耗，其中包括了不可再生資源。在使用資源的同時又帶來了很多生態問題，例如，礦山機械的開采，雖然獲得了能夠促進社會發展和進步的各種資源，但是，開采帶來的植被破壞、開采過程中造成土壤污染等問題仍層出不窮。20 世紀，我國就提出了“既要金山銀山，又要綠水青山”的口號，提倡人與自然和諧共生，實現可持續發展。機械設計制造及機械自動化的發展道路也必須要考慮到這一點。不能單純為了實現自動控制和提高制造過程中的效率，而破壞生態環境。在機械制造過程中盡可能少地產生廢料。同時，要注重機械設備的節能。在消耗同樣能源時，要發揮更多作用。未來機械設計制造和機械自動化，必須要處理好節能環保問題，才能實現真正意義上的機械自動化技術發展。

（3）集成化控制。為實現機械設備的制造功能多樣化，機械設備體積必然要加大。而實現集成化控制，可以盡可能地減少設備體積，從而使設備的制造和運輸、以及運行時所占據的空間體積減少。不僅節約了機械設備制造時所使用的材料，在操作控制上也變得越來越簡單。

（4）網絡化和智能化相結合。通過網絡化可以實現生產制造過程中的自動控制，減少人力付出，實現制造企業人員的精簡編制。結合智能化技術，在流水作業現場，可以完全通過機械手取代人的工作。不僅能促進提升產品品質，也能加快生產線的制造作業節拍。高品質和高精度的機械制造，也必然帶來機械制造業的全新發展。

4 結語

傳統的機械設計制造理論基礎知識，為現代機械自動化技術提供了多種實現的可能性和堅實基礎。機械設計制造應該抓住歷史發展機遇，結合各種新科技和新知識，發揮機械制造優勢，給國家和社會的經濟發展帶來更多促進作用。