提高機械設計制造及其自動化的有效途徑

張海成

（錦州四海生物化學有限公司，遼寧錦州 121013）

0 引言

工業化發展史以1760 年代作為工業革命的開端，之后工業化一直是世界經濟發展的主題。世界經濟史表明，唯有掌握先進的工業體系才可在諸多國家中參與競爭。現如今，全球各個國家都在努力發展工業，中國同樣為此而努力，致力于讓中國制造行業走出國門，成為先進的工業大國。實現工業化，是中國努力奮斗的偉大夢想，伴隨著快速的工業化進程和工業化階段飛躍，傳統的人工制造模式早已無法滿足日漸增大的需求，企業要生產出高質量的精細商品，就需要注重于機械設計制造及其自動化的發展，增強相關投資，給機械生產提供最大的技術和設備保障。

1 機械設計制造及其自動化

機械設計制造及其自動化是利用各項先進的技術，結合計算機技術、自動控制等有關知識理論去研發各種先進的設備，以確保設備可控制產品的設計和生產等每個流程。在中國微電子技術和計算機等先進技術取得較大進展后，機械設計師們融入這些先進技術去改造設備，使我國的機械設計制造技術邁入了更高階段，給工業發展帶來諸多助力，更提升了我國實力。現代制造設計技術已經成為支撐我國經濟和工業發展的關鍵技術。

機械設計制造及其自動化的逐步提升，讓我國諸多企業產品走出國門，引起了世界各國的重視，也讓我國在國際上掌握了話語權。更多的人意識到機械領域引入計算機后，給我國工業帶來了深刻改革，大大增強了我國實力，對此仍需繼續努力。以計算機對機械設計進行輔助、改進、優化，可提升機械的精準性，讓機械愈發智能化。微電子技術、計算機技術和機械技術的融合，讓機電產品功能多元化，實現了一體化功能。在航天、航空、汽車、船舶、電器、兵器等各個行業中，機械設計制造及其自動化得到了非常大的應用空間，數控機床、加工中心、機器人和微型機電系統等都是利用機械設計和自動化有關知識設計的。這些設備智能控制機電產品的設計、生產、制造、銷售和安裝等流程，減少了人工工作量。

2 提高機械設計制造及其自動化的意義

在我國國民經濟中，機械設計制造及其自動化已經屬于相當重要的支柱性技術，諸多行業的發展都離不開該技術，隨著機械工業的進步，我國其他工業門類和行業必然邁入新的階段。當前，自動化機械設備的研發提升了勞動生產效率，更可替代人工在惡劣環境下工作，這意味著未來諸多危險的工程建設或許可以利用智能化的自動設備來完成。機械設備研發也讓我國計算機工業和微電子技術工業有了更寬廣的研究方向，如數據的精密性等。行業間互相促進，互相融合，對我國的發展有著巨大助力。無論是在企業從事模具設計、制造工藝編制、機械設備更新改造，還是利用計算機進行輔助設計、輔助分析和輔助制造，以及對成型產品的質量分析，無論是設備檢驗、生產管理和工廠設備維修，還是元器件廠研發，不管是我國的汽車行業、家電行業還是信息通訊行業，為了更好地發展，必須要將機械設計及其自動化作為支撐。在工業生產過程中，提高機械設計制造及其自動化，不僅能提高生產量與工作效率，也降低了生產成本并節約資源。為提高機械設計制造及自動化技術普及程度，相關分析和探討是不可缺少的。

3 發展現狀及發展趨勢

中國之所以成為世界工業大國，一是中國建立了世界上最完整的現代工業體系，使得中國產業具備了最完善的配套能力；二是在我國政府重視工業發展后，中國制造行業的規模顯著擴大，全球中有230 多個國家都有我國出口的商品，隨處可見“中國制造”的身影。按聯合國2016 年頒布的有關數據顯示，我國制造業增加值幾乎是美國和日本制造業增加值的總和，這些成就皆靠我國機械設計制造自動化的發展。

機械設計制造及其自動化有著諸多優勢：①技術先進，有信息技術、機械技術和計算機等技術作為支撐，設計的設備屬于高端產品，提高各種機械設備的效率，顯著節省工作時間，提高工作效率和工作質量，特別在某些特殊情況下，采用智能機械設備取代人員工作可以降低施工風險；②傳統機械故障只能靠人工維修，安全性差，而機械自動化通過安裝機械設計相關程序可以自動修復一些小問題，提高工作穩定性；③操作簡便，機械設計制造及其自動化除了具有不同的功能外，更適應人們的工作需求。

機械設計與制造自動化的這些優勢，使它得到非常廣泛的發展前景和發展空間。機械的自動化發展，是中國工業革命進步的體現，將自動化技術引入到各種類型的機械中，不但能夠在規定的時間內完成高質量的產品，還可減少人力。當前，機械設計制造及其自動化的分析已經成為機械領域的重要方向，對其進行分析有很大價值和深遠的意義。

4 亟待解決的問題

雖然我國已成為世界工業制造大國，但是在實際生產中，機械自動化程度仍舊和先進國家有著較大距離。縱觀我國機械設計制造自動化發展，效果仍不理想，一直以模仿、借鑒西方發達國家技術為主，自主創新、科研力度有限，科研人員缺乏。國家已經加大投入，努力促使我國機械設計制造及其自動化發展，但是過程漫長，很多中小企業的生產制造流水線仍非常落后。

4.1 機械自動化虛擬化技術較弱

計算機制圖軟件已成為機械設計工具之一，在引入計算機對圖紙進行設計后，讓機械設計及其自動化朝著虛擬化的方向發展，也簡化了不少問題，如設計制圖更加精準、線條更直觀，特別是網絡通訊技術表現得更明顯，甚至可利用計算機直接模擬設備工作狀態，但我國在機械自動化虛擬化技術方面發展不太理想。

4.2 數字化發展技術有待加強

數字化信息時代的到來，讓各國數字化技術進步很大，已成為工業機械設計制造發展的中心技術。縱觀我國數字化信息技術的發展情況，圖形、數據、信息和網絡傳遞等方面還需進一步增強研發力度，才可確保制造信息數據的精準性。

4.3 機械綠色化設計理念不足

傳統的機械設施在性能上并不穩定，會浪費很多資源，也會破壞環境，使中國機械制造行業受到各方面的制約，無法取得較大進展。圍繞環境保護工作，綠色的機械設計發展應作為長遠考量，減少環境影響，使人類與自然和諧共存。社會發展和自然環境息息相關，若以犧牲環境為代價，即便是我國的工業技術如何強大，都失去了價值，因此需要注重綠色機械設計自動化的發展。

5 提高機械設計制造及其自動化的有效途徑

5.1 機械設計向微型化發展

在時間的推移下，機械自動化從原本的大型化朝向微型化轉變，即微電子機械系統，大小不超過1 cm3的自動化機器產品都在其范圍之內，精準度向微米、納米級靠近。由于微機械自動化產品自身體積小、移動靈活、能耗低，該技術應用于精確度要求較高的行業，如軍事信息、生物醫學等方面，可滿足機械設計所需的精準度。

5.2 加快智能化進程

智能化高端產品是未來中國機械設計制造企業重點研發的方向，在機械設備中裝入智能系統，設計出人機一體化的機械設備，讓工作人員操控智能系統便可控制產品的各個生產過程。高端的機械設備還可及時搜集、記錄、分析設備中的數據，一旦出現任何問題，都會自動發送故障代碼，分析故障源頭，告知工作人員設備的修理需求。

5.3 攻克模塊化壁壘

中國的電氣產品中反響最好的是模塊化，仍是當前需要重點攻克的難題。若模塊化進程受阻，很容易阻礙機械設計及其自動化的發展，需要盡快突破這一壁壘。

5.4 突出創新化

機械設計制造及其自動化的創新一般從大數據入手，如交通產業中以自動化技術搜集和整理各種交通數據，然后對其分析、匯總，篩選出可利用的信息等。在機械自動化設備中引入大數據，已使人們的生活變得更加方便。

5.5 適應市場潮流需求

隨著機械制造業的不斷變革，市場需求也在發生變化，為滿足市場需求，對機械制造業也提出了更高要求。利用飛速發展的高科技信息優勢，將機械制造業與外部市場的差異性相結合，讓企業順應市場變化，要求機械制造中的自動化設計有隨機應變的能力，緊跟形勢潮流，適應社會市場需求。

5.6 與CAPP 技術相結合

機械設計制造發展過程中，作用最顯著的為CAPP（Computer Aided Process Planning，計算機輔助工藝過程設計）技術，一旦該技術運用錯誤，就會破壞有序的生產過程。我國當前的產業發展中，生產和管理設備還需要繼續改進，讓其變得更加精細化和智能化，才可滿足各個行業的發展需求。

5.7 與計算機技術配合

為使機械設計制造及其自動化發展得更好、更快，需要注重技術含量的提升，堅持創新，根據相關數據和實踐來不斷優化。同時根據實際情況，將計算機技術運用到機械設計制造及其自動化的每個環節，特別是繪圖上要善于發揮計算機的優勢，降低成本。

5.8 落實環保要求

工業生產已經嚴重破壞了我國的環境，對未來發展是很不利的，所以國家開始實行“可持續發展”戰略，要求各個企業遵循環保原則，深入綠色理念。在生產設計環節，優先選用節能環保技術，并不斷改進、升級技術，避免或者減少環境污染，減少社會資源的浪費。

6 結束語

機械設計制造及其自動化水平的提升，有助于我國機械行業的發展，利于我國整體實力的提升，對整個社會的經濟發展起到了促進作用，需要善于融合各項先進技術以帶動我國綜合工業水準的提升。重視和發展機械自動化技術，與我國特色社會主義基本原則非常匹配，也是讓我國實力獲得國際認可的關鍵。對此，需要加強對計算機技術、信息技術、數字化技術等的研發，確保能夠給機械制造行業的發展帶來更多助力。