機械設計制造及其自動化在現(xiàn)代企業(yè)中的發(fā)展探討

摘要：本文對機械設計制造及其自動化在現(xiàn)代企業(yè)中的發(fā)展進行了探討，文章從闡述機械設計制造及其自動化概念入手，進一步分析了自動化技術在機械制造業(yè)的應用現(xiàn)狀，并介紹了其在現(xiàn)代企業(yè)中存在的問題，在此基礎上提出了機械設計制造自動化的發(fā)展及其措施、研究了機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向。

關鍵詞：機械設計制造及其自動化;現(xiàn)代企業(yè);應用現(xiàn)狀;發(fā)展方向

前言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速進步，對機械產(chǎn)品的生產(chǎn)制造有著較高的安全、性能方面的需求，這就推動了機械設計制造及其自動化的出現(xiàn)。該自動化系統(tǒng)在企業(yè)中進行了相當廣泛的運用——這包括其在生產(chǎn)資料供應中、自動化檢測工程中、零部件裝配中的運用等;但在這些運用層面上，尚且存在著機械設計制造及其自動化系統(tǒng)對于輔助工具的依賴性強、相關技術的起步比較晚、缺乏機械設計制造及其自動化的人才等問題，如何解決這些問題，值得思考。

一、機械設計制造及其自動化概述

（一）機械設計制造及其自動化概念

在傳統(tǒng)的操作模式中，機械生產(chǎn)更多地依靠人力，且一個企業(yè)的生產(chǎn)任務往往要有數(shù)量可觀的員工同時參與，完成大批量的規(guī)模化生產(chǎn)，在此環(huán)節(jié)中，生產(chǎn)人員需要對機械運轉情況等做全面的實時的嚴格監(jiān)管，以免流水線上出現(xiàn)問題和隱患。毫無疑問，這種嚴重依賴人力操作的生產(chǎn)與管理模式，在很大程度上造成了資源的浪費，且其工作效率極低，這與現(xiàn)代化的企業(yè)運行無疑有著一定的不吻合之處。

（二）機械設計制造及其自動化特點

和傳統(tǒng)的機械設計及制造模式有所區(qū)別的是，自動化模式能充分發(fā)揮現(xiàn)代化技術的優(yōu)勢，將電子設備、信息化手段作為重要依托，實現(xiàn)機械生產(chǎn)的自動化、集成化操作，進而確保工作效率與質量。事實上，機械設計制造及其自動化是對一系列現(xiàn)代化理念與技術工藝的全面整合與利用，對不同的設計方法加以深度的融合與協(xié)調，因此它能達到較高的數(shù)據(jù)分析與處理精度;能夠對工作流程進行精簡與優(yōu)化，改善機械制造效率;而現(xiàn)代化網(wǎng)絡通信技術的使用則能進一步控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)的出錯概率，使得作業(yè)更為安全穩(wěn)定。不僅如此，機械設計與制造自動化系統(tǒng)內增加了全面監(jiān)管與報警的功能，因此它可以對整個生產(chǎn)作業(yè)流程進行全面實時監(jiān)控，只要生產(chǎn)過程中出現(xiàn)障礙或者不規(guī)范之處，它能迅速監(jiān)測到并且做出反應，發(fā)出警示信息以供工作人員注意，迅速采取科學的問題分析與處理措施，避免問題大范圍擴張。

二、自動化技術在機械制造業(yè)的應用

（一）生產(chǎn)資料供應中的自動化應用

如前文所述，機械設計及制造自動化與傳統(tǒng)機械行業(yè)的操作模式有著顯著差異，它改變了傳統(tǒng)生產(chǎn)車間依靠人力進行零件、產(chǎn)品生產(chǎn)的局面，使得更多人力被解放出來，從而大大降低人力資源方面的經(jīng)濟成本，為企業(yè)創(chuàng)造良好的收益;利用計算機設備等進行智能化操作，能夠提升管理效率與質量;利用電子設備完成作業(yè)，能夠避免危險作業(yè)給人造成的人身安全問題。不僅如此，在傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)、材料使用等方面，往往會因為經(jīng)營模式粗放、人為操作失誤等原因影響，使得機械生產(chǎn)不可避免地引起了環(huán)境污染、資源浪費問題，這就造成了一定的環(huán)境與資源壓力;而借助自動化技術的優(yōu)勢，可以更好地對眾多生產(chǎn)資料進行分門別類地整理、歸納與供應，讓傳送設備、自動化系統(tǒng)軟件等完成物資的運輸也管理，這就能改善物資管理效率，提升其使用率，避免出現(xiàn)不必要的浪費。

（二）自動化檢測工程中的應用

在機械設計及制造自動化體系中，自動化檢測技術是一個具有重要作用的技術因子，它將虛擬化技術作為依托，依靠計算設備等展開工作。自動化檢測技術在機械生產(chǎn)行業(yè)的運用，能夠取代人力對生產(chǎn)作業(yè)進行監(jiān)督管理，利用計算技術及有關信息檢測標準，對產(chǎn)品性能質量等加以檢驗，評估其是否達到行業(yè)質量標準、評估其能否達到市場需求。這種以計算機技術完成的檢測工作，能夠避免人眼檢測造成的失誤，盡可能提升檢測的準確度，以免生產(chǎn)中的誤差及問題留下死角，進而拉低整個機械工程的生產(chǎn)質量。

（三）零部件裝配中的自動化應用

在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程中，零部件裝配是非常關鍵的一點，而對其進行裝配并不是簡單地組裝，而是要根據(jù)有關裝配標準、利用專業(yè)裝配技術對零部件進行高精度的銜接。在傳統(tǒng)模式中，僅僅依靠人力進行裝配，往往會不可避免地存在誤差，這就影響了整個機械產(chǎn)品的精度及品質，且會造成大量的人力資源成本，對相關企業(yè)的獲益造成一定的不利影響。而機械設計與制造自動化體系中的零部件裝配自動化，則能有效克服上述一系列問題。

三、機械設計制造及其自動化發(fā)展在現(xiàn)代企業(yè)中存在的問題

（一）對于輔助工具的依賴性強

因為機械設計制造及其自動化技術是隨著信息社會的到來、計算機技術的進步而出現(xiàn)的，因此在其具體操作需要有強有力的設備及人才支撐。但當前許多機械企業(yè)因為對先進設備的配置不到位、對相關技術的引進不充分，導致技術優(yōu)勢未能得到完全體現(xiàn)，反而是對輔助工具有過度依賴，這無疑制約了自動化技術的創(chuàng)新。

（二）機械設計制造及其自動化的起步比較晚

和許多西方國家比較而言，我國的機械設計制造及其自動化技術并沒有形成較長的使用歷史及較為成熟的操作經(jīng)驗，現(xiàn)在該系統(tǒng)中的不少技術都還處于借鑒、學習西方模式的階段中，因此對發(fā)達國家的先進技術、發(fā)達工藝、優(yōu)秀經(jīng)驗存在一定的依賴，但因為國外的工業(yè)發(fā)展實際與國內尚且有所不同，這就使得被借鑒過來的技術缺乏足夠的適用性，導致我國自動化技術的發(fā)展相對較緩。④

（三）缺乏機械設計制造及其自動化的人才

由于機械設計及制造本身具有一定的專業(yè)性與技術含量，這就要求相關企業(yè)單位安排專業(yè)技術人員對其進行操作與利用。但因為此類技術在國內的起步本身較晚，還未形成豐富經(jīng)驗，工作人員的實踐經(jīng)驗較少、其對技術的掌握程度不足，極易導致操作失誤、設備受損等問題，這就給企業(yè)帶來了一定損失，也降低了生產(chǎn)效率，使其經(jīng)濟收益得不到基本保證。

四、機械設計制造自動化的發(fā)展及其措施

（一）培養(yǎng)更多的高素質人才

鑒于當前機械設計制造自動化領域內，許多企業(yè)尚未形成優(yōu)質的人才隊伍，這就制約了技術優(yōu)勢的發(fā)揮，企業(yè)單位必須積極采取措施扭轉這一局面，配備更多高級工程技術人才，加強其專業(yè)理論基礎及實踐技術水平等能力的檢驗，避免資質不達標的員工進入工作崗位。在后期的日常工作中，相關單位要長期舉辦針對性的培訓活動，幫助技術操作人員夯實其理論基礎、強化其技術能力、掌握行業(yè)前沿的資訊與管理理念、模式，進而提升員工的自身素質，為做好機械設計與制造等工作奠定良好的人力資源基礎。在單位外部，學校應該加強機械設計制造自動化相關學科人才的培養(yǎng)工作，通過創(chuàng)新教材內容、改善教學手段等措施，提升教學質量，為社會輸送優(yōu)秀的社會人才。

（二）均衡發(fā)展各項技術

由于機械設計制造自動化技術是依托信息技術、計算機設備等發(fā)展起來的，因此它就整合了與機械制造、電子產(chǎn)品、計算機系統(tǒng)等相關的全部內容，因此凸顯出了極為明顯的綜合性特征。⑤要發(fā)揮機械設計與制造自動化的優(yōu)勢，就需要調動這一系列不同產(chǎn)品、技術要素的作用，不能顧此失彼，僅僅片面強調機械生產(chǎn)或者信息技術某個方面的作用，而是要促進其均衡協(xié)調發(fā)展，進而形成良好的規(guī)模效益與集成化效果。

（三）合理利用柔性自動化生產(chǎn)技術

柔性自動化生產(chǎn)技術的利用，將機械產(chǎn)品的具體信息動態(tài)作為前提，借助存儲技術應用等系統(tǒng)，同時調動數(shù)字化加工技術等的作用，使得產(chǎn)品加工作業(yè)更加具體化、精準化。具體來說，因為柔性自動化技術的存在，它可以與機械生產(chǎn)行業(yè)的實際發(fā)展狀況等保持更緊密的聯(lián)系，對市場所提出的產(chǎn)品生產(chǎn)需求做出更全面準確的把握，最終形成能與之保持相互、動態(tài)調整的關系，這就能確保機械制造工作的開展與市場需求更緊密地聯(lián)系起來，提升產(chǎn)品的實用價值。

（四）借助計算機綜合性應用機械制造技術

在專業(yè)的計算機綜合機械設計制造技術正式形成并得到廣泛運用前，國內機械生產(chǎn)行業(yè)內已經(jīng)出現(xiàn)了較為科學的計算機輔助技術——這包括相對獨立的機械產(chǎn)品設計、工藝參數(shù)設計等內容，它們在獨立的生產(chǎn)工作中有著極其關鍵的功能，但它們互相之間尚未形成緊密協(xié)調與配合的關系，這就使得機械設計與制造的程序得不到精簡，相關企業(yè)無法整合，市場集成化程度不高。⑥而計算機綜合機械設計制造技術則能形成一個相對完善的系統(tǒng)，它能夠促進不同機械設計制造技術的高度融合，進而有效提升企業(yè)單位的工作效益。

（五）發(fā)展機械設計制造自動化

當前已經(jīng)發(fā)展出了相對完善的機電一體化系統(tǒng)，它能夠在工作環(huán)境相對復雜的條件下得到高效運用，其生產(chǎn)效率較高，且可以實現(xiàn)驗證一體化，是機電一體化發(fā)展過程中的一個重要成果。在其具體操作利用環(huán)節(jié)，通過對環(huán)保節(jié)能等技術的引入，可以進一步達到控制環(huán)境污染的目的，這就有利于經(jīng)濟與環(huán)境雙重效益的提升。考慮到當前國內機械自動化能力還不強，不能有效解決機械生產(chǎn)中的問題。因此，企業(yè)要在激烈的市場競爭中形成巨大優(yōu)勢，就必須借助網(wǎng)絡力量，不斷優(yōu)化產(chǎn)品設計制造的自動化水平。

五、機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向

（一）網(wǎng)絡化

科學技術的發(fā)展帶動計算機技術的進步，并使計算機技術得以大范圍應用，從而促進了工作效率得到大力提高。而在機械制造行業(yè)中加入互聯(lián)網(wǎng)技術并使二者相互結合，對于機電一體化的實現(xiàn)也有著重要意義。互聯(lián)網(wǎng)技術的應用可對機械制造業(yè)的生產(chǎn)過程進行綜合管控，并充分利用監(jiān)視技術，全方位監(jiān)管生產(chǎn)的全部程序，及時發(fā)現(xiàn)問題并合理解決，保證生產(chǎn)在安全環(huán)境下完成。

（二）實現(xiàn)綠色化

我國在很長一段發(fā)展時間中，都是以犧牲環(huán)境作為代價來發(fā)展經(jīng)濟，這就造成了相對嚴重的環(huán)境污染問題，基于此，機械設計與制造也必須采用綠色生產(chǎn)理念及工藝。在整個過程中，生產(chǎn)作業(yè)必須將降低能耗、控制環(huán)境污染作為重要目的，對廢棄物進行科學的循環(huán)使用，提升資源利用率。

（三）數(shù)字化和虛擬化

數(shù)字化特征是運用數(shù)字化技術將產(chǎn)品機械生產(chǎn)線上的產(chǎn)品表示出來，將機械加工產(chǎn)品的精度利用數(shù)字表示出來，使得制造加工過程呈現(xiàn)出一個可視化的內容，保證產(chǎn)品加工的順利進行。所謂機械設計制造及其自動化的虛擬化趨勢是指，在生產(chǎn)的過程中為了保證產(chǎn)品的實現(xiàn)，會利用3D仿真等其他虛擬仿真的方式將設計表現(xiàn)出來，然后對其性能進行分析，整合多方面信息，防止浪費原材料，保證產(chǎn)品加工的準確性，有利于提高企業(yè)產(chǎn)品質量與加工效率。

（四）機電一體化

在計算機、專業(yè)機械設備與技術得到持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展的過程中，實現(xiàn)機電一體化將成為產(chǎn)品制造的重要趨勢，與之同步前進的，還有數(shù)控設備的引入與后續(xù)融合，這就強化了機械設計與制造的技術基礎，使得自動化設計與制造的程序得到合理優(yōu)化，使得產(chǎn)品結構得到升級。不僅如此，在此過程中，機械設計與制造將進一步帶有微型化特征，這就可以在滿足基本使用需求的前提下，達到降低能耗與經(jīng)濟成本的重要目的。

結語

綜上所述，加強對機械設計制造及其自動化在現(xiàn)代企業(yè)中的發(fā)展的探討，意義重大。相關工作人員需要在明確機械設計制造及其自動化概念及其特點基礎上，把握其在現(xiàn)代企業(yè)中存在的問題;在此基礎上提出機械設計制造自動化的發(fā)展及其措施——如培養(yǎng)更多的高素質人才、均衡發(fā)展各項技術、合理利用柔性自動化生產(chǎn)技術、借助計算機綜合性應用機械制造技術、發(fā)展機械設計制造自動化、優(yōu)化生產(chǎn)程序并有效控制風險等;最后形成對機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向——智能化、綠色化、數(shù)字化和虛擬化、機電一體化發(fā)展的認識。

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作者簡介：

張國梁（1997-），性別：男，民族：漢族族，籍貫：福建省壽寧縣人，學歷：本科，職稱：學生，單位：福州大學至誠學院。