未來機械設計制造及其自動化的發展趨勢

張添宇

摘 要：機械設計制造及其自動化在當下社會中應用甚廣，對生產力的提高是有目共睹的。作為一項關鍵技術，人們需要把握好其特點，進而發揮優勢。文章分析了相關技術在參與體系化建設、突出科學性應用、形成綜合競爭力幾方面的特點，并指出了其減少隱患、節能環保、增進效益優勢，最后對其未來發展趨勢作出預測。本研究旨在幫助人們清晰認識機械設計制造及其自動化，同時更重要的是以趨勢分析提示人們關注該技術在未來的綜合性發展。

關鍵詞：機械設計制造;自動化;發展趨勢

引言

經過產業改革，機械制造自動化技術迅速發展起來。自動化技術雖然落后于機械制造但是他們兩者之間密切相關，機械自動化在現在的社會已經并不陌生與奇怪。盡管他們是兩個獨立的主題，但他們是相互影響，相互依賴并且兩者缺一不可的。因此，為了促進中國的經濟發展，必須提高機械自動化適應新形勢下的機械制造產業。

1機械設計制造及其自動化的概念

機械設計制造及其自動化是機械制造的基礎組成部分，屬于新時期的新興行業與學科，在我國國民經濟結構中占據較為重要的地位，為國民經濟的發展奠定技術基礎，提供技術裝備，因此許多國家也將機械設計制造及其自動化的水平作為展示綜合實力的體現。一般來說，機械制造指的是對一些機械設備的生產制造過程，包括農業機械、化工機械、儀表器具、動力機械和工廠所用機械設施、航空航天所需機械設備等，運用原材料按照既定的設計要求與功能要求制作為機械設施成品。而機械設計制造及其自動化則是在此機械制造基礎上進行了拓展和完善，其中包括機械制造與機械設計、機械自動化，指的是在機械制造之前對其進行相應的設計工作，之后利用自動化技術開展機械制造工作，是對機械制造過程的優化與改進。

2機械設計制造及其自動化的優勢

2.1 有利于提高產品綜合質量

傳統機械制造生產過程中，需要人工操作，通常因人為操作等因素導致產品質量不具有一致性，降低產品合格率，導致產品質量出現參差不齊等情況。而機械設計制造及其自動化的優勢著重體現在其可以有效提高生產效率，通過計算機、人工智能等技術的深度融合與應用，可以對產品的生產流程等進行科學、合理設計，在節約生產時間、減少人工成本的同時，減少人為操作對產品生產質量的影響，從而提高產品綜合質量。

2.2 有利于提升生產的穩定性

在傳統機械出現故障時，需要相關工作人員根據工作經驗對故障進行判斷和檢修，維修時間具有不確定性，導致產品生產具有穩定性與可靠性。若設備安全隱患未被清除，將對相關工作人員的生命財產安全造成威脅。而機械設計制造及其自動化，可以對機械進行定期掃描和體檢，及時對設備故障進行檢測和維修，提高故障檢修的效率與質量，減少不必要的構件磨損，延長機械設備使用壽命，提高生產穩定性。

2.3 規避資源浪費問題的發生

機械設計制造及其自動化的技術性更加精準，在傳統機械制造工作中一旦遇到精細化的機械設備制作，很容易出現制造失誤問題，細節處理不到位而無法滿足設備使用需要，導致資源浪費問題的出現。而通過機械設計制造及其自動化的應用可以開展精細化制造工作，減少生產細節把控不準問題，而規避資源浪費問題的發生。

2.4 可實現自動監督和自動控制

機械設計制造及其自動化中為發揮其自動化技術作用，在其中設置有自動控制裝置以及自動監督裝置，能夠根據相關技術參數或時間參數對機械制造實現自動監控。通過自動監督裝置、自動控制裝置可以及時發現生產中的問題，然后自動停止相應的運轉部分，對故障問題進行原因檢測后反饋信息至控制系統，方便技術人員的優化和修補。

3未來機械設計制造及其自動化的發展趨勢

3.1機電一體化發展趨勢

機電一體化發展趨勢是當前機械設計制造及其自動化中最典型的代表方向，科技的革新和信息技術的發展，對機械設計制造注入了新的活力，并且在一定程度上也推動了機械技術的創新進步。生產實踐中，數控設備的應用是非常普遍的，其中融合了機械生產和計算機技術，將傳統單一機械生產活動進行了改變，當前大多數生產活動中都采用了這種半自動半機械的生產模式，極大程度上提升了生產效率和生產質量，是機械自動化的基礎表現之一。但是再從實踐角度來看，半自動半機械化技術的應用中也存在諸多不足之處，未來的機械設計制造及其自動化發展中還需要進一步優化對技術的合理應用，使機械生產和計算機技術可以更好的融合，而真正實現機電一體化的發展目的，提升機械制造的生產效率和效果。在機電一體化發展趨勢下，機械制造的整個行業也會發生變化，得到續性、變革性的優化，促使生產模式得到完善，在生產質量不斷提升的基礎上還可以大大降低人力資源的投入，利于生產目標的實現。

3.2微型化發展趨勢

微型化也是未來機械設計制造及其自動化的發展趨勢之一，微型化主要指的是所生產制造的機械設備將會更多被應用于微觀領域，而不是局限在傳統大型機械設備的印象中。微型化的機械設備更趨近于高精端技術層面，其體積相對較小，所需損耗的能量不多，并且還具有攜帶方便、運輸便捷、應用范圍廣等優勢。目前，應用微型機械設備的領域主要集中在軍事、醫療和其他安全工作領域，如在醫療事業中，許多疾病的診治過程中都需要應用到精細的醫療設備，特別是對人體內部開展手術時，更加重視醫療設備的易操作性，而微型化的機械設備可以為其提供更好的幫助。因此，在國際實力競爭日漸激烈的背景下，微型化機械設備也極有可能成為實力競爭的內容元素，而機械設計制造及其自動化就必然會朝著的微型化的方向和趨勢進行發展。

3.3模塊化發展趨勢

機械設計制造及其自動化的產品類型豐富，所具有的功能也各式各樣，而不同功能的發揮又常常借助不同的模塊進行控制，如機械電力接口、電氣接口等分別在發揮不同的功能，其應用標準以單元形式為主，但是不同功能的發揮應用又不易被集中，依然是由不同的模塊進行分塊式的功能發揮，因此研究過程中存在困難性。例如，在對自動化技術的應用過程中，常有單一圖像處理模塊、定量模塊、定位模塊和定距模塊等，這些模塊相互分離，獨立發揮作用。因此，在未來的機械設計制造及其自動化發展中，模塊化依然會成為一種熱門的發展趨勢，除了將模塊化功能實現進一步優化和強化之外，也會朝向模塊集約化發展，在保持模塊單元結構不變的基礎上，更好的實現彼此之間的融合，以發揮更優的功能作用。

4 結束語

傳統的機械設計制造方法主要包括理論計算、模型試驗以及案例類比等，在設計與制造條件較為復雜的情況下，不僅會花費較長時間，且也難以保證產品質量。自動化技術在機械設計制造中的有效應用，可以降低生產成本、節約生產資源、提高企業生產效率與促進機械設計制造水平，從而提高企業的經濟和社會效益，實現集智能化生產、模塊化生產以及虛擬化生產的目標。