機械設計制造及其自動化發展方向的研究

陳僑根

摘要：提升我國機械設計制造水平，不僅是滿足人們日益增長的物質需求的應然選擇，也是全面推薦工業化、現代化建設的客觀要求。誠然，近半個世紀以來我國在機械設計制造領域取得了長足進步，但由于起步晚發展時間短，因此行業水平較發達國家仍有不小差距。隨著微電子技術和自動化技術的逐漸成熟，機械設計制造也迎來了新的發展機遇，本文闡述了機械設計制造及其自動化的意義，并在此基礎上結合技術應用實際提出了機械設計制造及其自動化的發展方向。

關鍵詞：機械設計制造;發展趨勢;自動化技術

上世紀七十年代國外學者就已經提出了“機電一體化”的概念，主張借助計算機來控制和協調各部件的運行，時至今日該理論已經成為機械自動化技術的核心理念。尤其是第三次工業革命后，計算機、傳感技術、信息技術在各行各業都得到了普遍的應用，更加給機械設計制造及其自動化的發展提供了良好的契機。當下我國正處于“中國制造”向“中國智造”轉型的關鍵時期，若能推動機械設計制造及其自動化的迅速發展，必將給我國技術進步帶來積大助力。

1.機械設計制造及其自動化的意義

1.1有利于提高生產效率

傳統機械設計制造雖然很大程度上替代了人力勞作，但機械的正常運行仍非常依賴人為的操作。操作者熟練與否，也將直接關系到該機械的生產效率。因此，在過去很長一段時間里，機械都很難做到滿負荷運行。而在自動化視域下，機械設計制造實現了自動控制和信息處理，只需搭載自動化控制系統，機械就能夠在無人操作的情況下有條不紊地運行。如此一來，機械不受操作者熟練程度的影響，在任何情況下都能保持良好運行，生產效率自然就得到了顯著提高。

1.2有利于節省生產成本

近年來，機械產品越來越趨向“小型化”，部分領域甚至已經發展到了納米級，顯然這些高精尖機械產品的制造都離不開自動化技術的支持。由此可見，推動機械設計制造自動化的發展，在硬件生產方面可以節省大量的工業原料，從而達到節省成本的目的。不僅如此，機械產品的能耗問題也一直都是業界關注的焦點，在滿足生產需要的同時如何將能耗降至合理區間，也是機械設計制造需要思考的問題。依托于自動化技術，可以用計算機計系統來調節控制機械產品的驅動機構，使能源利用率改善不少。總之，機械設計制造自動化，從產品設計加工到投產運行都能節省成本，創造更大的經濟效益。

2.機械設計制造及其自動化的發展方向

2.1強調智能自主化

所謂“自動化”，就是要讓機械產品輔助甚至代替人參與生產，這不僅意味著機械產品要將人們從體力勞動中解放出來，而且還需要一定程度上減輕人們的腦力勞動。因此，進入新世紀后學界和業界一直不斷強調，機械設計制造要面向智能自主化。首先，在產品設計階段要廣泛運用信息技術、仿生學、人工智能和模糊數學等領域的知識，力求讓機械產品具備自主控制和信息處理的能力。在常規情況下，無需人們的操作機械產品即可自主良好運行，即便出現一些突發狀況產品也可憑借人工智能和模糊數學的系統來決策，從而合理應對。

2.2關注可持續發展

一方面，工業化給人們的生產生活帶來了極大地便利，提高了人們的生活質量;但另一方面，工業化也給環境造成了破壞，甚或給人類命運帶來威脅。鑒于此，機械設計制造自動化還必須關注可持續發展，在不損害當代人和后代人利益的前提下來開展產品設計和制造活動。譬如，業界可以積極開發能耗更低、危害更小的“綠色產品”，以嚴格的設計、制造標準避免機械自動化給生態環境帶來危害。此外，還要重視產品銷毀和回收環節。部分機械產品所用的原材料對環境危害較大，銷毀過程就必須嚴格管控，在現行法律和行業規范要求下落實到位。而對于一些可再利用的產品，也應當及時回收，實現社會效益和經濟效益的雙贏。

2.3加強網絡的應用

信息技術是第三次工業革命的重要成果，且在機械自動化領域有著非常廣闊的應用前景。互聯網的普及下，各國之間的經濟活動越來越頻繁，同理競爭與摩擦也更加激烈。若我國能設計制造出更加先進優秀的機械產品，那么必將獲得世界范圍內消費者的認可和青睞。由于網絡化的普及，基于網絡的各種遠程控制和監測技術方興未艾、而遠程控制的終端設備本身就是機械自動化產品。現場總線和局域網技術使家用電器網絡化已成大勢。利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統，使人們在家里充分享受各種高技術帶來的便利和快樂。因此，機械自動化產品無疑朝著網絡化方向發展。

3.結語

綜上所述，我國機械設計制造雖然取得了舉世矚目的成就，但同發達國家、先進水平比較還有不少差距。隨著信息技術、傳感技術和人工智能的成熟，機械設計制造自動化也迎來了新的機遇，我們應當認識到自動化給機械設計制造帶來的積極意義，同時關注機械設計制造自動化的發展趨勢，從智能自主化、可持續發展以及加強網絡應用等方面出發，使我國機械設計制造水平更上一層樓。

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