探析環保機械設計制造及其自動化的發展趨勢

黃新寶

摘要：本文介紹環保機械設計、制造以及自動化的特點，并且進一步闡述未來發展趨勢，主要包括強化機械基礎技術、標準化技術應用、智能化與網絡化相結合、提升節能環保利用效率、借助虛擬技術建立模型以及模塊化和系統化發展模式。

關鍵詞：環保機械設計;制造;自動化

引言：社會經濟發展離不開機械制造業做出的貢獻，而在信息化時代，環保機械設計及自動化發展趨勢是當前社會各界廣泛關注的問題，它包含機械設計、制造以及自動化三個方面，為推動機械制造業發展，每項內容都有必要作為研究對象。

1環保機械設計制造及自動化特點

1.1環保機械設計特點

隨著市場經濟快速發展，市場逐漸提高對機械產品的質量要求，手工繪制圖紙的方式已經無法滿足現階段人們對產品的需求。隨著計算機技術的發展，產生計算機輔助設計（CAD），通過計算機技術，能更加高效完成機械零件分析與設計。這幾年，在設計的同時，采用不同類型的分析軟件，優化產品結構，提高設計效率和質量，是現階段機械設計主要發展方向，為企業參與市場競爭提供優勢。

1.2環保機械制造特點

機械制造的技術是保證產品質量的主要因素。機械產品制造中最重要的環節就是零部件制造，零部件制造的水平直接決定產品的質量，因此，應當重視零部件生產，也不能忽視生產者在這個過程中承擔的責任。各個行業都呈快速發展趨勢，機械制造業作為基礎產業也有所進步，可以滿足國內產業的需求，數控機床產量增加，提升機械制造行業零部件加工質量和效率。但是仍然存在不足，高端機床發展仍然緩慢，主要是因為高端機床更多依賴進口，且機床部件生產落后。因此，在“十三五”規劃期間，提出加快發展高端機床零部件的要求。

1.3環保機械自動化特點

機械自動化是指將機械和電氣技術相結合，在現在的市場環境條件下，普遍應用機械自動化技術，特別在機械加工、電子以及食品藥品等各個行業。自動化技術為企業發展提供技術支持，增加企業經濟效益，與此同時，自動化防錯、糾錯功能以及報警系統的應用，節省人力資源。機械自動化也是未來行業發展的主要方向，體現先進機械設計與制造水平，是我國重點關注的領域。

2環保機械設計制造及自動化發展趨勢

2.1強化機械基礎技術應用

機械設計制造以及自動化整個過程中需要眾多方面的基礎技術。例如：在機械設計中，選擇相關零件材料、評估加工工藝技術、審核零件表面粗糙程度以及設定具體零部件位置等方面都是在設計之初就應當優先考慮的問題;在機械制造階段，選擇機床床位、刀具參數、不同材料的參數、加工過程所需經費等方面問題;在機械自動化生產時，充分考慮節拍時間、電氣是否可靠、運行具體軌跡以及程序設定等方面問題^[1]。眾多方面的問題都需要研究人員花費大量精力研究驗證，經過試驗后投入實際生產中。只有做好基礎性工作，才能保證機械制造行業穩定發展。

2.2標準化技術的具體應用

我國在很早以前就已經開展機械標準化工作，而在幾十年悠久的發展過程中，機械行業的眾多方面都已經形成全面技術標準。機械工程師應當全面掌握的技術標準，包括計量單位、機械制圖、公差、電氣制圖、優先數、標準長度、形位公差、緊固件、表面粗糙度以及圖形符號等有關規定;全面掌握的結構要素應當包括直徑、圓角、錐度、倒角、退刀槽以及中心孔等零件基本構成部分。要素的相關規定是技術人員應當掌握的內容，如果技術標準和結構要素掌握不全面會為后續制造帶來隱患。因此，標準化在機械設計制造以及自動化生產過程中作為基礎條件，占有重要作用。只有完全掌握基本設計，才能優化制造方案。

2.3智能化與網絡化相結合

隨著人工智能技術快速發展，人類進入智能化時代。將機械制造行業和智能化技術相結合，促進機械制造行業可持續發展。而在未來，機械設計制造以及自動化會逐漸走向智能化發展方向，最大限度滿足人們和社會的發展需求。利用大數據和人工智能優勢，分析設計科學合理的產品設計方案和結構模型，提升機械制造企業自動化水平。提高企業生產效率，促進企業利潤最大化。

我國近些年制造水平獲得大幅度提升，計算機等先進技術被廣泛應用在機械設計建造領域，制造過程更加自動化，提升工作效率。工業也隨著技術的發展向著網絡化發展，充分利用遠程控制技術，合理控制和管理機械制造業的系統，應用監視技術，全面監督生產全過程，及時指出生產過程中遇到的問題，并且采用適當方法有效解決，保證生產安全、持續和穩定性。

2.4提升節能環保利用效率

國家加強保護環境的重視程度，人們對環境生活質量要求也越來越高，從事生產活動應當考慮到對環境的影響。在機械設計制造以及自動化中也應當充分考慮到設備環保和節能效果。機械設備環保節能效果主要應用在具體實踐過程中，設備零部件的設計制造選擇低能耗材料，降低零件加工廢品率。此外，選擇的零件和非金屬材料也應當注重環保。機械設備加工成型后被應用時，也不能忽視環保意識。例如：收集機械冷卻液、妥善處理生產過程中剩余的廢料。總而言之，不管是設計還是應用階段，都應當充分考慮好設備對環境造成的影響，符合國家環保型社會發展理念。

2.5借助虛擬技術建立模型

在傳統機械制造行業中，通常只是借助圖紙完成設計，正式開始制造之前，設計人員將產品特點和功能畫出來，再經過領導部門審核，投入生產實踐。但在進行圖紙設計時，設計的整體過程和實驗經常消耗大量資源，增加機械制造成本費用，也很可能會出現設計錯誤的現象。而在近些年，計算機圖形、多媒體技術以及CAD/CAM的深入應用，產生數控加工技術，推動虛擬化進程發展^[2]。將產品設計方案虛擬化，應用計算機等輔助和設計軟件，構建設計模型，在計算機中科學調整不合理的設計，直到通過審核。通過設計方案虛擬化，不僅避免出現錯誤，而且提升生產效率和產品質量。

2.6模塊化和系統化發展模式

我國機械制造行業盡管在過去取得顯著成果，但與西方發達國家相比較仍然存在許多差距。一方面是因為技術積累經驗不足，另一方面由于行業不規范和技術標準未統一，使得各個制造廠之間存在較大技術障礙，不利于形成規模化專業體系，對機械行業的發展造成阻礙。特別是像電氣設備、電源以及電機接口等部件沒有統一標準，使得無法進行大規模系統化制造。

總體來講，針對我國大型機械設計制造的企業來講，模塊化和系統化是未來制造產業發展的必然趨勢。行業之間制定統一規范標準，直接決定著各個企業未來發展方向。而在未來機械制造業的進一步發展中，會采取有效措施解決問題，在國內甚至世界范圍內建立規范化的制造標準。只有建立規范化和系統化生產模式，才能有效促進現代工業化快速發展，提升生產效率。

結論：綜合以上分析，機械設計與制造業對國家發展有著直接的影響，自動化水平日益提升，成為主要發展方向，完善工業體系，提升生產效率和質量，只有不斷創新技術才能順應時代發展的步伐，推動我國經濟快速發展。

參考文獻：

[1]張艷麗.機械設計制造及其自動化的特點與優勢及發展趨勢[J].科技創新導報，2019，16（27）：246+248.

[2]吳勇軍.機械設計制造及其自動化的設計原則和發展趨勢探析[J].內燃機與配件，2018（24）：208-209.