機械設計制造及其自動化的特點及優勢探討

梁詩講

摘要：隨著互聯網及人工智能的發展，機械設計制造及其自動化得到了廣泛的應用。機械設計及其自動化制造具有智能化、網絡化及信息化的特點，可對生產設備進行實時監督，及時排除安全隱患，改善了人員的操作環境。自動化可進行零件同時加工及產品大批量生產，加快了生產速率，提高了產品質量。對于產品制造過程中出現的工業廢物及垃圾，可通過自動化設置進行排放前的過濾，保護環境。機械設計制造及其自動化可減少人力投入，采用電子繪圖及產品模擬的方式，不斷改善產品的質量，很大程度上節約了資源。

關鍵詞：機械設計制造;自動化;智能化;信息化;生產效率

引言

機械設計制造及其自動化指采用自控技術控制機械設備的運行過程，并通過互聯網進行數據采集及分析，以取代傳統人工操作的一些環節，保證機械運行過程中的穩定性及精準度，提高了產品的生產質量，降低了人工的投入。但自動化并不是簡單疊加各種技術，而是充分利用各種方法的優點，將不同技術融合，不斷改進傳統方式，實時監測生產過程[1]。自動化技術兼具了很多創新技術的優勢，利用信息化的處理方式實現了機械設計制造的智能化，可在較短的時間內進行大批量生產產品，滿足企業需求。同時，自動化不僅提高了生產效率，也提高了產品的精度，目前已被很多領域廣泛應用。

1.機械設計制造及其自動化的特點

（一）智能化

隨著人工智能的進步，機械設計制造的智能化發展越來越迅速。在機械設計制造方面，可通過自動化的手段對工業生產的各個步驟進行實時監控，進而實現生產模式的不斷優化。在生產過程中，不同于傳統機械設計制造，不需要人工繪制圖紙，人工管理監督，大大降低了人力物力的投入，提高了生產效率，極大程度地利用了現有資源[2]。機械設計制造的自動化推動了機械的智能化發展，實現了信息化、高科技的目標。

（二）網絡化及數字化

機械設計制造的自動化發展充分利用了互聯網的優勢，可實時采集數據，并利用軟件進行處理，發現生產過程中出現的各種問題，并及時解決。在傳統的機械設計制造過程中，如果發現問題，需要專業人員進行維修，而互聯網的應用實現了遠程操控，可簡化較為復雜的維修過程。同時，大數據及云計算等概念的應用將機械設計制造產業推到了數字化的時代。在產品投入生產之前，可通過數據處理進行產品模擬，不同于之前用CAD等制圖軟件對產品圖紙進行繪制的方法，數字化的處理可大大縮短工期，并簡化設計流程，也可實現不斷改進產品的目的。

2.機械設計制造及其自動化的優勢

（一）提高了產品生產過程中的安全性

機械設計制造及其自動化實現了實時監督的目標，可通過互聯網對生產過程中的每一個環節進行觀察，及時排除可能存在的安全隱患，尤其是設備故障問題，可第一時間發現，并及時維修。工作人員也可不去現場就可以操控設備，避免了設備給人員可能帶來的人身威脅，大大改善了操作人員的工作環境。對于設備可能出現的各種不可控問題，電腦可通過互聯網進行數據處理，當監控人員發現異常數據時，可通過分析數據排除各種不安全因素[3]，杜絕事故發生，保證工人生產環境的安全性。

（二）提高了產品的質量

當機械業開始采用自動化設計制造時，不需要像傳統產業一樣完全依靠人力，避免了人力在生產過程中可能出現的各種問題，提高了產品設計制造的精度，減小了因操作不當引發安全事故的概率。自動化的設計與制造可有效控制產品的精準度，實時定位生產數據，以高標準要求產品的加工過程，對零件的安裝位置可進行精準定位，不會出現偏差，也可控制車間的加工溫度、濕度及產品傳輸過程中的速度，進一步提高了產品的質量。同時，在產品進行零件分割時，可采用專門的切割工具，防止產品表面出現破損，保證產品的完整度及平滑度。當采用自動化設計與制造時，減少的人力可放到后期質量檢測中，對于不合格的產品，及時挑選，并分析不合格的原因，對生產數據進行不斷調整，通過智能化處理進一步優化產品生產工序，保證產品質量。

（三）節約資源，保護環境

機械產業的發展過程中，會出現大量廢棄物，如原材料產生的垃圾及工業廢水等。其中，工業廢水會嚴重影響水源質量，破壞水中的生態環境，當廢水滲入土壤后，土質會受到影響，從而影響植物的生長狀況。而且有些產品生產過程中會出現工業垃圾，如果不降解，可能會威脅到環境安全。但機械設計與制造自動化的利用可以優化資源配置，減小材料消耗[4]。自動化可以充分考慮環保的概念，利用科學的方式及技術手段減小有毒物質的出現，并可在廢物排放前經過濾系統進行充分過濾，防止廢棄物對環境產生不利影響。同時，自動化減少了人力的投入，減少了傳統機械產業中的設備投入成本，很大程度上節約了資源。

（四）加快了生產效率

對于制造行業而言，生產效率是首要的追求目標。只有提高生產效率，才可能不斷提升市場競爭力。而傳統的設計制造過程繁瑣，流程復雜，自動化可不斷優化工業流程，簡化產品制造過程，減少了人員的操作步驟。同時，自動化可實現多個零件同時加工及大批量生產產品的目標，提高了零件的切割速率及質量，也提升了產品的質量，避免二次返工，大大加快了生產速率。在產品設計初期，不需要手繪圖紙，可采用電子繪圖的方式，方便修改，節省時間的同時又滿足設計需求[5]。

總結：

自動化技術的應用對機械制造業而言，具有重大的意義，不僅可以推動企業的經濟發展，也會對社會產生較好的環境效益。機械設計制造及其自動化提高了操作人員在產品生產過程中的安全性，也提高了產品的質量，避免了因零件定位不準確而導致的一系列問題。自動化可降低工業垃圾的排放量，控制材料消耗，節約資源。同時，自動化技術可取代部分人工操作步驟，加快生產速率。因此，機械設計制造業必須充分利用自動化技術，加快智能化生產的步伐，進一步促進經濟的發展。

參考文獻：

[1]時松.未來機械設計制造及其自動化的發展趨勢[J].內燃機與配件，2021（14）：216-217.

[2]張小宇，鄧長城，朱可可，王惠震，石鑫.機械設計制造及其自動化的特點與優勢[J].時代汽車，2021（11）：158-159.

[3]苗壘.人工智能在機械設計制造及其自動化中的應用探析[J].當代化工研究，2021（09）：175-176.

[4]王晚英.機械設計制造及其自動化的特點及優勢探討[J].內燃機與配件，2021（12）：196-197.

[5]王鵬飛，汪冰.智能機械設計制造自動化特點及發展趨勢[J].設備管理與維修，2021（08）：69-71.