提升機械設計制造及其自動化的有效路徑分析

張鑫 馮清

（江蘇聯合職業技術學院南京工程分院，江蘇 南京211100）

1 機械設計制造及自動化概述

機械設計制造、自動化是機械設備制造行業的主要內容和工序，指的是機械制造企業設計研發機械設備，或者根據現有的設計制造設備，并且通過技術改進實現機械設備自動化的過程。

1.1 機械設計制造及其自動化的特點

機械設備自動化具有三大特點：①節能：自動化設備減少人工操作，依靠電腦和控制器實現對設備的精確控制，能夠顯著降低人工操作帶來的誤差和能源損耗，并且將機械設備保持在合理的輸出功率，節約電源。②安全。如果生產中存在問題，自動化的工藝體系可以自動關閉設備進行處理，分析當前故障，并采取實際措施加以解決，減少生產事故的發生率。③適用范圍廣。傳統的機械設備主要用于工業建筑，而現代機械的設計與制造及其自動化不僅將創新生產技術，還將促進其他領域的技術變革。它在不同行業中都有廣泛的應用，例如，醫療設備的生產。

1.2 運用原則

機械設計和制造技術及其自動化具有很強的科學性，有必要最大限度地確保能源的有效利用。在落實機械設計和制造及其自動化時要對相關技術進行合理的改進和優化，以保證技術的準確性，在一定程度上提高效率，促進技術的不斷進步，帶動我國機械工程向更全面的發展。

2 機械設計制造及其自動化過程中存在的問題

2．1 缺乏足夠的研發力度

機械設備自動化技術的研發一直是我國機械設計領域內的重點研究內容，但是受限于我國現代工業的發展歷程較短，工業基礎相比起工業革命國家而言較為薄弱，在很多的核心技術和設備上，仍舊需要從國外進口，自主研發能力較差，所以我國的機械設備自動化缺乏足夠的研發力度，再加上我國經濟模式的轉變，企業將更多的資金用于優化生產過程和管理結構上，工業企業對科研的投入較少，所以進一步加劇了研發力度不足的問題[2]。

2．2 較低的自動化技術

自動化技術不僅僅局限在機械設備制造領域，主要是計算機領域的研發成果，現代自動化技術基本上都是通過傳感器和計算機控制算法來實現，而國內對相關計算機算法的創造還有很大的不足，自動化技術發展水平不足，所以導致了機械設備自動化能夠使用的控制系統和方法有限，自動化水平并不樂觀。

3 提高機械制造和自動化水平的策略

3.1 運用先進的計算機技術

今天的技術改革在推動我國社會主義經濟高速發展的同時，也促進了我國計算機技術的發展，并且極大地拓寬了計算機相關技術在我國的發展前景，更能夠應用于人們生活和生產的各個方面。機械設計制造過程中科學地使用計算機技術來實現自動化可以提高機械設計制造的整體水平，同時也能夠確保機械設計和制造及其自動化制圖工作可以更加準確。此外，計算機技術與機械制造業的有效集成可以很好地實現資源共享。

3.2 滿足對機械的功能需求

機械設備自動化的目的是優化機械設備的功能，提高設備的使用效率，而機械設備本身是具有針對性的，是針對某一個生產環節而研發使用的設備，所以機械設備自動化也需要滿足機械的功能需求。值得注意的是，機器的性能取決于機器的內部結構，因此要注重生產產品的結構設計，以滿足不斷增長的社會需求。

3.3 自動化、智能化相結合

生產技術相對單一是長久以來機械設計制造模式的弊端之一。與此同時，盡管數控技術比較完整，但自動化和智能化水平依然很低。在部分發展水平較低的地區，先進的智能化及自動化技術尚未落實開展，無法跟上經濟發展地區的智能化標準，造成區域之間機械制造業發展的嚴重失衡[3]。導致不均衡發展的原因在于落后地區難以承受更高的情報成本。但是如果要更深層地提高產品性能和提高加工制造效率，則只能采取自動化、智能化高效融合的手段，然后更徹底地開發機械生產制造和設計的自動化，以此來促進企業進步和社會經濟發展。

3.4 弘揚業內良好的競爭理念

當下，由于社會的發展，對機械設計生產制造的自動化程度提出了更高的要求，這也刺激了國內部分機械制造產業的綜合發展。在這種背景下，各機械工程公司之間的競爭也在加劇。在技術改造過程中，行業內部要積極弘揚正確的競爭理念，使企業之間保持良性的競爭關系，讓企業之間通過技術和人才正當競爭，合理競爭，彼此以研發新的機械設備作為競爭的主要目的，這樣就能夠實現整個行業機械設備的有效發展進步。

3.5 堅持貫徹綠色環保可持續的發展理念

機械設計加工及其自動化過程中，要盡最大努力減少污染，最大限度地節約能源，充分挖掘生產設備的性能潛力，力爭達到最高的生產效率。另外，在制造產業最開始的選材環節一定要嚴格把關，不要過于追求更低的投資，而應當更加注重選材的環保和質量，按照國家的相關環保標準，落實好環境保護的政策方針，提高企業職工的環保意識，走好企業的發展之路和國家的可持續發展的“大路”。

4 機械設計制造及其自動化的發展趨勢

4.1 網絡化

“互聯網+”是新時代發展的主流趨勢，目前我國的互聯網技術已經滲透到社會生產生活的方方面面，機械設備設計制造和自動化也不例外，但是目前機械設備的網絡化程度還并不是很高，只能實現網絡控制設備，還沒有建立起整個廠區內的機械設備全線聯網，實時聯網監控設備運行狀態，所以在今后的發展中，機械設備設計制造及自動化的網絡化程度會不斷加深，互聯網在機械設備制造中的作用會越來越大。

4.2 機電一體化

機電一體化指的是將機械設備與微電子技術結合起來，利用計算機和微電子單元實現對機械設備的高精度和高自動化的控制，從而提高機械設備的控制準確性，提升機械設備生產效率。機電一體化是未來機械設備設計制造和自動化發展的主流趨勢，也是國家重點打造的行業發展方向，機電一體化需要更多的人才投入和研發成果，這也是當前高校開設機電一體化專業的重要原因。

4.3 模塊化

模塊化指的是將機械設備按照其功能的不同，劃分為若干個模塊，并對每個模塊實施單獨的建設和管理，機械設備模塊化也是未來發展的重要方向。模塊化有兩個好處，第一，能夠減少設備型號不匹配的問題，通過模塊化，將每個單元模塊區分開來，每個單元模塊的適配率提高，就能夠有效降低因為不同廠商生產的設備零件不同而導致不適配的問題，當設備出現故障，只需要更換對應的單元模塊，而不需要對整個設備進行大修或者替換。第二，提高設備運行質量，模塊化管理更加精細，對每一個模塊單元進行管理，所以監控的內容更加全面，管理更加細節，能夠保障設備的正常高效運作。

5 結語

機械設計和制造自動化已成為我國機械制造業發展的新方向，對于工業企業和設備制造企業具有重大的影響作用，為了進一步提高機械設備自動化的建設，需要加強計算機對高新技術的應用，學習國外的先進生產技術經驗，實現機械設計制造的自動化和智能化，以滿足社會生產需要和時代發展的要求。