機械設(shè)計制造及其自動化水平的提升策略剖析

紀(jì)文杰

江蘇新?lián)P新材料股份有限公司，中國·江蘇 揚州 225000

當(dāng)前，自動化技術(shù)在機械設(shè)計與制造行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，且發(fā)揮了重要作用，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。因此，需要對自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的實用策略和發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，為行業(yè)發(fā)展提供保障。論文主要對機械設(shè)計制造及其自動化水平的提升策略進(jìn)行分析，旨在進(jìn)一步提升機械設(shè)計制造自動化水平，推動機械設(shè)計制造質(zhì)量的提升，推動機械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

機械設(shè)計制造；自動化水平；提升策略

1 引言

在社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展背景下，機械設(shè)計與制造行業(yè)面臨新的挑戰(zhàn)，尤其是在市場環(huán)境改變與業(yè)務(wù)發(fā)展需求的情況下，更是要進(jìn)一步推動機械設(shè)計與制造技術(shù)創(chuàng)新，引進(jìn)自動化、智能化技術(shù)，促進(jìn)機械生產(chǎn)質(zhì)量和效率，滿足工業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在需求。但是當(dāng)前，在自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造行業(yè)的應(yīng)用還存在一定的問題，需要結(jié)合實際情況展開科學(xué)分析，提出機械設(shè)計制造自動化水平的提高策略，促進(jìn)機械設(shè)計制造的科學(xué)性與合理性，推動整體工業(yè)發(fā)展的自動化程序的提升，為機械制造事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

2 機械設(shè)計制造自動化的作用

自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的有效性應(yīng)用，可以進(jìn)一步提升機械加工生產(chǎn)質(zhì)量和效率，為整個行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)建良好的技術(shù)基礎(chǔ)，并為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化發(fā)展提供動力支持。其中，機械設(shè)計制造自動化的作用意義體現(xiàn)在以下幾點。

2.1 優(yōu)化傳統(tǒng)生產(chǎn)模式

計算機技術(shù)的發(fā)展，推動了自動化技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)在機械設(shè)計制造中的有效應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)生產(chǎn)模式與方法，不僅可以提升機械產(chǎn)品性能，拓展機械產(chǎn)品功能，同時還可以增加機械設(shè)計制造的技術(shù)選擇性，促進(jìn)生產(chǎn)模式的全面革新和優(yōu)化。在機械設(shè)計制造中融入自動化技術(shù)，能夠創(chuàng)新自動化生產(chǎn)模式，減少人工工作強度，提升機械制造效率，保障機械產(chǎn)品精度和質(zhì)量[1]。

2.2 強化生產(chǎn)安全性

在機械設(shè)計制造中融入自動化技術(shù)，可以代替人工操作，降低人員工作量的同時，減少安全風(fēng)險事故的發(fā)生，保障機械設(shè)計生產(chǎn)的安全性，最大程度上減少安全事故的發(fā)生概率，同時還可以發(fā)揮自動化控制系統(tǒng)的功能作用，對機械設(shè)計生產(chǎn)中的潛在問題進(jìn)行快速解決，保障機械設(shè)計生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2.3 提升工業(yè)智能化程度

信息時代，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)高速發(fā)展，技術(shù)種類逐漸增多，且應(yīng)用范圍越來越廣泛，尤其是自動化技術(shù)與人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等計算機技術(shù)的有效融合，可以進(jìn)一步提升機械設(shè)計制造行業(yè)的智能化水平，并可以利用自動化模塊，自動完成參數(shù)設(shè)置，并對整體機械設(shè)計生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)機械設(shè)計制造質(zhì)量和效率的提升。

3 機械設(shè)計制造自動化的問題

3.1 研發(fā)力度不足

中國工業(yè)革命開展時間較晚，因此在核心技術(shù)方面還比較落后，缺乏科學(xué)的技術(shù)管理方法，且當(dāng)前機械制造行業(yè)發(fā)展過程中，過于重視設(shè)計制造運維工作，忽視機械設(shè)計制造研發(fā)，導(dǎo)致該方面的人才嚴(yán)重匱乏，整體行業(yè)專業(yè)水平較低，嚴(yán)重阻礙了機械設(shè)計制造水平的提升，因此需要加大機械設(shè)計制造研發(fā)力度，積極引進(jìn)自動化技術(shù)和智能化技術(shù)，促進(jìn)整體行業(yè)技術(shù)水平的提升[2]。

3.2 缺乏方向指引

當(dāng)前，中國已經(jīng)認(rèn)識到自身在機械設(shè)計制造水平方面的缺陷問題，雖然擁有專業(yè)的人員負(fù)責(zé)機械設(shè)計制造研發(fā)，但是研發(fā)方向不準(zhǔn)確，難以真正推動機械設(shè)計制造水平的提升，難以滿足日益增長的機械設(shè)計制造需求。

3.3 自動化水平較低

機械設(shè)備自動化技術(shù)的應(yīng)用價值較高，國家在該方面的投入逐漸加大，促進(jìn)了機械設(shè)備自動化在全面普及。但是當(dāng)前，在機械設(shè)備自動化技術(shù)應(yīng)用方面還存在一定的問題，整體自動化水平較低，且在相關(guān)配置方面較為匱乏，指導(dǎo)性設(shè)計數(shù)據(jù)缺失，再加上技術(shù)引進(jìn)成本較高，對其他國家的技術(shù)依賴性較大，需要進(jìn)一步加大自主研發(fā)，促進(jìn)機械設(shè)計制造水平的提高。

4 機械設(shè)計制造自動化的提升策略

4.1 整合研發(fā)資源

為了進(jìn)一步提升機械設(shè)計制造自動化水平，需要結(jié)合當(dāng)前市場發(fā)展需求，加大研發(fā)力度，并對研發(fā)資源進(jìn)行優(yōu)化整合，同時需要培養(yǎng)更多高素質(zhì)專業(yè)人才，為機械設(shè)計制造自動化水平的提升提供強大的人才后盾。同時為了提升自主研發(fā)力度，需要加大資源支持，并結(jié)合當(dāng)前各個領(lǐng)域?qū)C械設(shè)備的實際需求，對各種研發(fā)資源進(jìn)行優(yōu)化整合，集中原本研發(fā)力，并吸收外部新資源，從而強化研發(fā)動力，滿足當(dāng)前機械設(shè)備多元化發(fā)展需求。在此背景下，可以進(jìn)一步提升機械設(shè)計制造自動化研發(fā)水平的提升，強化機械設(shè)備功能拓展，如自動識別、自動調(diào)速等；其中研究人員不僅僅局限于機械設(shè)計制造領(lǐng)域，同時還需要吸納計算機領(lǐng)域、元件開發(fā)領(lǐng)域的人才，實現(xiàn)多領(lǐng)域人才協(xié)同合作，共同推動機械設(shè)計制造自動化水平的提升。同時還需要對現(xiàn)代化的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化應(yīng)用，建立資源共享中心，實現(xiàn)線上線下研發(fā)溝通模式，促進(jìn)資源整合效果，提高資源利用率。

4.2 明確研發(fā)方向

在資源整合的過程中，需要對機械設(shè)計制造自動化研發(fā)方向進(jìn)行進(jìn)一步探索，就是以滿足當(dāng)前各個領(lǐng)域?qū)C械設(shè)備多元化功能的需求為導(dǎo)向，加大研發(fā)領(lǐng)域的人才、資源、技術(shù)支持，實現(xiàn)計算機技術(shù)與機械設(shè)計制造技術(shù)的有機結(jié)合，同時需要對技術(shù)融合思路進(jìn)行明確，對各種技術(shù)與機械設(shè)計制造技術(shù)的融合可行性進(jìn)行研究，從而明確研發(fā)方向，為實現(xiàn)機械設(shè)備功能多樣化奠定良好的基礎(chǔ)。同時需要向模塊化方向進(jìn)行積極研究和發(fā)展，通過計算機發(fā)出的模塊指令對機械設(shè)備功能進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)試，實現(xiàn)同步工作，同時針對機械還是配置差異化問題提出科學(xué)的解決辦法，促進(jìn)機械設(shè)備管理水平的提升，同時還可以減少自動化生產(chǎn)中的資源浪費，提高資源利用率，促進(jìn)機械設(shè)備生產(chǎn)水平的提升；同時模塊化管理模式的應(yīng)用，可以減少設(shè)備配件不匹配的問題，可以結(jié)合設(shè)備自身實際需求進(jìn)行配置，并做好設(shè)備配置組裝工作，滿足不同行業(yè)的多樣化需求[3]。

4.3 強化自我監(jiān)控水平

在自動化設(shè)計生產(chǎn)中，需要確保各個環(huán)節(jié)設(shè)備與系統(tǒng)的有效連接，并對設(shè)備運行情況進(jìn)行全方位、動態(tài)化監(jiān)控；同時要在自動化系統(tǒng)中安裝自我檢測程序，以便及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行中的異常情況，并做好定期維護(hù)工作。在自動化技術(shù)的應(yīng)用背景下，機械設(shè)備往往需要長時間運行，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)磨損，引發(fā)安全隱患。因此，需要安排專業(yè)人員定期檢測，做好設(shè)備維修保養(yǎng)工作，并制定科學(xué)合理的維修保養(yǎng)機制，明確保養(yǎng)責(zé)任，提升維修人員的專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)，確保機械設(shè)備和自動化系統(tǒng)的安全可靠性運行。

4.4 優(yōu)化配套發(fā)展模式

在工業(yè)化水平快速發(fā)展的背景下，相關(guān)企業(yè)需要對自動化技術(shù)的優(yōu)勢作用進(jìn)行全面認(rèn)知，并加大該方面的技術(shù)探索和創(chuàng)新。同時為了進(jìn)一步提升自動化水平，需要加大基礎(chǔ)工作建設(shè)力度，不僅要實現(xiàn)主機自動化，同時還需要推動配套設(shè)施自動化，如電子元件、驅(qū)動控制系統(tǒng)的發(fā)展等，其中電子元件包含控制面板、定位開關(guān)、線路板等。同時還需要積極設(shè)施集群發(fā)展模式，根據(jù)機械設(shè)備產(chǎn)品的功能需求，強化設(shè)計、制造、加工、生產(chǎn)、管理之間的有效結(jié)合，強化各類理論知識整合，同時需要對計算機技術(shù)、自動化技術(shù)、局部監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行融合應(yīng)用，為機械設(shè)計制造行業(yè)的自動化、智能化發(fā)展創(chuàng)建良好 條件。

4.5 強化人員培訓(xùn)

自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用，進(jìn)一步提升了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，同時對工作人員的綜合素質(zhì)提出了更高的要求。在智能化自動生產(chǎn)模式下，工作人員需要具備大量對知識結(jié)構(gòu)儲備，同時能夠更好地適應(yīng)自動化機械設(shè)備的控制水準(zhǔn)，尤其要強化綜合管理能力，才能保障自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的安全可靠性運行。因此，企業(yè)內(nèi)部需要定期組織開展人員培訓(xùn)工作，尤其要對自動化系統(tǒng)安裝操作方法進(jìn)行全面講解，促進(jìn)自動化系統(tǒng)的良好運行。

4.6 融入綠色環(huán)保理念

在機械設(shè)計制造行業(yè)的自動化發(fā)展中，需要融入綠色環(huán)保理念，在自動化生產(chǎn)中，提高資源利用率，減少環(huán)境污染，同時融入節(jié)能環(huán)保技術(shù)，使用節(jié)能環(huán)保材料，并對傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改造升級，提升工業(yè)生產(chǎn)效率的提升，強化節(jié)能環(huán)保理念的落實。同時還需要對生產(chǎn)肥料、生產(chǎn)廢水進(jìn)行科學(xué)處理，做好資源回收再利用工作。在工業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)落實生態(tài)環(huán)境保護(hù)理念，避免出現(xiàn)資源浪費的情況，企業(yè)發(fā)展需要建立環(huán)保意識，使企業(yè)生產(chǎn)成本得以降低，促進(jìn)企業(yè)長效發(fā)展。同時需要融合利用計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，在實際工作中利用繪圖軟件和設(shè)計軟件，設(shè)計開發(fā)虛擬產(chǎn)品，構(gòu)建相關(guān)模型，提升整體生產(chǎn)效率，拓展機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展范圍。此外，要加強生產(chǎn)研發(fā)配套零部件，加強優(yōu)化技術(shù)工藝，同時需要培育專業(yè)人才，提供堅實的人才支持，促進(jìn)機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展。

4.7 引入智能化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

為了進(jìn)一步提升機械設(shè)計自動化水平，需要對自動化技術(shù)、智能化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合研究和應(yīng)用，并在智能化技術(shù)支持下，實現(xiàn)整體機械設(shè)計制造的智能化控制，一旦在機械設(shè)計制造中發(fā)現(xiàn)問題，就可以對設(shè)計邏輯進(jìn)行主動性、智能化調(diào)整，并由智能系統(tǒng)自主設(shè)計新邏輯，從而減少機械設(shè)計制造全過程對人工的依賴，減少人員工作量，推動自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的可操作性，促進(jìn)整體行業(yè)自動化水平的提升。同時，還需要引入網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，尤其要對互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等計算機技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化應(yīng)用，促進(jìn)信息數(shù)據(jù)的高效傳遞，實現(xiàn)各類機械制造設(shè)備的相互聯(lián)動，并在互聯(lián)網(wǎng)支持下實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，同時還可以利用人工智能的深度學(xué)習(xí)功能，對互聯(lián)網(wǎng)資源進(jìn)行全面收集和整合，促進(jìn)機械產(chǎn)品加工處理技術(shù)的深化變革，真正推動機械產(chǎn)品生產(chǎn)模糊的改革升級，保障產(chǎn)品生產(chǎn)精度和質(zhì)量。

5 機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展趨勢

5.1 節(jié)能化

隨著社會的發(fā)展，人們的能源節(jié)約意識逐漸增強，對能源消耗問題越來越重視，在機械設(shè)計制造中引入了節(jié)能降耗技術(shù)。自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造領(lǐng)域的有效性應(yīng)用，可以在機械設(shè)計制造中融入節(jié)約、環(huán)保設(shè)計理念，真正實現(xiàn)機械設(shè)計制造的綠色環(huán)保節(jié)能，同時在研發(fā)過程中對可再生資源利用進(jìn)行深度研究，有效挖掘綠色節(jié)能技術(shù)的潛在優(yōu)勢，為機械制造企業(yè)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益的提升奠定良好的基礎(chǔ)。

5.2 智能化

自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造領(lǐng)域的應(yīng)用，可以代替人工操作，減少人為操作失誤問題的發(fā)生概率，促進(jìn)機械生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提升。同時在自動化機械生產(chǎn)模式下，能夠結(jié)合用戶的實際需求，并按照行業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，同時融入計算機設(shè)計、輔助制造功能，完成復(fù)雜的建模作業(yè)，以便對機械設(shè)計制造運算、工藝加工的全過程進(jìn)行仿真模擬，同時開展模擬實驗，這樣可以提升機械設(shè)計制造生產(chǎn)的精準(zhǔn)性，減少資源浪費，縮短生產(chǎn)周期。在智能化技術(shù)支持下，可以模擬人類智能，并通過計算機模擬人類勞動行為，并以此為依據(jù)計算出最優(yōu)指令，最后控制機械手臂執(zhí)行相關(guān)指令要求。當(dāng)前在機械設(shè)計制造行業(yè)，多軸數(shù)控機床硬件進(jìn)度提升、加工工藝多元化、復(fù)合工序加工方法的有效應(yīng)用，促進(jìn)了自動化與智能化技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的全面融合，推動了機械設(shè)計制造的連續(xù)化、自動化、精準(zhǔn)化、智能化方向發(fā)展[4]。

6 結(jié)語

綜上所述，機械設(shè)計制造水平的提升，可以進(jìn)一步強化企業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)質(zhì)量。把自動化技術(shù)融入到機械設(shè)計制造中，能夠進(jìn)一步提升機械設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量，強化產(chǎn)品精度，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升，滿足市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，推動機械設(shè)計制造行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。因此，需要對自動化技術(shù)應(yīng)用問題進(jìn)行深度分析，提出科學(xué)的應(yīng)用策略，促進(jìn)機械設(shè)計制造自動化水平的全面提升。