機械設計制造及自動化的優化策略分析

湯斌斌

摘 要：將自動化技術引入機械設計制造領域，可以帶動機械設計制造實現更高水平的發展。基于此，探討機械設計制造及自動化，分析機械設計制造及自動化技術的特征，總結機械設計制造中自動化技術的應用經驗，提出機械設計制造及自動化的優化策略。

關鍵詞：機械設計制造；自動化；優化

中圖分類號：TH122? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）10-0053-03

0 引言

要想提高機械設備生產力，必須對機械設計制造及自動化實施改革與創新，以此增強機械設備的競爭力。因此，深層研發相關自動化技術，以更好地滿足不斷變化的市場需求。

1 機械設計制造及自動化的概述

1.1 自動化技術

自動化技術是一項重要的技術，主要依托信息平臺系統、計算機軟件、自動化設備等，使機械設備能夠獨立或半獨立地完成作業任務。自動化是一種綜合性概念，并非指某一技術手段。自動化技術的發展與應用必須有互聯網技術、計算機技術的支持與助力，才能使機械設備擁有了智能化功能，在生產操作方面基本實現自動化。自動化技術可以替代繁重的人工勞動，最大限度地減少人員的工作任務量。過去只能手動操作的任務，在應用自動化技術后，已經能夠更高效地完成任務。

1.2 機械自動化

機械自動化主要是電氣化和自動化技術的結合，不同產品的生產和制造要對自動化系統進行適當的調整，才能有針對的滿足不同產品的生產需求。機械自動化可以在實現節能降耗的同時，最大限度地節省成本。將自動化技術應用于機械設備之中，機械設備就會擁有自動化生產的能力，從而提高制造質量、提升制造效率，實現連續性作業的同時，還能合理縮減人力、物力、財力等資源的投入。

2 機械設計制造及自動化技術的特征

2.1 安全性

在傳統的生產制造模式中，機械設備的自動化程度率并不高，就需要在生產制造環節配置更多的勞動力。但機械設備操作的危險程度較高，給人工操作埋下了安全隱患，當工作強度過大時，可能會對生產產生不利影響。在機械設計制造工作中，如果機械設備在運轉過程中出現故障，需要在第一時間進行檢驗、診斷、維修。故障處理所需的時間較長時，就會耽誤正常的生產進度。

在自動化技術的支持下，機械設計制造具備了一體化設計的功能。在互聯網技術與計算機技術的助力下，建設全過程監測機械設計制造的平臺，便于工作人員及時、精準地識別并定位到具體的故障點，從而根據故障情況制定可行、有效的處理措施，減少傳統化故障維修中的復雜工作，保障機械設備的安全、穩定運行。

2.2 便捷性

運用機械設計制造及自動化技術，能規范并約束作業人員的操作行為，高效、靈活地控制整個生產過程。控制程序可以憑借信息輸入、提前編程等功能，完成對產品生產及制造的全自動化。此外，引入與機械設計制造相關的監測技術，對機械設計制造的各個環節進行監控，輔助工作人員及時發現生產環節中存在的問題，實現對設備故障問題的快速識別與解決。

控制程序還擁有自動化處理的功能，有助于更好地確保機械設備的連續生產[1]。企業可以在程序化設計的基礎上，進一步優化和改進自動化生產過程中設備的工藝和流程，有效提高其自動化生產水平，增強控制的便捷性。

2.3 節能性

隨著自動化技術的快速發展，很多自動化設備展現出低耗能的優勢，滿足企業正常生產需要，最大化降低對不可再生能源的消耗，有利于幫助企業盡快實現節能減排的目標，提升自身的經濟效益。自動化技術在機械設計制造中的應用，體現出顯著的節能優勢，可以更為合理、有效地把控企業的生產成本。應用自動化技術，可以科學配置機械設備與人員勞動，提高新能源和不可再生資源的利用效率，在實現降耗節能目標的基礎上，推動企業向綠色、低碳、健康的方向發展。

3 機械設計制造中自動化技術的應用

3.1 智能化應用

智能化應用綜合了多學科內容，并以此為基礎，完成組件的系統處理。在加工機械零件的過程中，必須擁有較強的邏輯功能，著重強調人機交互、生產操作等方面的內容，確保機組加工精度，提升機組的生產效率。在模擬生產過程中，可以模擬分析不同的生產項目，能夠為準確預測后續的生產作業提供更大便利，并全面監督整個生產過程[2]。

在模擬分析環節，及時發現并明確與生產有關的問題，根據對應的模擬系統精準、有效地反饋所需信息，為員工的各種生產操作提供一定的信息和參考，防止因為操作缺乏合理性、規范性而造成經濟損失。

機械設計制造對于自動化技術的智能化運用，需要通過人工智能技術、網絡信息技術等諸多技術的有機結合進行實現。機械設備在出現故障時，利用自動化技術可以迅速鎖定故障位置，對其實施自動化檢測與修復，解決故障問題。

智能化應用要求相關操作人員具備較強的綜合素質和較高的專業技能，需不斷強化對工作人員的技術技能培訓，保證自動化技術優勢的最大化發揮。

3.2 數控化應用

數控化應用需要借助計算機軟件完成編程，以全面控制數控加工的整個過程，充分滿足機械設計制造對自動化生產的實際需求。在機械設計制造中引進計算機軟件，通過其數控仿真功能，將不同產品的數量、規格、結構清楚地展現在所搭建的虛擬場景內，從而為設計人員的圖紙設計工作提供真實、可靠的數據參考，便于設計人員對圖紙進行合理修訂，確保機械設計制造工作的科學、高效。

例如，普通三軸銑床數控系統的構建，可以選擇出和三軸銑床適配性更高的機械驅動裝置，進而自動化控制各個生產過程。還可以適當調整加工工件所需的裝夾方式，既可批量生產各種工件，又能保障工件的生產精度。

3.3 柔性化應用

柔性化應用是指將不同產品的各項生產信息視作前提條件，通過物料系統、運輸系統的集成，盡可能全面滿足各類產品在生產、加工過程中的各項需求。柔性化技術需要依托組技術進行實現，由組技術根據產品的生產加工需求對產品進行有序組織，并選擇符合生產要求的機械設備。

自動化技術的信息控制結構主要體現為金字塔形式，以計算機為中心，在生產過程中嚴格控制并有效檢測相應的信息，以便科學調整并優化完善實際的生產方案。負責把控生產控制的計算機將下層計算機的生產進度及狀況及時向上層進行反饋，利用最下層計算機的監控系統來搜集并檢測真實的生產情況，以信息反饋為基礎，再結合指令進行調整。

柔性化應用要重點強調對自動化技術的升級與優化，能夠更好地發揮自動化技術在生產產品時的價值優勢，并盡快提升產品生產質量及效率。

4 機械設計制造及自動化的優化策略

4.1 引進先進化技術

及時引入先進化技術，并科學、合理地運用，增強企業的經濟效益。通過使用機械設計制造及自動化技術下的數控技術手段，全面、有效發揮其在產品生產環節的效用，為企業經濟效益提供堅實的基礎保障。

基于對虛擬現實技術、網絡信息技術的高效應用，精準、靈活地控制整個機械設計制造過程，助力其自動化生產作業順利、有序推進，并動態化模擬機械設計制造中的各項自動化生產過程，推動機械設計制造及自動化能力及水平的整體提升，使其順應市場發展的具體需求。

通過虛擬現實技術仿真模擬某一機械設備，在仿真模擬過程中，依據真實的生產要求，對不同種類的工件展開模擬加工，參照最終的模擬結果對機械設備參數進行合理調整，以完成對機械設備的優化，帶動機械設計制造及自動化水平實現有效提升[3]。

采用虛擬現實技術還能模擬機械設備零部件之間的相互運作關系，將機械設備中的零部件調整到合適的位置，以此維持機械設備與其零部件之間的協調、有序運轉。只有科學合理地應用先進技術，才能突顯機械設計制造及自動化技術的優勢。

4.2 引入智能化設備

機械設計制造企業如果想在短時間內提升自身的整體生產效率與機械自動化水平，就必須積極引入智能化生產設備，大幅度提高企業生產流程的先進程度。智能機器人不僅具備先進的技術手段，功能也十分完善，能夠進行多種產品的生產與加工，使自動化生產獲得堅實、可靠的技術支持[4]。

智能機器人能夠替代人工完成部分重復的生產任務，在一定程度上減輕工作人員的生產壓力，縮減其勞動強度。智能機器人在復雜惡劣的環境條件下也可以正常進行生產加工，從而保障工作人員的人身安全。

4.3 機械設計制造綠色化

為了提高機械設計制造及自動化工作與生態文明發展要求的適應性，需要在推進機械設計制造作業的過程中，進一步強化對綠色機械設計制造的深層研究。

綠色機械設計制造是在開展機械設計制造的進程中，著重關注機械設備在運行期間的節能性、無害性，從而減輕在生產加工環節給生態環境帶來的負面影響，確保機械自動化操作生態友好。將綠色技術全面運用于機械設計制造工作中，以實現機械設計制造的綠色化發展。

一些重污染企業可以借助等離子技術對自身生產加工所形成的廢氣實施無害化、環保化處理，使等離子技術手段處理過后的廢氣，能夠符合廢氣的排放標準，不會對生態環境產生較大影響，還能產生較高的生態效益。

在研究并整改機械設計制造及自動化技術時，應當與機械設計制造行業的發展要求以及市場發展需求相結合，并及時引進新型的技術與設備。

4.4 積極培養高素質技術人才

機械設計制造與人們的日常生產、生活息息相關。為了帶動機械設計制造行業的可持續、健康發展，要不斷加強高素質、高效的技術人才培養。機械設計制造企業要及時為員工提供豐富多元的學習機會與平臺，督促員工在學習、實踐過程中加深對機械自動化設計制造理論的理解和掌握[5]。

企業還要定期組織技術培訓活動，并引導人員踴躍參與，打造系統、完善的人才培訓基地，不斷提升人員的專業技術，保證綜合素質與專業技能的雙提升，進而推動機械設計制造行業的長效、穩健發展。

4.5 注重質量管理

機械設計制造要想順利實現自動化，在作業流程中切實強化質量管理工作十分必要。在這一進程中，需要考量機械設備在投入使用后的安全性、可靠性，其加工生產的產品能否達到產品質量標準。加強對機械設計制造及自動化的質量管理，不但要在技術層面上加以整改和革新，還要優化并改進相應的生產設備與技術工藝，對現行的設備操作流程進行有效完善，并重點提升工作人員的專業技術能力，為機械設計制造及自動化工作的高效落實提供全面的設備、技術、人才基礎，更好地保障機械設備的產品生產質量以及產品的功能性。

5 結束語

對機械設計制造與自動化的相關概念及特征進行闡述，使相關人員正確了解機械自動化設計。分析機械設計制造中自動化技術的不同應用方式，使相關人員在運用自動化技術的過程中有所依據。總結優化機械設計制造及自動化的策略，為之后的機械設計制造及自動化的優化發展提供參考。

參考文獻

[1] 杜羽.機械設計制造及自動化技術中節能理念的滲透分析[J].造紙裝備及材料，2021，50（6）：35-36.

[2] 黃日進.多元化分析視角下機械設計制造及自動化應用研究[J].科技視界，2020（19）：82-83.

[3] 祝小琴.信息技術下機械設計制造及自動化研究[J].內燃機與配件，2019（7）：198-199.

[4] 丁建建，徐齊，徐慧.機械設計制造及自動化技術中節能理念的滲透[J].設備管理與維修，2018（16）：155-156.

[5] 曹登峰.探討機械設計制造及自動化優勢與發展前景[J].智能城市，2019，5（11）：176-177.