機械設(shè)計制造發(fā)展趨勢探析

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摘要：機械設(shè)計在自動化制造業(yè)當中是重要的組成部分，它的效果將直接或者間接影響到產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量或者是時長。傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造和現(xiàn)代自動化機械設(shè)計制造有著本質(zhì)上的不同，后者在自動化智能設(shè)備的輔助下可以將設(shè)計和制造變得更加高效，這在國內(nèi)各行業(yè)當中的運用和普及也持續(xù)上升，所制造出來的產(chǎn)品利用率不斷增加。本文先闡述了我國機械設(shè)計制造業(yè)的發(fā)展情況、當代機械制造業(yè)的現(xiàn)狀、機械設(shè)計制造自動化發(fā)展的特點以及自動化在機械制造當中運用的優(yōu)勢這幾個方面，然后又對未來機械設(shè)計制造和自動化發(fā)展的趨勢展開討論，并提出了個人的見解。

關(guān)鍵詞：未來；機械設(shè)計制造；自動化；發(fā)展趨勢

0引言

機械制造技術(shù)在每一個國家都是一個重要科研創(chuàng)新的技術(shù)發(fā)展內(nèi)容，無論是發(fā)達還是發(fā)展中國家都在這一領(lǐng)域不斷探索，它作為衡量國家工業(yè)發(fā)展指標的范疇，也是各國競爭的中心，在傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造業(yè)當中基本上都是靠著人力維持，這需要在成本和資源方面進行大規(guī)模投入，但現(xiàn)代化機械設(shè)計制造已經(jīng)結(jié)合計算機技術(shù)，在自動控制上的運用已然達到了省時省力以及節(jié)省資金資源。目前中國的機械設(shè)計制造業(yè)發(fā)展正處于關(guān)鍵階段，制造業(yè)作為國家發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)還是存在著很多問題，有些企業(yè)當中還是依靠著人力，這顯然無法支撐行業(yè)的創(chuàng)新，甚至與國際有所脫軌。

1我國機械設(shè)計制造業(yè)的發(fā)展情況

中國的機械制造業(yè)發(fā)展在很早以前便開始了，從最起初的手工制造業(yè)起始，逐漸過渡成為機械制造業(yè)，再到現(xiàn)在的全自動化模式，這種技術(shù)一直都在創(chuàng)新和改革?，F(xiàn)階段國內(nèi)的機械設(shè)計制造業(yè)在生產(chǎn)的技術(shù)上主要分為五種：第一種是勞動密集型生產(chǎn)方式、第二種是設(shè)備密集型生產(chǎn)方式、第三種是信息密集型生產(chǎn)方式、第四種是知識密集型生產(chǎn)方式、第五種是智能密集型生產(chǎn)方式。從整體上來看，從手工到智能型屬于一種質(zhì)的飛躍，但每一種生產(chǎn)方式都有它的特殊性，并在機械設(shè)計制造上實現(xiàn)自動智能化也是必然趨勢。我們從勞動密集型生產(chǎn)的方式作為出發(fā)點，可以將其分為工業(yè)生產(chǎn)與手工制造，到了設(shè)備密集型生產(chǎn)方式以后，這也對一些大型的工業(yè)生產(chǎn)提供了巨大幫助，使其推動國內(nèi)的機械生產(chǎn)行業(yè)得以迅速發(fā)展。信息密集型生產(chǎn)方式形成后，它能夠代替人工操作，減少工人的工作量，也能加快生產(chǎn)的速度和效率。在知識密集型生產(chǎn)方式出現(xiàn)后，很多制造新理念由此誕生，最具代表性的就是計算機集成和柔性制造系統(tǒng)作用在加工領(lǐng)域當中。在智能密集型生產(chǎn)當中，它已經(jīng)顯示出了極強的作用，但很多功能和特點都還在處于開發(fā)中階段，有潛力進一步改善生產(chǎn)方式，因此是目前機械設(shè)計制造行業(yè)必然的發(fā)展趨勢[1]。

2當代機械制造業(yè)的現(xiàn)狀

當人們意識到現(xiàn)代化科學技術(shù)對機械設(shè)計制造所帶來的優(yōu)勢以后，很多企業(yè)已經(jīng)開始從其它發(fā)達國家引進先進設(shè)備設(shè)施和技術(shù)，目的是要和國際間的行業(yè)發(fā)展相接軌。雖然經(jīng)過努力我國的機械制造技術(shù)得到了明顯提升，但是和其它發(fā)達國家相比而言還存在著很大差距，各方面技術(shù)水平普遍較低?，F(xiàn)階段部分機械制造業(yè)發(fā)達的國家已經(jīng)實現(xiàn)了智能自動化，并在系統(tǒng)性能領(lǐng)域逐漸優(yōu)化、升級進而趨于成熟，最有代表性的就是計算機集成敏捷制造系統(tǒng)與并行工程，我國對這些先進的系統(tǒng)目前并未有效掌握，除了這兩種系統(tǒng)之外，還有一些諸如納米技術(shù)、激光切割加工技術(shù)以及復(fù)合加工技術(shù)等。他們的特點是在進行機械制造的時候更加精準高效，我國機械制造業(yè)市場并未成熟，技術(shù)科研縱深度欠缺，所以利用率和科研能力都還在探索和發(fā)展中階段。另外，在智能化與自動化普及率上發(fā)達國家更高，甚至已經(jīng)廣泛運用在人們的生活當中，反觀我國的智能自動化目前還并未完全普及，只在一些大型企業(yè)和國家部門中應(yīng)用，柔性制造單元與系統(tǒng)只在初級研究和使用水平界限上。從傳統(tǒng)社會到現(xiàn)代化社會制造業(yè)一直都在探尋新路徑，致力于綜合性技術(shù)過度。而要想使其能夠在市場競爭當中凸顯成效，需要從制造的時間與核心技術(shù)以及質(zhì)量這三個要素有機統(tǒng)一?？梢韵葘ξ鞣降臋C械設(shè)計制造技術(shù)科學借鑒，然后對其進一步研究，再綜合考慮，這樣就能生成屬于自己的高效機械設(shè)計制造技術(shù)，并給社會各行業(yè)的發(fā)展帶來輔助效果，在未來制造技術(shù)必然會成為國與國之間激烈競爭的核心，是必須要對其關(guān)注的。

3機械設(shè)計制造自動化發(fā)展的特點

首先是安全性特點，現(xiàn)代化機械制造業(yè)相比于傳統(tǒng)機械制造業(yè)而言安全性能進一步提高，傳統(tǒng)的機械制造業(yè)在人工的干預(yù)下不管是生產(chǎn)制造效率還是操作上都對故障處理存在缺陷，尤其是在大量的機械運轉(zhuǎn)時，需要很多工作人員共同操作才能完成，這樣一來就會增加人員風險程度，而機械設(shè)備一旦發(fā)生故障將很難繼續(xù)修復(fù)，進而影響到正常的生產(chǎn)制造。比方說傳統(tǒng)機械制造當中對于急停處理這項工作就需要人工操作，但是設(shè)備也有一定的反應(yīng)期，很多時候無法及時停止機械并處理，在急停中對電能保護效果差，會直接磨損設(shè)備的芯片或者是其中各種元件，這也為后續(xù)的機械運轉(zhuǎn)埋下了安全隱患。其次是節(jié)能性特點，機械設(shè)計制造實現(xiàn)自動化特點有著節(jié)能性，這也是綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展中首要考慮的，主要的功能效應(yīng)并不是控制成本，它也能減少對環(huán)境污染且提高工作整體效果。所以，節(jié)能是未來機械設(shè)計制造中發(fā)展的必然方向，可以推動生產(chǎn)管理效益和社會效益[2]。最后是微型化特點，傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造設(shè)備在技術(shù)落后的前提下各種設(shè)備的體積很大，會占有大量的土地面積，管理和維護保養(yǎng)都不便利，在生產(chǎn)的時候可操控性較差，甚至會出現(xiàn)同一批生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格不統(tǒng)一的情況。對于此，機械設(shè)計制造智能自動化的發(fā)展也相繼向著微型化特征發(fā)展，它所制作的產(chǎn)品參數(shù)將會統(tǒng)一，也能及時反映出設(shè)備狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障便可以顯示出來，在操作性能上也有所提高，后續(xù)的維修和保養(yǎng)都極為便利。

4自動化在機械制造當中運用的優(yōu)勢

現(xiàn)如今自動化技術(shù)的優(yōu)勢已經(jīng)顯而易見，它的出現(xiàn)對于機械設(shè)計制造業(yè)而言也是一種機遇。在實際生產(chǎn)制造的過程中使用自動化最明顯的就是可以降低人工工作量和提高工作效率，同時也能減少操作上的失誤使制造變得更高質(zhì)量。傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造業(yè)當中無論是對時間還是資源的分配都不能達到最佳效果，而且還會耗費大量的成本、資源和工作量，但自動化技術(shù)則可以把這些弊端都有效解決。還有將其投入到機械制造業(yè)以后可以改變整體結(jié)構(gòu)，它在技術(shù)設(shè)計的學科范圍上較為廣泛，除了能夠作用在機械設(shè)計制造業(yè)基礎(chǔ)上，也能與其它的相關(guān)技術(shù)性企業(yè)上也能有所運用，計算機是機械設(shè)計制造業(yè)當中各方面生產(chǎn)的輔助工具，也是核心技術(shù)，兩者之間相結(jié)合能夠在很大程度上對我國未來的諸多產(chǎn)業(yè)發(fā)展有推動作用。

5未來機械設(shè)計制造和自動化發(fā)展的趨勢

其一，智能化。在未來的機械設(shè)計制造業(yè)發(fā)展方向必然是智能化，這體現(xiàn)在制作過程中的自動性能，不再局限于人為干預(yù)操作。利用智能自動化技術(shù)可以連接計算機，使得操作上不用再耗用大量的人力，也可以整體提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。同時，計算機的廣泛運用可以生成更加完善的機械生產(chǎn)系統(tǒng)，這樣一來就可以推動智能化的發(fā)展。比方說在設(shè)備生產(chǎn)的過程中，企業(yè)建立科學的檢測系統(tǒng)，它能對設(shè)備狀態(tài)實時檢測，一旦發(fā)現(xiàn)故障可以最快速度檢測出來，避免突發(fā)情況或者意外帶來的負面影響。也要積極引進報警機制，使其能夠在發(fā)生意外的時候提前預(yù)警，避免出現(xiàn)傷亡或者是資源成本浪費[3]。其二，虛擬化。這是未來機械設(shè)計制造業(yè)實現(xiàn)自動化所體現(xiàn)出來的一種性能，對它加以利用能夠?qū)C械設(shè)計制造各環(huán)節(jié)包括細節(jié)都還原并建立真實的產(chǎn)品模型，這樣在工作當中有很強的作用?，F(xiàn)階段機械設(shè)計制造和計算機之間的融合度很高，他可以借助于計算機中的各種繪圖功能軟件進行圖紙繪畫，然后加入各種真實數(shù)據(jù)并修改，從而呈現(xiàn)出三維虛擬動態(tài)圖像，這對于日后的生產(chǎn)制造而言就能打下良好的鋪墊，因為提前預(yù)測可以把細節(jié)考慮到位，也能體現(xiàn)出那些不利因素并作出解決方案，這樣一來就會避免風險出現(xiàn)且減少資源和成本等方面投入。從根本上分析，虛擬化技術(shù)是離不開計算機技術(shù)輔助的，同時也需要互聯(lián)網(wǎng)作為載體，這三者之間互相結(jié)合才能實現(xiàn)虛擬化。其三，環(huán)?；?。當機械制造作業(yè)當中，難免會存在著資源浪費或者是產(chǎn)生部分污染物體出現(xiàn)或者排放，這對于附近的環(huán)境破壞性很強，甚至會影響到周圍的生物或者人類身體健康。比方說在機械生產(chǎn)制造過程中會排放部分污水，如果它滲透到土壤或者是河流水源之中，這種污染問題影響之大是不可預(yù)估的。在現(xiàn)代化智能自動化機械設(shè)計制造技術(shù)運用以后，無論是噪音還是污染物質(zhì)都會受到新型技術(shù)優(yōu)化處理，所排放出來的各種污染物質(zhì)在經(jīng)過處理以后還需要再次檢測，合格后才允許排放，這也迎合了綠色可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。還有就是環(huán)保理念的樹立，最重要的就是機械設(shè)計生產(chǎn)制造過程中所選用的材料，必須達到節(jié)能和綠色要求，這樣一來投入生產(chǎn)以后才能達到國家所提供的標準，也能獲得人民群眾認可，并不會污染環(huán)境，這是自動化機械設(shè)計制造業(yè)發(fā)展的未來展望[4]。其四，科技化?？萍际巧a(chǎn)創(chuàng)新的第一動力，當機械設(shè)計制造向著自動化發(fā)展的路徑基礎(chǔ)上，需要把科技作為重要的發(fā)展目標，如果在這一方面有所落后的話，那么自動化就無從談起，也不能與國際間的機械制造業(yè)相接軌。當自動化科技不斷創(chuàng)新和提高水平以后，能夠推動我國制造業(yè)的進一步完善，這對于未來機械設(shè)計制造行業(yè)發(fā)展而言，不斷提高科技便可以提升工業(yè)生產(chǎn)的整體水平和生產(chǎn)質(zhì)量，從而推動我國經(jīng)濟社會發(fā)展建設(shè)。其五，數(shù)字化。在大數(shù)據(jù)背景下，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)⒅T多信息數(shù)據(jù)集中在一起搜集、分析和處理，這都能作為機械生產(chǎn)制作的依據(jù)。在數(shù)字化技術(shù)中機械設(shè)計制造也優(yōu)化了自動技術(shù)，不僅能夠生成科研模擬實驗室，也能復(fù)制很多的樣本，不同的信息之間互相轉(zhuǎn)化，達到簡化生產(chǎn)流程的效果。其六，機電一體化。這種技術(shù)是復(fù)合型的，在目前很多技術(shù)發(fā)展當中是重要的技術(shù)組成部分，也能把不同類別的機械生產(chǎn)和電子信息技術(shù)有機融合，它的特點就是把整個生產(chǎn)變得更加高精準度和透明，還能提高生產(chǎn)安全性能。但是目前國內(nèi)的機電一體化只在部分大型企業(yè)中出現(xiàn)，所以未來發(fā)展道路還需要進一步跟進[5]。

6總結(jié)

綜上所述，把智能自動化技術(shù)運用在機械設(shè)計生產(chǎn)行業(yè)當中后，可以有效提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，降低威脅和各方面成本，但目前面對社會的飛速發(fā)展，機械設(shè)計制造業(yè)還有很長的路要走，需要相關(guān)技術(shù)人員深入創(chuàng)新和探究，從而為我國各產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供推動力。

參考文獻：

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[4]韓小佩.機械設(shè)計制造及其自動化的優(yōu)勢及發(fā)展趨勢初探[J].內(nèi)燃機與配件，2021（05）：156-157.

[5]王晶.淺談機械設(shè)計制造及其自動化特點和優(yōu)勢[J].河北農(nóng)機，2021（03）：73-74.

作者:時松 單位:安慶聯(lián)動屬具股份有限公司