浅析机械设计制造及其自动化的发展

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摘要：21世纪以来，中国工业经济发展突飞猛进，机械设计制造及其自动化的应用迎来空前发展机遇。特别是以计算机技术为基础的自动化技术的应用，使得机械制造智能化程度越来越高，对其他相关各领域的促进作用也越来越明显。人工智能时代的机械设计制造及其自动化在提升产品生产效率、缩短生产时间、降低人工成本方面表现突出。本文中，笔者就机械设计制造与自动化技术的应用现状、技术优势等为出发点展开研究，并着眼于实际对其未来发展前景进行展望。
关键词：机械设计制造；自动化；发展
一、机械设计制造及其自动化的特点及优势
（一）环保性
相比于机械设计制造及其自动化的智能化发展，传统的机械设计制造业在实际的发展中存在诸多不足与问题。尤其是传统的机械设计制造行业对人的依赖性非常强，而且在实际的操作中人工操作难免出现这样那样的失误与过失，从而增加次品率，浪费生产资源增加生产成本。根本上来讲，传统的机械设计制造业对环境有一定的损害。而在机械设计制造及其自动化的智能发展时代，诸多问题可以避免，具有更高的环保性。现代机械设计制造及其自动化弱化了其对专业人员的依赖性，主要依靠电脑程序进行系统设计，降低了机械设计制造的出错率，提高设计操作的正确率，生产出的产品质量高，而且生产效率高，为企业节约了能源成本。此外，机械设计制造及其自动化充分利用先进的空气净化技术等，使产品生产具有更强的环保性，减少环境污染，有利于实现绿色可持续发展[1]。
（二）安全性
相对于当代的自动化机械而言，传统意义上的机械生产更多的依赖于人工控制和操作。当机械在生产某一环节出现问题时，传统机械生产只能根据有经验的工人对问题环节进行主观判断和改良维修等，不但过分依赖于主观经验，也增加了机械使用过程中损耗的概率；而对于自动化机械生产，每个生产步骤都是由电子组件进行控制，机械本身可以在出现问题时进行自动保护、自动诊断、自动报警和自动监視，在第一时间最大程度的保障了生产安全和生产流程的正常运行。相较于传统的机械生产，自动化机械生产有效避免了因人为判断失误而产生的不必要生产损失，大大减少了生产过程中可能造成的人员伤亡和生产事故的发生，降低了机械的损耗率，延长了机械的使用年限，节约了生产成本[2]。
二、机械设计制造及其自动化的发展
（一）微型化
在历经无数工业革命和不断发展后，我们会发现，任何一种生产工具似乎都会经过外形由大变小的过程。电子计算机从原始的一间屋子的大小逐渐演化成现在的笔记本电脑；曾经的织布机，经历了脚踏缝纫机后，现在甚至可以微缩到手掌大小，机械设计制造的发展也不例外。自二十世纪八九十年代开始，人们已经有了发展微型机械的想法。虽然由于相应门类部件的精密制作，原料供给，产出实用性等一系列难题，使得机械制造微型化发展缓慢，但是改良大型机械的内部构造，使其组成部件更加精密，缩小机械的体积，减少能源的消耗，让机械运转可以更加灵活轻便，易于操作已成为当下机械设计制造领域热门的研究课题。我们也相信，在不久的将来，机械制造微型化领域必定会取得可喜的成果。
（二）模块化
机械设计制造及其自动化在模块化设计的推动下，能够适应时代的需要加速发展。鉴于机械自动化产品分为不同的类别，那么在设计机械自动化产品单元接口的时候，要充分考虑到产品的符合产品类别的各项接口，模块化设计就是为了适应这一需求。特别是对于新产品的研发，在扩大生产规模的同时，还要对于产品单元进行标准化设计。机械自动化产品的单元包括机械接口、环境接口、电气接口以及动力接口等等，那么在进行接口设计的时候，要充分地考虑到通用性，以促进机械产品的系列化发展。比如，新研制的机械设备要实现包括控制单元，如测距、图形处理以及图像的识别；动力单元，如智能减速、电动机减速等等；以及各项典型操作，就要设计保准单元，以利于各项单元的有效实施。可见，模块化能够突出产品的巨大优势，以利于机械自动化产品的技术创新[3]。
（三）智能化
随着社会科学技术的不断发展，智能化是机械设计制造自动化重要的发展趋势。机械设计制造自动化会利用多种科学技术与电子科技结合在一起，从而使自动化生产达到半机械半自动化的生产模式，并利用电子技术扩充自动化机械的功能，建立完善制造结构体系，使生产流程规范化、系统化，从而有效提高生产质量和效率。智能化是当前社会发展的重要方向，智能化制造可将工业生产的过程进行智能控制，通过利用计算机技术设定好的程序与机械生产过程连接起来，从而有效强化生产效率。随着智能技术的发展，我国密集型产业可能会朝着无人化工厂方向发展，以减少生产过程中人为因素的影响，从而推动工业制造行业的发展。例如，在机械设计制造自动化中，可利用动力学、程序学、心理学、人工智能学、自动控制学等原理，开发程序，让机械自动化产品具有智能功能，能对相关生产过程进行判断并进行对应的处理，如将生产中有瑕疵的产品剔除而留下合格产品等[4]。
（四）绿色化
工业化发展促进了经济繁荣，与此同时也对于环境带来了严重的负面影响。日益严重的环境污染，日渐减少的自然资源。人们已经逐渐地意识到生态环境保护的重要性，意识绿色环保、低碳生活成为了发展理念影响到全社会乃至全球。在社会经济发展进程中，在绿色环保理念的影响下，各种绿色产品应运而生。其目的是为了有效地减少环境污染以及由于人为的因素而造成的环境破坏，以实现资源的有效利用。在机械制造业，绿色环保意识也很自然地注入其中。特别是在制造业产品所涉及的各个环节，包括产品的构思与设计，产品的制造、销售以及产品的使用和维修等等，都离不开绿色环保理念，即便是机械产品的回收阶段和再利用或者再制造阶段，都要首先考虑到环境保护。产品的制造必然要与环境相适应，那么，机械设计制造及其自动化向“绿色”自动化发展成为了必然的发展趋势。
三、结束语
综上所述，机械设计制造及其自动化增强了机械设备的稳定性和可靠性，使现代机械不断走向微型化、模块化、智能化和绿色化。相关工作人员应清醒的认识到机械自动化设计制造的重要性，不断创新和探索，不断拓宽机械设计制造及其自动化的新发展方向，为其发展提供源源不断的动力支持。
（作者单位：1.沈阳航新非标设备制造有限公司；2.沈阳鼎宏科技有限公司）
参考文献
[1]机械设计制造及其自动化的设计相关研究[J].王文哲.山东工业技术.2017（02）.
[2]机械设计制造自动化发展方向[J].李郑临.设备管理与维修.2017（11）.
[3]机械设计制造及其自动化的发展方向[J].侯雪华.科技传播.2014（21）.