淺析機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

易義軍

（湖南省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410007）

淺析機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

易義軍

（湖南省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410007）

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造需要使用大量勞動(dòng)力，不僅生產(chǎn)成本比較高，而且生產(chǎn)效率比較低，很難適應(yīng)新時(shí)期社會(huì)發(fā)展需要。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，能夠有效提高機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)效率。對(duì)此，本文首先對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化以及機(jī)械設(shè)計(jì)制造原則進(jìn)行了介紹，然后對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的不足進(jìn)行了分析，并且對(duì)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向進(jìn)行了詳細(xì)探究。

機(jī)械設(shè)計(jì)；制造；自動(dòng)化

1 引言

現(xiàn)代機(jī)械是由計(jì)算機(jī)中的信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)以及控制部分所構(gòu)成的，一般被應(yīng)用于機(jī)械力、運(yùn)動(dòng)及能量流等相關(guān)機(jī)械系統(tǒng)中，與機(jī)械一體化的要求相一致，因此，可以將現(xiàn)代機(jī)械理解為機(jī)電一體化。機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造以及自動(dòng)化的過程，指的是以機(jī)械與電子技術(shù)為構(gòu)成核心，并綜合運(yùn)用多種科學(xué)技術(shù)。對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)行深入研究，具有十分重要的意義與作用。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的概述

機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化是由多種技術(shù)結(jié)合而成的，涉及到工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、電子技術(shù)等，是提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平的重要因素。通過機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的技術(shù)革命，提高了機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能性，促使機(jī)械設(shè)計(jì)制造能夠符合當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造的技術(shù)要求，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造原則

3.1 滿足對(duì)機(jī)器的功能要求

企業(yè)在生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備前，首先需要結(jié)合實(shí)際需要，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行制造，一般要求具備機(jī)械設(shè)備具有一些重要功能，機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的種類是不同的，因此，其功能性能也具有一定的區(qū)別。具體而言，要求所輸入的物質(zhì)和信息等內(nèi)容能夠通過一定的處理方式，輸出至能夠符合人們所需要的物質(zhì)和信息等內(nèi)容。因此，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，要求其同樣具備相應(yīng)的功能，簡(jiǎn)而言之，需要對(duì)所輸入的物質(zhì)以及信息等要素進(jìn)行有效處理，并將其轉(zhuǎn)化為具有相應(yīng)特性的物質(zhì)內(nèi)容。

3.2 運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新

根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品或者系統(tǒng)的功能性差異，可以將產(chǎn)品以及系統(tǒng)進(jìn)行分類處理，通常情況下，可以分為以物料搬運(yùn)、加工為主的各類機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)加工；以能量轉(zhuǎn)換為重點(diǎn)，能夠通過輸入一定的能量或者信息，進(jìn)而產(chǎn)生各類能量的系統(tǒng)機(jī)械，即動(dòng)力機(jī)；以信息處理為主要功能，能夠?qū)⑤斎氲男畔⒒蛘吣芰哭D(zhuǎn)化并輸出為某一種信息的機(jī)械，比如各類儀器、傳真機(jī)、計(jì)算機(jī)等辦公類機(jī)械。主要功能性不同的加工機(jī)械設(shè)備，其運(yùn)行方式也有一定的區(qū)別，根據(jù)上述區(qū)分方法，可以產(chǎn)生出各類用途不同的機(jī)械設(shè)備。比如，可以進(jìn)行金屬切削的機(jī)床，其是根據(jù)工件與刀具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而形成的切削作用原理進(jìn)行工作的，所以，不同的工件與刀具之間的運(yùn)行方式是不同的，機(jī)床用途的差異性在一定程度上就表現(xiàn)在這一方面。綜上所述，機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化的發(fā)展前景十分廣闊，為了促進(jìn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造的創(chuàng)新發(fā)展，應(yīng)該大力推廣應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。

4 傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的不足

4.1 工作環(huán)境差

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，需要雇傭大量勞動(dòng)力，為了有效降低生產(chǎn)成本，一般會(huì)采用壓縮生產(chǎn)場(chǎng)地的作用，而這就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)線布置過于緊湊。在機(jī)械設(shè)備制造過程中，大量的勞動(dòng)力需要聚集在一起進(jìn)行機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)加工，車間噪音污染和粉塵污染很難得到有效控制，而這就會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)人員的身心造成嚴(yán)重傷害。除此以外，機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)車間管理難度大，一般采用粗放式的管理模式，在日常工作中，很多規(guī)章制度和安全操作規(guī)程執(zhí)行難度較大，這就會(huì)造成巨大的安全隱患，一旦發(fā)生危險(xiǎn)事故，工作人員很難快速、安全的疏散，很難保證工作人員生命財(cái)產(chǎn)安全。

4.2 生產(chǎn)效率低

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造一般需要人力來完成，對(duì)于每種產(chǎn)品部件都需要安排相應(yīng)的技術(shù)工種進(jìn)行生產(chǎn)操作，然后再將所有的部件進(jìn)行組裝、焊接，從而形成機(jī)械設(shè)備整體。由于操作環(huán)節(jié)比較多，因此，機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)很難統(tǒng)一，機(jī)械設(shè)備的各個(gè)零配件之間匹配誤差較大，組裝難度就很大。除此以外，工作人員的精力是有限的，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間、高負(fù)荷的體力勞動(dòng)后，勞動(dòng)效率和工作質(zhì)量都會(huì)大幅度下降，而這就會(huì)造成機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)生產(chǎn)整體效率下降。

4.3 產(chǎn)品質(zhì)量不高

在機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，操作精度和尺寸精度控制難度比較大，而且人力無法與機(jī)器相比較。在精細(xì)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，需要對(duì)全過程進(jìn)行嚴(yán)格控制，因此，生產(chǎn)操作必須精準(zhǔn)，而這對(duì)于生產(chǎn)工作人員的操作技術(shù)要求很高，但是，在日常生產(chǎn)工作中，工作人員會(huì)受到各種因素的影響，工作穩(wěn)定性比較差，很容易出現(xiàn)技術(shù)失誤的問題?，F(xiàn)如今，工作人員的工作時(shí)間不斷增加，這就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)工作失誤的可能性也隨之增加，而這就會(huì)在很大程度上影響工作人員的操作質(zhì)量，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)精度無法得到有效控制。

5 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向

5.1 機(jī)電一體化的發(fā)展

通過全面提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造能力，能夠有效改善機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化生產(chǎn)水平，進(jìn)而改善機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率。機(jī)電一體化的進(jìn)一步推展，可以有效促進(jìn)生產(chǎn)工藝的提升，確保機(jī)械設(shè)備科學(xué)生產(chǎn)的根本目的得以實(shí)現(xiàn)。新時(shí)期，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步提升，創(chuàng)造機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展，可以有效的改善工作效率，促進(jìn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造經(jīng)濟(jì)效益的提升。

5.2 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)生活中不可缺少的東西，在有些領(lǐng)域，不需要專業(yè)人員在場(chǎng)就可以解決所遇到的問題就，因此，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)化也是一種發(fā)展前景。雖然目前機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化已經(jīng)在一定程度上與網(wǎng)絡(luò)接軌，但在實(shí)際的生產(chǎn)過程中并沒有達(dá)到理想的網(wǎng)絡(luò)化。比如，利用機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，一定會(huì)或多或少的遇到一些事故。通常情況下，專業(yè)的技術(shù)人員不可能每一天都在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的，設(shè)計(jì)人員更是不可能，這時(shí)候只能將設(shè)備停機(jī)，嚴(yán)重的影響了生產(chǎn)效率，而這就體現(xiàn)出機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化沒有實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。因此，只有實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化就能夠避免上述問題的發(fā)生，即使相關(guān)的專業(yè)人員不在現(xiàn)場(chǎng)，同樣的可以通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來達(dá)到解決問題的目的，由此可見，進(jìn)一步結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制的網(wǎng)絡(luò)化是必然趨勢(shì)。

5.3 智能化

智能化是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的重要發(fā)展方向，智能化需要建立在自動(dòng)化控制理論的基礎(chǔ)上，科學(xué)的對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，促使自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自主的判斷、推理和決策、思維能力等，有效的提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的控制水能力，實(shí)現(xiàn)人與智能化的機(jī)械合作互動(dòng)，促使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化能夠更高的實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的控制，全面落實(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化。

5.4 生產(chǎn)模塊化生產(chǎn)

將機(jī)械化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變成模塊化的體驗(yàn)過程中難度比較大，機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程是十分繁瑣的，因此，只有科學(xué)合理的規(guī)劃才能夠保證每項(xiàng)工作節(jié)點(diǎn)都能夠順利實(shí)施，進(jìn)而提升總體效率，促進(jìn)機(jī)械功能的提升。對(duì)于機(jī)械的鏈接，以及機(jī)械的自動(dòng)化生產(chǎn)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶幚?，保證每個(gè)環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性，就能夠充分的掌握模塊化生產(chǎn)理論，完善初械化生產(chǎn)的發(fā)展前景。

5.5 生產(chǎn)微型化

為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的微型化，就是需要符合國(guó)家和經(jīng)濟(jì)體系的進(jìn)一步發(fā)展，利用微電子的模式進(jìn)行機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造生產(chǎn)，而這也符合時(shí)代發(fā)展需要以及科學(xué)技術(shù)進(jìn)步要求。在機(jī)械設(shè)計(jì)的初期，考慮到機(jī)械使用的便利性，將機(jī)械的體積設(shè)計(jì)到盡量小的范圍內(nèi)，節(jié)約機(jī)械生產(chǎn)所需能源。

5.6 擬人化

擬人化是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的重要發(fā)展方向之一，擬人化的發(fā)展方向促使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化過程中，能夠更加重視產(chǎn)品與人之間的關(guān)系，促使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化生產(chǎn)更加符合人們的生活需求。

5.7 環(huán)?；?/p>

現(xiàn)如今，重工業(yè)發(fā)展迅速，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境日益惡化，環(huán)保儼然已經(jīng)成為全球關(guān)注的話題，各個(gè)國(guó)家都在從各個(gè)方面采取強(qiáng)制性措施來減少污染，致力于改善生態(tài)環(huán)境，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)領(lǐng)域中，環(huán)保至關(guān)重要。以往的機(jī)械制造業(yè)主要是以生產(chǎn)為目的，對(duì)于環(huán)境從未做過考慮，但是現(xiàn)如今必須順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，不僅需要提高生產(chǎn)力，而且還應(yīng)該加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)在設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，必須堅(jiān)持環(huán)保的思想，最大限度的提高對(duì)資源的利用效率，避免資源浪費(fèi)同時(shí)選擇那些零污染或低污染的新型材料，為人類和自然的和諧統(tǒng)一做出貢獻(xiàn)。

6 結(jié)語

綜上所屬，機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化對(duì)于設(shè)備生產(chǎn)、企業(yè)發(fā)展以及社會(huì)發(fā)展都發(fā)揮著十分重要的作用。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展方面，應(yīng)該推進(jìn)其朝向機(jī)電一體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、體驗(yàn)?zāi)K化生產(chǎn)、生產(chǎn)微型化以及擬人化方向發(fā)展，同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，促進(jìn)社會(huì)各行各業(yè)良性發(fā)展。

[1]張寶坤，王淑霞，王艷.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向[J].化工裝備技術(shù)，2011（4）：48～54.

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[3]王琪，胡海燕.基于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化未來發(fā)展方向的探究與思考[J].電子世界，2014（16）：93.

TH122

A

1004-7344（2016）23-0329-02

2016-7-23

易義軍（1979-），男，工程師，大專，主要從事機(jī)電安裝工程施工及建筑工程施工工作。