機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)分析

劉太偉

摘 要：機(jī)械制造作為我國(guó)的支柱型產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展水平直接決定了國(guó)家工業(yè)化程度，經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的演變及發(fā)展，時(shí)至今日，機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域已形成了科技技術(shù)含量高、自動(dòng)化發(fā)展水平高、生產(chǎn)效率及生產(chǎn)效益高的全新格局。因此，本文結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，針對(duì)該領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)展開(kāi)論述。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造;自動(dòng)化;特點(diǎn);優(yōu)勢(shì);發(fā)展趨勢(shì)

科技是第一生產(chǎn)力，多年來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域始終堅(jiān)持這一理念，依托于先進(jìn)的高科技技術(shù)，不斷優(yōu)化生產(chǎn)制造流程、創(chuàng)新生產(chǎn)制造工藝，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)融入到設(shè)計(jì)制造全過(guò)程，推進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)

（一）簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)制造流程，裝配過(guò)程靈活高效

計(jì)算機(jī)CAD制圖技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用取代了傳統(tǒng)的人工制圖流程，加之計(jì)算機(jī)自動(dòng)預(yù)覽、自動(dòng)渲染、3D生成功能的介入，使設(shè)計(jì)流程更為簡(jiǎn)化。同時(shí)，過(guò)去設(shè)計(jì)制造過(guò)程需要投入大量的人力資源，而且單位時(shí)間內(nèi)的工作效率與現(xiàn)在相比，存在較大差距，尤其在裝配機(jī)械設(shè)備內(nèi)部組件時(shí)，技術(shù)人員事先將安裝程序?qū)懭胗?jì)算機(jī)，然后發(fā)出安裝指令，系統(tǒng)在程序指令的控制下，能夠自動(dòng)完成各個(gè)組件的裝配過(guò)程，生產(chǎn)效率大幅提升，裝配精準(zhǔn)度也有了質(zhì)的飛躍[1]。此外，針對(duì)機(jī)械類(lèi)型的不同，各種機(jī)械的技術(shù)參數(shù)、連接方式都存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，在設(shè)計(jì)時(shí)，只需要調(diào)出數(shù)據(jù)庫(kù)，尋找與之相匹配的參數(shù)，就可以輕松完成設(shè)計(jì)過(guò)程，大大縮短了設(shè)計(jì)與制造周期，直接給生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造了可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）可編程自動(dòng)控制的特點(diǎn)

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，可編程控制系統(tǒng)與數(shù)字控制系統(tǒng)是支配整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，編程人員結(jié)合機(jī)械設(shè)備的性能、尺寸、技術(shù)參數(shù)，預(yù)設(shè)程序代碼，通過(guò)軟件或者人工輸入的形式，輸入到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，然后與數(shù)據(jù)庫(kù)中的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和匹配，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的順序加工，而且每一個(gè)產(chǎn)品都具有相同的功能參數(shù)。這種可編程自動(dòng)控制的特點(diǎn)也可以拓展機(jī)械設(shè)計(jì)制造的范圍，生產(chǎn)出的產(chǎn)品更具多樣性與實(shí)用性。

二、機(jī)械設(shè)備制造及其自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)分析

（一）提升生產(chǎn)效率，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益

機(jī)械制造的自動(dòng)化流水線(xiàn)取代了過(guò)去的人為操作流程，只需要在每一個(gè)生產(chǎn)制造關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)配備過(guò)程監(jiān)督管理人員即可，系統(tǒng)操作終端也只需要配備一到兩名操作人員。如果采用傳統(tǒng)的加工制造模式，系統(tǒng)只能夠識(shí)別單一的產(chǎn)品型號(hào)，當(dāng)遇到設(shè)計(jì)圖紙變更的情況時(shí)，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整工作參數(shù)，不僅增加了工作量，而且產(chǎn)品精度也受到影響。而自動(dòng)化生產(chǎn)流水線(xiàn)利用智能化的中央處理器，能夠?qū)Χ鄥?shù)、多品種、大批量的產(chǎn)品同時(shí)進(jìn)行加工生產(chǎn)加工，即節(jié)約了時(shí)間，也為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。

（二）自動(dòng)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量，及時(shí)排查系統(tǒng)故障

在生產(chǎn)過(guò)程中，由于系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，系統(tǒng)內(nèi)部零件受到長(zhǎng)時(shí)間磨損作用，極易損壞，造成系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)停止，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)進(jìn)度。而自動(dòng)化流水線(xiàn)在生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，能夠?qū)ιa(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督，如果發(fā)現(xiàn)零件損壞或者系統(tǒng)故障，系統(tǒng)第一時(shí)間將故障信息反饋給操作終端，操作人員接收到預(yù)警信號(hào)后，根據(jù)應(yīng)急響應(yīng)措施及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，排查故障隱患，確保生產(chǎn)過(guò)程不受到任何影響。

產(chǎn)品質(zhì)量是機(jī)械制造企業(yè)的生存和發(fā)展之本，過(guò)去，產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)過(guò)程完全依賴(lài)于質(zhì)檢人員，通過(guò)肉眼觀(guān)察、觸摸、儀器測(cè)定等方法檢測(cè)產(chǎn)品的質(zhì)量，不但費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，而且檢查效果也不盡人意。當(dāng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化后，計(jì)算機(jī)內(nèi)部的預(yù)警監(jiān)控裝置可以隨時(shí)隨地檢測(cè)產(chǎn)品的質(zhì)量，終端操作人員只需要借助于可視屏幕實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，既能保證監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)精準(zhǔn)無(wú)誤，同時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量也得到切實(shí)保障。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析

（一）人工智能的發(fā)展趨勢(shì)

二十一世紀(jì)，人類(lèi)進(jìn)入信息化、智能化時(shí)代，而機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域也正逐步朝著這一方向發(fā)展和前行，尤其在近幾年的汽車(chē)制造行業(yè)，機(jī)械手、車(chē)間機(jī)器人已經(jīng)得到普遍推廣和使用，整個(gè)設(shè)計(jì)制造流程幾乎看不到人的身影，既而出現(xiàn)了大量的無(wú)人班組、無(wú)人車(chē)間，生產(chǎn)制造全程全部由機(jī)器人來(lái)完成。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的無(wú)人操控時(shí)代必將成為引領(lǐng)時(shí)代發(fā)展的一股全新的工業(yè)生產(chǎn)潮流。

（二）節(jié)能降耗的發(fā)展趨勢(shì)

環(huán)境污染已日漸成為當(dāng)下乃至未來(lái)工業(yè)生產(chǎn)中亟需面對(duì)和解決的問(wèn)題，就目前的機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域來(lái)看，雖然自動(dòng)化生產(chǎn)水平有了大幅提升和改進(jìn)，但是與環(huán)境之間也形成了一個(gè)對(duì)立面，面對(duì)這種形勢(shì)，這一領(lǐng)域在未來(lái)發(fā)展進(jìn)程當(dāng)中，節(jié)能降耗的環(huán)保理念必將成為行業(yè)的主導(dǎo)戰(zhàn)略思想，尤其在污染物排放、噪聲污染、資源能源節(jié)約方面，借助于信息化、智能化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)全程無(wú)污染生產(chǎn)，同時(shí)降低資源能源損耗，使機(jī)械制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益雙豐收[2]。

（三）模擬化發(fā)展趨勢(shì)

在未來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)家可以借助于信息共享平臺(tái)，進(jìn)行遠(yuǎn)程技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)交流，對(duì)方的技術(shù)成果可以轉(zhuǎn)化為真實(shí)的模型，通過(guò)這種成熟的建模技術(shù)，可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行機(jī)械零件的模擬設(shè)計(jì)，這種高效的傳輸與模擬技術(shù)，節(jié)省了大量時(shí)間與財(cái)力，對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新、產(chǎn)品技術(shù)成果展示起到積極的促進(jìn)作用。

結(jié)束語(yǔ)：

改革開(kāi)放四十年來(lái)，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域取得了累累碩果，自動(dòng)化發(fā)展水平很好的驗(yàn)證了“中國(guó)速度”，并且也逐步拉近了與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。新時(shí)代、新形勢(shì)下，機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)充分利用自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)人員與技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)一步夯實(shí)計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)，始終秉持與時(shí)俱進(jìn)的態(tài)度，汲取先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)出具有時(shí)代特點(diǎn)、科技含量高、實(shí)用功能強(qiáng)大的機(jī)械產(chǎn)品，為我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速健康發(fā)展注入生機(jī)與活力。

參考文獻(xiàn)：

[1]周嶺南，孔祥.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019（2）：3296.

[2]王巖.試論機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)[J].數(shù)碼世界，2018（5）：158.