未來機械設計制造及其自動化的發(fā)展趨勢

桑立新 丁樞新

摘要：社會發(fā)展對機械設計制造行業(yè)提出了更嚴峻的要求，因此傳統(tǒng)的機械設計制造行業(yè)不能夠再滿足高新技術行業(yè)的應用制造需求，伴隨著新的機遇和挑戰(zhàn)，未來機械設計制造行業(yè)的發(fā)展需充分掌握現代化信息技術要點，不斷提升行業(yè)整體水平，助力于機械設計制造的創(chuàng)新發(fā)展。本文對機械設計制造及其自動化的概念和優(yōu)勢進行簡述，并指出未來機械制造及其自動化的發(fā)展趨勢，希望能夠為有關工作人員提供參考。

關鍵詞：機械設計制造;自動化;未來發(fā)展

中圖分類號：TH161? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）12-0154-02

0? 引言

隨著技術的持續(xù)創(chuàng)新，越來越多的技術被引入到機械設計制造及其自動化當中，融合智能技術、信息技術和數字化技術等，進一步提升了機械設計制造及其自動化的生產質量，技術性、智能性等特征更加明顯，在諸多行業(yè)領域中都得到了甚為廣泛的應用。而在這樣一種大發(fā)展背景下，未來機械設計制造及其自動化還會發(fā)生怎樣的改變，又會走向什么樣的發(fā)展趨勢，還需結合技術和市場發(fā)展實況開展全面、綜合的分析和探究。

1? 機械設計制造及其自動化的概念

機械設計制造及其自動化是機械制造的基礎組成部分，屬于新時期的新興行業(yè)與學科，在我國國民經濟結構中占據較為重要的地位，為國民經濟的發(fā)展奠定技術基礎，提供技術裝備，因此許多國家也將機械設計制造及其自動化的水平作為展示綜合實力的體現。一般來說，機械制造指的是對一些機械設備的生產制造過程，包括農業(yè)機械、化工機械、儀表器具、動力機械和工廠所用機械設施、航空航天所需機械設備等，運用原材料按照既定的設計要求與功能要求制作為機械設施成品。而機械設計制造及其自動化則是在此機械制造基礎上進行了拓展和完善，其中包括機械制造與機械設計、機械自動化，指的是在機械制造之前對其進行相應的設計工作，之后利用自動化技術開展機械制造工作，是對機械制造過程的優(yōu)化與改進。并且，自動化技術應用前提下，制造操作更加便捷、精準和迅速，具有較好的優(yōu)勢作用。

2? 機械設計制造及其自動化的優(yōu)勢

2.1 具有較強的技術綜合性

機械設計制造及其自動化實現了機械技術和信息化技術的充分融合，展現出較強的技術綜合性優(yōu)勢。機械設計制造及其自動化中除了在機械制造行業(yè)中發(fā)揮作用之外，在自動化、電子以及機械設計等行業(yè)中也具有一定的優(yōu)勢，可以為不同行業(yè)領域提供技術支持，推動機械設計制造及其自動化的發(fā)展，能夠更進一步彌補和豐富機械制造的不完善性，以便于為相關企業(yè)提供系統(tǒng)性的服務。

2.2 利于提高生產效率

傳統(tǒng)機械制造生產中較多采用人力資源開展工作，與機械自動化相比，不僅要投入大量的人力成本，還極易出現制造問題，生產技術不夠統(tǒng)一，生產出來的機械設備問題較多。而機械設計制造及其自動化則可以將生產線完全轉化為自動生產，運用統(tǒng)一的技術實施機械制造工作，既能夠保障機械制造生產的有序性，也能夠減少人力成本的投入，有效減少生產過程中的人工操作風險，并且極大程度上提高機械制造的生產效率，為生產目標的實現提供保障。

2.3 規(guī)避資源浪費問題的發(fā)生

機械設計制造及其自動化的技術性更加精準，在傳統(tǒng)機械制造工作中一旦遇到精細化的機械設備制作，很容易出現制造失誤問題，細節(jié)處理不到位而無法滿足設備使用需要，導致資源浪費問題的出現。而通過機械設計制造及其自動化的應用可以開展精細化制造工作，減少生產細節(jié)把控不準問題，而規(guī)避資源浪費問題的發(fā)生。

2.4 可實現自動監(jiān)督和自動控制

機械設計制造及其自動化中為發(fā)揮其自動化技術作用，在其中設置有自動控制裝置以及自動監(jiān)督裝置，能夠根據相關技術參數或時間參數對機械制造實現自動監(jiān)控。通過自動監(jiān)督裝置、自動控制裝置可以及時發(fā)現生產中的問題，然后自動停止相應的運轉部分，對故障問題進行原因檢測后反饋信息至控制系統(tǒng)，方便技術人員的優(yōu)化和修補。

3? 未來機械設計制造及其自動化的發(fā)展趨勢

3.1 機電一體化發(fā)展趨勢

機電一體化發(fā)展趨勢是當前機械設計制造及其自動化中最典型的代表方向，科技的革新和信息技術的發(fā)展，對機械設計制造注入了新的活力，并且在一定程度上也推動了機械技術的創(chuàng)新進步。生產實踐中，數控設備的應用是非常普遍的，其中融合了機械生產和計算機技術，將傳統(tǒng)單一機械生產活動進行了改變，當前大多數生產活動中都采用了這種半自動半機械的生產模式，極大程度上提升了生產效率和生產質量，是機械自動化的基礎表現之一。但是再從實踐角度來看，半自動半機械化技術的應用中也存在諸多不足之處，未來的機械設計制造及其自動化發(fā)展中還需要進一步優(yōu)化對技術的合理應用，使機械生產和計算機技術可以更好的融合，而真正實現機電一體化的發(fā)展目的，提升機械制造的生產效率和效果。在機電一體化發(fā)展趨勢下，機械制造的整個行業(yè)也會發(fā)生變化，得到持續(xù)性、變革性的優(yōu)化，促使生產模式得到完善，在生產質量不斷提升的基礎上還可以大大降低人力資源的投入，利于生產目標的實現。

3.2 綠色環(huán)保發(fā)展趨勢

伴隨著技術發(fā)展，資源問題和環(huán)境問題也越來越突出，在許多生產過程中都存在資源浪費現象和資源污染現象，導致整個生態(tài)環(huán)境都面臨著十分險峻的困境，對人類的生存發(fā)展也產生了嚴重不良影響，因此在這樣一種發(fā)展背景下，社會對生產活動的開展提出了更高標準的綠色環(huán)保要求，強調生產工業(yè)中需重視對資源的節(jié)約和對環(huán)境的保護。機械設計制造及其自動化的未來發(fā)展也應該堅持這一發(fā)展要求和發(fā)展原則，積極樹立綠色發(fā)展理念，倡導環(huán)保意識和環(huán)保行動，在機械設計、機械制造和自動化技術義應用中充分考慮到環(huán)保性，如可以將所設計的機械產品中增加綠色環(huán)保技術，以最小資源消耗量滿足機械制造需求，并提高資源的二次重復利用率，對于生產中所產生的污染物進行規(guī)范處理，避免對周圍環(huán)境產生危害，從而達到綠色發(fā)展的環(huán)保目標，推動社會的綠色發(fā)展。

3.3 模塊化發(fā)展趨勢

機械設計制造及其自動化的產品類型豐富，所具有的功能也各式各樣，而不同功能的發(fā)揮又常常借助不同的模塊進行控制，如機械電力接口、電氣接口等分別在發(fā)揮不同的功能，其應用標準以單元形式為主，但是不同功能的發(fā)揮應用又不易被集中，依然是由不同的模塊進行分塊式的功能發(fā)揮，因此研究過程中存在困難性。例如，在對自動化技術的應用過程中，常有單一圖像處理模塊、定量模塊、定位模塊和定距模塊等，這些模塊相互分離，獨立發(fā)揮作用。因此，在未來的機械設計制造及其自動化發(fā)展中，模塊化依然會成為一種熱門的發(fā)展趨勢，除了將模塊化功能實現進一步優(yōu)化和強化之外，也會朝向模塊集約化發(fā)展，在保持模塊單元結構不變的基礎上，更好的實現彼此之間的融合，以發(fā)揮更優(yōu)的功能作用。

3.4 數字智能化發(fā)展趨勢

機械設計制造及其自動化本身就具有一定的智能化特征，特別是和以往機械制造技術相比之下，其智能化特征更加突出。智能化優(yōu)勢的展現正是信息技術發(fā)展應用的表現之一，信息技術的廣泛發(fā)展促使各種數字化技術被引入機械設計制造當中，在計算機技術的充分應用基礎上，繼續(xù)融合了人工智能技術，進一步強化了機械設計制造的技術水平，并且也拓展了其技術能力，設計制造出具有強大功能價值的機械產品，不僅可以輔助人們完成一些基礎性的機械工作任務，還能夠幫助人們完成復雜度、危險性更高的工作，極大程度上提升機械設備工作的質量與效率。數字智能化是機械設計制造及其自動化的未來發(fā)展趨勢，將自動化技術和數字技術相融合，把機械制造生產過程中產生的各種數據轉化為數字信息進行傳遞和共享，并采用數字化方式對數據進行分析處理，能夠更加全面的掌握機械生產的情況，并根據既定的標準參數對比，可以及時發(fā)現機械制造中存在的問題，并進行自動優(yōu)化，可以有效保障機械設備的產品質量安全。在數字信息時代深入發(fā)展的前提下，數字化技術被應用于諸多領域，機械設計制造及其自動化的數字智能化發(fā)展可以適合并滿足未來社會發(fā)展前景需要。

3.5 微型化發(fā)展趨勢

微型化也是未來機械設計制造及其自動化的發(fā)展趨勢之一，微型化主要指的是所生產制造的機械設備將會更多被應用于微觀領域，而不是局限在傳統(tǒng)大型機械設備的印象中。微型化的機械設備更趨近于高精端技術層面，其體積相對較小，所需損耗的能量不多，并且還具有攜帶方便、運輸便捷、應用范圍廣等優(yōu)勢。目前，應用微型機械設備的領域主要集中在軍事、醫(yī)療和其他安全工作領域，如在醫(yī)療事業(yè)中，許多疾病的診治過程中都需要應用到精細的醫(yī)療設備，特別是對人體內部開展手術時，更加重視醫(yī)療設備的易操作性，而微型化的機械設備可以為其提供更好的幫助。因此，在國際實力競爭日漸激烈的背景下，微型化機械設備也極有可能成為實力競爭的內容元素，而機械設計制造及其自動化就必然會朝著的微型化的方向和趨勢進行發(fā)展。此外，需要明確一點，微型化機械設備由于其能精細化的特點，在實踐操作中對技術人員具有極高的技術和素養(yǎng)要求。

3.6 3D打印技術發(fā)展趨勢

3D打印技術是隨著科技發(fā)展而產生的，其對機械設計制造及其自動化技術的發(fā)展具有革新性的影響作用。3D技術具有成本低、精度高、生態(tài)環(huán)保等優(yōu)勢，不僅可以為機械設計制造創(chuàng)造更大的利潤空間，還能夠借助新型材料的應用提高機械產品的制作質量，降低污染問題發(fā)生概率。利用3D打印技術，在機械設計制造過程中就能夠以計算機設備和3D打印技術相融合為基礎，將所設計的機械產品數據信息直接轉化為打印參數，進而在技術優(yōu)勢支持下將其生成具體的機械產品，這一過程中省去了多項工作環(huán)節(jié)，并且針對復雜度更高的機械設計制造產品，其都能夠準確的以高精度的形式將其具體呈現出來，在提高生產制造效率方面也發(fā)揮著積極作用。隨著科學技術的升級革新，3D打印技術必然也會隨之進行優(yōu)化，因而，在機械設計制造及其自動化的未來發(fā)展中，3D打印技術依然會成為熱度突出的發(fā)展趨勢之一。

4? 結束語

綜上所述，傳統(tǒng)機械設計制造與當前社會生產發(fā)展不再相適用，因此出現了機械設計制造及其自動化的學科，將機械技術與信息技術、科學技術相融合，優(yōu)化了機械設計、機械制造和自動化技術的應用價值，不僅可以提升生產效率，還具有較強的綜合性，能夠規(guī)避資源浪費問題，實現自主監(jiān)督控制，展現出明顯的應用優(yōu)勢。隨著技術的發(fā)展和社會需求的變化，未來時期內機械設計制造及其自動化會呈現出機電一體化、綠色環(huán)保、模塊化、數字智能化和微型化的發(fā)展趨勢，其技術水平會大幅度提升，功能也會繼續(xù)豐富，從而能夠拓展其應用前景和應用范圍。

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