吳 濤

（甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅嘉峪關(guān) 735100）

0 引言

機(jī)械設(shè)計(jì)制造是制造業(yè)中的重要組成部分，對(duì)于完善工業(yè)體系、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的速度也越來(lái)越快，新型發(fā)展環(huán)境下的機(jī)械制造技術(shù)具備了較強(qiáng)的綜合性，融合了人工智能、計(jì)算機(jī)信息化、自動(dòng)控制等多種技術(shù)，具有良好的發(fā)展前景。因此，明確機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展方向，規(guī)劃?rùn)C(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展路徑顯得尤為重要。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前有很大一部分機(jī)械制造企業(yè)設(shè)計(jì)水平不足，缺乏具有高水平的機(jī)械設(shè)計(jì)師，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)采用“引進(jìn)—模仿”的設(shè)計(jì)模式，即引入國(guó)外或國(guó)內(nèi)其他企業(yè)的機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備，并進(jìn)行研究，然后據(jù)此模仿設(shè)計(jì)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備，導(dǎo)致企業(yè)設(shè)計(jì)理念落后，缺乏機(jī)械設(shè)計(jì)核心競(jìng)爭(zhēng)力和設(shè)計(jì)能力，無(wú)論是在設(shè)計(jì)外觀還是內(nèi)部性能，設(shè)計(jì)上總體存在缺陷和不足。在設(shè)計(jì)方式方面，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)普遍逐漸采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方式，推廣無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方式，但總體上講，計(jì)算機(jī)無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)推廣程度較低，目前很大一部分小型機(jī)械企業(yè)仍然以人工繪圖設(shè)計(jì)為主，不具備計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的條件和能力[1]。因此，在自主設(shè)計(jì)能力、設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方式等方面，機(jī)械制造企業(yè)還有較大的提升空間。

當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造業(yè)主要存在以下兩個(gè)問(wèn)題：一是制造自主研發(fā)能力有待提高，引入先進(jìn)制造技術(shù)已是機(jī)械制造業(yè)的共識(shí)，總體上技術(shù)的引入并不能完全彌補(bǔ)研發(fā)能力的不足；二是具有高、精、尖特點(diǎn)的產(chǎn)品較少，在高、精、尖機(jī)械產(chǎn)品的制造方面存在不足。也就是說(shuō)，當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量有了很大提升，但在一些制造精密、對(duì)制造技術(shù)和工藝要求較高的產(chǎn)品制造方面仍然存在問(wèn)題。隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能、自動(dòng)化、虛擬技術(shù)、信息化技術(shù)、微細(xì)制造與納米技術(shù)、超高速切削磨削等技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)的廣泛應(yīng)用，引入先進(jìn)的制造技術(shù)來(lái)提高機(jī)械制造生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)成為當(dāng)前機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向。

2 新型發(fā)展環(huán)境下機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展的特點(diǎn)

2.1 綜合性

新型發(fā)展環(huán)境下，人工智能技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展，在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，技術(shù)集成使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造呈現(xiàn)出綜合性的發(fā)展特點(diǎn)，具體體現(xiàn)為設(shè)計(jì)與制造過(guò)程的綜合性、各種技術(shù)的集成與綜合以及設(shè)備性能的綜合等。機(jī)械設(shè)計(jì)制造的綜合性特征，使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)發(fā)展中形成了更高的綜合效益，同時(shí)也加強(qiáng)了設(shè)計(jì)與制造的銜接和整合，促進(jìn)制造工藝的科學(xué)化[2]。

2.2 系統(tǒng)性

新型發(fā)展環(huán)境下，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的體系更加健全，設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)也更加完善，整個(gè)機(jī)械制造過(guò)程呈現(xiàn)出系統(tǒng)性的特點(diǎn)。通過(guò)各個(gè)要素的不斷優(yōu)化升級(jí)和技術(shù)的逐漸更新，整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)源源不斷地獲得“新鮮血液”，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)功能的優(yōu)化。如當(dāng)前精密制造技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的發(fā)展，技術(shù)的創(chuàng)新提升了整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)的效率，充分體現(xiàn)了技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值及其對(duì)整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的帶動(dòng)作用。新型發(fā)展環(huán)境下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造打破了分割化的發(fā)展模式，逐漸連接為一個(gè)完整的系統(tǒng)。

新型發(fā)展環(huán)境，最重要的特點(diǎn)即是多種技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新，技術(shù)為機(jī)械制造業(yè)提供了強(qiáng)勁的發(fā)展動(dòng)力，也為機(jī)械生產(chǎn)效率的跨越式提高提供了可能。機(jī)械設(shè)計(jì)與制造融合了人工智能、虛擬技術(shù)、自動(dòng)化、信息化等前沿技術(shù)，加速機(jī)械設(shè)計(jì)制造體系的改革創(chuàng)新，具有前沿性的發(fā)展特點(diǎn)。

（1）大幅提高機(jī)械制造生產(chǎn)效率。智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化以技術(shù)為依托，可實(shí)現(xiàn)信息的高效處理和控制操作的自動(dòng)化，可通過(guò)預(yù)先的精準(zhǔn)設(shè)置，能保證機(jī)械設(shè)備根據(jù)指令重復(fù)地展開(kāi)相關(guān)工作，減少人力資本的投入，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

2.3 科學(xué)性

（2）大大提高機(jī)械生產(chǎn)的安全性。自動(dòng)化機(jī)械的應(yīng)用解放了人力資源在生產(chǎn)過(guò)程中的束縛，從而大大降低了操作生產(chǎn)人員發(fā)生生產(chǎn)事故的概率，提高了生產(chǎn)的安全性。除此之外，隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)備在遭遇故障時(shí)所進(jìn)行自動(dòng)處理的能力也在不斷提高。

長(zhǎng)期以來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)以手動(dòng)繪圖設(shè)計(jì)為主，將設(shè)計(jì)方法以繪圖的方式標(biāo)識(shí)出來(lái)，設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜，人力物力耗費(fèi)巨大，且繪圖設(shè)計(jì)科學(xué)性和精確性較低，設(shè)計(jì)質(zhì)量難以提高，設(shè)計(jì)技術(shù)難突破。隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)虛擬化是未來(lái)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。借助先進(jìn)的虛擬技術(shù)來(lái)整合處理海量的設(shè)計(jì)圖樣及數(shù)據(jù)，整個(gè)操作過(guò)程呈現(xiàn)虛擬化狀態(tài)，能夠有效簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟與流程，提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性和精確性，且通過(guò)虛擬技術(shù)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題與漏洞，實(shí)現(xiàn)及時(shí)更正，減少設(shè)計(jì)誤差，同時(shí)降低人力資源的投入，降低生產(chǎn)成本。虛擬化是未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)的主要發(fā)展方向之一，虛擬技術(shù)將會(huì)帶來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)的變革性發(fā)展，顛覆傳統(tǒng)的以人工繪圖為基礎(chǔ)的機(jī)械設(shè)計(jì)模式。

2.4 前沿性

（3）企業(yè)的安置措施不能滿(mǎn)足員工安置需求。企業(yè)能解決部分歷史遺留問(wèn)題，但對(duì)于一些難點(diǎn)問(wèn)題并未給予較好的解決措施，不能很好地化解職工的不滿(mǎn)情緒，更無(wú)法給予員工相應(yīng)的生活保障。

3 新型發(fā)展環(huán)境下機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展路徑

3.1 智能化與自動(dòng)化

機(jī)械設(shè)計(jì)與制造智能化與自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)需要借助多種技術(shù)加以開(kāi)展，隨著人工智能技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的日漸成熟和應(yīng)用，智能化與自動(dòng)化成為機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的主要發(fā)展路徑。智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化是由多種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)所組成的，屬于新型學(xué)科，其自動(dòng)化、智能化水平較高，具備了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)所沒(méi)有的功能與優(yōu)勢(shì)。

（3）使用范圍廣，以智能化與自動(dòng)化為主要特征的機(jī)械設(shè)計(jì)制造，實(shí)現(xiàn)眾多技術(shù)與設(shè)備的集成化，功能強(qiáng)大且多樣，可以適應(yīng)多種生產(chǎn)需求，使用范圍較廣。

由于復(fù)層與基層的材料不同，會(huì)因材料的導(dǎo)熱性和熱膨脹系數(shù)不同而出現(xiàn)材料稀釋等現(xiàn)象，這些不利因素更增加了焊接難度，所以應(yīng)當(dāng)制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮附硬僮鞴に?，并?yán)格按照工藝進(jìn)行焊接。鎳基材料的化學(xué)成分如表1所示，常溫下力學(xué)性能如表2所示。

新型發(fā)展環(huán)境下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造以各種先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展理念為加持，呈現(xiàn)科學(xué)性的發(fā)展特點(diǎn)。在機(jī)械設(shè)計(jì)方面，在傳統(tǒng)人工繪圖設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上引入計(jì)算機(jī)精密計(jì)算與繪圖設(shè)計(jì)軟件，使得整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程更科學(xué)、精密，符合現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的要求。在機(jī)械制造方面，精密制造技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的引入和發(fā)展，使得制造過(guò)程更加科學(xué)。且在科學(xué)發(fā)展理念的引導(dǎo)下，機(jī)械制造朝著綠色環(huán)保的方面不斷推進(jìn)，使得整個(gè)發(fā)展路徑更為科學(xué)[3]。順應(yīng)時(shí)代與環(huán)境發(fā)展需要，在先進(jìn)理念的引導(dǎo)下，充分利用技術(shù)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)，才能夠更好地保障各項(xiàng)技術(shù)的規(guī)范化、合理化、科學(xué)化的應(yīng)用，促進(jìn)智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

機(jī)械制造智能化與自動(dòng)化具有以下4個(gè)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

（4）可以促進(jìn)資源和能源節(jié)約。自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備中多采用了低能耗的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其通過(guò)精密的設(shè)計(jì)與構(gòu)造，能更為科學(xué)地控制和減少能源消耗。自動(dòng)化與智能化技術(shù)的應(yīng)用，為資源節(jié)約以及更多清潔能源的使用提供了技術(shù)支撐。

3.2 虛擬化

該堆加熱等離子體的方式主要有兩種，一種是通過(guò)中性束流注入器向堆腔內(nèi)注入高能中性粒子束來(lái)提高等離子體的溫度，另一種是通過(guò)調(diào)節(jié)中間線圈和內(nèi)部線圈中的電流，改變堆腔內(nèi)的磁場(chǎng)分布，進(jìn)而改變中間磁阱的形態(tài)，對(duì)等離子體進(jìn)行絕熱壓縮加熱。

3.3 精密化

精密化是新型發(fā)展環(huán)境下機(jī)械制造發(fā)展的重要方向之一。精密制造技術(shù)是在原有切割技術(shù)、焊接技術(shù)、塑形加工技術(shù)等基礎(chǔ)上進(jìn)行更加精密，是更加有鑄造性的一種新型制造技術(shù)。精密機(jī)械制造技術(shù)有3個(gè)優(yōu)勢(shì)：一是可以有效增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，提高設(shè)備性能；二是為未來(lái)微型機(jī)器人和微型電子技術(shù)打造良好的發(fā)展前景，使現(xiàn)代機(jī)械制造朝著人性化與智能化方向發(fā)展；三是大大提高機(jī)械制造的安全性，降低事故概率，有效保護(hù)機(jī)械制造操作人員的安全，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命。隨著精密制造技術(shù)的不斷發(fā)展，精密化逐漸成為機(jī)械制造企業(yè)的發(fā)展方向，因此要充分重視精密制造技術(shù)的發(fā)展，在實(shí)踐中不斷進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，拓寬其發(fā)展方向，推廣其在機(jī)械制造中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)精密制造。

想到國(guó)內(nèi)鼎鼎大名的某迅，他們的兩款社交軟件在中國(guó)獨(dú)霸天下已經(jīng)很多年了，說(shuō)他們一家獨(dú)大毫不為過(guò)。可是，使用這兩款社交軟件的人都知道，他們?nèi)靸深^在更新軟件，甚至更新頻率之快都讓人不勝其煩。這是為什么呢？當(dāng)然就是一種居安思危的成熟的企業(yè)戰(zhàn)略。每次更新，占用內(nèi)存都更少，功能都更多，操作都更方便。為了什么？就是為了防患于未然，牢牢地抓住用戶(hù)，時(shí)刻防止有橫空出世的同類(lèi)軟件爭(zhēng)奪其市場(chǎng)份額。所以某信、某南極小動(dòng)物在中國(guó)長(zhǎng)盛不衰地占據(jù)了壓倒性?xún)?yōu)勢(shì)。

3.4 網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)化和信息化是新型發(fā)展環(huán)境下各個(gè)行業(yè)發(fā)展的典型特點(diǎn)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造也不例外?；ヂ?lián)網(wǎng)可以將機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造緊緊連結(jié)在一起，對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)全過(guò)程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理，一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)，就能及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)化管控。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性和精確性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)之間的無(wú)縫對(duì)接，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，保障生產(chǎn)線高精尖生產(chǎn)，進(jìn)而有效降低所造成的損失，保障整個(gè)生產(chǎn)操作流程的高效進(jìn)行[4]。網(wǎng)絡(luò)化為機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展提供了重要?jiǎng)恿突盍?，同時(shí)也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展的重要發(fā)展方向。

礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦(含量為23%～32%)，少量菱鐵礦及半假象—假象赤鐵礦、褐鐵礦，金屬硫化物主要為黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等。

3.5 綠色環(huán)?；?/h3>

長(zhǎng)期以來(lái)，由于技術(shù)限制和發(fā)展理念落后，機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)采用相對(duì)粗放的發(fā)展模式，消耗大量的能源資源，在一定程度上對(duì)空氣、水體、土壤等生態(tài)環(huán)境造成不利影響。新型發(fā)展環(huán)境下，要求改變傳統(tǒng)發(fā)展模式和發(fā)展理念，樹(shù)立綠色、節(jié)能、環(huán)保理念，在保護(hù)自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的前提下發(fā)展機(jī)械設(shè)計(jì)制造，禁止社會(huì)發(fā)展以犧牲環(huán)境為代價(jià)，既要金山銀山，又要綠水青山。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造未來(lái)發(fā)展路徑必將沿著綠色環(huán)保的方向發(fā)展，機(jī)械制造企業(yè)要樹(shù)立良好的綠色環(huán)保理念和意識(shí)，并將理念運(yùn)行到機(jī)械制造實(shí)際中去，引入綠色科技和清潔能源，開(kāi)發(fā)可再生、可回收利用能源資源，降低對(duì)環(huán)境的污染和生態(tài)的破壞。因此，綠色環(huán)?；切滦桶l(fā)展環(huán)境下機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的必由之路。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，新型發(fā)展環(huán)境下機(jī)械設(shè)計(jì)制造有著巨大的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展優(yōu)勢(shì)，人工智能技術(shù)、虛擬技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在該行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，有效提高了機(jī)械設(shè)計(jì)和制造效率及質(zhì)量。而這些技術(shù)將會(huì)成為新型發(fā)展環(huán)境下機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的核心支撐力和競(jìng)爭(zhēng)力，全面推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展。