摘要:隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們的物質(zhì)需求也在不斷增長中,提升我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平一方面能滿足人們的物質(zhì)需求,另一方面也能全面推進(jìn)我國工業(yè)化、現(xiàn)代化建設(shè)。近年來,我國雖在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域取得不小成就,但因起步較晚,所以難以趕超發(fā)達(dá)國家的行業(yè)水平。目前,微電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)逐步成型,機(jī)械設(shè)計(jì)制造也因此迎來新機(jī)遇,本文主要敘述了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的意義,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合技術(shù)應(yīng)用實(shí)際提出了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì)制造;發(fā)展趨勢(shì);自動(dòng)化技術(shù)
上世紀(jì)70年代,國外學(xué)者提出了“機(jī)電一體化”的概念,提出借助計(jì)算機(jī)來控制和協(xié)調(diào)各部件的運(yùn)行的構(gòu)想。目前,這一理論已成為機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的核心理念。第三次工業(yè)革命后,計(jì)算機(jī)、傳感技術(shù)、信息技術(shù)在各行各業(yè)都得到了較為普遍的應(yīng)用,這給機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展提供了良好的契機(jī)。目前,我國正處于“中國制造”向“中國智造”轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期,如果能提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展水平,一定會(huì)為我國技術(shù)進(jìn)步提供不容小覷的力量。
一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的意義
(一)有利于提高生產(chǎn)效率
傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造雖替代了人力勞作,節(jié)省了大量的人力成本,但機(jī)械的正常運(yùn)行仍需要人為操作。操作者對(duì)機(jī)械的熟練程度,對(duì)其生產(chǎn)效率有著直接影響。所以,在這之前,機(jī)械很難保持滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。但隨著機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的成熟,機(jī)械設(shè)計(jì)制造實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制與信息處理,只需搭載自動(dòng)化控制系統(tǒng),機(jī)械就能獨(dú)立且有序地運(yùn)行。這就使得機(jī)械不受操作者熟練程度的限制,生產(chǎn)效率也就得到了顯著提高。
(二)有利于節(jié)省生產(chǎn)成本
近幾年來,機(jī)械產(chǎn)呈現(xiàn)出“小型化”的發(fā)展趨勢(shì),部分領(lǐng)域甚至發(fā)展到了納米級(jí),顯然這些高精尖機(jī)械產(chǎn)品的制造都離不開自動(dòng)化技術(shù)的支持。因此,推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展,在硬件生產(chǎn)方面能夠節(jié)省大量的工業(yè)原料,實(shí)現(xiàn)節(jié)省成本的目的。此外,機(jī)械產(chǎn)品的能耗問題也一直是業(yè)內(nèi)的關(guān)注焦點(diǎn),如何在滿足生產(chǎn)需要的同時(shí)降低能耗,也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造需要思考的問題。依托于自動(dòng)化技術(shù),可利用計(jì)算機(jī)計(jì)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)控制機(jī)械產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),使能源利用率得以提高。綜上所述,機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化,從產(chǎn)品設(shè)計(jì)加工到投產(chǎn)運(yùn)行都能節(jié)省成本,創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。
二、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向
(一)強(qiáng)調(diào)智能自主化
“自動(dòng)化”指讓機(jī)械產(chǎn)品輔助甚至代替人工生產(chǎn),這一方面意味著人們將依靠機(jī)械產(chǎn)品從體力勞動(dòng)中解放出來,另一方面機(jī)械產(chǎn)品能在一定程度上減輕人們的腦力勞動(dòng)。所以,進(jìn)入新世紀(jì)后,學(xué)界與業(yè)界多次強(qiáng)調(diào),機(jī)械設(shè)計(jì)制造要向智能自主化發(fā)展。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段,應(yīng)廣泛涉及到信息技術(shù)、仿生學(xué)、人工智能以及模糊數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的理論知識(shí),爭取讓機(jī)械產(chǎn)品擁有自主控制和信息處理的能力。一般情況下,機(jī)械產(chǎn)品要做到脫離人力操作也能自主良好運(yùn)行,即使出現(xiàn)突發(fā)狀況,也能憑借人工智能和模糊數(shù)學(xué)的系統(tǒng)來進(jìn)行決策,實(shí)現(xiàn)合理應(yīng)對(duì)。
(二)關(guān)注可持續(xù)發(fā)展
工業(yè)化雖為人們生活生產(chǎn)提供了極大便利,提高了人們的生活質(zhì)量,但同時(shí)也造成了不可逆的環(huán)境破壞,甚至影響人類命運(yùn)。因此,機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注可持續(xù)發(fā)展,在確保人類利益的前提下開展產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造活動(dòng)。例如,業(yè)界可以積極開發(fā)能耗更低、危害更小的“綠色產(chǎn)品”,以嚴(yán)格的設(shè)計(jì)、制造標(biāo)準(zhǔn)避免機(jī)械自動(dòng)化給生態(tài)環(huán)境帶來危害。除此之外,還應(yīng)重視產(chǎn)品銷毀與回收環(huán)節(jié)。這是由于部分機(jī)械產(chǎn)品所用的原材料會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大的危害,所以應(yīng)遵循相關(guān)法律法規(guī),對(duì)其銷毀過程進(jìn)行嚴(yán)格管控。對(duì)于可循環(huán)利用的產(chǎn)品,應(yīng)及時(shí)回收,實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
(三)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用
第三次工業(yè)革命產(chǎn)生了信息技術(shù),目前,信息技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,世界各國間的經(jīng)濟(jì)往來愈發(fā)頻繁,競爭與摩擦也愈發(fā)激烈。在此背景下,我國如果能設(shè)計(jì)制造出更先進(jìn)更實(shí)用的機(jī)械產(chǎn)品,相信會(huì)獲得世界范圍內(nèi)消費(fèi)者的認(rèn)可和青睞。目前,網(wǎng)絡(luò)普及程度越來越高,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品?,F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已是大勢(shì)所趨。利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng),使人們?cè)诩抑屑纯上硎芨呒夹g(shù)所帶來的便捷。所以,機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品應(yīng)順應(yīng)時(shí)代需求,朝著網(wǎng)絡(luò)化方向前進(jìn)。
結(jié)語
總而言之,近幾年我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造雖取得了不朽的成就,但依然難與發(fā)達(dá)國家并肩。隨著信息技術(shù)、傳感技術(shù)和人工智能的發(fā)展,機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化也將因此獲得良好的發(fā)展契機(jī)。應(yīng)正確認(rèn)識(shí)自動(dòng)化給機(jī)械設(shè)計(jì)制造對(duì)國民發(fā)展的重要性,密切關(guān)注機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展態(tài)勢(shì),從智能自主化、可持續(xù)發(fā)展以及加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等方面著手,提升我國的機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平。
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寧波大學(xué)? 陳承