機械設計制造發展趨勢探析

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摘要：機械設計在自動化制造業當中是重要的組成部分，它的效果將直接或者間接影響到產品生產的質量或者是時長。傳統的機械設計制造和現代自動化機械設計制造有著本質上的不同，后者在自動化智能設備的輔助下可以將設計和制造變得更加高效，這在國內各行業當中的運用和普及也持續上升，所制造出來的產品利用率不斷增加。本文先闡述了我國機械設計制造業的發展情況、當代機械制造業的現狀、機械設計制造自動化發展的特點以及自動化在機械制造當中運用的優勢這幾個方面，然后又對未來機械設計制造和自動化發展的趨勢展開討論，并提出了個人的見解。

關鍵詞：未來；機械設計制造；自動化；發展趨勢

0引言

機械制造技術在每一個國家都是一個重要科研創新的技術發展內容，無論是發達還是發展中國家都在這一領域不斷探索，它作為衡量國家工業發展指標的范疇，也是各國競爭的中心，在傳統的機械設計制造業當中基本上都是靠著人力維持，這需要在成本和資源方面進行大規模投入，但現代化機械設計制造已經結合計算機技術，在自動控制上的運用已然達到了省時省力以及節省資金資源。目前中國的機械設計制造業發展正處于關鍵階段，制造業作為國家發展的支柱性產業還是存在著很多問題，有些企業當中還是依靠著人力，這顯然無法支撐行業的創新，甚至與國際有所脫軌。

1我國機械設計制造業的發展情況

中國的機械制造業發展在很早以前便開始了，從最起初的手工制造業起始，逐漸過渡成為機械制造業，再到現在的全自動化模式，這種技術一直都在創新和改革。現階段國內的機械設計制造業在生產的技術上主要分為五種：第一種是勞動密集型生產方式、第二種是設備密集型生產方式、第三種是信息密集型生產方式、第四種是知識密集型生產方式、第五種是智能密集型生產方式。從整體上來看，從手工到智能型屬于一種質的飛躍，但每一種生產方式都有它的特殊性，并在機械設計制造上實現自動智能化也是必然趨勢。我們從勞動密集型生產的方式作為出發點，可以將其分為工業生產與手工制造，到了設備密集型生產方式以后，這也對一些大型的工業生產提供了巨大幫助，使其推動國內的機械生產行業得以迅速發展。信息密集型生產方式形成后，它能夠代替人工操作，減少工人的工作量，也能加快生產的速度和效率。在知識密集型生產方式出現后，很多制造新理念由此誕生，最具代表性的就是計算機集成和柔性制造系統作用在加工領域當中。在智能密集型生產當中，它已經顯示出了極強的作用，但很多功能和特點都還在處于開發中階段，有潛力進一步改善生產方式，因此是目前機械設計制造行業必然的發展趨勢[1]。

2當代機械制造業的現狀

當人們意識到現代化科學技術對機械設計制造所帶來的優勢以后，很多企業已經開始從其它發達國家引進先進設備設施和技術，目的是要和國際間的行業發展相接軌。雖然經過努力我國的機械制造技術得到了明顯提升，但是和其它發達國家相比而言還存在著很大差距，各方面技術水平普遍較低。現階段部分機械制造業發達的國家已經實現了智能自動化，并在系統性能領域逐漸優化、升級進而趨于成熟，最有代表性的就是計算機集成敏捷制造系統與并行工程，我國對這些先進的系統目前并未有效掌握，除了這兩種系統之外，還有一些諸如納米技術、激光切割加工技術以及復合加工技術等。他們的特點是在進行機械制造的時候更加精準高效，我國機械制造業市場并未成熟，技術科研縱深度欠缺，所以利用率和科研能力都還在探索和發展中階段。另外，在智能化與自動化普及率上發達國家更高，甚至已經廣泛運用在人們的生活當中，反觀我國的智能自動化目前還并未完全普及，只在一些大型企業和國家部門中應用，柔性制造單元與系統只在初級研究和使用水平界限上。從傳統社會到現代化社會制造業一直都在探尋新路徑，致力于綜合性技術過度。而要想使其能夠在市場競爭當中凸顯成效，需要從制造的時間與核心技術以及質量這三個要素有機統一。可以先對西方的機械設計制造技術科學借鑒，然后對其進一步研究，再綜合考慮，這樣就能生成屬于自己的高效機械設計制造技術，并給社會各行業的發展帶來輔助效果，在未來制造技術必然會成為國與國之間激烈競爭的核心，是必須要對其關注的。

3機械設計制造自動化發展的特點

首先是安全性特點，現代化機械制造業相比于傳統機械制造業而言安全性能進一步提高，傳統的機械制造業在人工的干預下不管是生產制造效率還是操作上都對故障處理存在缺陷，尤其是在大量的機械運轉時，需要很多工作人員共同操作才能完成，這樣一來就會增加人員風險程度，而機械設備一旦發生故障將很難繼續修復，進而影響到正常的生產制造。比方說傳統機械制造當中對于急停處理這項工作就需要人工操作，但是設備也有一定的反應期，很多時候無法及時停止機械并處理，在急停中對電能保護效果差，會直接磨損設備的芯片或者是其中各種元件，這也為后續的機械運轉埋下了安全隱患。其次是節能性特點，機械設計制造實現自動化特點有著節能性，這也是綠色環保可持續發展中首要考慮的，主要的功能效應并不是控制成本，它也能減少對環境污染且提高工作整體效果。所以，節能是未來機械設計制造中發展的必然方向，可以推動生產管理效益和社會效益[2]。最后是微型化特點，傳統的機械設計制造設備在技術落后的前提下各種設備的體積很大，會占有大量的土地面積，管理和維護保養都不便利，在生產的時候可操控性較差，甚至會出現同一批生產的產品規格不統一的情況。對于此，機械設計制造智能自動化的發展也相繼向著微型化特征發展，它所制作的產品參數將會統一，也能及時反映出設備狀態，一旦出現故障便可以顯示出來，在操作性能上也有所提高，后續的維修和保養都極為便利。

4自動化在機械制造當中運用的優勢

現如今自動化技術的優勢已經顯而易見，它的出現對于機械設計制造業而言也是一種機遇。在實際生產制造的過程中使用自動化最明顯的就是可以降低人工工作量和提高工作效率，同時也能減少操作上的失誤使制造變得更高質量。傳統的機械設計制造業當中無論是對時間還是資源的分配都不能達到最佳效果，而且還會耗費大量的成本、資源和工作量，但自動化技術則可以把這些弊端都有效解決。還有將其投入到機械制造業以后可以改變整體結構，它在技術設計的學科范圍上較為廣泛，除了能夠作用在機械設計制造業基礎上，也能與其它的相關技術性企業上也能有所運用，計算機是機械設計制造業當中各方面生產的輔助工具，也是核心技術，兩者之間相結合能夠在很大程度上對我國未來的諸多產業發展有推動作用。

5未來機械設計制造和自動化發展的趨勢

其一，智能化。在未來的機械設計制造業發展方向必然是智能化，這體現在制作過程中的自動性能，不再局限于人為干預操作。利用智能自動化技術可以連接計算機，使得操作上不用再耗用大量的人力，也可以整體提高生產的質量和效率。同時，計算機的廣泛運用可以生成更加完善的機械生產系統，這樣一來就可以推動智能化的發展。比方說在設備生產的過程中，企業建立科學的檢測系統，它能對設備狀態實時檢測，一旦發現故障可以最快速度檢測出來，避免突發情況或者意外帶來的負面影響。也要積極引進報警機制，使其能夠在發生意外的時候提前預警，避免出現傷亡或者是資源成本浪費[3]。其二，虛擬化。這是未來機械設計制造業實現自動化所體現出來的一種性能，對它加以利用能夠將機械設計制造各環節包括細節都還原并建立真實的產品模型，這樣在工作當中有很強的作用。現階段機械設計制造和計算機之間的融合度很高，他可以借助于計算機中的各種繪圖功能軟件進行圖紙繪畫，然后加入各種真實數據并修改，從而呈現出三維虛擬動態圖像，這對于日后的生產制造而言就能打下良好的鋪墊，因為提前預測可以把細節考慮到位，也能體現出那些不利因素并作出解決方案，這樣一來就會避免風險出現且減少資源和成本等方面投入。從根本上分析，虛擬化技術是離不開計算機技術輔助的，同時也需要互聯網作為載體，這三者之間互相結合才能實現虛擬化。其三，環保化。當機械制造作業當中，難免會存在著資源浪費或者是產生部分污染物體出現或者排放，這對于附近的環境破壞性很強，甚至會影響到周圍的生物或者人類身體健康。比方說在機械生產制造過程中會排放部分污水，如果它滲透到土壤或者是河流水源之中，這種污染問題影響之大是不可預估的。在現代化智能自動化機械設計制造技術運用以后，無論是噪音還是污染物質都會受到新型技術優化處理，所排放出來的各種污染物質在經過處理以后還需要再次檢測，合格后才允許排放，這也迎合了綠色可持續發展戰略。還有就是環保理念的樹立，最重要的就是機械設計生產制造過程中所選用的材料，必須達到節能和綠色要求，這樣一來投入生產以后才能達到國家所提供的標準，也能獲得人民群眾認可，并不會污染環境，這是自動化機械設計制造業發展的未來展望[4]。其四，科技化。科技是生產創新的第一動力，當機械設計制造向著自動化發展的路徑基礎上，需要把科技作為重要的發展目標，如果在這一方面有所落后的話，那么自動化就無從談起，也不能與國際間的機械制造業相接軌。當自動化科技不斷創新和提高水平以后，能夠推動我國制造業的進一步完善，這對于未來機械設計制造行業發展而言，不斷提高科技便可以提升工業生產的整體水平和生產質量，從而推動我國經濟社會發展建設。其五，數字化。在大數據背景下，數字化技術已經能夠將諸多信息數據集中在一起搜集、分析和處理，這都能作為機械生產制作的依據。在數字化技術中機械設計制造也優化了自動技術，不僅能夠生成科研模擬實驗室，也能復制很多的樣本，不同的信息之間互相轉化，達到簡化生產流程的效果。其六，機電一體化。這種技術是復合型的，在目前很多技術發展當中是重要的技術組成部分，也能把不同類別的機械生產和電子信息技術有機融合，它的特點就是把整個生產變得更加高精準度和透明，還能提高生產安全性能。但是目前國內的機電一體化只在部分大型企業中出現，所以未來發展道路還需要進一步跟進[5]。

6總結

綜上所述，把智能自動化技術運用在機械設計生產行業當中后，可以有效提高生產的質量和效率，降低威脅和各方面成本，但目前面對社會的飛速發展，機械設計制造業還有很長的路要走，需要相關技術人員深入創新和探究，從而為我國各產業的發展提供推動力。

參考文獻：

[1]趙粉菊.機械設計制造及其自動化的發展趨勢研究[J].內燃機與配件，2021（06）：187-188.

[2]顧懂懂.機械設計制造及其自動化的設計原則及發展趨勢[J].科技與創新，2021（06）：165-166.

[3]石磊.機械設計制造及其自動化的特點與優勢分析[J].內燃機與配件，2021（05）：166-167.

[4]韓小佩.機械設計制造及其自動化的優勢及發展趨勢初探[J].內燃機與配件，2021（05）：156-157.

[5]王晶.淺談機械設計制造及其自動化特點和優勢[J].河北農機，2021（03）：73-74.

作者:時松 單位:安慶聯動屬具股份有限公司