高振同

摘 要：機械設計及其自動化是一種新興的科學技術，其主要通過機械自動化功能使機械設備能夠具有更好的穩(wěn)定性，提高設備的運行安全和效率，現(xiàn)代化的機械設備主要發(fā)展方向是智能化和人性化，這就為機械設計及其自動化學科的發(fā)展提供了全新的道路。在本文中，對當前我國機械化設計及其自動化學科進行了簡單的介紹，并對其未來的發(fā)展方向進行了簡單的探討。

關鍵詞：設計制造；自動化；產(chǎn)品；發(fā)展

機械設計及其自動化同傳統(tǒng)的機械設計相比具有更加廣闊的發(fā)展空間，其智能化的優(yōu)勢使其能夠應對多種多樣的生產(chǎn)功能。其一出現(xiàn)就引起了機械設備方面的巨大進步，通過多年的研究，機械設計及其自動化專業(yè)已經(jīng)成為了促進國民經(jīng)濟增長的一個重要方面。在本文中，對當前我國的機械設計及其自動化專業(yè)進行了簡單的分析，并對其未來的發(fā)展趨勢進行了簡單的總結(jié)。

1 機械設計及其自動化的特點

機械設計及其自動化產(chǎn)品同傳統(tǒng)的機械設計產(chǎn)品相比，其無論是在安全性還是生產(chǎn)效率上都得到了較大程度的提高，傳統(tǒng)的機械設備出現(xiàn)了安全問題，需要將整個設備停止運行，然后根據(jù)數(shù)據(jù)顯示進行故障排除，但在自動化產(chǎn)品中，其安全性得到了較大的提高，在設備出現(xiàn)問題后，其自身會根據(jù)故障出現(xiàn)的位置進行分析和處理，且在生產(chǎn)過程中，還能采取一些有效的安全措施避免設備故障造成更大的損失，從而很好的避免了人員的損傷。另一點則是其能源的消耗更少，自動化產(chǎn)品在設計的過程中能夠?qū)Y源進行合理的計算，采取最高利用率的生產(chǎn)模式，避免了人為計算過程中可能會出現(xiàn)的失誤，且自動化設備的體積更小，生產(chǎn)過程中消耗的能量更少，這樣就在很大程度上解決了生產(chǎn)浪費的問題。第三是其應用范圍更加廣，這種新型的機械制造技術結(jié)合了當前的所有高科技，能夠適用在多種行業(yè)中，滿足當前我國經(jīng)濟發(fā)展的需求。最后是其微型化的特點，自動化發(fā)展的最終目的是制造出體積足夠小的設備，其能耗非常低。

2 機械設計制造及其自動化的符合設計原則

2.1 滿足對機器的功能要求

所有的產(chǎn)品都是為了滿足人們的生活需求，自動化產(chǎn)品同樣如此，其開發(fā)的主要目的是為了實現(xiàn)對輸入的物質(zhì)、能量和信息進行處理，然后生產(chǎn)出能夠滿足人們需求的產(chǎn)品，這也是自動化設備的最主要功能。對于機械自動化系統(tǒng)來說，其主要包含兩方面的內(nèi)容，也就是機電一體化技術和產(chǎn)品。通過內(nèi)部的設計和制造，使資源變?yōu)榉先藗冃枨蟮漠a(chǎn)品，滿足人們的生活需求。

2.2 利用先進技術不斷進行創(chuàng)新

自動化設備根據(jù)不同的分類方法，可以將其分為不同的類型，像對物料進行搬運和加工的設備，其主要功能是對物質(zhì)進行位置或者形態(tài)的改變，這一類自動化設備被稱為加工機，比較常見的有各種機床和起重機械設備等。而以能量的轉(zhuǎn)換為主的自動化設備則被稱為動力機，其通過物質(zhì)的各種化學和物理反映對能量進行轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移，比較常見的設備有電動機和內(nèi)燃機等。除了上述兩種設備之外，還有一些僅僅進行數(shù)據(jù)的處理和圖像的顯示的自動化設備，像各種儀表和辦公機械等，這也是目前最常見的自動化設備。自動化設備除了上述的主功能之外，為了滿足人們生活工作的需要，還需要設計一些輔助功能，像檢測和控制等功能，這些功能的開發(fā)為機械設備的自動化提出了新的發(fā)展思路。

3 機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向

我國的機械設計制造及其自動化已經(jīng)取得了巨大的進步，但同發(fā)達國家相比，還存在著很大的差距，在未來，我國主要進行以下幾個方面的自動化研究：

3.1 散料運輸智能化

在當前通過機械設備進行散料的運輸時，由于散料中存在著較多的雜質(zhì)，導致在運輸?shù)倪^程中需要對其進行人工的篩選，然后才能將其輸送到相關位置。在未來，機械設計必將逐漸取代這種傳輸方式，其不僅會浪費大量的人力物力，同時，在對散料進行處理的過程中，由于人為的因素，往往會使散料中存在著一些雜質(zhì)，影響散料的質(zhì)量。在今后的機械設計及其自動化發(fā)展中，需要將智能化系統(tǒng)融入其中，通過智能化的選擇，將散料中的雜質(zhì)進行有效的去除，這樣既能夠提高散料的質(zhì)量，同時節(jié)省了人力物力，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3.2 虛擬化

當前，機械設備產(chǎn)品的設計全部是在圖紙上完成的，然后通過圖紙將設備的各種功能和特征進行全面的體現(xiàn)，在圖紙設計完成之后，先要生產(chǎn)樣品，再通過各種檢測手段對樣品的各項功能數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，若數(shù)據(jù)完全符合標準，則可以進行后續(xù)的量產(chǎn)和銷售，若數(shù)據(jù)不能滿足客戶的需求，還需要根據(jù)數(shù)據(jù)對設備進行分析，找到問題出現(xiàn)的原因并解決，直到圖紙設計的樣品能夠滿足需要。這樣的生產(chǎn)過程不僅花費的時間較長，且在樣品生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)一些不可控的情況，導致樣品出現(xiàn)各種各樣的問題，影響產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售進程，且樣品的制作需要浪費較多的資源，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。隨著市場競爭的加劇，機械制造企業(yè)需要進一步利用新型的各種高科技提高自身的經(jīng)濟效益，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。通過減少資金的輸出，可以利用計算機技術和網(wǎng)絡技術對產(chǎn)品進行設計，這樣既能保證設計的準確性，還可以將虛擬制作的產(chǎn)品進行虛擬測試，對其出現(xiàn)的情況通過計算機技術進行分析，保證了產(chǎn)品設計的準確性和高效性。在檢測過程中不符合標準的產(chǎn)品需要對其進行進一步的技術改進，指直到符合標準，最后將產(chǎn)品投入生產(chǎn)，在整個設計和生產(chǎn)過程中，沒有用到一點實物，既保證了資源的節(jié)約，同時，虛擬設計還能夠大大節(jié)省設計所消耗的人力和物力，通過網(wǎng)絡技術進行設備的設計，大大減少了設備的設計時間，在當今時間就是生產(chǎn)力的時代，高效的設計方案能夠大大提高設備制造企業(yè)的競爭力。今后的機械設備自動化制作必然將更多的依賴計算機和網(wǎng)絡技術，保證自身發(fā)展的優(yōu)勢。

3.3 網(wǎng)絡化

在現(xiàn)階段的機械設備自動化制作過程中，雖然在一定程度上運用了網(wǎng)絡技術，但在實際的生產(chǎn)過程中，網(wǎng)絡技術的使用是非常有限的。像在利用機械設計制造及其自動化進行產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)時，往往是由計算機進行的，相關的技術人員完全不在現(xiàn)場，在出現(xiàn)問題之后，由于沒有專業(yè)人士處理，而設計人員又沒有在現(xiàn)場進行監(jiān)督，管理人員則缺少相應的技術知識，導致出現(xiàn)問題只能將生產(chǎn)過程停止，在相關人員到場后再對設備進行維修。這種生產(chǎn)方式嚴重制約了自動化設備的正常運行，由于機械設備的自動化制作是一條完整的生產(chǎn)線，生產(chǎn)過程中任何一個地方出現(xiàn)了故障，都需要整個生產(chǎn)線停止工作，這樣將會造成巨大的經(jīng)濟損失。為了減少這種情況造成的經(jīng)濟損失，保證企業(yè)的經(jīng)濟效益，需要提高企業(yè)的網(wǎng)絡化程度，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的全稱監(jiān)控。通過這種方式，在問題出現(xiàn)后，相關技術人員和設計人員能夠在第一時間了解問題出現(xiàn)的原因和位置，然后通過網(wǎng)絡對問題出現(xiàn)位置進行故障處理，或者由管理人員組織技術人員對問題進行處理，保證企業(yè)的正常生產(chǎn)，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

3.4 綠色化

隨著全球溫室效應等危害的出現(xiàn)，環(huán)保已經(jīng)成為人們關注的重點話題，我國作為一個工業(yè)大國，也逐漸將環(huán)保作為未來的工業(yè)發(fā)展重點，在全國各地宣傳保護環(huán)境的措施，保護我們的家園。人類是大自然的一員，保護環(huán)境就是保護我們自己，只有實現(xiàn)了環(huán)境保護才能更好的發(fā)展，保證我國的可持續(xù)性發(fā)展。在制造業(yè)中，環(huán)境保護是衡量一個企業(yè)發(fā)展的最主要標準之一。對于機械設備的自動化生產(chǎn)來說，環(huán)境保護是其未來的重要發(fā)展趨勢，一個優(yōu)秀的生產(chǎn)企業(yè)，其從產(chǎn)品的設計到生產(chǎn)，無時無刻不在注重環(huán)境保護。通過環(huán)保措施的實行，使企業(yè)的經(jīng)濟效益和市場競爭力大大提高。在產(chǎn)品的使用階段，環(huán)保工作更加重要，通過對資源的合理利用，減少對自然的破壞，而在選擇生產(chǎn)材料時，低污染或者無污染的原料能夠避免生產(chǎn)過程中對環(huán)境的破壞。在產(chǎn)品報廢后，通過回收利用能夠減少原料的開采，減少對自然的索取等。

3.5 微型化

機械設備在使用過程中，往往需要對其進行搬動，不斷對自動化產(chǎn)品進行低功耗和小體積等的研究，不僅能夠減少產(chǎn)品使用過程中的人力浪費，還能減少其空間的占有，提高單位面積的生產(chǎn)效率。通過這些方面的研究可以發(fā)現(xiàn)，在未來，機械設備自動化產(chǎn)品必將向著小體積的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的機械設備由于體積較大，在搬運和操作時較為麻煩，且浪費的人力物力較多，通過微型化研究，能夠降低這些設備的生產(chǎn)成本，減少原料的使用，同時，運輸費用和存儲費用的減少，能夠大大提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，保證企業(yè)的快速發(fā)展。機械設備自動化產(chǎn)品微型化在帶來巨大經(jīng)濟效益的同時，也帶來了艱巨的挑戰(zhàn)，由于設備的體積較小，需要對各種零件進行更加精密的加工，且在操作時，需要的操作技術更高。

4 總結(jié)

機械設計制造及其自動化的發(fā)展對我國經(jīng)濟的發(fā)展具有巨大的推動作用，能夠大大提高我國的社會生產(chǎn)效率。但隨著市場競爭的激烈，產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來越高，這就需要生產(chǎn)企業(yè)不斷提高自身的生產(chǎn)水平，提高生產(chǎn)效率。

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