我国机械设计制造及其自动化发展方向研究

蒋锋

【摘 要】机械设计制造及其自动化作为一门新兴学科，在近年来也得到了明显的发展，但其发展潜力仍非常巨大。本文将传统的机械设计制造和机械设计制造自动化进行了比较，说明了机械自动化，智能化的特点，并总结分析了我国现阶段机械设计制造及其自动化的发展方向。

【关键词】机械设计制造；自动化；长远规划

0.前言

机械设计制造及其自动化是以机械技术和电子技术为主体，多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴学科。机械设计制造及其自动化为工业生产带来了技术性的革命，是制造产业的重要组成部分，对我国工业体系的不断发展和完善起着非常重要的作用。机械设计制造及其自动化近年来在我国得到了明显的发展，但与一些发达国家相比，在技术和理念上仍然存在较大的差距，其发展潜力仍非常巨大。

1.机械设计制造及自动化的设计原则

1.1根据机器的功能要求开发

不同的工业生产对机械设备的要求也不相同，但其主要功能是相同的，即对输入的物质、能量和信息进行处理，输出满足生产需要特性的物质、能量与信息，机械设计制造自动化系统也必须具有这样的主要功能。

1.2利用先进技术不断创新

根据产品或系统的主功能不同，据此可以对产品或系统进行分类，但任何产品和系统，其所具备的功能依然要以技术为主，这样才能展现机械的自动化、智能化和人性化。

在充分了解了机械自动化系统的主要功能之后，才能培养出创新性的思维，以用于设计生产符合人们需要的各种不同产品。不同生产作业中所用到的各种机械的运行方式也各不相同，这充分说明了机械自动化拥有巨大的发展空间，根据各种不同的生产作业来进行创新和设计，未来的机械自动化内容会更加趋于完善。而这一切需要利用先进的技术，并做出合理的设计和科学的规划。

2.机械设计制造自动化在生产中的应用

因生产过程中的工艺变量对产品的数量或质量起着决定性的作用，而工艺变量又是由机械自动化系统所控制的，这对于机械设计制造及其自动化提出了更高的要求。通过对机械设计制造自动化系统的控制，可以保持工艺变量的平稳，使生产获得良好的控制，进而保证产品的数量和质量达到相应标准。

例如机械设计制造自动化系统在锅炉汽包水位控制中的应用。锅炉汽包是生产蒸汽过程中最重要的设备，因此必须将锅炉汽包的液位高度控制在规定的范围内，无论水位过高还是过低都会产生较大的危险，甚至发生生产事故。因此在生产过程中必须对汽包的液位进行严格的控制。采用机械设计制造及其自动化系统对汽包进行控制，省却了人的直接参与，操作人员在操作室中就能对整个过程实现操控，既能保证生产过程的安全，又降低了工人的劳动强度，提高生产效率。

3.现代机械自动化系统的优点与效益

高新技术行业的快速发展，同时带动了机械自动化技术的革新，机械设计制造及其自动化在机械生产中的运用日益广泛，颠覆了传统机电产品在机械生产中的地位，并有逐步取代传统机电产品的趋势，为企业和社会带来巨大的经济效益。与传统的机械产品相比，现代机械自动化系统主要有以下优势：

3.1生产能力和工作质量提高

机械自动化系统具有强大的信息处理能力和自动控制能力，在生产过程中对产品的精确度要求更高，通过自动化控制系统可精确地保证机械按照设计的要求完成预定的动作，可以更好的保证产品的合格率。同时，由于机械自动化产品实现了工作自动化，代替人力劳动完成工作，节省了人员的安排，稳定性也得到保证，提高了工作效率。

3.2提高机械安全性和可靠性

机械自动化系统通常都具有自动监测，报警，自动保护功能，如果在工作中遇到故障，能够自动处理事故，并及时采取有效的保护措施，提高了生产过程中的安全性和可靠性。

3.3方便操作，系统性能得到改善

机械自动化系统可以通过改变控制程序的方式来改变工作方式，输入不同的控制程序，就会进行不同的工作方式，不需要改变产品中的任何部件和零件。

利用输入程序来控制生产作业，减少了传统机电设备的流程，优化了操作过程。

3.4具有多种功能，适用范围广

机械自动化产品融合入了多种技术，具备强大的复合功能，避免了产品功能的单一性。通过自动化控制、自动保护等多种复合功能，自动调整能力强，使生产过程达到最佳状态，产品的适用性和用户的满意度都大大提高。

3.5改善劳动条件， 有利于自动化生产

随着机械自动化产品的普及，人们逐渐从繁重的体力劳动中解放出来。通过知识的汇集，技术的不断研发，坚持以人为本，使人力劳动更具有价值，更有利于加快我国四个现代化的建设。

3.6节约能源，减少耗材

建设节约型社会是我国现阶段发展的主要战略目标，通过使用低功耗驱动机构的机械自动化产品，减少了大量的能源浪费，节能效果十分明显。机械设计制造及其自动化技术和产品的广泛应用，带来了显著的社会和经济效益，因此世界各国都十分重视并推崇其发展。

4.机械设计制造及其自动化发展方向

经过三十多年的研究与总结，我国的机械设计制造及其自动化发展取得了一定的成果。但与欧美等发达国家相比，仍然存在较大差距。我国的机械自动化技术和工程系统基础理论尚在不断地发展中，所以今后的发展方向主要有如下几个方面：

4.1机电一体化方向

机电一体化是机械自动化进一步的发展，机电一体化研究的不断应用，为机械工业的可持续发展提供了源源不断的动力，现代化机械设备离不开机电一体化技术。

4.2智能化方向

智能化是新世纪机械自动化技术发展的一个重要方向，也是机械自动化产品的重要标志。智能化是指机械自动化系统运用运筹学、计算机科学、心理学等新思想，模拟人类智能，以实现更高的生产控制目标，推动智能化的不断发展。

4.3模块化方向

由于机械自动化产品种类繁多，在研发时的各种需求则相对比较复杂，模块化有利于新产品的迅速开发和生产规模的逐渐扩大，给企业带来巨大的经济效益。

4.4网络化方向

上世纪九十年代以来，网络技术飞速发展，同时也促进了经济全球化的发展，企业间的竞争也趋于全球化，因此机械自动化产品朝着网络化方向发展也是一种必然现象。

4.5微型化方向

微型化兴起于上世纪八十年代末，微型化可以大大减少资源的浪费，降低生产成本。微机械自动化发展的瓶颈在于微机械技术，还需进一步探究，但未来的时代，必将是一个微时代。

4.6绿色化方向

随着经济社会的不断发展，环境污染不断加剧，人们对环保越来越重视，随着人们生活水平的提高，绿色产品概念应运而生。设计绿色的机械自动化产品， 将具有远大的发展前途。

4.7人格化

未来的机械自动化会更加注重产品与人的关系，赋予机械自动化产品以人的智能和情感。人格化的发展并将有力推动机械设计制造及其自动化的发展。

5.结语

发展机械自动化就是发展机械制造技术，这些机械设计的自动化使得对于传统的机械设计有了很大的改进。广大设计人员应清醒地认识到机械设计制造只有向机械自动化设计制造方向发展，才能成功。

【参考文献】

[1]国家电网公司人力资源部.输电线路带电作业.北京：中国电力出版社，2011.

[2]国家电网公司.带电作业操作方法（第一分册输电线路）.北京：中国水利水电出版社，2003.