探究机械设计制造及其自动化的未来发展

龚振杰

（武昌工学院 湖北 武汉 430065）

机械制造业的进步有利于我国工业体系的完善和国民经济的快速发展，因而分析和研究机械设计制造及其自动化是非常有意义的。我们只有在研发过程中及时发现问题，分析问题、探究并优化设计方案，才能使机械设计制造及其自动化突破传统技艺束缚，取得创新型成果，赢得更加广阔的发展空间。最近几年，在探究与实践机械设计制造及其自动化的过程中，我国取得了较大的科研进步，但相较于世界上其他国家依然相形见绌。所以，我们必须坚持中国特色社会主义基本原则，深入探究，使机械设计制造及其自动化符合我国现代化生产发展的要求。

一、机械设计制造及其自动化的本质特征

相较于传统机械设计，智能化特征及自动化特点是尤为明显的。虽然机械设计自动化中掺杂着多种技术，但这并不表示这些技术只是在数量上的简单相加，它是将多种技术进行整合和统一，使各项技术趋于整体化，协调化，进而赋予了机械设计自动化和智能化的优势。

机械设计制造具有满足其自身内在需求的特点。每一个产品都有着他们各自的内在要求，也就是设计制造者之所以要开发它的目的，而机械设计制造自动化可以使产品符合其相应的内在要求。经过机械设计制造及其自动化的设计工作，实现产品对于输入端制造出它所需要的输出，从而满足其功能上的要求。机械制造自动化的含义是：符合概念、组成部件囊括机电一体化，还包含机电一体化产品，也是指通过某些手段使产品的设计、技工制造及产品发挥功效几部分成一整体，而其中它的核心就是为了实现功能的内在要求。

二、机械设计制造及其自动化的未来发展方向

1.虚拟化的未来发展趋势

在过去，世界各国的机械制造业都有着类似的产品设计流程，即首先应做好最基本的图纸设计工作，接着根据图纸要求和细节开始制作并对产品进行试验，这样才能完全结束产品的设计工作。显而易见，这样的工作流程需要耗费大量的时间，工作效率低下；而且在对产品进行试验时，往往需要投入大量的人力物力资源，增加了资金投入，提高了经济成本。随着我国信息水平和科学技术的发展，网络技术和电子计算机在各个行业领域中迅速普及，人们可以借助这些工具进行大量的模拟操作程序，通过网络实现快速及时的数据连接或者传输，突破了时间和空间的限制，使分居两地的两个人畅通无阻的沟通、探讨和合作，使交易交流更加便利快捷。所以，机械自动化技术以虚拟化的特点向前发展是大势所趋、它势不可挡。

2.数字化的未来发展趋势

数字化是各项技术成果（制造技术、信息网络技术、计算机技术、管理技术）相融合的产物，是先进生产技术进步和发展的根本动力。对于制造者（企业）而言，诸如图形、数据、技能等信息都在以数字为形式、网络为载体流动于企业当中，它们借助数字化技术快捷便利的收集信息，在虚拟现实和多媒体等丰富多彩的支持下，分析、重组、排列和规划各类产品信息，尽可能的仿真产品设计、产品功效、产品加工中制造过程或者实现原型的制造，以更好的姿态和更充分的准备满足市场需求，提高生产过程中的重组效率，适应客户多样化的要求。对全世界的制造生产也而言，网络是客户和企业之间的沟通媒介，客户根据自身需求通过网络发布各类信息，企业通过网络看到客户需求，借助电子商务方式即时沟通，实现双赢，二者优势互补，在改变了传统静态且多环节交流方式的情况下，形成了动态的联盟，使双方快速达成协议，缩短了设计生产的周期，制造出客户所需要的产品。所以，数字化是机械制造业未来发展必不可免的趋向。

3.绿色化的未来发展趋势

环保中一个重要的关键词就是“绿色”，人类要想更快更好的发展就必须与自然界和睦相处。人与社会本就属于自然，是自然中的一部分，部分始终无法脱离整体而独立，更不能去与整体抗争或者破坏整体。人类必须在与自然步调相一致的前提上生活生产，制造技术的自动化也不能例外。一切产品都源自最初的构想，制造业的制造就是从设计的初级阶段、制造生产的中心环节、销售产品到产品投入使用、产品维修、回收利用和再制造，其中每一个阶段，每一个环节都离不开环保这个主题。一个绿色的产品制造，在某种程度上还是一件件的艺术品，它可以密切融入客户的生产生活，与他们的生活环境相适应，给人们以精神上的陶冶和享受，在精神与物质文明相互交融之际还充分的体现出了环境文明因素。企业在采纳和应用某一项新技术时应坚持可持续发展，让哲学的思想为行动导航，认识到：可能眼前的效益并非最大化，但与长远利益相加却是最大值，将环保意识贯穿于设计开发的始终。总之，制造自动化未来的发展趋势必然少不了“绿色”这个主题元素。

4.智能化的未来发展趋势

什么是智能化的制造系统呢？那是一种由智能的设备或者机器和人类专家所共同形成的人机相结合的智能系统，在产品生产和制造的过程中它可以进行如数据分析、决断、构思和定论等的智能活动。智能制造技术的目标是通过人类与智能机器之间的共同协作共事，逐步延展、扩大甚至部分取代人类专家在从事制造过程中的一些脑力劳动，从而精减制造过程中的人力、物力、财力，使制造过程得以优化。机械智能化技术集现代通信技术、信息技术、计算机网络技术、行业技术和智能操控技术于一身，它是对机械设计制造及其自动化方面应用的智能结合，伴随着信息技术发展的不断深入，它的技术含量越来越高、结构程序也越来越复杂，智能化概念逐渐一步步的迈向人们生活和工作的每个领域、每个细节。比如智能住宅小区、智能医院和智能建筑的出现，除此之外，还有我们一般所提及的智能化系统、智能化机械管理、操作系统和智能化建筑系统等。综上所述，智能化是未来制造自动化发展的的重要趋向。

5.模块化的未来发展趋势

模块化是一项任务艰巨但却十分重要的工程项目。由于机械自动化产品具有繁杂的生产企业和品种类别，而研发工作要求环境、动力、电气和机械接口的机械化产品单元都需严密监控，这些都是非常关键且困难的事情。例如，研究开发并制造一个具有测距、辨识、图像处理、视觉等功用的控制系统，结合电动机、智能减速等形成一个整体的动力单元，另外，还要一系列能够做到典型操作的机械动力设施。这样一来，新产品的研发工作就可以在各种单元的标准之下实施并完成，生产的规模也会自然而然的扩大。显然，产品的系列化和标准化具有很大的积极影响。另外，从机电设备和电气产品标准的角度看来，模块化给产业所带来的技术优势是极大的，不论是对于一个加工标准化单元结构的企业而言，还是对于生产机械设计制造及其自动化产品的企业来说，模块化的发展趋势都有着导向作用，可以为它们指明发展前路。这些都在告诉着我们，模块化对机械自动化企业的发展有着巨大的优化和促进作用。

6.网络化的未来发展趋势

从上世纪90年代开始，网络技术就得到了迅速的成长和发展。它不仅影响到了人们日常生活中的方方面面，还深入到了教育教学工作中、军事战争中、政治、科技发展和工业生产领域中，相同点是，不同的领域都在网络技术的渗透过程中取得了或多或少的发展成果。世界范围内，生产活动和经济发展都在潜移默化中与网络技术融为一体，企业之间小竞争也逐渐演变为世界范围内的国际性竞争。如若一个企业研发并制造出了机械自动化的新型科技产品，它有着稳定而可靠的质量保证，那么我们就可以确定的说：它一定可以迅速红遍全球，走向世界。在网络化的作用之下，以网络为载体的一些远程监测及控制技术得到了很大程度上的发展和进步，而机械自动化产品便是远程终端设施。局域网和场地总线技术推动了信息网络技术实际应用和全球性的普及，给用户全新的技术体验和使用过程中的便捷愉悦感。无论如何，机械自动化产品的网络化发展趋势是可以确定的。

7.微型化的未来发展趋势

微型化的兴起源自上世纪80年代，机械自动化明显的有着向微型化发展的趋势。微型化也可以被理解为为机械自动化系统或者微电子机械，具体说来，它是指尺寸小于1厘米的机械自动化产品，在发展过程中，它在一天天的发展为微米和纳米。机械自动化之所以逐渐发展为微型化，是因为微机械自动化产品具备能耗低、体积小、灵活等特点，它不仅在军事信息方面有着巨大的发展潜力，而且在生物医疗方面有着极大的发展优势。微机械技术是微机械自动化发展的重中之重，通过精细化的加工技术（也就是超精密技术，即蚀刻技术和光刻技术）来完成微机械自动化产品的加工过程，可以收获非常好的产品效果。

8.机电一体化的未来发展趋势

机电一体化指的是机械设备与各类电子科技技术的有机合成物,其中电子科技技术可以是电工电子技术、信息机电一体化技术、接口技术、信号变换技术和微电子技术等，它们结合在一起后再应用到实际生活中的科学化应用系统，毫无疑问，它是对机械自动化发展的延伸和拓展。之所以要深入研究机械电子学，主要是因为我们必须将机械技术、微电子技术和信息技术加以整合并充分利用，使机械运行最流畅，最具优势。机械一体化将机械技术表现的淋漓尽致，不论是微电子技术还是信息技术都有着它们各自的时代科技魅力，它们在为机械产品的更新换代加速。机械一体化的整个系统中通常包含机械的运行主体、传感设备、信息加工处理器和相关程序的执行部件。一些较高级的系统中不仅含有这些基本的硬件，还相应的配置了运行软件。最大程度发挥软件功用可以完成一些硬件设备所无法完成的任务，强化机械系统柔性。通常我们较多见的机械一体化系统主要包括加工中心、工业机器人和数控机床等，它可以应用在单个的机器、一般生产系统或者技术改造方面，另外用于柔性制造、工厂自动化和办公家庭自动化等方面都是非常便捷的。

三、结语

总之，机械设计制造及其自动化有着深刻的发展内涵和巨大的发展潜力，在很多方面都有着突出的优势，如性能较稳定、质量有保障和功能齐全等。机械设计制造及其自动化在科技高速发展的时代里不断完善传统机械设计，探索研究出更具优势的现代型机械设计制造及其自动化技术。同时，在机械设计当中不断融入新技术因子，推动机械设计制造及其自动化朝着多元的方向发展。设计人员要把握机械设计制造及其自动化在未来的发展方向，在发展过程中不断探索并引入新的技术，做一名先进的工作者，新技术产业化的创造者，加快推动机械技术的发展进程，为它的发展开辟出更广阔的发展空间！

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