我国机械设计制造及自动化发展方向研究

2015-04-03吴淑霞

时代农机 2015年5期

吴淑霞

（德州职业技术学院电气系,山东德州 253000）

1 机械设计制造及其自动化的概述

（1）机械设计制造及其自动化的概念。机械设计制造及其自动化是融合了计算机技术、信息技术以及自动化控制技术等多种技术的一种综合交叉学科技术，它以机械设计制造为基础，将先进的设计制造技术理论与方法运用其中，以解决工程领域的技术难题，提高机械设备的稳定性与安全性。机械自动化技术的应用能大大提高机械设备的生产效率，降低人们的工作强度，使机械设备的智能化、自动化及人性化水平更加突出，对机械制造行业具有划时代的意义。

（2）机械设计制造及其自动化技术的特点。机械设计制造及其自动化技术的应用和发展为机械制造行业不断改进技术水平，提高产品质量提供了强有力的保障，先进的设计与制造技术的应用使机械设备的结构更加合理，性能更加稳定。与传统的机械设计制造技术相比，机械设计及其自动化的最大特点突出表现在自动化和智能化两个方面。机械设计自动化是在传统的技术基础上，融入现在先进的计算机和通信技术，系统协调设备的各个部件，进而实现整体的统一，进而使得所生产的机械设备具有自动化、智能化的特点，满足机械设备对其功能的内在需求。

（3）机械设计制造及其自动化技术的优势。①提高机械设备的工作质量和工作效率。使用机械设计制造及其自动化技术生产的机械设备，由于采用了先进的控制技术、自动化技术及信息处理技术等多种先进技术，其生产的机械设备的自动控制能力和处理能力，智能化水平大大提高，能够更准确高效地代替人类完成大部分作业，这样既提高了工作效率又保证了工作质量。②提高机械设备的稳定性和安全性。机械设计制造及其自动化技术生产的机械设备，灵敏度非常高，它能够通过自身的监视、诊断及处理等一系列系统，及时发现工作中的故障并以最快速度进行处理实现自我保护，提高了设备的稳定性和安全性，既避免了人工进行检查和修复的繁琐工作，又减少了安全事故的发生。③设备适用范围广，操作方便。由于机械设计制造及其自动化产品的设计与制造融合了多种先进技术，因此采用机械设计制造及自动化技术生产的设备具有自动化控制、补偿、调节和保护等强大的复合功能，不仅可以在日常的工作环境中高效率地工作而且可以在极端恶劣的环境中代替人类进行正常工作，适用范围极其广泛。自动化设备中具有强大的控制系统，无需人类进行过多的手工操作，只需输入简单的控制程序即可开展工作，大大提高了操作的简便性。

2 我国机械设计制造及其自动化的发展现状

（1）机械设计制造及其自动化技术方面的现状。与西方发达国家相比，我国现代化的机械设计制造业起步较晚，发展历史不长，涉及的产品范围非常有限，加上过去一段时间，国家在政策扶持方向上的偏离，导致我国机械设计制造技术方面存在很多急需解决的问题。具体表现在：数字化工艺设计技术不完整，基础比较薄弱，尚停留在表面层次，还未真正涉及实质层面，监管设计环节明显不足，数据偏差现象较为严重，产品设计尚未完全可控，不能完全满足产品要求；机械设计的手段和方法较为落后，对机械设计进程的研究和了解还不深入，仍未完全精确地掌握机械设计的客观规律，保证产品质量；由于过去较多地采用合资与技术引进及知识产权保护法律的不完善，机械设计制造业创新力度不够，国有产权技术严重不足。

（2）机械设计制造及其自动化人才方面的现状。改革开放以来，随着我国经济社会建设各方面的发展，我国在机械设计制造及其自动化方面取得了很大的发展。我国自动化产品的产值已超过4000亿美元，其中数控及自动化软件的产值也已高达1000亿人民币。目前，机械设计制造及其自动化产品的研究与应用已成为拉动我国经济的新的增长点，成为促进我国工业化快速可持续化发展的重要支撑，随着计算机软硬件技术的不断发展，机械设计制造及其自动化产品在社会生活中的应用将会越来越广泛，因此，迫切需要大量的这方面人才。但由于长期以来，人们对机械设计制造及其自动化专业的就业前景存在很大误解，认为该专业的对口就业有失体面，造成我国在该方面的人才严重不足，遭遇人才瓶颈。据不完全统计，目前我国3G核心机械设计方面的人才仅为几万人，而上亿元的市场仅仅依靠几万人的支撑是远远不够的。人才方面的短缺严重制约着我国机械设计制造及其自动化方面的发展。

3 我国机械设计制造及其自动化未来发展方向

（1）智能化。所谓机械设计制造的智能化是指在机械设备的制造过程中，采用多种理论和方法，吸收人工智能，使机械设备具备模拟人类大脑思考的多种能力，能够智能地进行系统维护、自动报警、故障诊断以及自我修复等功能。机械设备的智能化能极大地提高机械设备的安全性和稳定性，实现人机协调，这是我国未来机械设计制造及自动化的一个重要发展方向，也是我国在激烈的国际竞争中处于不败之地的重要手段。

（2）机电一体化。机电一体化是机械自动化的一种延伸和发展，为机械自动化的一个更高层次，是在机械自动化的基础上结合电子电工技术、微电子技术、机械自动化技术以及多种相关技术，改变传统的机械设备的生产体系，实现机械设备与电的完美结合，使机械设备具备更好的自动化、智能化和数字化水平。机电一体化是促进我国工业体系产业结构调整和升级，保障我国机械制造工业可持续发展的重要举措，是我国机械设计制造及其自动化发展的一个重要方面。

（3）虚拟化。机械设计制造及其自动化的虚拟化是指在机械设备的设计制造过程中，利用先进的电子计算机设备和通信设备，模拟机械设计中的大量工作，并在最短的时间内将模拟的分析数据传输到不同空间和地域的双方，及时发现问题和解决问题，以此来达到逐步优化、提高机械设备性能、保障机械设备质量的目的。机械设计制造及其自动化设计的过程中采用虚拟化技术，可以省略传统的依靠图纸设计、实验等的繁琐的工作，节省大量的人力和物力，并且设计出的设备质量、精确度明显提高。虚拟化必然是机械设计制造及其自动化的一个重要发展方向。

（4）模块化。随着机械设计制造及其自动化产品的日益多样化及机械设备功能的多样化，单纯对某一个部门进行研究，必然会耗费大量的人力物力，也不能满足经济发展对机械设计制造行业的需求。虽然机械自动化产品的种类越来越多，但大多数的机械自动化产品都是在标准设计的基础上进行升级和改造的，且各部分之间可以系统地进行模块化分类，因此，研发人员可以通过模块化的方式进行设计和研发，这样不仅可以保障产品的质量同时也可以进行规模化生产，实现机械制造行业的规模效应，保障我国经济的高速可持续发展。

（5）绿色化。经济的高速发展不仅为人类创造了巨大的精神和物质财富，同时也带来了严重的环境污染与资源浪费问题。现在人们越来越重视绿色可持续性发展，我国早已把可持续性发展提高到国家日程上来，机械设计制造及其自动化的发展也必须符合绿色化发展，这就要求机械自动化产品从设计制造到使用维护甚至回收阶段都要充分考虑环境保护和资源浪费问题，走绿色化生产道路，实现节约资源、保护环境、绿色可持续发展的目的。

（6）人才化。机械设计制造及其自动化技术是一种结合多种学科的综合学科技术，尤其需要各方面素质都过硬的高科技人才，但我国在该方面的人才现状却是人才严重不足，这制约我国机械自动化发展的长远发展。在今后的发展中要高度注重人才的培养工作，从转变人们的偏见开始着手，在教育、就业、培养各方面确保人才的充足与高水平，使大量的高科技人才成为保障我国机械设计制造及其自动化发展的重要支撑。

（7）网络化。随着经济全球化的进一步发展，各国在经济、文化、技术等各方面的交流越来越广泛，经济及技术的全球化极大地促进了各国经济和技术的发展。随着计算机科学技术的不断发展，网络化将会遍布全球的各个角落，通过网络化处于世界不同地方的人们可以随时方便地交流经验，进行技术切磋，促进大家共同高效持续发展。因此，网络化也应该成为我国机械设计制造及其自动化的一个发展方向。