机械设计及其自动化发展趋势分析

2015-05-30高振同

工业设计 2015年9期

高振同

摘要：机械设计及其自动化是一种新兴的科学技术，其主要通过机械自动化功能使机械设备能够具有更好的稳定性，提高设备的运行安全和效率，现代化的机械设备主要发展方向是智能化和人性化，这就为机械设计及其自动化学科的发展提供了全新的道路。在本文中，对当前我国机械化设计及其自动化学科进行了简单的介绍，并对其未来的发展方向进行了简单的探讨。

关键词：设计制造；自动化；产品；发展

机械设计及其自动化同传统的机械设计相比具有更加广阔的发展空间，其智能化的优势使其能够应对多种多样的生产功能。其一出现就引起了机械设备方面的巨大进步，通过多年的研究，机械设计及其自动化专业已经成为了促进国民经济增长的一个重要方面。在本文中，对当前我国的机械设计及其自动化专业进行了简单的分析，并对其未来的发展趋势进行了简单的总结。

1 机械设计及其自动化的特点

机械设计及其自动化产品同传统的机械设计产品相比，其无论是在安全性还是生产效率上都得到了较大程度的提高，传统的机械设备出现了安全问题，需要将整个设备停止运行，然后根据数据显示进行故障排除，但在自动化产品中，其安全性得到了较大的提高，在设备出现问题后，其自身会根据故障出现的位置进行分析和处理，且在生产过程中，还能采取一些有效的安全措施避免设备故障造成更大的损失，从而很好的避免了人员的损伤。另一点则是其能源的消耗更少，自动化产品在设计的过程中能够对资源进行合理的计算，采取最高利用率的生产模式，避免了人为计算過程中可能会出现的失误，且自动化设备的体积更小，生产过程中消耗的能量更少，这样就在很大程度上解决了生产浪费的问题。第三是其应用范围更加广，这种新型的机械制造技术结合了当前的所有高科技，能够适用在多种行业中，满足当前我国经济发展的需求。最后是其微型化的特点，自动化发展的最终目的是制造出体积足够小的设备，其能耗非常低。

2 机械设计制造及其自动化的符合设计原则

2.1 满足对机器的功能要求

所有的产品都是为了满足人们的生活需求，自动化产品同样如此，其开发的主要目的是为了实现对输入的物质、能量和信息进行处理，然后生产出能够满足人们需求的产品，这也是自动化设备的最主要功能。对于机械自动化系统来说，其主要包含两方面的内容，也就是机电一体化技术和产品。通过内部的设计和制造，使资源变为符合人们需求的产品，满足人们的生活需求。

2.2 利用先进技术不断进行创新

自动化设备根据不同的分类方法，可以将其分为不同的类型，像对物料进行搬运和加工的设备，其主要功能是对物质进行位置或者形态的改变，这一类自动化设备被称为加工机，比较常见的有各种机床和起重机械设备等。而以能量的转换为主的自动化设备则被称为动力机，其通过物质的各种化学和物理反映对能量进行转换，实现能量的转移，比较常见的设备有电动机和内燃机等。除了上述两种设备之外，还有一些仅仅进行数据的处理和图像的显示的自动化设备，像各种仪表和办公机械等，这也是目前最常见的自动化设备。自动化设备除了上述的主功能之外，为了满足人们生活工作的需要，还需要设计一些辅助功能，像检测和控制等功能，这些功能的开发为机械设备的自动化提出了新的发展思路。

3 机械设计制造及其自动化的发展方向

我国的机械设计制造及其自动化已经取得了巨大的进步，但同发达国家相比，还存在着很大的差距，在未来，我国主要进行以下几个方面的自动化研究：

3.1 散料运输智能化

在当前通过机械设备进行散料的运输时，由于散料中存在着较多的杂质，导致在运输的过程中需要对其进行人工的筛选，然后才能将其输送到相关位置。在未来，机械设计必将逐渐取代这种传输方式，其不仅会浪费大量的人力物力，同时，在对散料进行处理的过程中，由于人为的因素，往往会使散料中存在着一些杂质，影响散料的质量。在今后的机械设计及其自动化发展中，需要将智能化系统融入其中，通过智能化的选择，将散料中的杂质进行有效的去除，这样既能够提高散料的质量，同时节省了人力物力，提高企业的经济效益。

3.2 虚拟化

当前，机械设备产品的设计全部是在图纸上完成的，然后通过图纸将设备的各种功能和特征进行全面的体现，在图纸设计完成之后，先要生产样品，再通过各种检测手段对样品的各项功能数据进行统计，若数据完全符合标准，则可以进行后续的量产和销售，若数据不能满足客户的需求，还需要根据数据对设备进行分析，找到问题出现的原因并解决，直到图纸设计的样品能够满足需要。这样的生产过程不仅花费的时间较长，且在样品生产过程中会出现一些不可控的情况，导致样品出现各种各样的问题，影响产品的生产和销售进程，且样品的制作需要浪费较多的资源，影响企业的经济效益。随着市场竞争的加剧，机械制造企业需要进一步利用新型的各种高科技提高自身的经济效益，降低生产成本，提高生产效率。通过减少资金的输出，可以利用计算机技术和网络技术对产品进行设计，这样既能保证设计的准确性，还可以将虚拟制作的产品进行虚拟测试，对其出现的情况通过计算机技术进行分析，保证了产品设计的准确性和高效性。在检测过程中不符合标准的产品需要对其进行进一步的技术改进，指直到符合标准，最后将产品投入生产，在整个设计和生产过程中，没有用到一点实物，既保证了资源的节约，同时，虚拟设计还能够大大节省设计所消耗的人力和物力，通过网络技术进行设备的设计，大大减少了设备的设计时间，在当今时间就是生产力的时代，高效的设计方案能够大大提高设备制造企业的竞争力。今后的机械设备自动化制作必然将更多的依赖计算机和网络技术，保证自身发展的优势。

3.3 网络化

在现阶段的机械设备自动化制作过程中，虽然在一定程度上运用了网络技术，但在实际的生产过程中，网络技术的使用是非常有限的。像在利用机械设计制造及其自动化进行产品的设计和生产时，往往是由计算机进行的，相关的技术人员完全不在现场，在出现问题之后，由于没有专业人士处理，而设计人员又没有在现场进行监督，管理人员则缺少相应的技术知识，导致出现问题只能将生产过程停止，在相关人员到场后再对设备进行维修。这种生产方式严重制约了自动化设备的正常运行，由于机械设备的自动化制作是一条完整的生产线，生产过程中任何一个地方出现了故障，都需要整个生产线停止工作，这样将会造成巨大的经济损失。为了减少这种情况造成的经济损失，保证企业的经济效益，需要提高企业的网络化程度，实现对生产过程的全称监控。通过这种方式，在问题出现后，相关技术人员和设计人员能够在第一时间了解问题出现的原因和位置，然后通过网络对问题出现位置进行故障处理，或者由管理人员组织技术人员对问题进行处理，保证企业的正常生产，提高企业经济效益。

3.4 绿色化

随着全球温室效应等危害的出现，环保已经成为人们关注的重点话题，我国作为一个工业大国，也逐渐将环保作为未来的工业发展重点，在全国各地宣传保护环境的措施，保护我们的家园。人类是大自然的一员，保护环境就是保护我们自己，只有实现了环境保护才能更好的发展，保证我国的可持续性发展。在制造业中，环境保护是衡量一个企业发展的最主要标准之一。对于机械设备的自动化生产来说，环境保护是其未来的重要发展趋势，一个优秀的生产企业，其从产品的设计到生产，无时无刻不在注重环境保护。通过环保措施的实行，使企业的经济效益和市场竞争力大大提高。在产品的使用阶段，环保工作更加重要，通过对资源的合理利用，减少对自然的破坏，而在选择生产材料时，低污染或者无污染的原料能够避免生产过程中对环境的破坏。在产品报废后，通过回收利用能够减少原料的开采，减少对自然的索取等。

3.5 微型化

机械设备在使用过程中，往往需要对其进行搬动，不断对自动化产品进行低功耗和小体积等的研究，不仅能够减少产品使用过程中的人力浪费，还能减少其空间的占有，提高单位面积的生产效率。通过这些方面的研究可以发现，在未来，机械设备自动化产品必将向着小体积的方向发展。传统的机械设备由于体积较大，在搬运和操作时较为麻烦，且浪费的人力物力较多，通过微型化研究，能够降低这些设备的生产成本，减少原料的使用，同时，运输费用和存储费用的减少，能够大大提高企业的经济效益，保证企业的快速发展。机械设备自动化产品微型化在带来巨大经济效益的同时，也带来了艰巨的挑战，由于设备的体积较小，需要对各种零件进行更加精密的加工，且在操作时，需要的操作技术更高。

4 总结

机械设计制造及其自动化的发展对我国经济的发展具有巨大的推动作用，能够大大提高我国的社会生产效率。但随着市场竞争的激烈，产品的质量要求也越来越高，这就需要生产企业不断提高自身的生产水平，提高生产效率。

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