探讨机械设计制造与自动化的发展

艾和金

（安徽爱瑞特环保科技股份有限公司，安徽芜湖241000）

1 引言

机械设计制造行业是我国当前大力发展的产业，并在经济建设中有着无法替代的作用，它在推进我国现代化进程方面以及科学技术的创新发展方面有着十分重要的意义。所以，应该从全方面把握机械设计制造的作用，根据自动化技术的发展趋势，进一步提升生产效率，经济效益，推动机械设计行业科学技术的快速发展。

2 机械设计制造自动化的含义

2.1 机械设计制造的发展历程分析

马克思认为人的文明程度取决于生产力。而劳动工具及制造其的技术，都首当其冲地被作为社会进步程度的标志来研究[1]。纵观人类发展史，机械制造设计的发展，一般有两种不同划分方式，分别是：按时间、材料。

按时间划分：从古代社会到17世纪，机械设计经历了起源和古代机械设计阶段（机械制造开始的标志是人类学会用石头制造工具），由17世纪至第二次世界大战结束，经历了近代机械设计阶段（牛顿冷却、纽可门蒸汽机、瓦特蒸汽机、威尔金森炮筒镗床的出现，以及各个机械理论流派兴起、各机械制造技术的发展，机械制造从“蒸汽时代”很快进入“电动时代”。），第二次世界大战直到现在，经历着现代设计阶段（标志：第三次科技革命兴起，机械制造业应时代需求为实现大批量生产，实现机床精确度，机械制造开始走向自动化，并随着电子科技的发展，自动化程度日益提升。）

按材料划分：则先后经历了石器时代，青铜器时代，铁器时代，金属与金属合金以及陶瓷、玻璃和化学聚合物发展阶段。这四个阶段，无一不在见证着机械制造技术的发展，尤其是近代科技革命阶段，人们把更多的目光聚焦到机械设计如何更好实现生活便利化。

而机械设计制造这一词语最初是在日本的机械设计的相关书籍中，后来又得以在我国内大规模的应用。[2]这一概念的提出，也是把现代化的生产模式结合起来，换句话来说，机械设计制造自动化的出现是机电一体化的发展延伸，通过准确的机械工程技术，电子信息技术以及整体的设计在机械制造行业里的应用，从而实现了全面优化的产业发展模式。

2.2 自动化的产生

所谓自动化，是指人类在生产、生活、管理时，采用一定的技术装备和策略，减少人工干预、提高工作效率、效益和效果的过程[3]。随着工业实践的普遍应用，由人类科技发明催生和发展而来的自动控制技术，随新型制造业的兴起和网络信息技术的进步，自动控制技术进入全新时代。

2.3 机械制造自动化的概念

机械制造由若干的工序和基本动作构成，由机械来完成基本动作（比如：传动、上下料、换刀、检验等），就是机械化；而操纵机构动作由机械完成的过程（比如：开动、关闭传动机构），则为“自动化”。[4]人工只对工序做总操纵和监督，即工序自动化；而当加工工艺形成自动生产线、人工只监督和操纵总体过程，则是工艺过程自动化；当零部件制造从原材料到成品的过程无需人工干预，就形成了制造过程的自动化。

2.4 科学技术的应用

从现阶段机械设计制造及其自动化的发展角度来讲，这项技术还是发展在机械技术和电子技术的前提下，并且也融入了其他的学科知识，把机械设计制造的结构，产品特点，以及生产过程等形成新颖的发展模式，并且融入了先进的科学技术，从而实现了技术稳定可靠，系统结构优化的生产形式，进一步推动了机械设计制造行业的不断发展。

3 机械设计制造及其自动化的设计原则

3.1 把握机械功能的需求

在机械设计制造自动化的设计中，要最大程度的考虑到机械行业的功能需求，根据不同产品的特点出发，从机械设计里的物质条件，能量需求，以及信息要求综合来考虑，并且把这几个方面的内容不断结合在一起，从而把自动化设计和自动化技术真正融为一体，而且通过整个系统功能中的切换、传送、储存等形式，进一步完成系统自动化和机电一体化等其他领域的协作，从而把机械设计制造的所有功能都挖掘出来。

3.2 创新技术的应用

通过积极探索新型的创新技术，突显对产品特征和系统特点的综合应用，特别是在加工行业的机械设计制造及其自动化的应用上，把自动化的技术应用到每一个细节中，从而形成不仅有助于设计以及分析机械自动化产品，还能实施整个过程的技术创新。

4 机械设计制造及其自动化发展方向的研究

从现阶段的机械设计制造自动化发展的优点来讲，从整体发展的层面具有更加广泛的优势基础，特别是机械制造自动化的产品慢慢替代了传统的电子产品，而且机械制造自动化的产品还具有一些其他的功能需求和附加价值，都可以给社会增加一定的经济效益。下面针对机械设计制造未来发展方向进行3方面的总结。

4.1 智能化的发展方向

诚然，智能化是当前国际上机械制造自动化发展的一个重要趋势，这里所讲到的智能化其实是对机械设备的描述，是指在控制系统的前提下，通过人工智能控制、运筹原理、计算机原理以及其他的一些创新思维方法总的概括，从而使得机械设计制造自动化的发展拥有更加严密的逻辑思维能力和自主决策能力，从而实现更高的发展目标。[5]所以，让机械自动化产品拥有初级人工智能的功能是非常可行又是十分必要的[6]。

4.2 模块设置的发展趋势

因为当前机械自动化产品的种类和生产制造厂家比较多，制造和生产具有合格标准的机械接口、电气接口、动力装置接口以及其他功能的机械自动化产品是一项非常烦琐又是十分重要的合作工作[7]。例如研发一款具有智能减速，电动装置等功能的动力装置，同时拥有视觉功能，图像辨别等特征的操作产品以及其他的一些可以实现上述功能的机械产品。

4.3 微电子的发展趋势

微型的机械产品，指的是尺寸在1cm到3cm之间的机械自动化产品，并且向着微米，纳米技术发展。[8]微型机械化产品因为体积小巧、能耗低、方便小巧，故而在生物科技、军事科技等方面都有着重要的作用，这也是未来一段时间发展的方向。

5 结语

综上所述，本文首先对机械设计制造自动化的概念进行了阐述，然后分析了机械设计制造及其自动化的设计原则，进而提出了当前我国机械设计制造自动化的发展方向，为我国机械设计自动化的发展指明了道路，从而有助于更好地提高机械制造的效益。