机械设计制造及其自动化的设计原则及发展趋势探讨

邵明江

摘 要：在我国工业发展过程中，机械设备已经被广泛地应用。但是，传统机械制造业还存在工作效率差和产品质量差以及工作量大等相关问题，有效运用机械制造业自动化，能够将传统机械制造存在的缺陷有效地进行弥补，不但性能优越和效率更高，而且，还能够将高端设备能源更好地节省。因此，应该将机械设计制造和自动化设计全面地应用和推广。

关键词：机械设计制造；自动化；设计原则；发展趋势

中图分类号：TU712 文献标识码：A

引言

现阶段，在科技一体化以及经济全球化高速发展的当今时代，作为推动国民经济发展的基础性产业，机械设计制造及其自动化行业的发展对于经济社会的发展起到了重要的助推作用，机械制造业是目前国内工业体系的重要组成部分，伴随先进的自动化技术及电子技术的引入，机械设计及制造行业的自动化水平不断上升，在保证制造设计质量及性能的基础上，实现了经济、社会、生态的协调发展，并不断推动着现代化工业的持续健康发展。

1 我国机械设计制造自动化的发展现状

我国机械设计制造行业从清朝的“洋务运动”兴办纺纱厂、兵器厂和军工厂的阶段，就算是进入了工业1.0的时代，所有的机械制造图纸和器材全部都是从国外采买过来由我国的工人进行加工制造。往后发展到第二次世界大战的时间段，我国的机械设计制造才迈进了工业制造2.0的时代，开始了标准化流水线式的制造当时社会需要的工业产品。发展到如今，工业制造水平已经得到了质的飞跃进入了工业3.0的时代，可以利用许多机器设备替代人工操作，在设计与制造环节也是开展的极其顺利，保证了产品的质量提高了制造企业的生产能力。在对未来工业发展4.0的规划中，将要实现流水线智能自动化的控制，节省了人力投入，提高产品的质量与生产效率。

2 机械设计制造自动化特点和优势

2.1 智能化

与传统的机械设计相比，自动化技术最大的特点在于其完全实现了智能化，这主要是因为其中应用了多项先进的科学技术，并实现了不同技术的融合，这在突显各项技术优势的同时就使得机械制造的智能化效果更加突出，这也是机械设计最为显著的一个特点。

2.2 机电一体化

产品的研发通常都以内在需求的满足作为基本目标，在应用自动化技术的过程中就可达到这一要求，其能使产品满足期望的功能需求。在应用自动化技术之后能够使输入量达到要求，进而使产品的内在功能符合预期目标。这主要是因为自动化技术的一体化功能在发挥作用，其能够顺利实现功能设计及制造等多个环节的融合，使产品的功能更加完善，进而满足产品研发的内在需求。这也是当前机器开发的一个重要支持力量。

2.3 产品优化

当前社会各界对产品在质量上的要求越来越高，因此在产品改造与升级的过程中就需要用到自动化技术，其主要应用于系统控制阶段，在此过程中自动化技术可充分发挥其检测及控制等多项功能，进而使得产品的结构能够在原有基础上进一步得到优化，顺利实现升级。另外，自动化技术还能够对产品的功能进行全面分析，进而在此基础上研发出功能更加完善的机械产品。除此之外，自动化技术当前还在不断发展的过程中，通过研究能够使其功能越发完善，这对于促进产品的进一步升级具有重要作用。

3 发展趋势

3.1 网络化的控制

互联网的发展不仅可以让人们打破地域的限制，而且还可以使各个区域联系成为一个整体，所以机械设计制造及其自动化一定要能够充分发挥网络的优势，实现整个生产制造环节的网络化控制，而且也可以减轻工作人员的劳动量，他们完全可以通过电脑控制来进行机械设计制造过程的操控，而且还能够通过互联网来发现工作过程中所出现的问题，并加以合理的预防和解决，保证生产过程的连续性、稳定性和安全性。比如说，当机械制造过程中某一环节发生故障时，工作人员就可以通过网络与维修人员进行沟通，并为他们提供必要的信息扶持和基础资源，不仅可以减少故障排除的时间，还能够有效的提高工作效率，为机械制造企业的更快发展创造条件。

3.2 虚拟产品的开发

电子化、数字化、虚拟化是机械设计制造及其自动化发展的必然趋势，虽然这个发展过程会非常的艰难，但却可以为企业节约大量的资源，可以推动机械制造业自动化程度的进一步加深，而且未来的机械设计必然是要通过电脑软件的操作来实现的，而机械绘图的专业技术人员只要通过电脑设计就可以把完整的电子图呈现到人们面前，这种虚拟化程度的实现，不但可以让图纸变得更加完善，而且修改的过程也会变得简单、易操作，再加上通过电脑软件还可以把机械产品的三维空间图展示出来，进一步为企业节约了生产成本，提高了经济效益。另外，在机械设计制造虚拟化发展的基础上，还能够利用网络资料来达到人们的需求，实现产品与人类需求的和谐统一，使机械产品更具有人性化、智能化，而从设计的理念上也更加具有实用性，达到机械设计制造及其自动化发展的理想化状态。

3.3 绿色化

由于当前环境污染较为严重，因此绿色化必然会成为自动化技术的一个发展方向。要想实现绿色化发展，首先必须选择符合绿色要求的材料，即在产品制造及处理的整个过程中不会对环境造成任何破坏，并且不会对人的生命安全构成威胁。其次是绿色设计，应用该类型技术的主要目的在于对产品进行维护与回收，并且使其能够重复利用，这样就能够有效减少对资源的消耗量，但这对于设计人员来说也是一项十分艰巨的任务，其不仅要满足市场的需求，同时还要不断提升产品的绿色功能，因此当前还必须在此方面加大研究力度。

3.4 智能化

智能化是机械产品设计制造及自动化实现的重要发展趋势，伴随科学技术的进步，计算机技术、网络通信技术以及电工电子技术均得到了长远的发展，这也推动了传统机械设计制造行业的智能化发展进程，也是实现机械设计制造自动化的重要标志。通过对设计人员思维特征的虚拟化，以及思维的编程设计，实现生产过程的智能化控制，可提升设计、生产效率及安全可靠性能，不断推动机械设计制造行业的发展。

3.5 模块化发展

设计机械设计和制造是一个很复杂的过程，作为设计人员必须要调查设计机械的目的和功能，设计机械以前，设计人员可以根据机械的功能特点，划分成模块，设计人员进行机械设计时，就能够根据功能模块来进行有效地设计，致使设计机械的时间很大程度地节省了，后期对机械设计进行检查时，可以根据统一模块进行修改，从而使维修机械设备的时间缩短了。

结束语

总而言之，自动化技术的应用帮助企业节约了更多的人力资源成本，并且完善了设备的性能，进而有效提升了产品的生产效率，但这并不意味着自动化技术已经足够完善，当前还必须在原有基础上不断进行研究，使其能够朝着虚拟化及网络化等多个趋向发展，本文就对这一问题进行了深入探究。

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（作者单位：江苏宇达电站辅机阀门制造有限公司）