机械设计制造及自动化技术研究分析

吴昌凤

摘要：过去很长一段时间，当说起机械设计制造及自动化，很多人的第一反应都是工厂车间内轰鸣作响的机器和忙忙碌碌的工人。如今，为了更好地适应社会经济发展和城市建设的发展进程，机械设计制造及自动化技术越来越受到社会的重视，一些高等院校也将其设为学校内的重点工科专业之一。基于此，本文将针对机械设计制造及自动化技术的基本定义、优势、现存问题及其发展趋势进行分析，仅供参考。

关键词：机械设计制造;自动化技术;专业原理;发展趋势

0  引言

当前社会科学技术水平不断发展，传统的机械设计制造产业为了快速适应现代化社会发展的要求，开始逐渐趋于自动化。机械设计制造及自动化技术作为科学时代的产物是我国工业生产不断发展的根源，其一方面可以提高生产效率和质量，另一方面可以很好地减少生产成本和降低工人的劳作强度，为生产企业赢得了更多的利益。

1  机械设计制造及自动化技术的基本定义

知名的美国机械工程师协会（ASME）于1984年对现代机械做出的定义和最具权威的《中国机械设计大典》中对现代机械设计做出的解释都强调了：“现代机械设计结构愈加复杂，是一种结合了计算机网络协调和控制孤功能，用于实现包括机械力、自动化运转和能量流动等机械和机电部件相互联系、相互辅助的系统。”据此可知，机械设计制造及自动化技术是一项涉及了机械制造理论、机械设计与制造、计算机科学、信息技术等多领域理论知识，结合了计算机智能、电子技术、自动化制造系统、自动化设计等多领域应用技术，用于完成机械设备的设计和生产的综合性技术。与传统的机械设计技术相比，如今的机械设计制造及自动化技术的具有更加显著的優势，其能从根本上解决现代工程生产过程中复杂生产技术的发展需求，加快了工业生产由“机械电气化”迈向“机械系自动化”的发展进程[1]。也正是因为如此，如今机械设计及自动化被各大高等院校纳入了其学院内机械学的一大分支专业，此专业的教学内容主要包括：机械设计、机械制造、机械自动化这三大板块;此专业旨在培养具备机械设计基础知识、制造自动化、测控技术和微电子制造应用能力，且日后能够从事机械设计与制造加工，机械、电压、气压等控制设备的维护修理以及数控机床机械模型的设计、生产、制造等工作的高级工程师。

2  机械设计制造及自动化技术的优点

2.1 节能创新，减少耗材

如今的工程生产领域格外重视节能创新这一设计理念，当前的机械设计制造及自动化技术具有足够的先进性，即此技术广泛结合了计算机技术、信息管理技术、通讯技术等现代化高科技技术。这一特点正好可以规避传统机械设计制造过程中存在的大量资源、能源的消耗问题;另外，基于机械设计制造及自动化技术的先进性，节能创新的设计理念也能更容易地应用于此技术中。

2.2 生产效率和生产质量提高

生产效率与生产质量一直是每个机械制造单位所重视的核心问题。当前机械设计制造及自动化的生产技术已逐步完成了传机械统制造技术与现代化信息技术的相互融合，这对于提高产品的生产效率和生产质量有着一定的推动作用，具体体现在两个方面。一方面，在实施机械设计制造及自动化技术过程中应用的计算机技术、虚拟信息管理技术等技术能够实现对有关生产信息的存储、查看、管理、处理的操作，这样有利于监管部门和生产工人把控产品的生产进度，在一定程度上还能有效提升工人生产制造的工作效率，为机械制造单位带去更高的收益[2]。另一方面，如今大部分机械自动化设备都具有信息自动处理和自动控制的功能，较高的检测和控制性能能灵敏地、精确地完成机械生产设计过程中要求完成的预定操作，这大大确保了生产质量的合格率。

2.3 功能完备，适用范围扩展

随着社会市场对于机械制造产品需求的逐渐增多，而机械设计制造及自动化技术融合了多领域的网络技术，具备着自动化控制、自动校验、自动调节、智能化等高性能的功能，使得该技术可应用的范围也逐渐扩展到了不同场合和不同领域。机械设计制造及自动化技术不再仅局限应用于机电产品的单技术制造，也扩展性地应用于机器人机构学研究、医疗器具的生产和制造、大型大型水电叶轮的设计和加工以及汽车机械制造中的车身焊接、车辆装配等多个领域中。

2.4 使用安全性和可靠性得到保障

安全性和可靠性一直都是机械设计制造及自动化设备十分重视的问题。现行的机械自动化产品大多具备自动检测、自动诊断、自动报警以及自动保护的安全管理体系，使得自动化设备在运行过程中可对自身运行健康状态信息进行收集和分析，可以自动判断出运行中是否存在过载、过压、短路等一系列的故障，且能将判断结果汇报给设备管理员以申请故障处理。因此，新技术具有着很高的安全可靠性，能有效减少机械产品运行过程中构架的损坏，从而延长其使用寿命，另外这对于产品的生产质量和生产效率都起到了一定的保障作用。

3  机械设计制造及自动化技术存在的问题

近几年来，机械设计制造及自动化技术在我国的发展规模和领域都在逐渐扩增，但在其具体的自动化操作过程中，还是存在着一系列的问题与不足，此技术的发展还有一段很长的路需要走。

我国的工业现代化发展历程和发展经验明显落后于外国，尤其是机械自动化制造业。这使得国内整体的机械自动化技术落后于外国，具体表现在以下两个方面：

①工业人才的综合素质偏低、高素质人才缺乏。高素质技术人才是机械设计制造及自动化技术长久发展的重要推动力，而当前人才缺失的现状自然无法满足机械设计制造及自动化技术的发展需求。

②机械制造企业内部缺乏健全的机械自动化设备管理体系，致使国内大部分机械自动化制造企业内部机械设备的种类、工艺、效能等美育达到标准化;又或是诸多企业将重心都放于经济收益上，而忽略了对机械设备的严格管理，自动屏蔽了机械设备出现的老化、磨损、故障等问题，使得机械设备不能得到及时的整修和更换。机械自动化设备管理的不健全，将严重阻碍机械自动化设备的良好运行，致使生产效率和生产质量滞后。

4  机械设计制造及自动化技术的发展趋势

4.1 结合网络化技术，提升虚拟化水平

如今计算机技术、网络技术早已经应用到社会的各个领域，在机械设计制造及自动化技术中应用网络化技术，也是必然趋势。虚拟性是网络技术的一大特色，在机械设计制造及自动化中切实应用网络技术的这一大特色，能够实现产品设計和生产过程的虚拟化。

例如，在进行机械设备设计时，现行的机械设计制造及自动化技术主要采取二维三维的CAD技术，高新仿真技术的应用能很大程度上调控机械设备图纸的前期设计和后期修改等转换环节中的时间浪费，进而能够控制企业的生产成本、提高工作效率。除此之外，网络技术的应用，还能实现对产品生产和人员管理的虚拟化监控[3]。所谓虚拟化监控其实也就是远程监控，因为网络信息技术可以通过相应的监控系统实现对机械制造生产过程全方位、全角度的远程巡查工作，就不需要车间监管人员一直在车间内进行巡视监督工作，这样有利于企业人力成本的降低。

4.2 机械产品日益趋于智能化

“智能化”是新时代的关键词，而机械设计制造及其自动化技术也是新时代各个生产领域广泛应用的关键技术。因此，智能化也必将成为机械设计制造及自动化技术的发展过程中必然会经历的一个阶段[4]。例如，当前一些机械设备的控制系统中都应用到了RIS芯片、多核CPU等集智能化指令和自动化处理为一体的核心部件。由此可知，机械设计制造及自动化技术中的很多环节将会才从人脑控制发展为自动化智能控制。

4.3 机械产品体积的微型化

所谓微型化就是尽可能得缩小所制造产品的体积和耗能，这就依赖于纳米技术。近几年，纳米技术发展迅速，并广泛应用于军事、航天航空事业、医疗等领域中[5]。我们知道机械设计制造及自动化技术、机械产品等是支撑着军事、航天航空、医疗等领域发展的重要支柱，因此若利用纳米技术实现机械产品体积的微型化，那么对于我国军事、航天航空、医疗、等领域的发展必然有着巨大的潜在价值和影响。

4.4 生产环节向节能、绿色化发展

绿色经济一直是我国在社会经济发展改革和城市化进程中的重点关注的问题。在过去几年，大多数的传统制造企业为了追求经济利益，对人类的生活环境造成了严重的污染和破坏。而机械设计制造及自动化技术的发展初心是为了更好的服务于人类社会，因此，机械制造自动化技术走向节能、绿色化的发展道路不仅是社会要求，也是行业的必然趋势[6]。机械制造业要想走好绿色化发展道路，需要从两个方面进行实践，一方面：在进行机械设计制造及自动化的相关制造材料选择时，要求尽量避免选择重金属等材料，而选择可再生、可回收、可分解的环保材料;或是生产单位自主研发出新型的低碳环保型材料。另一方面：在进行机械产品制造生产过程中，需要精简产品设计、产品包装、产品管理及产品销售等环节，做到生产全过程的绿色化，同时重视产品回收环节，实现产品材料的最节能化利用、产品资源的最优化配置，进而真正实现人与自然的和谐发展。

5  结束语

综上所述，现行的机械设计制造自动化生产技术确实比传统能够机械制造技术具有更明显的优势，更广泛的发展潜能。但我国的机械制造水平还是落后于国外的一些发达国家。为了更好地把握机械制造行业的市场动态和方向，更好地将我国机械制造行业引领到世界最前端，相关的专家学者应瞄准世界先进技术，即充分学习计算机技术、网络信息技术、电子技术、绿色发展等多领域的技术发展，从而提高我国的机械设计制造及自动化技术的水平，使得该技术能发挥出其巨大的优势，最终促进我国机械制造业的可持续发展。

参考文献：

[1]蒋莉如.信息时代下机械设计自动化技术研究论述[J].数字通信世界，2018（10）：79.

[2]马君，孙娟红.解析机械设计制造及其自动化的技术核心[J].智库时代，2019（17）：200-201.

[3]汪国庆.机械设计制造及自动化技术中节能理念的渗透[J]. 科技风，2019（03）：161.

[4]姜毓依侬.浅谈机械设计制造及其自动化的特点与优势及发展趋势[J].南方农机，2018，49（23）：198.

[5]孙朝霞，赵建发，付明慧.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].工程建设与设计，2019（04）：176-177.

[6]杨坤.机械设计制造及其自动化专业的现状反思与前景展望[J].山东工业技术，2016（03）：266-267.