未来机械设计制造及其自动化的发展趋势

桑立新 丁枢新

摘要：社会发展对机械设计制造行业提出了更严峻的要求，因此传统的机械设计制造行业不能够再满足高新技术行业的应用制造需求，伴随着新的机遇和挑战，未来机械设计制造行业的发展需充分掌握现代化信息技术要点，不断提升行业整体水平，助力于机械设计制造的创新发展。本文对机械设计制造及其自动化的概念和优势进行简述，并指出未来机械制造及其自动化的发展趋势，希望能够为有关工作人员提供参考。

关键词：机械设计制造;自动化;未来发展

中图分类号：TH161                                       文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）12-0154-02

0  引言

随着技术的持续创新，越来越多的技术被引入到机械设计制造及其自动化当中，融合智能技术、信息技术和数字化技术等，进一步提升了机械设计制造及其自动化的生产质量，技术性、智能性等特征更加明显，在诸多行业领域中都得到了甚为广泛的应用。而在这样一种大发展背景下，未来机械设计制造及其自动化还会发生怎样的改变，又会走向什么样的发展趋势，还需结合技术和市场发展实况开展全面、综合的分析和探究。

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机械制造的基础组成部分，属于新时期的新兴行业与学科，在我国国民经济结构中占据较为重要的地位，为国民经济的发展奠定技术基础，提供技术装备，因此许多国家也将机械设计制造及其自动化的水平作为展示综合实力的体现。一般来说，机械制造指的是对一些机械设备的生产制造过程，包括农业机械、化工机械、仪表器具、动力机械和工厂所用机械设施、航空航天所需机械设备等，运用原材料按照既定的设计要求与功能要求制作为机械设施成品。而机械设计制造及其自动化则是在此机械制造基础上进行了拓展和完善，其中包括机械制造与机械设计、机械自动化，指的是在机械制造之前对其进行相应的设计工作，之后利用自动化技术开展机械制造工作，是对机械制造过程的优化与改进。并且，自动化技术应用前提下，制造操作更加便捷、精准和迅速，具有较好的优势作用。

2  机械设计制造及其自动化的优势

2.1 具有较强的技术综合性

机械设计制造及其自动化实现了机械技术和信息化技术的充分融合，展现出较强的技术综合性优势。机械设计制造及其自动化中除了在机械制造行业中发挥作用之外，在自动化、电子以及机械设计等行业中也具有一定的优势，可以为不同行业领域提供技术支持，推动机械设计制造及其自动化的发展，能够更进一步弥补和丰富机械制造的不完善性，以便于为相关企业提供系统性的服务。

2.2 利于提高生产效率

传统机械制造生产中较多采用人力资源开展工作，与机械自动化相比，不仅要投入大量的人力成本，还极易出现制造问题，生产技术不够统一，生产出来的机械设备问题较多。而机械设计制造及其自动化则可以将生产线完全转化为自动生产，运用统一的技术实施机械制造工作，既能够保障机械制造生产的有序性，也能够减少人力成本的投入，有效减少生产过程中的人工操作风险，并且极大程度上提高机械制造的生产效率，为生产目标的实现提供保障。

2.3 规避资源浪费问题的发生

机械设计制造及其自动化的技术性更加精准，在传统机械制造工作中一旦遇到精细化的机械设备制作，很容易出现制造失误问题，细节处理不到位而无法满足设备使用需要，导致资源浪费问题的出现。而通过机械设计制造及其自动化的应用可以开展精细化制造工作，减少生产细节把控不准问题，而规避资源浪费问题的发生。

2.4 可实现自动监督和自动控制

机械设计制造及其自动化中为发挥其自动化技术作用，在其中设置有自动控制装置以及自动监督装置，能够根据相关技术参数或时间参数对机械制造实现自动监控。通过自动监督装置、自动控制装置可以及时发现生产中的问题，然后自动停止相应的运转部分，对故障问题进行原因检测后反馈信息至控制系统，方便技术人员的优化和修补。

3  未来机械设计制造及其自动化的发展趋势

3.1 机电一体化发展趋势

机电一体化发展趋势是当前机械设计制造及其自动化中最典型的代表方向，科技的革新和信息技术的发展，对机械设计制造注入了新的活力，并且在一定程度上也推动了机械技术的创新进步。生产实践中，数控设备的应用是非常普遍的，其中融合了机械生产和计算机技术，将传统单一机械生产活动进行了改变，当前大多数生产活动中都采用了这种半自动半机械的生产模式，极大程度上提升了生产效率和生产质量，是机械自动化的基础表现之一。但是再从实践角度来看，半自动半机械化技术的应用中也存在诸多不足之处，未来的机械设计制造及其自动化发展中还需要进一步优化对技术的合理应用，使机械生产和计算机技术可以更好的融合，而真正实现机电一体化的发展目的，提升机械制造的生产效率和效果。在机电一体化发展趋势下，机械制造的整个行业也会发生变化，得到持续性、变革性的优化，促使生产模式得到完善，在生产质量不断提升的基础上还可以大大降低人力资源的投入，利于生产目标的实现。

3.2 绿色环保发展趋势

伴随着技术发展，资源问题和环境问题也越来越突出，在许多生产过程中都存在资源浪费现象和资源污染现象，导致整个生态环境都面临着十分险峻的困境，对人类的生存发展也产生了严重不良影响，因此在这样一种发展背景下，社会对生产活动的开展提出了更高标准的绿色环保要求，强调生产工业中需重视对资源的节约和对环境的保护。机械设计制造及其自动化的未来发展也应该坚持这一发展要求和发展原则，积极树立绿色发展理念，倡导环保意识和环保行动，在机械设计、机械制造和自动化技术义应用中充分考虑到环保性，如可以将所设计的机械产品中增加绿色环保技术，以最小资源消耗量滿足机械制造需求，并提高资源的二次重复利用率，对于生产中所产生的污染物进行规范处理，避免对周围环境产生危害，从而达到绿色发展的环保目标，推动社会的绿色发展。

3.3 模块化发展趋势

机械设计制造及其自动化的产品类型丰富，所具有的功能也各式各样，而不同功能的发挥又常常借助不同的模块进行控制，如机械电力接口、电气接口等分别在发挥不同的功能，其应用标准以单元形式为主，但是不同功能的发挥应用又不易被集中，依然是由不同的模块进行分块式的功能发挥，因此研究过程中存在困难性。例如，在对自动化技术的应用过程中，常有单一图像处理模块、定量模块、定位模块和定距模块等，这些模块相互分离，独立发挥作用。因此，在未来的机械设计制造及其自动化发展中，模块化依然会成为一种热门的发展趋势，除了将模块化功能实现进一步优化和强化之外，也會朝向模块集约化发展，在保持模块单元结构不变的基础上，更好的实现彼此之间的融合，以发挥更优的功能作用。

3.4 数字智能化发展趋势

机械设计制造及其自动化本身就具有一定的智能化特征，特别是和以往机械制造技术相比之下，其智能化特征更加突出。智能化优势的展现正是信息技术发展应用的表现之一，信息技术的广泛发展促使各种数字化技术被引入机械设计制造当中，在计算机技术的充分应用基础上，继续融合了人工智能技术，进一步强化了机械设计制造的技术水平，并且也拓展了其技术能力，设计制造出具有强大功能价值的机械产品，不仅可以辅助人们完成一些基础性的机械工作任务，还能够帮助人们完成复杂度、危险性更高的工作，极大程度上提升机械设备工作的质量与效率。数字智能化是机械设计制造及其自动化的未来发展趋势，将自动化技术和数字技术相融合，把机械制造生产过程中产生的各种数据转化为数字信息进行传递和共享，并采用数字化方式对数据进行分析处理，能够更加全面的掌握机械生产的情况，并根据既定的标准参数对比，可以及时发现机械制造中存在的问题，并进行自动优化，可以有效保障机械设备的产品质量安全。在数字信息时代深入发展的前提下，数字化技术被应用于诸多领域，机械设计制造及其自动化的数字智能化发展可以适合并满足未来社会发展前景需要。

3.5 微型化发展趋势

微型化也是未来机械设计制造及其自动化的发展趋势之一，微型化主要指的是所生产制造的机械设备将会更多被应用于微观领域，而不是局限在传统大型机械设备的印象中。微型化的机械设备更趋近于高精端技术层面，其体积相对较小，所需损耗的能量不多，并且还具有携带方便、运输便捷、应用范围广等优势。目前，应用微型机械设备的领域主要集中在军事、医疗和其他安全工作领域，如在医疗事业中，许多疾病的诊治过程中都需要应用到精细的医疗设备，特别是对人体内部开展手术时，更加重视医疗设备的易操作性，而微型化的机械设备可以为其提供更好的帮助。因此，在国际实力竞争日渐激烈的背景下，微型化机械设备也极有可能成为实力竞争的内容元素，而机械设计制造及其自动化就必然会朝着的微型化的方向和趋势进行发展。此外，需要明确一点，微型化机械设备由于其能精细化的特点，在实践操作中对技术人员具有极高的技术和素养要求。

3.6 3D打印技术发展趋势

3D打印技术是随着科技发展而产生的，其对机械设计制造及其自动化技术的发展具有革新性的影响作用。3D技术具有成本低、精度高、生态环保等优势，不仅可以为机械设计制造创造更大的利润空间，还能够借助新型材料的应用提高机械产品的制作质量，降低污染问题发生概率。利用3D打印技术，在机械设计制造过程中就能够以计算机设备和3D打印技术相融合为基础，将所设计的机械产品数据信息直接转化为打印参数，进而在技术优势支持下将其生成具体的机械产品，这一过程中省去了多项工作环节，并且针对复杂度更高的机械设计制造产品，其都能够准确的以高精度的形式将其具体呈现出来，在提高生产制造效率方面也发挥着积极作用。随着科学技术的升级革新，3D打印技术必然也会随之进行优化，因而，在机械设计制造及其自动化的未来发展中，3D打印技术依然会成为热度突出的发展趋势之一。

4  结束语

综上所述，传统机械设计制造与当前社会生产发展不再相适用，因此出现了机械设计制造及其自动化的学科，将机械技术与信息技术、科学技术相融合，优化了机械设计、机械制造和自动化技术的应用价值，不仅可以提升生产效率，还具有较强的综合性，能够规避资源浪费问题，实现自主监督控制，展现出明显的应用优势。随着技术的发展和社会需求的变化，未来时期内机械设计制造及其自动化会呈现出机电一体化、绿色环保、模块化、数字智能化和微型化的发展趋势，其技术水平会大幅度提升，功能也会继续丰富，从而能够拓展其应用前景和应用范围。

参考文献：

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