我国机械自动化设计的发展现状与突破路径

张旻昊

[摘    要]自工业革命以来，机械自动化程度不断提升。我国机械自动化起步晚，然而，随着社会经济等各方面突飞猛进，积极从国外发达国家机械制造领域引进学习先进技术，极大地推动了机械制造领域的革新和发展。而今我国作为制造大国，对机械制造生产提出了新的要求，机械自动化不仅需要具有较高的技术水平，还应满足我国大众对产品的多样化、个性化的需求。文章通过比对国内外机械自动化的异同，对我国机械自动化设计的发展现状与突破路径进行深入探讨和研究，并提出我国机械自动化的发展策略，推动现代化工业水平，提高工业生产效率，促进经济社会的更好发展。

[关键词]机械自动化;发展现状;突破路径

[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）09–00–03

[Abstract]Since the industrial revolution， the mechanical automation has been improved.China's machinery automation started late. However， with the spring breeze of reform and opening up blowing all over the country， China's social economy and other aspects have made rapid progress by leaps and bounds， and actively introduced and learned advanced technologies from the field of machinery manufacturing in foreign developed countries， which has greatly promoted the innovation and development in the field of machinery manufacturing.Now， as a major manufacturing country， China has put forward new requirements for machinery manufacturing and production. Mechanical automation should not only have a high technical level， but also meet the diversified and personalized needs of the Chinese public for products.Comparing the similarities and differences， the development status and breakthrough path of mechanical automation design to put forward the development strategy of mechanical automation， promote the modern industrial level， improve industrial production efficiency and promote the better development of economy and society.

[Keywords]mechanical automation; development status; breakthrough path; discussion

1 我國机械自动化设计的发展现状

我国机械自动化技术从20世纪20年代起，便在很多行业都得到了迅速发展和广泛的应用，尤为突出的是近年来计算机集成制造系统，极大地加快了机械自动化的发展，但我国目前依然处于机械自动化的初级操作阶段，与国外发达国家具有一个阶段性的整体差距。在这个大背景之下，虽然我国制成产品的数量和质量有了长足的进步，但我国自主产品少、核心技术缺失等问题也不容忽视。我国工业发展起步晚，工业基础薄弱，在地区分布上存在着地区发展不平衡的现象。

1.1 设备方面

近10年来，我国虽然在全国各地大力推广CIMS技术，但是主要是CAD和管理信息系统，所以车间基础的自动化程度还很低。另外，由于数控机床编程器的复杂性，发挥的作用有限。现阶段我国机械自动化的设备依然落后，仍然是半自动机床、组合机床、回转体零件加工自动线等，在数量和质量上都同发达国家先进水平存在较大差距。

1.2 技术方面

由于国情约束，我国在自动化层面还处于电子自动化、刚性自动化阶段，机械制造工艺缺少相应的技术支持，已经成为了机械制造行业面临的巨大问题。由于我国机械自动化起步晚，同国外产生技术上的断层;国家和机械制造行业将技术发展资源投入其他方面，而忽视了制造工艺的不足以及机械自动化的作用。机械设备的发展与技术的提升并没有合理有效地融合、兼容，不利于我国机械自动化水平的提升和提高机械制造效率。

1.3 人才及管理方面

我国机械自动化人才形势不容乐观。一方面，由于长期以来的应试教育，造成现有机械制造人员中缺乏创新型人才，墨守成规，懒于思考，极大地限制了机械制造行业的创新发展。另一方面，由于国家和企业管理不当，抑制了创新性人才的成长，导致部分精英人才流失国外。如今我国经济高速发展，需要大量高质量人才，所以无论是企业的发展还是国家的崛起，都需要有不断涌现的创新性人才。国家已经重点加强改革职业技术教育并改善高校机械制造专业入口和就业趋势，以补充机械制造行业的人才缺口，但也存在培育出来的人才专业知识不精或缺乏相应的实践经验，与社会需求脱节的现象，也亟需改变。

1.4 政策和市场方面

相较于我国传统机械行业的投入和研发，机械自动化所需的研发资金较大，培养一位高质量人才所需的代价更高，这也就导致了我国部分机械制造企业只注重眼前利益，目光短浅，忽视了人才培养和技术发展带来的长期经济效益。目前由于我国出台有力政策及市场的有利引导，机械制造行业不断向自动化、智能化等方向发展，提高了整体机械制造工艺水平及其国际竞争力。

2 与发达国家比较的优势和不足

2.1 优势

我国机械自动化行业拥有得天独厚的地理优势和劳动力优势。

我国国土面积大，矿产和物产丰富多样，极大地满足了机械制造自动化所需的空间和原料。在国家政策的重视和帮扶之下，我国机械制造所需的水、电、气、土地等资源价格也较低，因此吸引一大批国外先进企业入驻国内，给本土企业带来了挑战和机遇。

在劳动力方面，较为廉价的劳动力节约了企业生产成本，吸引了国外企业，但也为不重视自动化技术，只依靠低价格竞争的企业埋下隐患。

2.2 不足

2.2.1 技术水平较为落后

我国机械自动化关键技术自主率低，核心技术缺失，只能一直以来依赖国外技术和设备进行生产，特别是在数控机床方面，一直是机械制造业中的“冷板凳”，落后发达国家15～20年。目前看来，虽然“中国制造”享誉全球，但是大多数产品技术含量低，产品附加值低，企业利润少，导致企业资金积累少，难以进行相应的技术研发和人才培养，从而始终无法向更为自动化、智能化、一体化的方向发展进步，形成我国典型的“强宏观、微企业”情形。相反，欧美等发达国家的企业由于经历两次工业革命，以及几百年来重视创新的人文主义文化氛围，形成了丰厚的工业创新的文化底蕴，拥有先进的技术指导，积累了大量工业机械制造自动化的实践经验，从而造就一批现代化工业强国。

2.2.2 科学发展观念较落后

社会财富的生产具有双重性，应对人类赖以生存的地球进行保护以实现可持续发展。机械生产绿色化发展和机械自动化的绿色发展能够实现节能减排。在全球资源日益枯竭，生态环境逐渐被工业生产破坏的当下具有重要意义。国外不仅在关于工厂排污等方面具有严格的法律条约和相应的规定，还拥有一批具有良好生态观念的普通民众进行监督。相比之下，我国缺少相应的惩戒和法律条文以及民众关于绿色发展观的宣传和教育，造成一批中微企业只顾眼前利益而肆意污染环境，不利于机械自动化的普及和发展，更不利于我国的可持续发展。

2.2.3 专业人才缺口大、水平较低

在我国经济高速发展，逐渐强调高质量经济，工业4.0的时代已然到来之际，我国高端制造领域人才缺口日益增大。据《制造业人才发展规划指南》显示：预测到2025年，我国高档数控机床和机器人有关领域人才缺口将达到450万。同时，在机械自动化的应用之中，高素质的技术人才难以培养，他们不仅应具备专业技能和丰富的经验，还要知晓经营管理，在当今模式的教育与刻板印象之下，这样的合格技术人才可遇而不可求。而国外发达国家积累了大量机械制造经验，培育的技术工人大多综合能力强且不惧创新，热爱机械制造，薪资待遇也相对较高，转行较少。

综上比较，我国机械自动化水平虽然自改革开放以来已经有了长足的进步，但仍然与国外发达国家存在一个阶段性的差距。

3 机械自动化的发展策略

3.1 机械自动化一体化发展

在控制理论的指导之下，机械自动化需要重视自动化元件、自动化控制系统等方面的研发，并且机械制造应与电子学、电子计算机技术、微电子等学科技术进行融合，而不是仅在少数环节协同。如果以电子等方面的新理论作为指导，将各学科优势结合，做到自动化元件与自动化控制体系的有机结合，即做到机械制造一体化，机械自动化会在最大程度上减少对人力资源的消耗，对提高生产效率、工厂利润等都具有积极作用，从而能大幅提高我国机械制造在国际上的综合竞争力，向成为工业强国迈近一步。

3.2 机械自动化低成本发展

机械自动化低成本发展符合我国当今国情，机械控制应从原来的硬件向软件发展，朝更加轻量化和简便化以及小型化的方向发展，同时机械自动化应提升处理速度和精度，不仅节约了能源和材料，还使得生产出的产品质量提高，成本得以控制，从而使机械制造企业能获得更高的经济效益和生产的效果。

3.3 机械自动化智能化发展

近年来，自动化应用领域的拓展对机械自动化智能化提出需求。随着社会经济的发展，自动化正从传统的制造业向生活中的方方面面进行扩展，原本适用于工厂模式化的机械正逐渐转向广泛领域。由于该环境下对机械具有多样化、综合化、自主化的要求，機械自动化需向技术集成化的方向进行发展，使之具有智能性，以满足当今社会的需求，使我国机械设备水平提高，形成国际差异化竞争。

3.4 机械自动化微型化发展

近年随着集成电路的迅猛发展，电子元器件越来越小，为机械微型化的发展奠定了基础。机械设备及控制系统逐渐向微型化的趋势发展，不但能便于技术工人进行机械设备的安装和操作，还能节省大量材料和能源，提升了机械设备使用的灵活性，大大扩展了机械自动化技术的应用范围。因此机械自动化微型化发展是我国科研人员不断努力的方向，以打破国外对我国的技术封锁，形成差异化竞争。

3.5 机械自动化绿色化发展

人类是命运共同体，为了防止全球生态环境进一步被破坏，影响到人类的生存发展，实现可持续发展，机械自动化应从全人类的利益出发，努力向绿色化发展。其中包括但不限于：企业拒绝使用有毒材料、尽量减少排放污水和废弃物、尽量实现资源合理利用减少能耗、尽量实现废物循环利用，国家加强环保执法力度、完善相应的法律法规、积极向民众宣传绿色环保理念，民众应自觉提高绿色环保意识、履行监督的责任。只有这样，我国机械自动化发展才能走向正轨，实现环境友好化，从而达到与环境相适应的要求以及人与自然和谐相处的目的。

3.6 机械自动化技术人才素质提高

当今社会机械自动化企业招聘中，企业应更加注重技术人才的专业技术要求，注重相应的实践经历，这就要求新时代机械自动化技术人才具有较高的专业素质。在多数自动化企业科研投入较少、缺乏自主创新能力、自动化控制系统应用程度较低时，同时具备高素质的专业技术能力和自主创新能力的技术人才显得尤为重要。我国政府和企业应采取相应措施，在积极学习国外先进自动化技术的基础上，鼓励自动化技术人才结合我国机械自动化特点，研发适用于企业的新技术，提高技术人才的自主创新能力，并且将企业所需的技术先引入实践应用之中，证明其实践效果后再大力推广该新技术。

4 结束语

现代机械自动化制造技术是现代化技术和工业创新的结合，是国家制造业的支柱，是国家工业的重要内容。总的来说，我国机械自动化发展自改革开放以来突飞猛进，成为了制造大国。但是由于自动化技术发展相对较晚，在世界已然步入工业4.0的时刻，我国机械自动化还与国外发达国家先进技术水平存在显著差异。要想使我国机械自动化与国外发达国家站在同一起跑线上，需要所有人重视其发展，共克时艰，发现自动化技术发展中存在的问题并加以改进，心怀梦想，努力向着中国成为世界制造业强国奋斗。

参考文献

[1] 孙艳飞.机械制造及其自动化的发展[J].装饰装修天地，2017（10）：142.