机械设计制造及自动化的优化策略分析

汤斌斌

摘 要：将自动化技术引入机械设计制造领域，可以带动机械设计制造实现更高水平的发展。基于此，探讨机械设计制造及自动化，分析机械设计制造及自动化技术的特征，总结机械设计制造中自动化技术的应用经验，提出机械设计制造及自动化的优化策略。

关键词：机械设计制造；自动化；优化

中图分类号：TH122                               文献标识码：A                                  文章编号：2096-6903（2023）10-0053-03

0 引言

要想提高机械设备生产力，必须对机械设计制造及自动化实施改革与创新，以此增强机械设备的竞争力。因此，深层研发相关自动化技术，以更好地满足不断变化的市场需求。

1 机械设计制造及自动化的概述

1.1 自动化技术

自动化技术是一项重要的技术，主要依托信息平台系统、计算机软件、自动化设备等，使机械设备能够独立或半独立地完成作业任务。自动化是一种综合性概念，并非指某一技术手段。自动化技术的发展与应用必须有互联网技术、计算机技术的支持与助力，才能使机械设备拥有了智能化功能，在生产操作方面基本实现自动化。自动化技术可以替代繁重的人工劳动，最大限度地减少人员的工作任务量。过去只能手动操作的任务，在应用自动化技术后，已经能够更高效地完成任务。

1.2 机械自动化

机械自动化主要是电气化和自动化技术的结合，不同产品的生产和制造要对自动化系统进行适当的调整，才能有针对的满足不同产品的生产需求。机械自动化可以在实现节能降耗的同时，最大限度地节省成本。将自动化技术应用于机械设备之中，机械设备就会拥有自动化生产的能力，从而提高制造质量、提升制造效率，实现连续性作业的同时，还能合理缩减人力、物力、财力等资源的投入。

2 机械设计制造及自动化技术的特征

2.1 安全性

在传统的生产制造模式中，机械设备的自动化程度率并不高，就需要在生产制造环节配置更多的劳动力。但机械设备操作的危险程度较高，给人工操作埋下了安全隐患，当工作强度过大时，可能会对生产产生不利影响。在机械设计制造工作中，如果机械设备在运转过程中出现故障，需要在第一时间进行检验、诊断、维修。故障处理所需的时间较长时，就会耽误正常的生产进度。

在自动化技术的支持下，机械设计制造具备了一体化设计的功能。在互联网技术与计算机技术的助力下，建设全过程监测机械设计制造的平台，便于工作人员及时、精准地识别并定位到具体的故障点，从而根据故障情况制定可行、有效的处理措施，减少传统化故障维修中的复杂工作，保障机械设备的安全、稳定运行。

2.2 便捷性

运用机械设计制造及自动化技术，能规范并约束作业人员的操作行为，高效、灵活地控制整个生产过程。控制程序可以凭借信息输入、提前编程等功能，完成对产品生产及制造的全自动化。此外，引入与机械设计制造相关的监测技术，对机械设计制造的各个环节进行监控，辅助工作人员及时发现生产环节中存在的问题，实现对设备故障问题的快速识别与解决。

控制程序还拥有自动化处理的功能，有助于更好地确保机械设备的连续生产[1]。企业可以在程序化设计的基础上，进一步优化和改进自动化生产过程中设备的工艺和流程，有效提高其自动化生产水平，增强控制的便捷性。

2.3 节能性

随着自动化技术的快速发展，很多自动化设备展现出低耗能的优势，满足企业正常生产需要，最大化降低对不可再生能源的消耗，有利于帮助企業尽快实现节能减排的目标，提升自身的经济效益。自动化技术在机械设计制造中的应用，体现出显著的节能优势，可以更为合理、有效地把控企业的生产成本。应用自动化技术，可以科学配置机械设备与人员劳动，提高新能源和不可再生资源的利用效率，在实现降耗节能目标的基础上，推动企业向绿色、低碳、健康的方向发展。

3 机械设计制造中自动化技术的应用

3.1 智能化应用

智能化应用综合了多学科内容，并以此为基础，完成组件的系统处理。在加工机械零件的过程中，必须拥有较强的逻辑功能，着重强调人机交互、生产操作等方面的内容，确保机组加工精度，提升机组的生产效率。在模拟生产过程中，可以模拟分析不同的生产项目，能够为准确预测后续的生产作业提供更大便利，并全面监督整个生产过程[2]。

在模拟分析环节，及时发现并明确与生产有关的问题，根据对应的模拟系统精准、有效地反馈所需信息，为员工的各种生产操作提供一定的信息和参考，防止因为操作缺乏合理性、规范性而造成经济损失。

机械设计制造对于自动化技术的智能化运用，需要通过人工智能技术、网络信息技术等诸多技术的有机结合进行实现。机械设备在出现故障时，利用自动化技术可以迅速锁定故障位置，对其实施自动化检测与修复，解决故障问题。

智能化应用要求相关操作人员具备较强的综合素质和较高的专业技能，需不断强化对工作人员的技术技能培训，保证自动化技术优势的最大化发挥。

3.2 数控化应用

数控化应用需要借助计算机软件完成编程，以全面控制数控加工的整个过程，充分满足机械设计制造对自动化生产的实际需求。在机械设计制造中引进计算机软件，通过其数控仿真功能，将不同产品的数量、规格、结构清楚地展现在所搭建的虚拟场景内，从而为设计人员的图纸设计工作提供真实、可靠的数据参考，便于设计人员对图纸进行合理修订，确保机械设计制造工作的科学、高效。

例如，普通三轴铣床数控系统的构建，可以选择出和三轴铣床适配性更高的机械驱动装置，进而自动化控制各个生产过程。还可以适当调整加工工件所需的装夹方式，既可批量生产各种工件，又能保障工件的生产精度。

3.3 柔性化应用

柔性化应用是指将不同产品的各项生产信息视作前提条件，通过物料系统、运输系统的集成，尽可能全面满足各类产品在生产、加工过程中的各项需求。柔性化技术需要依托组技术进行实现，由组技术根据产品的生产加工需求对产品进行有序组织，并选择符合生产要求的机械设备。

自动化技术的信息控制结构主要体现为金字塔形式，以计算机为中心，在生产过程中严格控制并有效检测相应的信息，以便科学调整并优化完善实际的生产方案。负责把控生产控制的计算机将下层计算机的生产进度及状况及时向上层进行反馈，利用最下层计算机的监控系统来搜集并检测真实的生产情况，以信息反馈为基础，再结合指令进行调整。

柔性化应用要重点强调对自动化技术的升级与优化，能够更好地发挥自动化技术在生产产品时的价值优势，并尽快提升产品生产质量及效率。

4 机械设计制造及自动化的优化策略

4.1 引进先进化技术

及时引入先进化技术，并科学、合理地运用，增强企业的经济效益。通过使用机械设计制造及自动化技术下的数控技术手段，全面、有效发挥其在产品生产环节的效用，为企业经济效益提供坚实的基础保障。

基于对虚拟现实技术、网络信息技术的高效应用，精准、灵活地控制整个机械设计制造过程，助力其自动化生产作业顺利、有序推进，并动态化模拟机械设计制造中的各项自动化生产过程，推动机械设计制造及自动化能力及水平的整体提升，使其顺应市场发展的具体需求。

通过虚拟现实技术仿真模拟某一机械设备，在仿真模拟过程中，依据真实的生产要求，对不同种类的工件展开模拟加工，参照最终的模拟结果对机械设备参数进行合理调整，以完成对机械设备的优化，带动机械设计制造及自动化水平实现有效提升[3]。

采用虚拟现实技术还能模拟机械设备零部件之间的相互运作关系，将机械设备中的零部件调整到合适的位置，以此维持机械设备与其零部件之间的协调、有序运转。只有科学合理地应用先进技术，才能突显机械设计制造及自动化技术的优势。

4.2 引入智能化设备

机械设计制造企业如果想在短时间内提升自身的整体生产效率与机械自动化水平，就必须积极引入智能化生产设备，大幅度提高企业生产流程的先进程度。智能机器人不仅具备先进的技术手段，功能也十分完善，能够进行多种产品的生产与加工，使自动化生产获得坚实、可靠的技术支持[4]。

智能机器人能够替代人工完成部分重复的生产任务，在一定程度上减轻工作人员的生产压力，缩减其劳动强度。智能机器人在复杂恶劣的环境条件下也可以正常进行生产加工，从而保障工作人员的人身安全。

4.3 机械设计制造绿色化

为了提高机械设计制造及自动化工作与生态文明发展要求的适应性，需要在推进机械设计制造作业的过程中，进一步强化对绿色机械设计制造的深层研究。

绿色机械设计制造是在开展机械设计制造的进程中，着重关注机械设备在运行期间的节能性、无害性，从而减轻在生产加工环节给生态环境带来的负面影响，确保机械自动化操作生态友好。将绿色技术全面运用于机械设计制造工作中，以实现机械设计制造的绿色化发展。

一些重污染企业可以借助等离子技术对自身生产加工所形成的废气实施无害化、环保化处理，使等离子技术手段处理过后的废气，能够符合废气的排放标准，不会对生态环境产生较大影响，还能产生较高的生态效益。

在研究并整改机械设计制造及自动化技术时，应当与机械设计制造行业的发展要求以及市场发展需求相结合，并及时引进新型的技术与设备。

4.4 积极培养高素质技术人才

机械设计制造与人们的日常生产、生活息息相关。为了带动机械设计制造行业的可持续、健康发展，要不断加强高素质、高效的技术人才培养。机械设计制造企业要及时为员工提供丰富多元的学习机会与平台，督促员工在学习、实践过程中加深对机械自动化设計制造理论的理解和掌握[5]。

企业还要定期组织技术培训活动，并引导人员踊跃参与，打造系统、完善的人才培训基地，不断提升人员的专业技术，保证综合素质与专业技能的双提升，进而推动机械设计制造行业的长效、稳健发展。

4.5 注重质量管理

机械设计制造要想顺利实现自动化，在作业流程中切实强化质量管理工作十分必要。在这一进程中，需要考量机械设备在投入使用后的安全性、可靠性，其加工生产的产品能否达到产品质量标准。加强对机械设计制造及自动化的质量管理，不但要在技术层面上加以整改和革新，还要优化并改进相应的生产设备与技术工艺，对现行的设备操作流程进行有效完善，并重点提升工作人员的专业技术能力，为机械设计制造及自动化工作的高效落实提供全面的设备、技术、人才基础，更好地保障机械设备的产品生产质量以及产品的功能性。

5 结束语

对机械设计制造与自动化的相关概念及特征进行阐述，使相关人员正确了解机械自动化设计。分析机械设计制造中自动化技术的不同应用方式，使相关人员在运用自动化技术的过程中有所依据。总结优化机械设计制造及自动化的策略，为之后的机械设计制造及自动化的优化发展提供参考。

参考文献

[1] 杜羽.机械设计制造及自动化技术中节能理念的渗透分析[J].造纸装备及材料，2021，50（6）：35-36.

[2] 黄日进.多元化分析视角下机械设计制造及自动化应用研究[J].科技视界，2020（19）：82-83.

[3] 祝小琴.信息技术下机械设计制造及自动化研究[J].内燃机与配件，2019（7）：198-199.

[4] 丁建建，徐齐，徐慧.机械设计制造及自动化技术中节能理念的渗透[J].设备管理与维修，2018（16）：155-156.

[5] 曹登峰.探讨机械设计制造及自动化优势与发展前景[J].智能城市，2019，5（11）：176-177.