摘 要：機(jī)械制造行業(yè)是我國(guó)各大工業(yè)企業(yè)發(fā)展中技術(shù)裝備的主要來(lái)源渠道，也是工業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化對(duì)我國(guó)工業(yè)體制的創(chuàng)新和完善有著非常重要的作用。因此，加快機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的研究，對(duì)提高我國(guó)的工業(yè)水平有著至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；制造；自動(dòng)化；發(fā)展方向；

文章編號(hào)：1674-3520（2015）-12-00-01

一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化簡(jiǎn)介

（一）特征。機(jī)械自動(dòng)化的設(shè)計(jì)制造是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性和低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。正是由于多種技術(shù)的存在，決定了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備在功能性上可以滿足機(jī)器的各種內(nèi)在要求。不同工業(yè)領(lǐng)域中，對(duì)于機(jī)械設(shè)備的使用都存在著技術(shù)局限性，這種內(nèi)在要求決定了產(chǎn)品的性質(zhì)和功能要根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（二）優(yōu)勢(shì)。1、提高了工作效率和工作質(zhì)量。機(jī)械自動(dòng)化其主要的優(yōu)勢(shì)是在于其具有強(qiáng)大的信息處理能力和自動(dòng)控制能力，充分體現(xiàn)了自動(dòng)化的特點(diǎn)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)采取了控制自動(dòng)化和信息自動(dòng)化，使得設(shè)備按照原先規(guī)定好的流程開(kāi)展運(yùn)作，精確地保證機(jī)械按部就班執(zhí)行相關(guān)程序的操作，這樣不僅替代人工完成相關(guān)工作，而且減少了操作中的失誤，變得易于控制。模擬仿真技術(shù)，也在不斷改善生產(chǎn)環(huán)節(jié)，這樣既節(jié)省了人力也可以提高工作效率，還提高了工作質(zhì)量。2、提高了機(jī)械的安全性、可靠性。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中如果遇到故障，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理事故，并及時(shí)采取保護(hù)措施，充分實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)監(jiān)視、診斷、處理、保護(hù)等過(guò)程，盡量免去人為的操作環(huán)節(jié)，降低了事故的發(fā)生概率。例如，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)過(guò)流、過(guò)載、短路和過(guò)壓的電力故障，則可將其轉(zhuǎn)換至新的工作模式，并及時(shí)把電路切斷。因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備的內(nèi)部有許多電子元件，可以代替一部分可動(dòng)構(gòu)件，這樣可以減少事故發(fā)生的可能性，無(wú)論是對(duì)設(shè)備還是對(duì)人，其生產(chǎn)的安全性和可靠性大大提升。3、使自動(dòng)化機(jī)械操作更簡(jiǎn)便。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品中的控制系統(tǒng)具備完善強(qiáng)大的功能，通過(guò)輸入不同的控制程序，執(zhí)行自動(dòng)化生產(chǎn)的過(guò)程，按照程式的不同會(huì)進(jìn)行不同模式的生產(chǎn)。因此，如果要改變工作方式，無(wú)需改變產(chǎn)品中的部件，只需輸入控制程序即可。通過(guò)各種程序的控制，減少了操作的流程，這就是機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品易操作的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到優(yōu)化操作、實(shí)現(xiàn)真正意義的自動(dòng)化。4、節(jié)省能源。能源問(wèn)題是目前全球各界人士十分關(guān)注的話題，能夠節(jié)省能源、減少消耗的產(chǎn)品則會(huì)更受到市場(chǎng)的歡迎。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品采用低能耗驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)和提高能源的利用效率，起到很好的節(jié)能作用。自動(dòng)化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)是“微、輕”，因此，在設(shè)計(jì)和選擇制作材料過(guò)程中亦會(huì)節(jié)省很多材料。目前，不管是哪個(gè)單位使用了機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)及其產(chǎn)品，都會(huì)給他們帶來(lái)很好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。所以，世界上的先進(jìn)國(guó)家都在大力推廣和開(kāi)發(fā)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向分析

（一）虛擬化。對(duì)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，現(xiàn)階段主要還是在圖紙上首先設(shè)計(jì)好產(chǎn)品的特點(diǎn)、功能等，然后參考產(chǎn)品樣品，保證無(wú)誤后投入生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。一些單位利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)輔助軟件（CAD）進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，并輸入生產(chǎn)要求于控制系統(tǒng)，進(jìn)行生產(chǎn)操作。這既使人力、物力消耗減少，還降低了出錯(cuò)率。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展之后，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，未來(lái)可以實(shí)現(xiàn)虛擬化，即采用專業(yè)設(shè)施、專門程序，利用虛擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、驗(yàn)證等工作，通過(guò)驗(yàn)證有問(wèn)題的設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步改良，無(wú)誤的話，則輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行直接生產(chǎn)。

（二）模塊化。采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，可以有效適應(yīng)時(shí)代發(fā)展。由于機(jī)械化自動(dòng)化產(chǎn)品種類繁多，其產(chǎn)品單元接口的設(shè)計(jì)，必須以各產(chǎn)品接口為依據(jù)，滿足設(shè)計(jì)要求。尤其是新產(chǎn)品的研究，生產(chǎn)規(guī)模不斷增加的過(guò)程中，還要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)產(chǎn)品單元。產(chǎn)品單元主要有環(huán)境接口、電氣接口、機(jī)械接口、動(dòng)力接口等，必須將其通用性考慮在內(nèi)，保證機(jī)械產(chǎn)品的系列化發(fā)展，新研發(fā)的機(jī)械設(shè)備要具備控制單元（主要進(jìn)行測(cè)距、圖形處理、圖像的識(shí)別），動(dòng)力單元（如智能減速、電動(dòng)機(jī)減速等），保準(zhǔn)單元（開(kāi)展各項(xiàng)典型操作，促進(jìn)各個(gè)單元的順利實(shí)施）。模塊化使得產(chǎn)品的個(gè)性優(yōu)勢(shì)顯現(xiàn)，推動(dòng)了技術(shù)的創(chuàng)新。

（三）數(shù)字化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)（比如數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體技術(shù)、環(huán)境虛擬化等）的不斷發(fā)展，數(shù)字化已然成為機(jī)械自動(dòng)化的關(guān)鍵步驟。機(jī)械數(shù)字化是將信息統(tǒng)計(jì)（比如圖形、技能、數(shù)據(jù)、聲音等多種符號(hào)）轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息，采用數(shù)字化技術(shù)，高效分析、處理這些數(shù)字信息，而且還建立數(shù)字化模型開(kāi)展對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工、生產(chǎn)等全過(guò)程模擬，制造產(chǎn)品的原型出來(lái)，防止產(chǎn)品出錯(cuò)，提高生產(chǎn)效能。制造業(yè)借用網(wǎng)絡(luò)的信息發(fā)布平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)行業(yè)聯(lián)盟，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，最終研發(fā)機(jī)械產(chǎn)品。

（四）綠色化。工業(yè)化不斷發(fā)展的今天，環(huán)境污染問(wèn)題也越來(lái)越多，自然資源日益減少，人們的健康受到威脅。生態(tài)環(huán)境的保護(hù)非常重要，人們提出了綠色、低碳的生活理念，許多的綠色產(chǎn)品層出不窮，這些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)立足點(diǎn)是促進(jìn)資源的合理使用，減少環(huán)境污染。在機(jī)械制造及其自動(dòng)化行業(yè)中，環(huán)保、綠色已經(jīng)成為鮮明的理念并實(shí)際應(yīng)用。在產(chǎn)品的全生命周期中，都有綠色、環(huán)保的理念滲透，比如產(chǎn)品的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、使用、維護(hù)等，甚至是產(chǎn)品回收、再利用等過(guò)程。產(chǎn)品的制造要和環(huán)境形成一致性。因此，必須引入無(wú)污染管理理念，做好對(duì)制造業(yè)的廢水、廢棄物、垃圾等的合理防控，盡可能減少環(huán)境的污染。綠色化必然成為機(jī)械制造及其自動(dòng)化發(fā)展的新趨勢(shì)。

通過(guò)本文的分析可以看出，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化已經(jīng)逐步改變了我國(guó)原有的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝，使其變得更為簡(jiǎn)便、高效以及環(huán)保，這對(duì)完善我國(guó)的工業(yè)體系，提高我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)能力及生產(chǎn)效率都有著重要的實(shí)際意義。為此，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，加快機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的研究，是當(dāng)前工業(yè)發(fā)展的重要課題。

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