李知洋（西京學院,西安　710123）

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探討機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向

李知洋
（西京學院,西安710123）

摘 要：本文主要分析了機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向，闡述了一般性的設計原則，其中就滿足對機器的功能要求與運用先進技術持續(xù)創(chuàng)新等內容進行了深入研究，結合本次研究本文關于機械的設計與制造及其自動化的發(fā)展趨勢進行了詳細的論述，其中包含了機電一體化、智能化、虛擬化等多個方面的內容。最終希望通過本文的分析研究，能夠為機械的設計與制造及其未來的自動化指明方向。

關鍵詞：機械；設計；制造；自動化

0　引言

現(xiàn)代機械由計算機當中的信息網絡協(xié)調與控制部分所構成，其通常應用于對機械力、運動及能量流等相關機械系統(tǒng)當中。其同機械一體化的要求是相一致的，因而也可將現(xiàn)代機械理解為機電一體化。機械的設計與制造以及自動化的過程，是將機械與電子技術作為構成核心，采用多種技術學科互相滲透、結合所形成的，是目前所最新興起并逐步發(fā)展并完善的一種邊緣學科。因此就開展關于機械的設計制造及其自動化的發(fā)展研究，便具有十分重要的意義與作用，在下文之中筆者就其設計的原則、優(yōu)點與效益等內容展開了詳細的論述，并明確指出了其具體的發(fā)展趨勢。

1　設計原則

1.1滿足對機器的功能要求

企業(yè)在生產產品之時，必須要依據(jù)人們的某種實際需求而進行設計制造，其通常應當具備一些主要的功能，對于不同種類的產品而言，其所需要具備的主要功能性也有所不同。簡而言之，對于所輸入的物質、信息等內容能夠通過相應的處理方式，進而輸出相應能夠滿足人們相應需求的物質、信息等內容。因而，在機械設計制造以及自動化的系統(tǒng)當中，同樣也需要具備有相應的主要功能，即對于所輸入的物質或信息要素進行相應的處理，并將其能夠轉換為相應特性的物質內容。

1.2運用先進技術持續(xù)創(chuàng)新

依據(jù)產品或系統(tǒng)其主要功能性的差異，能夠對于產品及其系統(tǒng)進行相應的分類處理。其中主要包括了以物料搬運、加工為主的的各類加工機械；以能量轉換為主，通過輸入一定的能量與信息，進而產生出各類能量的系統(tǒng)的機械被稱之為動力機；以信息處理為主，將所輸入的信息或能量，輸出為某一種信息，例如各種儀器、計算機或傳真機等辦公機械。

對于主要功能性不同加工機器，其運行的方式也有所區(qū)別，因此也會產生出各類用途各異的機械設備。比如，進行金屬切削的機床是依據(jù)工件同刀具間的相對運動，而所形成的切削作用原理開展工作的。因而，不同的工件與刀具運行方式的差異，也會導致機床用途的差異。因此也就表明機械自動化的發(fā)展前景十分寬廣，采用先進的技術能夠持續(xù)推動其創(chuàng)新發(fā)展。

2　發(fā)展趨勢

我國于上個世紀的80年代才開始進行關于機械的設計制造，以及相關的自動化發(fā)展研究，在相關的研究工作開展過程當中取得了一些顯著的科研成果，然而同以西方為主的發(fā)達國家相比，仍然存在較大的水平差距。而對于科學研究而言，不論其所研究的內容是什么，均需要由相應的基礎性理論內容、技術與工程系統(tǒng)所構成。我國在機械的設計制造以及自動化法方面已經取得了較大的發(fā)展進步，然而相關的基礎理論內容仍然存在許多的不足之處，因此在今后的發(fā)展道路上應當從以下幾個方面入手。

2.1機電一體化

目前在一部分的工業(yè)生產過程當中機電的一體化已取得了十分顯著的應用效果。其主要是通過在機械設計以及自動化的技術條件之上，運用機電一體化的指導原則，從而促使不同的機械設備同電子設備能夠實現(xiàn)良好的結合，并產生出一個運用電子設備進行控制的機械，且其能夠實現(xiàn)自動化與智能化的運行。在一定程度的層面上而言，機電一體化的本質即就是機械自動化的發(fā)展與延伸，對于一般性的機械產品而言必須走機械一體化的發(fā)展道路，才能夠具備相應的機械工業(yè)發(fā)展空間，因而促使機電實現(xiàn)一體化，便是在當前技術環(huán)境下機械設計制造及自動化的必然發(fā)展趨勢之一。

2.2智能化

智能化作為機械設計制造與自動化發(fā)展方向上的重要特征之一，也是將其同傳統(tǒng)以往的機械設計制造進行區(qū)分的主要內容。目前，在大多數(shù)的機械設計制造及其自動化的過程當中，盡管智能化的特性也有一定程度的顯示，然而還仍未能夠達到相關的設計標準要求，因此也就更談不上對于人力資源的解放，達成全面智能化的標準要求。然而，能夠十分明確的是，智能化必然是機械設計制造及其自動化發(fā)展的重要方向之一，其終將會取代人力資源的成本要素，進行人為模擬化的產品設計與制造。

2.3虛擬化

當前在關于大量的機械設計與制造各環(huán)節(jié)當中，其中設計環(huán)節(jié)均是位于理論上的圖紙設計當中，即就是對于產品在開展生產制造之前，相關的設計人員先行將其所設計的產品特性及功能在圖紙之上表現(xiàn)出來，而后再通過對設計圖紙的參考進行樣品的生產，并最終在確認完全一致后方可進行規(guī)模化批量生產。采用此種設計制造方式，不但要耗費掉許多不必要的人力與物力支出，并且由于環(huán)節(jié)眾多極易產生人為失誤，而當前伴隨著相關技術條件的不斷發(fā)展，以及相關技術條件在機械的設計制造過程當中應用日趨成熟，在不久的將來必將能夠實現(xiàn)對于產品的虛擬化設計，可直接性的運用專業(yè)機械設計與制造設備，將所需要進行設計的產品通過虛擬化的技術手段，對其進行相關的設計與檢驗。若通過檢驗所設計的產品仍然存在相關的問題，便可直接在系統(tǒng)當中進行修改、糾正，若經過檢驗不存在設計上的問題，則可以將相應的數(shù)據(jù)內容直接采錄到生產系統(tǒng)當中，并開展相應的生產制造。

2.4網絡化

目前在機械的設計制造與自動化應用過程當中，盡管通過運用網絡技術對于機械的制造及生產過程實現(xiàn)了系統(tǒng)化的掌控，然而對生產過程的掌握卻并未實現(xiàn)網絡化。例如，在實際機械設備的設計制造與自動化應用過程當中，萬一發(fā)生了設計或系統(tǒng)上的故障情況之時，致使正常的生產停滯，而此時相關的設計與維修技術人員又不在現(xiàn)場時，相關的生產工作便不得不停止進行運行，而必須要等到專業(yè)的技術維修人員到達現(xiàn)場，并完成修理后方可進行正常的生產工作，這將極大的影響到企業(yè)的生產工作效率。而今后，通過運用遠程網絡監(jiān)控技術能夠有效的實現(xiàn)機械的設計制造及自動化生產的網絡化，即使其到時出現(xiàn)了相關的技術故障問題，也能夠運用網絡進行遠程協(xié)助，從而極大的提高故障問題的解決效率，節(jié)省維修時間，為企業(yè)的日常生產活動贏得寶貴的時間成本，確保日常工作的順利開展。

2.5綠色化

工業(yè)化的生產盡管在一定程度上顯著的提升了整體社會的經濟發(fā)展水平，同時促使人們的日常生活水平持續(xù)提升，然而其同樣也存在一定的副作用，即對于環(huán)境產生了極大的破壞，嚴重的影響了人們的日常生活，并嚴重威脅到人們的身體健康。因而，在機械的設計制造以及自動化發(fā)展的過程當中，也應當將綠色化的理念列入到其發(fā)展的方向當中。相關的生產企業(yè)可以采用綠色的管理理念，將機械設備的生產制造所產生出的廢水、大氣污染排放物等有害環(huán)境的內容實行有效的控制措施，最大程度上降低因工業(yè)生產而對于環(huán)境所造成的破壞，減輕對人們日常生活所造成的干擾。

3　結束語

在機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向當中，應當遵循滿足對機器的功能要求，與運用先進技術持續(xù)創(chuàng)新的設計原則。自動化的機械設計與制造其具備了多功能、高質量、低能耗等顯著的優(yōu)秀特征，因此在機械的設計與制造環(huán)節(jié)當中，均應當將自動化作為核心關鍵。相關的機械設計與制造人員應當明白，在機械的設計與制造只有沿著自

動化的發(fā)展方向，才能夠適應市場的需要，順應時代趨勢。因此其不僅需要充當好機械設計制造新技術的傳播者，同時還應當努力成為新技術的創(chuàng)造者，從而為實現(xiàn)機械設計與制造的突破發(fā)展，做出更大的貢獻。

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作者簡介：李知洋，男，研究方向：機械設計制造及其自動化。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.032