机械设计制造及其自动化发展方向的研究

摘要：随着我国社会经济的不断发展，人们的物质需求也在不断增长中，提升我国机械设计制造水平一方面能满足人们的物质需求，另一方面也能全面推进我国工业化、现代化建设。近年来，我国虽在机械设计制造领域取得不小成就，但因起步较晚，所以难以赶超发达国家的行业水平。目前，微电子技术和自动化技术逐步成型，机械设计制造也因此迎来新机遇，本文主要叙述了机械设计制造及其自动化的意义，并在此基础上结合技术应用实际提出了机械设计制造及其自动化的发展方向。

关键词：机械设计制造;发展趋势;自动化技术

上世纪70年代，国外学者提出了“机电一体化”的概念，提出借助计算机来控制和协调各部件的运行的构想。目前，这一理论已成为机械自动化技术的核心理念。第三次工业革命后，计算机、传感技术、信息技术在各行各业都得到了较为普遍的应用，这给机械设计制造及其自动化的发展提供了良好的契机。目前，我国正处于“中国制造”向“中国智造”转型的关键时期，如果能提升机械设计制造及其自动化的发展水平，一定会为我国技术进步提供不容小觑的力量。

一、机械设计制造及其自动化的意义

（一）有利于提高生产效率

传统机械设计制造虽替代了人力劳作，节省了大量的人力成本，但机械的正常运行仍需要人为操作。操作者对机械的熟练程度，对其生产效率有着直接影响。所以，在这之前，机械很难保持满负荷运行状态。但随着机械设计制造及其自动化技术的成熟，机械设计制造实现了自动控制与信息处理，只需搭载自动化控制系统，机械就能独立且有序地运行。这就使得机械不受操作者熟练程度的限制，生产效率也就得到了显著提高。

（二）有利于节省生产成本

近几年来，机械产呈现出“小型化”的发展趋势，部分领域甚至发展到了纳米级，显然这些高精尖机械产品的制造都离不开自动化技术的支持。因此，推动机械设计制造自动化的发展，在硬件生产方面能够节省大量的工业原料，实现节省成本的目的。此外，机械产品的能耗问题也一直是业内的关注焦点，如何在满足生产需要的同时降低能耗，也是机械设计制造需要思考的问题。依托于自动化技术，可利用计算机计系统来调节控制机械产品的驱动机构，使能源利用率得以提高。综上所述，机械设计制造自动化，从产品设计加工到投产运行都能节省成本，创造更大的经济效益。

二、机械设计制造及其自动化的发展方向

（一）强调智能自主化

“自动化”指让机械产品辅助甚至代替人工生产，这一方面意味着人们将依靠机械产品从体力劳动中解放出来，另一方面机械产品能在一定程度上减轻人们的脑力劳动。所以，进入新世纪后，学界与业界多次强调，机械设计制造要向智能自主化发展。在产品设计阶段，应广泛涉及到信息技术、仿生学、人工智能以及模糊数学等领域的理论知识，争取让机械产品拥有自主控制和信息处理的能力。一般情况下，机械产品要做到脱离人力操作也能自主良好运行，即使出现突发状况，也能凭借人工智能和模糊数学的系统来进行决策，实现合理应对。

（二）关注可持续发展

工业化虽为人们生活生产提供了极大便利，提高了人们的生活质量，但同时也造成了不可逆的环境破坏，甚至影响人类命运。因此，机械设计制造自动化应重点关注可持续发展，在确保人类利益的前提下开展产品设计和制造活动。例如，业界可以积极开发能耗更低、危害更小的“绿色产品”，以严格的设计、制造标准避免机械自动化给生态环境带来危害。除此之外，还应重视产品销毁与回收环节。这是由于部分机械产品所用的原材料会对环境造成较大的危害，所以应遵循相关法律法规，对其销毁过程进行严格管控。对于可循环利用的产品，应及时回收，实现社会效益和经济效益的双赢。

（三）加强网络的应用

第三次工业革命产生了信息技术，目前，信息技术在机械自动化领域有着非常广阔的应用前景。随着互联网的不断发展，世界各国间的经济往来愈发频繁，竞争与摩擦也愈發激烈。在此背景下，我国如果能设计制造出更先进更实用的机械产品，相信会获得世界范围内消费者的认可和青睐。目前，网络普及程度越来越高，基于网络的各种远程控制和监测技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机械自动化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已是大势所趋。利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家中即可享受高技术所带来的便捷。所以，机械自动化产品应顺应时代需求，朝着网络化方向前进。

结语

总而言之，近几年我国机械设计制造虽取得了不朽的成就，但依然难与发达国家并肩。随着信息技术、传感技术和人工智能的发展，机械设计制造自动化也将因此获得良好的发展契机。应正确认识自动化给机械设计制造对国民发展的重要性，密切关注机械设计制造自动化的发展态势，从智能自主化、可持续发展以及加强网络应用等方面着手，提升我国的机械设计制造水平。

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宁波大学? 陈承

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2021/11/13