机械设计制造及其自动化发展方向的研究

摘 要：与传统的机械相比，现代机械本质的区别就在于具有智能化特征。在各行各业中，机械设计制造及其自动化都得到了广泛的应用。作为一门新兴学科，机械设计制造及其自动化具有广阔的发展潜力，文章对机械设计制造及其自动化的设计原则进行簡要的分析，并提出了机械设计制造及其自动化发展的未来方向。

关键词：机械设计制造；自动化；发展方向

现代机械也可以成为机电一体化系统，在产品设计和制造的过程中要体现系统思想和电子控制思想。机械设计制造及其自动化是一门新兴学科，造成了机械工业的管理体系、生产方式、功能与构成、产品结构、技术结构方面的变化。

1 机械设计制造及自动化的设计原则

1.1 满足功能需求的原则

产品开发的根本目的在于满足人们的某种需要，这就要求产品必须具有一定的功能，也就是产品要能够处理输入的信息、能量和物质，并输出具有所需特性的信息、能量和物质。

1.2 技术创新的原则

在机械设计制造及其自动化发展中，机械自动化系统不仅具有信息处理、能量转换和物料搬运的功能，而且还要具备构造功能、控制功能、检测功能和动力功能等其他内部功能。为了使上述功能得以实现，机械设计制造及其自动化就必须积极进行技术创新[1]。

2 我国机械设计制造及其自动化的发展方向

我国的机械设计制造及其自动化研究起步较晚，在发展的过程中也取得了一些成就，然而与发达国家相比仍然有较大的差距。我国机械设计制造及其自动化主要有以下几个发展方向。

2.1 机电一体化方向

我国的机械自动化将向机电一体化发展，机电一体化也是机械工业发展的重要方向，必须用机电一体化来替代传统的机械产品。

2.2 智能化的发展方向

在21世纪的机械自动化技术发展中，智能化是一个重要的发展方向。基于控制理论对机器的行为进行智能化的描述，在机械设计制造及其自动化中，要广泛的吸取混沌力学、生理学、心理学、模糊数学、计算机科学、运筹学、人工智能等新方法和新思想，对人类智能进行模拟。要使机械自动化的设计产品具有自主决策、逻辑思维、判断逻辑，从而提高控制的目标。在未来的发展方向中，机械自动化产品能够具有人的部分智能或低级智能是机械设计制造及自动化的重要发展方向[2]。

2.3 模块化的发展方向

在机械设计制造及自动化中，要实现模块化并不容易。这是由于我国具有众多的机械生产厂家和自动化产品种类，未来的机械自动化产品单元应该具有标准的环境接口、动力接口、电气接口和机械接口，这是一项非常艰巨而复杂的工程。动力单元必须具备电动机、智能减速和减速，控制单元必须具备测距功能、识别功能、图像处理功能和视觉功能，能够完成各种典型操作。实现机械设计制造及其自动化的模块化非有效的，提高标准产品的开发速度，从而更好地扩大生产规模。无论是对于生产机械自动化产品的企业，还是对于生产标准机械制动单元的企业，实现电气产品的系列化和标准化都非常必要，能够有效地推动机械自动化企业的发展。

2.4 网络化的发展方向

计算机网络技术发展非常迅速，在世界范围内极大地改变了教育、军事、政治、工业生产和人们的日常生活。在计算机网络技术的影响下，企业的竞争愈发激烈，生产逐渐连为一体，全球经济出现了一体化的倾向。也就是说只要能够研制出具有可靠质量和独到功能的机械自动化产品，很快就可以在全球范围内得到推广。

随着网络化的普及，在网络技术的基础上出现了各种远程监测和控制技术。机械自动化产品正是远程控制的终端设备。随着局域网技术和现场总线的发展，家用电器网络化的程度越来越高。网络化正在成为机械自动化产品一个重要的发展方向，在未来的家庭中，要利用家庭网络连接各种家用电器，以计算机为中心，形成一个家用的集成家电系统，为人们提供更为便捷的生活环境。

2.5 微型化的发展方向

上世纪80年代以来，逐渐开始形成微型化的趋势，微型化也逐渐成为了机械自动化的一个重要发展方向。所谓的微型化又被称为微机械自动化系统和微电子机械系统，所有不超过一立方米的机械自动化产品都可以叫做微机械自动化系统，未来的微机械自动化系统甚至要向纳米和微米级发展[3]。

微机械自动化产品的优点是显而易见的，其具有运动灵活、耗能少、产品体积小的特点，能够被广泛地应用在信息、军事和生物医疗等领域。然而，机械设计制造产品向微型化的发展仍然受到一定的阻碍，微机械技术成为了微机械自动化发展的瓶颈。要使用机器加工技术来进行微机械自动化产品的加工，也被称为超精密技术，包括蚀刻技术和光刻技术。

2.6 绿色化的发展方向

环境保护是社会发展中的一个重要主题，随着工业的发展，人类的生存环境遭到了极大的破坏，资源逐渐减少，环保理念深入人心，机械设计制造及其自动化的另一个发展方向就是绿色化。绿色产品在其整个生命过程中都必须符合人类健康的要求环境保护的需要，不会产生环境污染，具有较高的资源利用率。在机械自动化方面，要设计出使用过程中不会对环境造成污染、报废后能够回收利用的机械自动化产品，从而较少机械产品生命周期内造成的环境污染。

2.7 人格化的发展方向

机械自动化的人格化有两方面的意思。首先，人是自动化产品的最终使用对象，要使机械自动化产品具有人性、情感和智能，发展家用机器人。其次，在机械自动化产品的设计制造的过程中，要对生物机理进行模仿。

3 结束语

机械自动化是机械设计和制造的核心，即具有能耗低、可靠性高、质量好、功能多的特点。文章对机械设计制造及其自动化发展方向进行简要的概述，在未来的机械设计制造中，将不断强调人性化和智能化，不断提高机械设备的可靠性和稳定性。在这个过程中，我们要认识到机械自动化设计制造的重要意义，通过不断的探索和创新，把握机械设计制造及其自动化的发展方向，推动机械设计制造及其自动化的稳步发展。

参考文献

[1]王艳，谢英放.基于AutoCAD动态块在机械设计中的应用研究[J].武汉工程职业技术学院学报，2011（4）.

[2]周峰，杨晓明，蔡娜.高压容器设计及制造中几个应注意的问题[J].石油和化工设备，2011（12）.

[3]吴淑芳，黄启良，王宗彦，等.机械产品参数化优化设计方法研究与应用[J].煤矿机械，2012（2）.

作者简介：张浩然（1983-），男，湖北武汉人，湖北工业大学在职硕士研究生，研究方向：机械工程专业。