机械设计及其自动化发展方向的思考

摘 要：最近几年科学技术飞速发展，人们对机械设计的要求标准也不断升高。面对现代化的大生产规模，传统模式的机械设计改革一触即发，对当代机械制造行业提出了新要求，即智能化、机电一体化、模块化、绿色化、网络化、人性化等。机械设计制造及其自动化必须把握好自己的发展方向，应该去遵循社会变革对机械制造行业提出的新标准。此行业应该高标准、严要求、多样化，这样才可以稳步推动机整个制造设计行业的进步。

关键词：机械设计自动化；发展方向分析；发展前景

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.200

本文在阐述机械设计及其制造的基本概念的同时，展示了当前机械设计制造的发展水平。并对此行业的发展前景和方向进行了比较全面的分析。

1 机械设计的概念

机械设计的概念产生于1984年的美国，美国机械工程师协会曾经对这一概念进行了贴切并且客观的描述与概括，指出机械设计用于完成机械力学、能量力学以及运动力学的过程中，通过计算机网络进行协调和控制，达到机械和机电部件相互联系效果的自动化系统。这一概括完整的展现了机械制造的内容，从此，机械有了比较基础的理论。该项研究的特征是以机械设计作为系统研究的开始，结合计算机技术、机械技术、信息技术、传感检测技术、微电子技术、机械技术、计算机技术、信息变换技术、自动控制技术、电力电子技术以及软件编程技术等群体先进技术，为的是实现一系列系统功能，以使整体组织结构得到优化。同时可以保持系统的多功能、高质量、高可靠性，为后期实现特定功能奠定基础，并且可以让整个系统处于最良好的工作状态。

因此我们可以了解到，这门技术的无比复杂性与挑战性。此门技术不仅可以充分满足机械对一些精密功能的要求，创造出能够协助不同工作的机械产品，而且还可以让产品的功能完美体现，只需要通过完成从输入端输入随后输出的过程。这门技术的发展方向研究非常重要[1]。随着社会发展，我国机械制造行业也进入了飞速发展期，表面上是机械设计和机械设计制造及其自动化技术的稳步提高，其实质与核心还是科学技术的发展。是科学技术的发展为机械设计带来了春天。把握好机械设计发展方向对机械制造行业的未来有着举足轻重的影响，这使得我们必须提高对相关科技的研究与重视，为机械制造水平的提高创造良好的外部环境。

2 机械自动化设计特征以及应用原理

自动化技术的基础是控制理论，在这过程中有机地将生产过程和人工改进作用结合，使机械设计过程得以实现自动化。进一步说，自动化技术有以下几个方面的特征和原则：首先努力创新。科技水平是不断发展的，那么传统设计方法必定会凸现一些弊端，比如无法满足结构复杂的过程、误差率大、工作量不足等。在当今变革下，规模化、智能化、自动化已经成为整个设计新领域的新要求，只有不断改革创新，使设计水平得到提高，才能满足日益增长的机械设计要求，在面临新挑战时从容不迫；其次借鉴各科技领域等先进成果。此门技术与多领域、多学科交叉、相互融合，想要获得新的科技成就，必须具有高度的前瞻性，积极地融入最新相关理念，积极引入一些新科技例如电子学、计算机仿真技术、机械力学电子学等学；最后注重管理水平提高等。

如今的机械设计与传统的机械设计相比，对我们的管理水平要求更高。曾经等管理经验有很多不再适用于当前设计的要求，这就对研发人员自身管理水平提出了新的挑战，使得广大管理人员不得不将现代化管理模式手段与机械设计本身结合。并且技术人员也要不断提升自身技术素养和专业技能，只有与技术发展大浪潮保持一致，才能不被市场无情淘汰。

随着机械设计及其自动化在一些行业中的运用，其本身与现代技术、传统机电设备结合，自身加以优化提高，不断满足其智能化和自动化的基本技能要求。在实际运用中，微结合了机械技术与电子技术，并且在机电相关行业加入了产品设计、质量检测、制造、开发等工作，也可以加快微型机电系统、加工中心、机器人等方向的发展速度。随着机械设计制造及其自动化行业的飞快发展，加上它全面的功能，已经成为了机械各行业中的基础技术学科，在微电子工业和计算机工业已经被广泛应用[2]。控制系统对机械设备具有精密化的管理，在航空航天、高端武器装备的研制开发中都有着不可替代的技术力量。当前方方面面对机械设备的要求越来越严格，机械自动化设备有着自己更加精密化、科学化、多功能化等发展动力。

3 机械自动化设计的发展方形分析

第一，区域互联网程度提高。自动化设备具有良好的信息控制和自动化处理能力，数控机床是实施操作的介质。如果一些机械工程较大，工作过程不是十分复杂的情况下，很难控制产品的生产品质；如今网络技术不断向前，手机也可以成为机床联网操控的新手段。系统建模后，自成网络系统得以实施，这时候就具备了各机械设备通过信息传导的好机会，可以建立区域网络化的管理控制系统，并利用控制中心进行细节控制；当然，区域网络系统应该具有合理分配好各机床应该负责的工作范围的能力，对于不同的情况，可以合力开展，并且同时保证效率；重要的是，要防止电路故障发生引起的工作瘫痪，在区域网络管理模式下应引起我们的足够重视。

第二，大型机械的小型化趋势。随着计算机小型化发展，越来越多的信息自动化设备也逐渐进入小型化发展趋势的浪潮中，而在社會生产工有着重要地位的机械自动化设备也紧随时代发展潮流，积极地进行着小型化微型化发展方向发展，国外已经研发出的微型全新自动化系统，它们的目标甚至是微米、纳米级。微型自动化产品的特点有操作灵活、体积小、耗能少等，但是如何同时具备传统机械设备的主体功能确是一个存在的难题，如何进行精密度的机械过程同样是个棘手问题。有意义的研究是如何能减少企业中的占地，能提高机械自动化设备的数量，但微机械自动化的加工产品有限制，只能应用于采用超精密科技的设备。

第三，机械设计的环保理念提升。如今国人乃至世界越来越重视环境保护，机械工业可以追求工作效率、经济利益，但是也该意识到保护生态环境的重要性。机械自动化系统电损耗高，而且会排放大量有毒有害气体，危害自然环境以及附近居民的人身健康。因此在机械设计和自动化技术的的科技进步中，更加应该主张绿色环保。减少在工作过程中有害气体产生是我们的社会责任，为此我们可以对机械设备功率进行限制，或者积极寻找可代替能源。

第四，数字化发展。机械设计及其自动化只是机械设计其中的一个重要有机组成部分，机电一体化还包含传感检测、机械、动力、电子信息处理、执行元件这五大组成部分，为了能有更加广阔的市场空间，朝机电一体化方向发展成为一种必然。

第五，智能化发展。智能化是自动化技术的一种体现。何为智能化，是以控制理论为指导，加以心理学、模糊数学、人工智能、计算机科学、和运筹学等新措施、新思想，模拟人类的思想，让过程具有推理、自主决策、逻辑判断的能力，向更高的控制目标发起进攻。大大降低工作强度及错误率，智能化的实现使人类摆脱人力脑力劳动成为可能。

第六，模块化发展。复杂和多样是机械设计的特点，在整个机械设计及自动化方面发挥着重要作用的还有模块化。模块化标准的要求下，实现在设计过程中多零件组分同时适用于同一模块成为现实。不仅可以大大降低设计成本，而且可以缩短机械设计的时间，使后期零配件的更换维护更加便捷。设计的模块化规范，使机械制造企业的模化生产可以在短时间内完成，提高经济效益。机械设计制造及其自动化产业前景广阔，还可以通过培养高素质高技能人才推进行业整体进步，需要相关技术人员努力学习，进行经验技术的高度提炼总结。机械设计制造及其自动化课程，已经纳入国家高等教育的体系很多年，在许多学校都已经开设这门课程，这显示出社会对此方面的人才量的大需求，因此来说学习相关知识的学生，就业前景可以说很广阔。在我国很多地区，这个产业具有很高的竞争性，高素质人才一代代更替、创新[3]。机械制造产业还广泛应用于航空航天、兵器、汽车等领域的发展中，如果想要获得更加长久的发展，并且想要一直存在这广泛的空间，立足于运行管理、设计制造、科研开发等方面的话，都需要机械制造产业自身的不断提高与创新。目前我国经济发展进入高速路，将机械设计制造及其自动化作为制造强国的手段之一，给予研发生产等方面的大力度支持，足以见得行业本身的重要地位。

综上所述，机械设计制造及其自动化必须把握好自己的发展方向，应该去遵循社会变革对机械制造行业提出的新标准。机械设计及其自动化技术拥有巨大的发展前景，该技术一直在迎合现代工业及生产的需求，但是工业产业飞速发展下，现有的机械设计与自动化技术能力和管理水平暴露出很多不足，面对自动化的大蛋糕，科研人员要提升自身素质，努力攻坚克难，争取努力提高国家的科研技术水平，使我国科研发展迈向一个新的台阶，用不断探索与创新的精神影响整个行业，兢兢业业使行业健康迅速发展。

参考文献：

[1]周德輝.机械设计及其自动化发展方向的思考[J].民营科技，2015（10）：9.

[2]杨近松.机械设计及其自动化发展方向的思考[J].山东工业技术，2015（21）：288.

[3]鞠红香.机械设计制造及其自动化发展方向分析[J].装备制造技术，2015（05）：261-262+272.

作者简介：潘立业（1987-），男，黑龙江齐齐哈尔人，本科，职称初级。