机械设计制造及其自动化的发展方向研究

孙锦卓 王乾

【摘  要】近年来，随着我国综合国力的不断提升，机械设计制造水平以及自动化程度亦得到了极大的发展。正是在这样的背景下，推动机械设计制造以及自动化水平的长远发展，其重要性则开始日益突显。因此，对机械设计制造及其自动化未来的发展，进行方向上的界定，对于我国日后机械设计制造以及自动化的发展而言，有着不可估量的意义。基于此，本文将以机械设计制造及自动化的设计原则为切入点，进而围绕着其展开论述。

【关键词】机械设计制造;自动化;发展方向;研究

从国家发展的角度出发便能发现，一个国家的机械设计制造水平以及其自动化发展程度，对于国家的综合国力而言，有着决定性的影响。就实际情况而言，任何技术本身都处在不断发展革新的阶段，机械设计制造及自动化发展亦是如此。因此，对该技术的未来发展方向，进行科学、合理的考量，将有助于技术的长期化发展以及规划。

一、机械设计制造及自动化的设计原则

（一）功能需求原则

机械装备的设计以及制造，本质便在于满足人们的相关需求，所以这就需要机械装备本身，带有一定的功能。因此，从原则分析的角度着眼，功能需求原则亦为日后机械设计制造以及自动化发展，不能被剥离的重要组成部分。

（二）技术创新原则

技术创新原则顾名思义，任何技术都需要经历从无到有，之后在经历不断革新的过程。所以，在机械设计制造及其自动化发展的过程，机械自动化系统本身不应固步自封，应不断完善并优化自身的能量转换、信息处理以及物料搬运等诸多功能。而在技术革新的原则下，机械设计制造还应不断优化其内部的构造功能、动力功能等等，使其能够更好的应用于实际生产生活之中。所以，机械制造及其自动化发展必然需要充分依托于技术创新的原则。

（三）安全性原则

机械产品在进行生产工作的过程中，安全问题一直都是重中之重。所以，在对机械设计制造及自动化发展方向，进行科学界定之前，应秉持安全性的原则，对未来的发展方向进行合理的考量。这中间，为能切实保证安全性原则的落实，应注重机械产品的自动化、智能化生产能力，并确定自身的生产体系。另外，还需对生产产品的框架，进行科学的构建。因此，安全性亦为日后其发展方向的基础性原则之一。

二、机械设计制造及自动化发展方向研究

（一）智能化发展方向

自进入21世纪以来，在机械设计制造以及自动化发展的同时，智能化开始异军突起。基于此，在当代机械设计以及自动化发展之中，智能化的含义为在原有机械设计制造以及自动化的基础中，充分融入混沌力学、计算机科学、运筹学以及人工智能等新的方法，进而对人工智能进行模拟还原。智能化的优势在于，其能为机械自动化增加逻辑思维能力、判断逻辑以及自主决策的能力。而以发展的眼光看待智能化方向就能发现，其目前已经成为了机械领域的一个重要发展趋势。

（二）模块化发展方向

就实际情况而言，在机械制造以及自动化中落实模块化，并非是一件易事。这是因为，生产厂家的不同导致其种类、标准以及各个接口也各不相同。所以，模块化本身属于一个错综复杂的工程。这中间尤其是模块化的动力单元，必须要具备智能减速等功能，反之，控制单元的测距功能、图像功能等亦需要完善。可见，模块化发展实际上任重而道远，可其一旦落于实际生产活动，可极大的提高产品的开发速度、提升生产效率、提高防错措施、降低故障率以及有利于物联网的发展，而以上五点对于产业的未来发展来讲，则是其所必须的，所以，其亦属于机械设计制造及自动化发展的重要方向。

（三）网络化发展方向

近些年来，计算机网络技术得到了长远的发展，并极大的改变了人们的生活。正是在这样的发展背景下，网络技术更多的应用于机械制造及自动化发展上，便成为了一条切实可行的路径。如在当代网络技术的基础上，所衍生出的远程监测、远程控制等技术，皆为技术发展的产物。并且，就实际的发展情况来看，未来网速的不断提升、网络的不断优化以及5G技术的应用，其必然会使机械制造以及自动化发展，呈现出更多的可能。

（四）绿色化发展方向

近些年来，随着可持续发展战略的不断落实，环境保护以及工业绿色发展的理念，开始逐渐落于实处。这是因为，包括机械设计制造在内的工业，在发展的过程中，会对环境造成了一定的破坏。因此，绿色化的发展路径业已成为日后机械设计制造及自动化发展的重要方向。其中的主要表现为，绿色能源以及环保材料的应用，同时，降低能耗淘汰高耗能设备等，同样也属于日后需要落实的工作。

（五）微型化发展方向

实际上在上个世纪的80年代，机械设计制造的微型化，便已经开始萌芽发展。时至今日，微型化依旧为机械设计制造及自动化发展的重要方向。这中间，微型化通常又会被称为微机械自动化系统以及微电子机械系统等等。而就发展现状来看，未来的微型化发展将进一步向纳米、微米级发展。这是因为，机械自动化产品微型化有着其自身固有的优势。

微型化机械自动化产品在运用的过程中十分灵活，并且其能耗表现较低，体积也相对较小。所以，这就使得其能够广泛应用于军事、医疗、电子等重要领域。但就实际情况来讲，机械制造产品技术的微型化发展，还是存在着不小的技术瓶颈，而其主要就体现于微型机械加工技术上，此种加工技术，对于精密性来讲有着极高的要求，如光刻技术、蚀刻技术等皆是如此。诚然，微型化的发展道路较为艰难，可其一旦发展起来，将有助于国计民生的发展，这对于我国的现代化建设来讲有着积极的意义。

（六）刚性自动化向柔性自动化发展方向

就當前的发展趋势而言，生产单一产品的组合机床、专用机床、刚性自动化生产线等“刚性”制造系统以及生产组织形式、生产产品及工艺多样性和可变性的“柔性”制造系统皆属于未来机械设计制造以及自动化发展的重要方向，这对于我国机械产业变革的进一步推进来讲，有着不可估量的意义。

此外，以数控技术为核心，将计算机技术、信息技术、软件技术、通讯技术和仿真技术结合在一起的机械制造柔性自动化技术（FMS），其优势业已逐渐突显。这是因为，机械制造柔性自动化技术（FMS）不仅能提高生产效率，减轻劳动强度，还能提高产品质量，还能缩短制造周期并大幅降低成本。所以，以发展的眼光看待机械制造柔性自动化技术（FMS）便能发现，其亦属于机械设计制造及自动化的重要发展方向。

三、结束语

总而言之，当代机械化设计制造及自动化的发展，于国际民生而言，有着不可估量的意义。因此，对其未来的发展方向，进行科学、合理的考量，将有助于明确日后相关产业的发展。所以，当代机械技术人员，应以发展的眼光看待机械制造设计技术及自动化的发展，并对其未知的发展边界进行不断探索，从而使我国的机械发展能够契合时代的发展潮流，继而助力我国的现代化建设。

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（作者单位：西北机器有限公司）