机械设计制造及其自动化的发展方向

孙 亮

(齐齐哈尔工程学院，黑龙江 齐齐哈尔161000)

1 我国机械设计制造及其自动化现状

机械设计制造及其自动化简单来讲就是把自动化技术全方位地应用于机械工业设计、生产的全过程，用高度独立的自动化技术来取代大量的人工操作，从而提高生产效率以及减少成本。我国作为世界上最大的制造业聚集地，被誉为“世界工厂”，许多国外著名的跨国企业选择来中国设厂，但需要理性地看到，国外迁移到中国的产业还是以劳动密集型为主，期望依靠中国廉价而丰富的劳动力资源来换取利润的最大化，虽然这一点是中国的一大竞争优势。但绝对不是长期的依靠。归根结底，想要发展机械工业还是要靠先进技术的研发应用，实现机械工业的自动化运作。实现由劳动密集型生产到技术密集型的转变，虽然看上去名字差别不大，但却意味着产业利润占比的巨大变化，不但能够增强我国机械制造业在整个产业链的话语权和竞争力，而且也能获取更多发展资金。

2 机械设计制造及其自动化的优势所在

2.1 减少人工需求，提高劳动生产率

机械是被制造用来代替手工作业的生产工具，虽然有了机器的帮助，生产过程中仍然离不开大量工人的操作，每一个流程都需要专业人员随时关注，繁琐的过程就大大地浪费了生产效能。而且如果操作机械的技术门槛比较高，对人才的需求又比较旺盛，很可能出现企业招不到合适技术人员的困境，那么就会很大程度地限制了企业的发展。而运用自动化技术能够代替大量工人，借助内部提前编写好的信息编码，机械会根据流程依次自动运行，只需要少数几个技术人员监督运行和负责修缮就可以，而且实现自动化后机械可以突破工作时间的限制，无论白天还是黑夜，只要机械保持良好的状态，就可以自动地高效率运行，这样的效果是人工生产线所不能比的。

2.2 提高安全系数，改善作业环境

传统的机械作业中，一旦出现故障很难第一时间排查问题位置，一般只能选择由经验丰富的工程师亲自摸索来判断问题所在，不仅准确度不高，容易造成不必要损失，而且很可能造成人员的损伤，而实现了机械自动化生产以后，由于机械内部布满了各类传感器，可以第一时间在可视系统上显示问题部位，对症下药，避免对人员不必要的危险。而且很多情况下，施工现场作业环境可能非常恶劣，人员长期在现场工作可能会对身体造成不可逆的永久性损伤，传统做法可能是对人员尽可能地做好防护措施或者直接放弃，都不利于企业的发展。而采用了自动化技术，机械可以在有保护措施的情况下满负荷作业。

2.3 化繁为简，减少浪费

传统机械工业生产过程中常常存在许多拖累生产效能，浪费资源却无法去除的环节，不仅花费大量的时间精力，甚至出现问题还会造成生产停摆，实现自动化以后许多不必要的环节就可以去除。

3 机械设计制造及其自动化发展前景

3.1 机械制造小型化

大型的机械设备虽然效能很高，但使用的范围有限，在许多现实情况下没办法运用，因此对于机械制造的小型化设计就开始成为热点。实际上，从历史角度来看，机械的设计制造基本上都是从实现从大到小的跨越开始的。把机械做小的难点在于更狭小的空间，就意味着容纳的零部件就会变少，在零部件变少的基础上还要保证生产效能不会发生大幅度下降，就必须做到零件的小型化，由此，又会变成对工业设计制造水平的全方面要求。过去可能看起来会非常艰难，但随着现在信息技术以及精密加工技术的不断发展，微型的加工设备能够在更狭小的空间内进行机械设备的研制，制造出的小型机械实用性成倍增长。

3.2 机械制造的仿真模拟

过去，在理论上设计好机械后需要生产一台或几台样品出来进行实验，如果能够印证设计的合理性还好，如果经过大量人力物力投入生产出样品后，发现设计思路存在问题，那么一切就会推倒重来，样品也只能变成废品，造成无数资源的浪费。而现在可以在先进的工业模拟软件当中，按照设计的零件参数来建模，组装出一个模拟的样品进行仿真实验，从而得知设计理念可行与否。

3.3 机械制造智能化

未来将会有更多量身定做的电子元器件被安装在机械上，除了帮助自动运行之外，还能够帮助问题的检测排除，甚至在人工智能技术不断走向成熟的未来，可以把人机交互的系统放到机械上，工人通过语音指令可以实时操纵机械，了解各项信息变化。除此之外，计算机的可视系统也被搬到机械身上，通过大屏幕或者信号灯等系统把生产一线的实时数据发回到操作中心，不仅不必亲自到现场，甚至都不必从座位上起身，只需通过工业计算机操作系统输入几个指令，一线的机械设备就能够自动调整，不仅省时省力，而且最大程度地减少了对企业发展的各项限制因素，实现了为企业松绑，为产业松绑。

4 结语

机械设计制造及其自动化技术未来将成为工业升级的一大重点，虽然当前，我国的机械设计制造及自动化生产还是受过去基础薄弱、起步较晚以及技术储备少等问题而与西方发达国家存在一定差距，但值得欣慰的是这种差距在不断缩小，我国也已经从政策的宏观角度给予了诸多支持，相信经过一代或几代人的努力，我国机械工业一定能实现弯道超车。