提高机械设计制造及其自动化的有效途径

张海成

（锦州四海生物化学有限公司，辽宁锦州 121013）

0 引言

工业化发展史以1760 年代作为工业革命的开端，之后工业化一直是世界经济发展的主题。世界经济史表明，唯有掌握先进的工业体系才可在诸多国家中参与竞争。现如今，全球各个国家都在努力发展工业，中国同样为此而努力，致力于让中国制造行业走出国门，成为先进的工业大国。实现工业化，是中国努力奋斗的伟大梦想，伴随着快速的工业化进程和工业化阶段飞跃，传统的人工制造模式早已无法满足日渐增大的需求，企业要生产出高质量的精细商品，就需要注重于机械设计制造及其自动化的发展，增强相关投资，给机械生产提供最大的技术和设备保障。

1 机械设计制造及其自动化

机械设计制造及其自动化是利用各项先进的技术，结合计算机技术、自动控制等有关知识理论去研发各种先进的设备，以确保设备可控制产品的设计和生产等每个流程。在中国微电子技术和计算机等先进技术取得较大进展后，机械设计师们融入这些先进技术去改造设备，使我国的机械设计制造技术迈入了更高阶段，给工业发展带来诸多助力，更提升了我国实力。现代制造设计技术已经成为支撑我国经济和工业发展的关键技术。

机械设计制造及其自动化的逐步提升，让我国诸多企业产品走出国门，引起了世界各国的重视，也让我国在国际上掌握了话语权。更多的人意识到机械领域引入计算机后，给我国工业带来了深刻改革，大大增强了我国实力，对此仍需继续努力。以计算机对机械设计进行辅助、改进、优化，可提升机械的精准性，让机械愈发智能化。微电子技术、计算机技术和机械技术的融合，让机电产品功能多元化，实现了一体化功能。在航天、航空、汽车、船舶、电器、兵器等各个行业中，机械设计制造及其自动化得到了非常大的应用空间，数控机床、加工中心、机器人和微型机电系统等都是利用机械设计和自动化有关知识设计的。这些设备智能控制机电产品的设计、生产、制造、销售和安装等流程，减少了人工工作量。

2 提高机械设计制造及其自动化的意义

在我国国民经济中，机械设计制造及其自动化已经属于相当重要的支柱性技术，诸多行业的发展都离不开该技术，随着机械工业的进步，我国其他工业门类和行业必然迈入新的阶段。当前，自动化机械设备的研发提升了劳动生产效率，更可替代人工在恶劣环境下工作，这意味着未来诸多危险的工程建设或许可以利用智能化的自动设备来完成。机械设备研发也让我国计算机工业和微电子技术工业有了更宽广的研究方向，如数据的精密性等。行业间互相促进，互相融合，对我国的发展有着巨大助力。无论是在企业从事模具设计、制造工艺编制、机械设备更新改造，还是利用计算机进行辅助设计、辅助分析和辅助制造，以及对成型产品的质量分析，无论是设备检验、生产管理和工厂设备维修，还是元器件厂研发，不管是我国的汽车行业、家电行业还是信息通讯行业，为了更好地发展，必须要将机械设计及其自动化作为支撑。在工业生产过程中，提高机械设计制造及其自动化，不仅能提高生产量与工作效率，也降低了生产成本并节约资源。为提高机械设计制造及自动化技术普及程度，相关分析和探讨是不可缺少的。

3 发展现状及发展趋势

中国之所以成为世界工业大国，一是中国建立了世界上最完整的现代工业体系，使得中国产业具备了最完善的配套能力；二是在我国政府重视工业发展后，中国制造行业的规模显著扩大，全球中有230 多个国家都有我国出口的商品，随处可见“中国制造”的身影。按联合国2016 年颁布的有关数据显示，我国制造业增加值几乎是美国和日本制造业增加值的总和，这些成就皆靠我国机械设计制造自动化的发展。

机械设计制造及其自动化有着诸多优势：①技术先进，有信息技术、机械技术和计算机等技术作为支撑，设计的设备属于高端产品，提高各种机械设备的效率，显著节省工作时间，提高工作效率和工作质量，特别在某些特殊情况下，采用智能机械设备取代人员工作可以降低施工风险；②传统机械故障只能靠人工维修，安全性差，而机械自动化通过安装机械设计相关程序可以自动修复一些小问题，提高工作稳定性；③操作简便，机械设计制造及其自动化除了具有不同的功能外，更适应人们的工作需求。

机械设计与制造自动化的这些优势，使它得到非常广泛的发展前景和发展空间。机械的自动化发展，是中国工业革命进步的体现，将自动化技术引入到各种类型的机械中，不但能够在规定的时间内完成高质量的产品，还可减少人力。当前，机械设计制造及其自动化的分析已经成为机械领域的重要方向，对其进行分析有很大价值和深远的意义。

4 亟待解决的问题

虽然我国已成为世界工业制造大国，但是在实际生产中，机械自动化程度仍旧和先进国家有着较大距离。纵观我国机械设计制造自动化发展，效果仍不理想，一直以模仿、借鉴西方发达国家技术为主，自主创新、科研力度有限，科研人员缺乏。国家已经加大投入，努力促使我国机械设计制造及其自动化发展，但是过程漫长，很多中小企业的生产制造流水线仍非常落后。

4.1 机械自动化虚拟化技术较弱

计算机制图软件已成为机械设计工具之一，在引入计算机对图纸进行设计后，让机械设计及其自动化朝着虚拟化的方向发展，也简化了不少问题，如设计制图更加精准、线条更直观，特别是网络通讯技术表现得更明显，甚至可利用计算机直接模拟设备工作状态，但我国在机械自动化虚拟化技术方面发展不太理想。

4.2 数字化发展技术有待加强

数字化信息时代的到来，让各国数字化技术进步很大，已成为工业机械设计制造发展的中心技术。纵观我国数字化信息技术的发展情况，图形、数据、信息和网络传递等方面还需进一步增强研发力度，才可确保制造信息数据的精准性。

4.3 机械绿色化设计理念不足

传统的机械设施在性能上并不稳定，会浪费很多资源，也会破坏环境，使中国机械制造行业受到各方面的制约，无法取得较大进展。围绕环境保护工作，绿色的机械设计发展应作为长远考量，减少环境影响，使人类与自然和谐共存。社会发展和自然环境息息相关，若以牺牲环境为代价，即便是我国的工业技术如何强大，都失去了价值，因此需要注重绿色机械设计自动化的发展。

5 提高机械设计制造及其自动化的有效途径

5.1 机械设计向微型化发展

在时间的推移下，机械自动化从原本的大型化朝向微型化转变，即微电子机械系统，大小不超过1 cm3的自动化机器产品都在其范围之内，精准度向微米、纳米级靠近。由于微机械自动化产品自身体积小、移动灵活、能耗低，该技术应用于精确度要求较高的行业，如军事信息、生物医学等方面，可满足机械设计所需的精准度。

5.2 加快智能化进程

智能化高端产品是未来中国机械设计制造企业重点研发的方向，在机械设备中装入智能系统，设计出人机一体化的机械设备，让工作人员操控智能系统便可控制产品的各个生产过程。高端的机械设备还可及时搜集、记录、分析设备中的数据，一旦出现任何问题，都会自动发送故障代码，分析故障源头，告知工作人员设备的修理需求。

5.3 攻克模块化壁垒

中国的电气产品中反响最好的是模块化，仍是当前需要重点攻克的难题。若模块化进程受阻，很容易阻碍机械设计及其自动化的发展，需要尽快突破这一壁垒。

5.4 突出创新化

机械设计制造及其自动化的创新一般从大数据入手，如交通产业中以自动化技术搜集和整理各种交通数据，然后对其分析、汇总，筛选出可利用的信息等。在机械自动化设备中引入大数据，已使人们的生活变得更加方便。

5.5 适应市场潮流需求

随着机械制造业的不断变革，市场需求也在发生变化，为满足市场需求，对机械制造业也提出了更高要求。利用飞速发展的高科技信息优势，将机械制造业与外部市场的差异性相结合，让企业顺应市场变化，要求机械制造中的自动化设计有随机应变的能力，紧跟形势潮流，适应社会市场需求。

5.6 与CAPP 技术相结合

机械设计制造发展过程中，作用最显著的为CAPP（Computer Aided Process Planning，计算机辅助工艺过程设计）技术，一旦该技术运用错误，就会破坏有序的生产过程。我国当前的产业发展中，生产和管理设备还需要继续改进，让其变得更加精细化和智能化，才可满足各个行业的发展需求。

5.7 与计算机技术配合

为使机械设计制造及其自动化发展得更好、更快，需要注重技术含量的提升，坚持创新，根据相关数据和实践来不断优化。同时根据实际情况，将计算机技术运用到机械设计制造及其自动化的每个环节，特别是绘图上要善于发挥计算机的优势，降低成本。

5.8 落实环保要求

工业生产已经严重破坏了我国的环境，对未来发展是很不利的，所以国家开始实行“可持续发展”战略，要求各个企业遵循环保原则，深入绿色理念。在生产设计环节，优先选用节能环保技术，并不断改进、升级技术，避免或者减少环境污染，减少社会资源的浪费。

6 结束语

机械设计制造及其自动化水平的提升，有助于我国机械行业的发展，利于我国整体实力的提升，对整个社会的经济发展起到了促进作用，需要善于融合各项先进技术以带动我国综合工业水准的提升。重视和发展机械自动化技术，与我国特色社会主义基本原则非常匹配，也是让我国实力获得国际认可的关键。对此，需要加强对计算机技术、信息技术、数字化技术等的研发，确保能够给机械制造行业的发展带来更多助力。