机械设计制造及其自动化的技术及发展方向分析

丁彦铭　刘文博

摘 要：机械制造是以机械设计为基础的。虽然涉及到更多的设备支持，但最基本的制造基础仍然是基于机械设计。机械设计和机械制造已经交织在一起，二者的关系更加紧密。从严格意义上讲，机械设计是机械制造的前提，而机械制造一般是以设计为基础，能够顺利地进行制造。因此，从技术层面上分析，机械设计与机械制造是相辅相成、相得益彰的。本文在分析机械设计与制造业未来发展方向的基础上，简要论述了机械设计与制造业的发展现状。

关键词：机械设计制造及其自动化;智能化;机电一体化

前言

机械设计是机械制造的第一步，也是机械制造的重要组成部分。良好的設计使机械产品具有较高的机械性能，保证了机器质量的可靠性。改革开放以来，我国机械制造业发展迅速，无论是在产品技术开发、技术装备制造方面都有了较快的发展，但还没有自己的知识产权品牌。目前，我国机械设计与制造业与国外差距较大，仍需加快发展速度。

1.机械设计制造行业概述

我国机械设计制造业本身存在诸多问题，同时也面临着强大的外资企业抢占市场，制造业是我国的第二产业。作为中国国民经济的重要支柱产业，它不仅能为社会提供各种物质财富，而且能为国民经济的各个部门带来许多先进的工具和技术装备。在社会不断进步的环境下，制造业的制造技术经历了机械化、单机自动化、刚柔性自动化和综合自动化等多个发展阶段。 不断整合和创新传统制造技术，形成先进制造技术，促进制造技术的蓬勃发展，推动现代制造业发展成为技术创新能力强、技术密集型的重点产业。在过去的二十年里，政府一直关注机械设计和制造业的发展，忽视了生产权的问题。事实上，产权激励是产品创新的重要保证，大多数机械设计制造企业没有制定产权激励制度，没有重视对创新人才的激励培养。知识产权保护不力，导致我国自主开发的技术和装备被其他国家和企业免费采用或模仿，影响了我国机械设计制造业的可持续发展。

2.机械设计制造及其自动化发展方向

机械设计与制造业为实际制造业的发展和自动化技术的发展提供了许多实践经验，在人们生活水平不断提高的今天，机械设计制造与自动化技术已深入人们的生活，对促进人类社会的进步发挥了重要作用，以下简单论述了这一技术未来的发展方向。

2.1机电一体化

机电一体化是机械设计与制造及其自动化技术的一个较高层次，电子控制技术、机械技术

等技术融为一体，在一定程度上是机械设计与制造及其自动化的发展。在当前形势下，机电一体化在机械设备的操作中起着重要作用，在提高操作效率、降低劳动强度方面起着重要作用，典型的机电一体化机械产品是数控机床。一方面，它可以促进工业技术的进步，改变传统的生产结构。 另一方面，逐步推动机电一体化产业的形成，改善我国的产业结构，进而促进机械设计制造业的可持续发展。

2.2智能化

智能化是机械设计、制造和自动化最重要的标志，也是这一技术发展的主要趋势之一。智能化使机械设备的操作更加智能化。它不仅可以提高操作效率和质量，保证机械设备的连续性、安全性和稳定性，而且可以将心理学、计算机等学科应用于机械设备的智能化设置中，使机械设备能够模仿思维方式来解决问题。今后，机械设计与制造自动化和智能化的发展方向要做到以控制理论为基础，吸收人工智能控制系统，实现机械设备、机械协会的人机工作系统，帮助他人甚至取代人工工作，促进机械设计与制造业的发展，加快人类社会的进步。

2.3多功能化及模块化

多功能化指的是机械设备能处理的问题和应用的领域越来越多，机械设备

充分应用计算机控制系统，适应不同行业、岗位，解决问题，能根据生产线的实 际需要解决问题，随机应变能力高。模块化则是指应用机械设计制造及其自动化 技术生产机械设备过程中，产品多，且许多产品具有一定的相关性，为节省研发 时间，缩短产品上市周期，往往在产品研发中采用模块化方法，许多新研发出来 的产品离不开原来标准单元的利用。通过模块化设计，在原先标准单元的基础上 进一步优化和创新，提高产品的生产效率和质量。如：对于数控系统来说，CPU、位置伺服、通讯、输入输出接口、存储器等是基本模块，可以制成标准的模块单 元，生产出系列产品。

2.4绿色化

在环保需求逐渐增大的形势下，各行各业都要积极节能减排，在发展机械

设计制造行业的过程中必须重视环境保护。机械设计制造及其自动化技术应用过 程中必然带来大量能源消耗，且会排放出大量污染环境的有害物质。因此，绿色 化是该技术的未来发展方向之一，其主要体现在：对废弃资源的回收利用，综合 循环利用废渣、废液、废气、废旧物资等，实现工业环保，减轻机械设计制造对 自然环境的危害，节约资源，改善能源利用结构。

2.5微型化

当前，大多数机械设备都朝着轻质化、体积小方向发展，微型化是机械设

计制造及其自动化的发展方向之一，如：微电子机械就是典型的微型化机械设计 制造及其自动化技术产品，它将朝着更加小巧、细致方向发展，朝着微米级乃至 纳米级方向发展。

2.6网络化

计算机网络技术丰富了人们的生活，也提高了人们的生活质量，自然也给

工业生产带来重大推动作用。机械设计制造及其自动化应用计算机网络技术实现 网络化发展，提升自身竞争力，使得传统的单机技术通过网络化发展成远程控制、 在线控制、无人化操作技术。如：机床应用网络技术，联网后实现对每一台机床 的编程、操作和运行。

3.结束语

随着信息技术的快速发展，机械设计制造及其自动化将有更广阔的发展空间。而机械设计制造行业作为我国国民经济的基础性工业，其科技含量逐渐增高， 自动化需求大，市场需求带动技术发展，必然推动机械设计制造及其自动化技术 的发展，实现机械设计制造行业的创新，推动我国工业的跨越式发展。本文简单 论述机械设计制造及其自动化的主要发展方向，望同行指正。

参考文献

[1]王飞.机械设计制造及其自动化发展方向的研究分析[J].企业家天地（下旬刊），2013（4）：88.

[2]曾涛.我国机械设计制造及其自动化行业发展的概况[J].科技与企业，2013（8）：325.