新型发展环境下机械设计制造的发展路径

吴 涛

（甘肃钢铁职业技术学院，甘肃嘉峪关 735100）

0 引言

机械设计制造是制造业中的重要组成部分，对于完善工业体系、促进国民经济发展具有重要作用。当前，经济快速发展，科学技术转化为生产力的速度也越来越快，新型发展环境下的机械制造技术具备了较强的综合性，融合了人工智能、计算机信息化、自动控制等多种技术，具有良好的发展前景。因此，明确机械设计制造发展方向，规划机械设计制造发展路径显得尤为重要。

1 机械设计制造发展现状

当前有很大一部分机械制造企业设计水平不足，缺乏具有高水平的机械设计师，对机械设计采用“引进—模仿”的设计模式，即引入国外或国内其他企业的机械生产设备，并进行研究，然后据此模仿设计机械生产设备，导致企业设计理念落后，缺乏机械设计核心竞争力和设计能力，无论是在设计外观还是内部性能，设计上总体存在缺陷和不足。在设计方式方面，机械设计制造行业普遍逐渐采用计算机辅助设计的方式，推广无图纸设计方式，但总体上讲，计算机无图纸设计推广程度较低，目前很大一部分小型机械企业仍然以人工绘图设计为主，不具备计算机设计的条件和能力[1]。因此，在自主设计能力、设计理念和设计方式等方面，机械制造企业还有较大的提升空间。

当前我国机械制造业主要存在以下两个问题：一是制造自主研发能力有待提高，引入先进制造技术已是机械制造业的共识，总体上技术的引入并不能完全弥补研发能力的不足；二是具有高、精、尖特点的产品较少，在高、精、尖机械产品的制造方面存在不足。也就是说，当前机械制造业的产品质量有了很大提升，但在一些制造精密、对制造技术和工艺要求较高的产品制造方面仍然存在问题。随着制造技术的不断发展，人工智能、自动化、虚拟技术、信息化技术、微细制造与纳米技术、超高速切削磨削等技术在机械制造行业的广泛应用，引入先进的制造技术来提高机械制造生产率和产品质量已经成为当前机械制造产业发展的主要方向。

2 新型发展环境下机械设计制造发展的特点

2.1 综合性

新型发展环境下，人工智能技术和自动化技术快速发展，在机械设计与制造中的应用也越来越广泛，技术集成使得机械设计制造呈现出综合性的发展特点，具体体现为设计与制造过程的综合性、各种技术的集成与综合以及设备性能的综合等。机械设计制造的综合性特征，使得机械设计制造业发展中形成了更高的综合效益，同时也加强了设计与制造的衔接和整合，促进制造工艺的科学化[2]。

2.2 系统性

新型发展环境下，机械设计与制造的体系更加健全，设计与制造系统也更加完善，整个机械制造过程呈现出系统性的特点。通过各个要素的不断优化升级和技术的逐渐更新，整个机械系统源源不断地获得“新鲜血液”，实现整个机械设计制造系统功能的优化。如当前精密制造技术和网络技术在机械制造业中的发展，技术的创新提升了整个机械设计制造系统的效率，充分体现了技术的应用价值及其对整个机械系统的带动作用。新型发展环境下，机械设计制造打破了分割化的发展模式，逐渐连接为一个完整的系统。

新型发展环境，最重要的特点即是多种技术的发展创新，技术为机械制造业提供了强劲的发展动力，也为机械生产效率的跨越式提高提供了可能。机械设计与制造融合了人工智能、虚拟技术、自动化、信息化等前沿技术，加速机械设计制造体系的改革创新，具有前沿性的发展特点。

（1）大幅提高机械制造生产效率。智能机械设计制造自动化以技术为依托，可实现信息的高效处理和控制操作的自动化，可通过预先的精准设置，能保证机械设备根据指令重复地展开相关工作，减少人力资本的投入，提高劳动生产率。

2.3 科学性

（2）大大提高机械生产的安全性。自动化机械的应用解放了人力资源在生产过程中的束缚，从而大大降低了操作生产人员发生生产事故的概率，提高了生产的安全性。除此之外，随着自动化技术的不断发展，机械设备在遭遇故障时所进行自动处理的能力也在不断提高。

长期以来，机械设计以手动绘图设计为主，将设计方法以绘图的方式标识出来，设计过程复杂，人力物力耗费巨大，且绘图设计科学性和精确性较低，设计质量难以提高，设计技术难突破。随着虚拟技术的发展，机械设计虚拟化是未来机械制造业发展的必然趋势。借助先进的虚拟技术来整合处理海量的设计图样及数据，整个操作过程呈现虚拟化状态，能够有效简化机械设计的步骤与流程，提高设计的科学性和精确性，且通过虚拟技术，可及时发现设计中的问题与漏洞，实现及时更正，减少设计误差，同时降低人力资源的投入，降低生产成本。虚拟化是未来机械设计的主要发展方向之一，虚拟技术将会带来机械设计的变革性发展，颠覆传统的以人工绘图为基础的机械设计模式。

2.4 前沿性

（3）企业的安置措施不能满足员工安置需求。企业能解决部分历史遗留问题，但对于一些难点问题并未给予较好的解决措施，不能很好地化解职工的不满情绪，更无法给予员工相应的生活保障。

3 新型发展环境下机械设计制造的发展路径

3.1 智能化与自动化

机械设计与制造智能化与自动化的实现需要借助多种技术加以开展，随着人工智能技术和自动化技术的日渐成熟和应用，智能化与自动化成为机械设计与制造的主要发展路径。智能机械设计制造自动化是由多种先进的科学技术所组成的，属于新型学科，其自动化、智能化水平较高，具备了传统机械设计制造技术所没有的功能与优势。

（3）使用范围广，以智能化与自动化为主要特征的机械设计制造，实现众多技术与设备的集成化，功能强大且多样，可以适应多种生产需求，使用范围较广。

由于复层与基层的材料不同，会因材料的导热性和热膨胀系数不同而出现材料稀释等现象，这些不利因素更增加了焊接难度，所以应当制定严谨的焊接操作工艺，并严格按照工艺进行焊接。镍基材料的化学成分如表1所示，常温下力学性能如表2所示。

新型发展环境下，机械设计制造以各种先进技术和发展理念为加持，呈现科学性的发展特点。在机械设计方面，在传统人工绘图设计的基础上引入计算机精密计算与绘图设计软件，使得整个设计过程更科学、精密，符合现代机械设计的要求。在机械制造方面，精密制造技术和自动化技术的引入和发展，使得制造过程更加科学。且在科学发展理念的引导下，机械制造朝着绿色环保的方面不断推进，使得整个发展路径更为科学[3]。顺应时代与环境发展需要，在先进理念的引导下，充分利用技术发展的优势，才能够更好地保障各项技术的规范化、合理化、科学化的应用，促进智能机械设计制造行业的进一步发展。

机械制造智能化与自动化具有以下4个特点和优势：

（4）可以促进资源和能源节约。自动化机械设备中多采用了低能耗的驱动机构，其通过精密的设计与构造，能更为科学地控制和减少能源消耗。自动化与智能化技术的应用，为资源节约以及更多清洁能源的使用提供了技术支撑。

3.2 虚拟化

该堆加热等离子体的方式主要有两种，一种是通过中性束流注入器向堆腔内注入高能中性粒子束来提高等离子体的温度，另一种是通过调节中间线圈和内部线圈中的电流，改变堆腔内的磁场分布，进而改变中间磁阱的形态，对等离子体进行绝热压缩加热。

3.3 精密化

精密化是新型发展环境下机械制造发展的重要方向之一。精密制造技术是在原有切割技术、焊接技术、塑形加工技术等基础上进行更加精密，是更加有铸造性的一种新型制造技术。精密机械制造技术有3个优势：一是可以有效增强机械设备的可靠性和稳定性，提高设备性能；二是为未来微型机器人和微型电子技术打造良好的发展前景，使现代机械制造朝着人性化与智能化方向发展；三是大大提高机械制造的安全性，降低事故概率，有效保护机械制造操作人员的安全，延长机械设备的使用寿命。随着精密制造技术的不断发展，精密化逐渐成为机械制造企业的发展方向，因此要充分重视精密制造技术的发展，在实践中不断进行技术优化，拓宽其发展方向，推广其在机械制造中的应用，实现精密制造。

想到国内鼎鼎大名的某迅，他们的两款社交软件在中国独霸天下已经很多年了，说他们一家独大毫不为过。可是，使用这两款社交软件的人都知道，他们三天两头在更新软件，甚至更新频率之快都让人不胜其烦。这是为什么呢？当然就是一种居安思危的成熟的企业战略。每次更新，占用内存都更少，功能都更多，操作都更方便。为了什么？就是为了防患于未然，牢牢地抓住用户，时刻防止有横空出世的同类软件争夺其市场份额。所以某信、某南极小动物在中国长盛不衰地占据了压倒性优势。

3.4 网络化

网络化和信息化是新型发展环境下各个行业发展的典型特点，机械设计制造也不例外。互联网可以将机械设计和机械制造紧紧连结在一起，对设计和生产全过程实现网络化管理，一旦发现某个生产环节出现差错，就能及时进行调整，最终实现对生产全过程的网络化管控。通过互联网技术可提高设计的科学性和精确性，同时实现设计与生产之间的无缝对接，提高生产效率，降低生产成本，保障生产线高精尖生产，进而有效降低所造成的损失，保障整个生产操作流程的高效进行[4]。网络化为机械设计行业发展提供了重要动力和活力，同时也是机械设计制造发展的重要发展方向。

矿石中金属矿物主要为磁铁矿(含量为23%～32%)，少量菱铁矿及半假象—假象赤铁矿、褐铁矿，金属硫化物主要为黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等。

3.5 绿色环保化

长期以来，由于技术限制和发展理念落后，机械设计制造业采用相对粗放的发展模式，消耗大量的能源资源，在一定程度上对空气、水体、土壤等生态环境造成不利影响。新型发展环境下，要求改变传统发展模式和发展理念，树立绿色、节能、环保理念，在保护自然环境和生态环境的前提下发展机械设计制造，禁止社会发展以牺牲环境为代价，既要金山银山，又要绿水青山。因此，机械设计制造未来发展路径必将沿着绿色环保的方向发展，机械制造企业要树立良好的绿色环保理念和意识，并将理念运行到机械制造实际中去，引入绿色科技和清洁能源，开发可再生、可回收利用能源资源，降低对环境的污染和生态的破坏。因此，绿色环保化是新型发展环境下机械设计制造行业的必由之路。

4 结束语

综上所述，新型发展环境下机械设计制造有着巨大的发展潜力和发展优势，人工智能技术、虚拟技术、网络信息技术在该行业的应用越来越广泛，有效提高了机械设计和制造效率及质量。而这些技术将会成为新型发展环境下机械设计制造业的核心支撑力和竞争力，全面推动机械设计制造发展。