机械设计制造及其自动化的应用研究

陈意

（河间市人民医院 河北 河间 062450）

机械设计制造与智能化技术是以现代机械工程科学技术、机械工程及电子科学技术、工业自动控制等国际领先技术相结合的高级综合性技术。机械设计制造与智能化技术具有高速、多功能、安全的优势。随着社会主义市场经济的蓬勃发展和机械设计制造业规模发展得愈来愈大，机械设计制造业与智能化工业的生产形式也将愈来愈复杂，同时，发展机械设计制造业和智能化也是我国机械设计制造业发展的趋势［1］。

1 机械设计制造及其自动化的概述

机械设计制造学科是以机械设计研发与制造为基础，并融入计算机、自动控制等交叉学科，主要内容是运用先进设计制造科技的方法，以解决现代工程机械行业中的复杂现象，从而达到制造自动化。由于整个制造流程主要借助智能化技术对机械的控制来完成，从而降低了在培养人工操作方面的费用，客观上增加了公司的经济收益。此外，以机械取代人工的制造方法也在一定程度上降低了人工发生错误的可能性，从而提高机械制造的质量。同时，由于机械制造不需要休息，和人工相比，可以大大提高更多的工作效率，从而确保制造行业可以更充分地满足市场需求，并根据各种需要定制制造［2］。

2 机械设计制造自动化系统发挥的主要作用

2.1 完善机械制造的制造体系

机械设计制造自动化是进一步提高生产效率的系统，主要是控制生产信息自动化，以便降低机器工作过程中产生的偏差，使生产运作管理变得更加简便和容易。机器智能化除了使连续的生产操作智能化之外，还能够提高生产的制作品质，在计算机控制的情形下，还可以对程序进行一些调节，使生产的制作变得个性化，进而推动生产的提升。

2.2 使机械操作方式更加简单化

机械设计制造智能化是在计算机技术的基础上进行的应用过程，它的功能是可以按照生产制造过程的实际需求进行选择生产所需要的产品［3］。对于一般的工业技术产品来说，它们都可以大大减少在制造流程中的控制开关数量，让作业人员也变得更容易管理，而且由于操作内容都是预先制定好的，因此，它们在系统运行的过程中也能够自动管理。同时，自动化产品还能够按照系统的实际需要自行调节，进而推动机械制造的工作效率。

3 机械设计制造及其自动化的优势

3.1 系统性

机械设计工业在打造传统制造管理模式和思维理念的基础上，把科学技术运用到产品设计和制造之中，进而形成一个整体性和系统化的运作流程。机械制造业与现代信息技术融合发展而产生的高新产业促使机械制造业进入一个全新领域，将整个机械设计制造过程实现系统化管理，并且通过这种系统化的制造操作过程，使整个机械制造从产品设计到销售管理做到了一条龙服务，将整个机械设计制造自动化系统工程变成一个整体系统工程，从而促进我国经济的持续发展［4］。

3.2 综合性

机械设计制造业在漫长的历史发展中，其已经不是单纯的制造业生产，在推动着我国的经济发展的同时，机械设计制造技术也开始蔓延到制造业设计、市场研发等多个方面的各个环节中，从而形成一种综合性的产业发展模式。在这些环节的发展和融合过程中，不仅增强了企业的实力，同时更提高了它的综合性能力，为企业发展的迅速增长奠定坚实的基础。

3.3 高效性

就机械设计制造实现自动化管理的实际应用状况分析来说，与传统机械制造技术相比，其不但节省了人力、物力与财力，同时也更大幅地提升了生产效率。由于现代机械作业工人在与传统的制造设备中专业知识水平和技术熟练程度之间所产生的差距，由此产生浪费时间、浪费材料等现象，从而严重抑制机械设计制造的发展。在机械设计制造在进行智能控制后，能够通过程序设定自动完成工序的开始与运行，能够降低大量的成本，同时也有利于制造流程的规范化与标准化，有效地提升公司的效益。

4 机械设计制造及其自动化的应用

4.1 制造自动化

通过把机械自动化运用于制造流程中，可以使制造效率得到提高，有效节省人力，并在自动化技术的基础上完成制造。通过促进自动化技术的发展，可以有效提高制造流程中的安全系数，有效避免人员在工作流程中出现安全隐患，从一定程度上保证了职工的生命财产安全，提升了机械制造行业经营的稳定性。现阶段，机械自动化的产业没有充分进行智能化发展，这就无法让机械智能科技应用的功能得到实现。针对这一状况，需要进行技术创新与优化升级，使得产品可以进入到全智能化模式，提高企业的制造效率，有助于推动企业的长远发展［5］。

4.2 信息自动化

现如今，随着计算机科技和信息化的快速发展，人们开始步入大数据处理时代，在信息产业发展领域，智能化信息技术得到广泛应用，特别是大数据处理技术的广泛应用。在自动化制造与机械设计、工业制造过程中，信息技术有着举足轻重的地位，主要表现在对产品设计的更新升级和产品设计开发过程中，通过计算机辅助信息技术，能够大大提高产品设计效果，而通过使用自动化信息技术，则能够改善制造的流程和产品设计过程的智能性和合理化，有利于提升产品工艺流程的水平和产品的品质。

4.3 检测体系自动化

伴随着科学技术的发展，在机械设计制造过程中，所使用的材质多种多样，同时，工件对材质的需求也变得愈来愈高，这对机械设计工业来说，开始由传统的单一材料走向品种多样化、特性各异的新型材料。但是，在新型材料的实际应用中，面临着不少的技术困难，例如，在设计新型材料时，由于设计人员对产品的性能特点等方面缺乏准确的信息甚至无法确定，从而不能及时对产品进行性能测试。所以，人们为克服这些问题，通过采用自动化工艺，由电子计算机、激光扫描技术、超声技术等对某些新型材料进行测试，从而提高产品的制造效率，在一定程度上也节约新材料的检测时间。

5 机械设计制造及其自动化发展的前景

5.1 人性化

机械设计制造和智能化的发展越来越注重生产与人的结合。随着经济社会的逐步发展，对机械设计智能化的技术需求越来越趋于现代化。因为机械智能产品的最终用户是人，所以，在其发展的同时，还应该强调其智能及人工参与。在人性化产品开发时，要实现其模拟模式，开发多种不同的机械智能产品，从而引导人的开发，推动机械制造与智能产品的开发。

5.2 绿色化

当前，随着人类社会对环保问题的重视越来越多，环境污染也愈来愈多，同时，一些资源价值也在日益减少，因此，对绿色生产的要求也越来越高。针对机械设计制造的产品，我们要充分考虑到对周边自然环境的影响因素，从而在制造过程中减少对环境的负面影响，降低对自然环境的污染，进而提高社会资源利用率，使其通过绿色机械制造的产品，能够更加高效地促进社会环境的发展，使其产品不但保护环境，还能够使生活废弃物逐步转变为环保的有益物质。

5.3 网络化

伴随着当前网络技术的高速发展，网络技术也已运用到机械制造产品上。借助现代计算机与互联网技术发展的各种远程管理和测量技术也逐步获得发展，机械智能化工程技术在其中起到了很大作用。例如，利用家庭网络把所有家电联网到以电脑为中枢的综合家电网络系统上，使人无须出门就可以充分利用各种高科技生活与娱乐设备，从而充实人们的生活。

5.4 智能化

智能体系通常是指人在社会与机械制造体系之间的综合关系。在机械制造过程中，人类可能完成的智能活动包含着思维、分析与判断［6］。智能制造所要达到的目标是全面利用社会资源与环境，并促进人类社会之间更加和谐。而机械智能化则是指通过运用控制理论，进而提高机械的推理判断等能力，以及自主决策权，使机械智能化的目标得以实现。

5.5 虚拟化

面向越来越复杂的机械设计制造行业，在未来，机械设计制造和自动化将逐步向着虚拟化方面发展，而虚拟式设计随互联网信息技术的蓬勃发展而来。在未来的机械设计制造中，将利用虚拟建模技术，经过对产品设计理念的深入分析，设计和绘制电子图样，并以三维方法提供虚拟制造的产品渲染图像，准确性较高，符合机械设计变更和检测过程的要求，同时降低生产成本，提高自动化生产效率。

6 提高机械设计制造及其自动化的有效途径探究

6.1 计算机技术的有效融合

当下，由于计算机技术的发展速度较快，其技术产品也呈现多样化发展趋势，在机械设计制造产业中具有相当好的表现。通过计算机的广泛使用，能够进行机械产品的智能化虚拟产品设计与制造，把得到的虚拟设备产品直接投放到设计企业中，合理把握其效益空间，这对产品设计的实际制造过程来说将具有很大的作用，不但能够缩短设计制造周期，而且还能够为中小企业降低投资，从而有效推动机械设计制造产业的蓬勃发展［7］。

6.2 实现网络技术的有效融合

从目前机械设计制造领域来看，其网络化程度较低，尽管在各个环节中都加入了互联网手段，但由于使用范围较为狭小，使得机械设计制造及信息化流程中出现的问题不能高效地处理，从而制约着工业化的进展。所以，为进一步提高机械设计制造及其智能化管理水平，要求有关研发人员强化网络信息技术的合理运用与整合，实现机械设计制造的整体网络化，一方面提升机械制造效益，另一方面又为拓展产业领域打下基础。

6.3 遵循可持续发展原则

随着工业化步伐的日益推进，环境污染问题也日益严重，而面对着这一严峻问题，可持续发展观点也必将产生，并作为推动中国工业发展的重大前提。就机械设计制造的自动化技术而言，并不能盲目地强调自动化技术的提高，而是要落实可持续发展的战略。首先，在开展机械设计制造之前，要按照实际状况选用关键技术与装置。在贯彻可持续发展理念下，选用节约环保的关键技术，以保证机械设计制造及自动化能够达到节约资源和保护环境的目的。其次，对机械及设备产品制造材质来说，选择也非常重要。在进行材质选用之时，不要盲目地寻求低价，而要在性能满足产品需要的前提下，选用更节能环保的材质，这样对于环保的影响程度将明显减少，最终达到机械设计制造产业的可持续发展。

6.4 重视和推动配套发展

目前，机械制造的智能化技术正逐渐向着数字化、智能化和绿色化等方向发展。在实际发展过程中，企业不但要注重对机械设计制造在基础项目实施过程中的推广应用，同时，企业也要积极推动在机械制造应用领域的配套型发展。配套发展主要指企业在机械与自动化科技快速发展的基础上，与其相应的机械监测、电子学、计算机等也将进行相应发展，从而实现企业的整体发展壮大。从事机械工业领域的科技领导、管理人员及经营管理者等，也要了解机械传统生产技术，掌握并熟悉最尖端的信息技术，在充实自己专业知识的同时，推动机械设计制造产业的发展。

6.5 加强高素质人才的培养

机械设计自动化的技术达不到需求，还在于当前国内科技人才的短缺，这就需要加大对人才的培训。首先，要加强机械设计制造相关工作人员的专业培训，在培训过程中，要融入创新设计和自动化的课程理念，使学习者更积极地投入学习。其次，创建更广泛的实验平台，在教学实践中进一步完善其相应能力与技巧，提升自身的知识与计算机相关运用水平，使得机械设计制造与自动化管理水平能够进一步提高。

7 结语

综上所述，随着经济的高速发展，机械设计生产工业也在不断壮大，与西方发达国家相比，中国的机械生产工业技术水平还有差距，还需注意运用先进技术带来的科技优势，努力提高机械设计生产的自动化水平，提高产品设计质量和制造质量，推动机械设计制造向着智能化、科学化的方向发展。完善企业人才管理，提高职工的综合素养，从思想层面上更加注重自动化技术应用的优势，保证机械设计制造行业的稳定发展。