机械设计制造及其自动化的特点与优势及发展趋势

马鞍山职业技术学院 王志晨

随着改革开放的不断深入，中国也由一个传统农业强国，开始转型为制造业强国。在今后的经济发展中，必须进一步提升机械制造及其自动化技术，以进一步提高中国机械制造过程中的产品质量和效率，推动我国国民经济的高速发展。

1 机械设计制造与自动化概述

机械设计与制造工作是实现公司生产装置具有先进性的重要组织前提，不仅能够使生产系统的工作效能与稳定性得以有效提高，同时更颠覆了传统机械人工作业的弊病，并以此真正实现了公司大批量经济系统建设的需要。其中智能化信息技术的运用，就是机械设备制造工作中最为突出的表现，一方面可以使机械生产质量检验工作和设备数字化审查工作紧密结合，以此提高整个生产质量检验工作的效能与精确度;另一方面更可以使设备安全管理等工作落到实处，使得整个机械制造工作流线都能够达到设备独立生产和调整的要求，这样便可以防止设备故障对公司带来很大的经营成本损失。因此，在探讨工业自动化技术的特色与优点过程中，就需要结合对传统机械的优缺点加以研究，并明确技术应用对企业发展的积极意义，从而践行更先进的机械设计制造企业理念，可以将传统机器制造企业转变[1]。

2 机械设计制造及其自动化的特点

2.1 综合性

在现阶段相关领域的发展过程中，其所牵涉的不仅是设计与生产问题，同时也触及到了经济效益与产业竞争领域。所以，基于机械设计生产及自动化技术具有高度综合性的特点，各行业在未来的发展中应重视其所涵盖的各个领域，并把各个领域的提高水平当作重点问题来加以解决，以进一步提升生产技术水平，提高企业综合经济效益[3]。

2.2 系统性

就目前中国的实际发展情况来看，机械设计制造业及其智能化工程已逐步形成了系统复杂而庞大的工程系统。在实际工作的过程中，不少新兴技术也得以高效利用，如电子计算机、遥感技术等。这种技术进步不但在相关系统的设计与生产过程中起到了很大的影响，也同时反映了整个技术的进步与提高。同时，在这个阶段，机械设计生产与自动化的工艺不但在原型设计，设备生产，以及零部件工艺等方面都获得了相应的成果，同时整个技术的生产组织与管理也在进一步得以改善。

2.3 科学性

机械设计制作行业中必须把各种科学技术加以拼接，对各种科技的综合运用也不是随意的相互结合，而必须经过科学合理的设计，使各种科技产生较高的规范化和合理化。在新机械设备生产概念中，也应该尽量避免原有机械设备生产中出现的问题。根据不同的问题提出可行对策和解决办法。从而达到对机械设备设计方式和理念的优化，有效推动该产业的发展与提高[4]。

3 机械设计制造及其自动化的应用优势

3.1 提高企业机械制造生产效率

从机器实际生产状况来看，由于机械制造的工艺相对比较多，加工工序也相对繁杂，因此涉及了较多的冲压和组装等操作工序，并且对工艺技术方面的要求也相对比较高，这就导致了机器制造的品质要求也相对特别多。然而在我国传统机械制造技术流程中，由于使用的多是人工方式，而这些人工方法若不是进行过专门的训练，又或者专业人员技术水平较低，都很有可能使制造机器生产出的产品质量相对低下，从而很容易影响到传统机械制造的质量水平。而将机器人设计生产过程及其智能化应用于其中，则能够充分运用自动化技术的智能化控制的优势，进一步优化制造机器的生产效率，从而改变传统人工作业的生产方式，提高制造机器生产的质量[5]。

3.2 提高机械制造生产可靠性和安全

使用传统方法进行机械生产设计时，因为制作机械生产涉及的员工数量比较多，也可能会因部分员工作业方式不标准，而使得传统制造机械设备的整体技术水平都比较低下。但是通过将机器人设计生产及其自动化，能够改善传统制造机械设备生产线的方式，优化了制造机械设备在传统流程中的技术不足，从而使得机器人设计生产及其自动化的程度得以有效提高，从而增强制造机械设备产品的可靠性和安全性。其次，使用自动化技术能够对机器人的设计及生产环境实现智能化控制，使之可以在预先程序的设定管理之下，当制造机械设备产品发生故障状况时，及时产生报警进行提醒，进而使相关的作业人员可以及时对故障状况做出合理处理，进一步保证制造机械设备产品的可靠性和安全。

3.3 合理调节机械，便于维修检查

传统的机械制造行业由于受限于技术水平局限，无法对机器进行全方位的检测，所以在机器设备发生运行问题后，往往无法及时准确地检测到故障点并进行修复，严重影响着机械制造产业的健康发展。为了避免传统机器的生产问题，在运用现代自动化信息技术之后，与现代电子技术相结合，当机械设备出现故障时，利用电子现代信息技术就可以迅速高效地找到故障点，进而完成机械设备的自动维修工作，通过合理调度机器，从而提高了机械设备效率，也使得机械制造的工作得以顺利进行。

4 机械设计制造及其自动化的应用

4.1 标准化技术在机械行业中的普遍应用

标准化在机械设计生产过程与工程自动化流程中所发挥的只是最基本功能，并且也十分关键，只有学会了最基础的工程设计语言，才能更深入表达工程设计思路，从而养成了良好的工程设计习惯。

4.2 面向客户的产品研发

无论机械设计、机械制造与机器自动化，最后产生的都是机械产品，而这些机械产品都需要提供到客户进行实际应用，给客户带来经济价值，所以，企业在产品设计制造的阶段必须要全面掌握客户对产品设计的需求，以及客户所想要达到的产品功能等。传统的生产机械都是首先设计产品，然后推销产品，在新时期，由于顾客要求和机械产品多样化的变革和发展趋势，面对顾客的产品设计才是对机械的最主要需求，它也反映了以顾客为中心的产品设计开发理念。

4.3 智能化与网络化在机械行业中的应用

随着中国工业结构调整和信息化与互联网的蓬勃发展，中国机械设备工业也将迎来时代巨变，更多的机械设计、制造、生产都加入了自动化技术和互联网理念。在机械设计阶段，自动化的大数据分析、互联网的协同设计一直在广泛应用中，该技术手段的运用，能够有效提升产品设计效果，降低产品设计误差，同时也能够整合更多的智慧与经验到生产上，使得生产过程更为合理，达到客户需求。产品制造阶段，中国智能制造业一直是国家重点优先发展的领域，智能制造业发展已经上了一个崭新的台阶，目前已经有大量公司在进行智能制造业试验，而且已经累积了很大一部分成功经验，我国也将大力发展智能制造产业及其关联行业，在未来中国智能制造业将是非常朝阳的行业。

4.4 节能环保理念植入设计与制造过程

由于世界各国都对环境问题日益关注，人类的生产、生活活动都要充分考虑到对环境的危害，所以，在机械设计和生产过程中，也要充分考虑机械的节约和环境保护。机械的节约与环境保护，主要反映在机械生产过程中和实际使用过程中[6]。机械设备零件的生产要采用较低能耗的机械设备，同时降低零部件的加工废品率，零部件中金属材料和非金属材料的选用，也要选取环保型的产品。机械成形之后，在实际使用阶段，对环境保护问题也不能忽略，包括机械防冻液的采集、机械制造过程中所形成的剩余物以及废物处置、废弃的再处理等环节。综上所述，在产品设计和使用的阶段，都要充分考虑设备对周边环境的影响，这才符合建社环境友好型社会的发展宗旨。

5 机械设计生产过程与自动化的研究发展

5.1 人工智能型

就整个机械设计制造业发展的历史过程而言，人工智能是其发展趋势的一个必然归宿[7]。新型人工智能不同于传统的机器人设计生产方法，它依托于计算机技术和高智能化技术，真正做到了零点五自动化，此外，新型人工智能的发展也极大地提升了制造效率，将机器制造的生产流程进行了提升与转变。而在当前，中小型制造业公司也不在少数，通过运用电子计算机技术与智能化技术对机器人设计生产方法加以革新，就可以大大减少生产作业中的故障，从而提升工厂的生产效率，并完成无人化的产业转型。

5.2 网络型

在互联网技术高速度发展的今天，不但方便了人们的生活，同时对于工业领域也产生了巨大影响。因为利用网络技术，能够对制造业产品的每一环节都进行监控。利用网络技术能够将单独的一个个的生产流程变成一种总体，而一旦有某个环节错误，则会对接下来的每一条环节做出调整，从而做到了更全面的质量管理。通过使用这一技术，实操的技术人员能够随时发现生产流程中某个操作环节发生的错误，并在线上进行合理的管理，从而大大减少整个生产流程中的质量损失，使工厂的精准度得以改善，操作过程也更加方便快捷。

5.3 虚拟型

传统的机械图案设计生产都是采用机器进行手绘，并利用手绘的机械图案对设计生产的实际状况加以表现。但这些方式都相当复杂。而且一旦机械图案在生产实践研究过程中需要改变时，机器又需要全部加以改变，这样一来不但浪费了人的精力还浪费了物力。特别是在一次次的改变过程中，人们并没有很确切地了解这些图案如何变化才能应用到现实的设计产品当中，又浪费了大量时间，也因此增加了财力的投入。所以虚拟型的机械设计生产和自动化技术已经是当今生产社会正在发展的趋势。运用虚拟现实的技术手段，可以根据计算机技术的处理能力对所设计的图样和数据加以分析，从而实现虚拟的操作。

5.4 先进科技型

现阶段中国国内的机械设计生产及自动化，已逐步完成了对生产流程的系统化控制，不过在科技化方面还必须加以不断完善优化。在中国先进技术化发展过程中，也可以推动其进一步向着先进遥控技术方面发展。但由于中国当前的先进遥控和监控技术还没有十分完备，这样对产品制作过程将会造成极大的麻烦，但同时也有助于企业不断完善优化遥控设备和监控技术。

5.5 低能耗

随着人类工业生产的日益发达，社会资源也在不断地耗费中，减少能耗成为人类社会日益追求的目标。一方面由于资源日益匮乏，另一方面也是为了更加绿色环保。在产品设计上既要兼顾原材料的问题，又要兼顾合理使用的问题。在传统产品中，机械制造往往仅顾及合理使用的问题，或者只是为生产产品而进行产品设计，因而功率往往偏大。现阶段机器人产品设计的研发方向则要求在实现功能的同时，低效率、轻质化，节能环保型。未来在机械工程领域将着重研发低功率处理器工艺技术和面对物联网应用领域的集成电路设计工艺，重点实施面对主要应用领域的新型高功能、低功率、微型化、低功率智慧感应器工艺技术与商品的研制，以提高智慧感应器工程设计、生产、封装以及集成化、多传感器技术数据融合与大数据融合能力和高可靠性应用领域工艺技术。

6 结语

机械的发展与其他产业发展密不可分，必须着力进行基础科技研发，探索创新的发展思维和国际合作模式，逐步融入工业自动化、互联网和信息化时代，以顾客利益为中心，遵守环境保护的可持续发展规则才是产业发展方针，既要保持科技前瞻性，也可以适应顾客需要，唯有如此，方可确保机械的健康稳定发展。