機械設計制造與自動化技術發展趨勢

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摘要：隨著我國科學技術的不斷進步和創新、互聯網技術和大數據的應用與完善，當代社會進入了智能制造的時代，從現有社會中的各行各業的發展情況來看，基本都和智能制造緊密相連。智能制造也被認為是能夠幫助我國社會實現重要發展、經濟實現穩步增長的一個重要因素。隨著各行各業的發展和生產要求，不僅要把傳統的生產技術和現代生產技術互相融合，同時也要保證現有智能制造技術保持不斷發展。該文將根據智能制造背景下機械設計制造及自動化技術發展趨勢展開探究。

關鍵詞：智能制造;機械設計制造;自動化技術;發展趨勢

當前各行各業紛紛進入智能制造的階段，使我國的機械設計制造和自動化技術水平的不斷提升和發展。我國當前的機械設計制造和自動化技術的發展得益于現有智能制造技術的支持。但當前想要在機器制造的領域里發揮其自身的優勢，還需要從智能制造出發，尋找智能制造與機械設計制造和自動化技術之間的聯系，從而找出優化策略，幫助機械設計制造和自動化技術進一步發展優化，并進行科學規劃。

1關于智能制造的基本特征

1.1安全性

智能機械制造的工作環境所需要的技術性較強，涉及的智能機械制造周期較長，所以在具體的設計過程中有較為繁多的細節問題，容易產生隱患和風險。傳統的制作模式下，由人工監控來開展智能機械制造工作。但人工無法實現24h時刻緊跟智能機械制造過程的效果，所以在具體的制造過程中，人工監控只能起到一部分的作用，監控的質量也與實際監控人的個人素質有著很大的關系。監控人員的工作素養決定著制造風險出現的可能性，以及風險大小。因此，在智能機械制造過程中，通常會出現一些制造事故，導致制造人員的人身安全受到威脅。但智能化機器設備讓機械的設計和制造工作都變得科技化和信息化，可以通過及時監督、遠程控制等形式來進行制造工作。將數據傳導的方式利用到智能機械制造中，對制造的過程展開良好的監督工作的同時，也可以讓制造流程更加科學、安全、有序，減少制造過程中器械障礙或安全事故的發生，大大提高了生產過程中的安全性。

1.2節能降耗

在現有智能機械制造為主流的階段，機械制造設計的流程都是通過運用自動化技術進行制造的，因此自動化技術可以通過代碼等程序或規則來自動支配和運行相關設備進行啟動等，讓整個制造流程都能夠得以良好地管控。同時，在傳統的機械制造運營工作的過程中，設備之間的器件可能會產生摩擦，造成磨損，給機械制造企業帶來一定的損失[1]。智能化機械制造會讓此情況的產生大大降低，因此，使能源的節約得以保障，損耗得到減少。

1.3方便快捷

智能機械制造具有的便捷性更強，制造流程也更加簡單，對于智能機械制造來說，很多傳統的人為流程逐漸改進成自動控制的方式，所以只需要安排固定的施工人員進行智能機械制造的操作和控制即可。而且部分工作環節或流程中的機械操控，無需安排人員進行管理和監控，便可自行運行，因此現有的智能機械制造讓整個流程更加方便快捷。

2智能機械制造的優點

2.1機械生產效率高

從現有的智能機械制造的情況來看，傳統的機械制造效率太低，通過改良和科技上的創新，讓智能機械制造技術應運而生。在傳統的機械制造工作中，主要依靠人力的勞動支持生產，這導致生產效率難以得到提升。隨著社會的進步和發展，傳統的機械制造的生產效率已經無法滿足現有的需要[2]。隨著當前社會的發展，人們對于機械制造產品的使用和需求越來越大，所以智能機械制造在機械制造及其自動化中的應用，則能夠代替傳統的人為制造，使機械生產效率大幅度提升。

2.2失誤得到有效降低

對傳統的機械制造模式來說，由于較為依賴人工制造的方式，并且機械制造的產品種類也過多，由此一來可能引發的危險操作則會變多[3]。一旦出現工作人員操作失誤，沒有按照標準的要求來進行，會使整個機械制造生產流程受到影響，也可能出現系統故障的問題，使制造效率大大降低，也可能威脅到施工人員的人身安全。所以，在現有的智能化制造背景下，自動化技術的使用和結合，能夠讓機械設計制造中的流程通過自動化的形式來實現，讓很多危險性較高、隱患較大的環節實現自主操作，無需人為進行，在一定程度上也能夠讓現有的機械制造環境更加安全、有序、良好，并且智能制造設計不容易受到人為的干擾因素或影響，也能夠較快適應當前的生產環境，因此生產準確效率更高，產生的故障效率更低。

3現階段機械設計制造及其自動化技術的不足

3.1自主創新較少，科技成果轉換效果不佳

盡管當前我國經濟生產自動化技術已經獲得了較為良好的發展局面，但隨著科技創新的速度加快，各項技術不斷應用和發展，會出現我國現有生產工藝及產品依賴其他國家的情況。我國在機械設計制造方面的自主創新能力尚有欠缺，很多科技成果轉換不夠全面，使我國現有的機械設計及自動化技術發展受到一定程度的制約。

3.2資源利用效率不高，污染環境

我國社會開放程度的加強，以及經濟生產的高速發展，對我國現有的環境和資源造成了很大壓力。生產制造企業在生產過程中產生的污染物，極大地影響了周邊環境生態和資源。我國部分機械設計與自動化技術是在外資企業的影響下進行發展的，在生產和制造過程中，僅僅考慮了產品的設計以及產品的最終效果和后期使用，并沒有考慮生產過程中對環境生態以及資源上的影響，這些因素對我國的生態環境造成了不可逆轉的影響。

3.3高端產品仍需增加，信息技術應用不夠全面

當前我國機械設計制造與自動化技術存在的一大不足就是高端產品較少，自動化技術應用范圍不夠廣泛、不夠全面。在現有全球經濟一體化的今天，提升信息化技術在制造業中的應用，是當今所要面臨的一個重點問題，而提升高端產品的研制和生產設計制造管理以及服務當前的有效途徑。

4智能制造背景下機械設計制造及自動化技術未來發展趨勢

4.1控制制造成本，降低資源能源消耗

由于制造業的基本屬性和特點，關注制造業未來對于環境污染情況，以及對于資源能源的使用控制情況至關重要。當前的機械設計制造及自動化技術中涉及的產品類型和方向較多，有關的制造流程也比較復雜，因此在此過程中能源和材料的消耗與使用都較為龐大，要想智能機械制造行業向著更新、更高的方向發展的話，必須要重點關注成本問題和資源能源的利用與損耗問題。近年來，我國出臺了一系列相關政策，提出了一系列發展理念，對我國的資源能源保護、環境保護提出了更高的要求和指導方針，機械制造行業是能耗很高的一個行業，想要保證自身穩固持久發展，不能以犧牲環境和資源為代價，必須響應當前國家的理念和指導方針以及保護環境等方面的號召，來降低自身有關資源和能源的損耗情況，對生產過程中使用較多的原料等進行重點關注[4]。同時思考在所使用的原材料中，哪些可以進行重復使用、循環使用，把一些能源和資源材料上的利用、可循環利用特性進行加強，使其利用效率達到最高。在企業進行采購方面，要對成本進行大力管控，減少不必要的成本支出和浪費，綜合性地保障機械制造企業的持久發展，也要提升現有機械制造行業人員的環保理念和節約資源控制成本的理念，避免由于相關意識薄弱而出現的不良問題。加強機械制造行業中有關污水的處理工作和排放規劃工作等，減少其對水資源和土壤方面的污染影響，對無法進行循環利用、無法再次使用的資源和能源要通過部分清潔處理工序后再進行排放。

4.2實現多學科耦合與集成化設計

從現有的機械制造行業來說，所生產的產品應該盡可能地滿足人們當前對于現有產品的需求。現階段，機械制造行業所生產的產品結構越來越復雜，因此有關機械制造及自動化技術不能夠單單依靠現有的科學技術或產品設計，要將現有的產品設計進行多元化的發展與提升，通過機械、電氣、通信、控制等多個學科的耦合，實現機械設計與自動化技術的多樣化豐富發展。通過多學科進行耦合，讓未來的機械設計制造及自動化技術的發展對人工的需求和依賴越來越少，也可以通過計算機網絡技術的運用，提升產品功能的仿真效果，不斷地更迭、完善、創新現有的設計技術，讓產品的功能能夠不斷豐富和完善。

4.3實現模塊化與網絡化的良好融合

對機械設計制造中有關的機械設計模式來說，通過模塊化和網絡化的互相融合，能夠使其統籌更多的資源，將現有的生產任務分配得更加合理，也可以進行更為科學的整合工作，并取得良好效果，進而實現機械設計制造及其自動化水準的提升。可以根據設計團隊的技能以及對產品具體功能的要求，進行任務拆解和分配，讓產品的設計變得模塊化。還可以與工程作業同時進行，來提升現有的設計效率和工作進程，讓產品的設計質量大幅度得到提升，通過網絡化的結合、依靠，讓個模塊化的功能結構設計實現互相連接，讓各生產工作小組之間的信息互享、資源互通能夠得以保障，也能夠保證彼此間的及時溝通交流，從而使整個產品的生產工作落實得更好，使機械設計和自動化水平得以提高。

4.4實現清潔生產

從未來發展的角度考慮，機械制造行業應當在生產過程中注重環境保護和節能減排，使機械生產制造產品的能源消耗盡可能減少，例如：對生產工作所選擇的原材料，首要選擇清潔能源、環保原料來進行使用。隨著當前智能制造時代的快速發展，各行各業也在對機械設計制造及其自動化技術進行研究，對于如何實現高效并且清潔生產這一問題的關注在逐漸提升，并且很多行業都在試圖找尋優化現有制造生產流程的方式[5]。應該針對現有的機械設計制造及其自動化技術，探究出實現清潔生產的方式方案，優化現有的產品，進行數據加工工藝、設計鑒定和評價編制設計任務書等各個流程。在制造效率不斷提高的今天，保證制造流程在沒有縮減的情況下能夠良好實現清潔生產的目的。

4.5實現電子化圖紙的運用

對機械設計制造及其自動化技術來說，產品生產圖紙是極為重要的一環，良好、精密、完善、科學的設計圖紙才能夠保證后續產品設計和制造工作的有序展開。但傳統的制造模式下，采用較多的是紙質版的產品圖紙，容易受到撕毀、浸濕等方面的影響，使相關工作環節受到影響。隨著智能制造時代的到來以及互聯網信息技術等智能化技術的運用，應該逐漸轉變現有的圖紙形式，使用電子化圖紙來進行產品的設計與考慮工作，可以讓機械制造產業中涉及的產品圖紙，在今后通過電子化、智能化圖紙的轉變，讓傳統紙質圖紙難以保存的弊端得到改善，可以減少紙質圖紙的破損、丟失或損失的問題[6]。同時，實現電子化圖紙也可以讓圖紙的攜帶和傳遞更加高效方便。一旦發現一些有關產品設計上的修正方案或改進方案，可以通過電子化圖紙，進行更加方便快捷的修改工作，使產品設計工作中的相關環節更加便捷、高效，更加智能化、信息化。通過電子化圖紙的使用，讓未來產品設計圖紙的保存工作更加方便，節省一定的空間，實現統一化、信息化的圖紙管理，還能夠便于進行查看工作。在保證自身信息網絡以及平臺的安全下，電子圖紙具有的安全性、便捷性等都是紙質圖紙難以比擬的。

5結語

當前，智能制造背景下的機械設計制造及其自動化技術的發展仍有較多的發展空間，需要相關行業與人員加以重視，嚴格按照我國現有的指導方針與政策理念，調整現有機械設計制造的發展趨勢，讓現有的企業生產和經濟效益都能夠越來越好。

參考文獻

[1]王慧嬌.基于微服務架構和SaaS模式的機械制造服務平臺的設計與實現[D].呼和浩特:內蒙古大學,2021.

[2]曹登峰.探討機械設計制造及自動化優勢與發展前景[J].智能城市,2019,5(11):176-177.

[3]華瑤.多元化分析視角下機械設計制造及自動化應用[J].內燃機與配件,2021，11(17):173-174.

[4]王智.鑫凱機械制造公司生產車間設施布局精益化設計研究[D].蘭州:蘭州理工大學,2019.

[5]徐斌.新時期機械設計制造及自動化專業特色分析[J].冶金與材料,2022(1):141-142.

[6]歐振議.機械設計制造的數字化與智能化發展研究[J].中國設備工程,2022(4):26-27.

作者：李洋 單位：沈陽市汽車工程學校