机械设计及其自动化应用研究

张海伟

【摘 要】机械设计与自动化是信息技术发展的产物，具有智能化、高效化、自动化等显著特点，有效地提高了企业的生产效率和产品质量，更好地满足了经济社会发展的需要。本文主要对机械设计及其自动化的应用进行了研究，并对机械设计及其自动化的发展前景进行了探讨。

【关键词】机械设计及其自动化；发展前景；应用

科学技术的飞速发展为机械制造业的发展带来了可观的条件和发展空间。为了更好地满足机械制造领域提高生产效率的需要，机械设计及其自动化已成为必然的选择。机械设计及其自动化作为一项新技术，有助于提高机械生产效率，保证生产质量，促进工业发展和繁荣，为其提供坚实的硬件保障，创造更大的经济效益。

一、机械设计及其自动化应用

早在20世纪中期，许多领域就开始通过采用先进的管理理念和技术，提高行业生产效率和产品质量。目前我国许多行业都重视机械设计和制造技术的引进，促进了机械设计和制造技术的快速发展。在设计方面，目前我国的机械设计、制造和自动化应用技术不能达到西方国家的先进水平，导致机械设计、制造和自动化不能满足设计要求。另外，一些设计思想和方法还没有改革，使自动化技术不能发挥其作用。

1.柔性自动化技术应用

柔性自动化技术主要是将计算机控制系统与机械制造生产线相结合，然后将相关数据输入生产线上的各种设备中，实现生产的高度自动化。在制造过程中应用柔性自动化技术后，相应的生产自动化控制数据输入计算机系统，设备可以实现机械制造全过程的自动化操作。对于企业来说，柔性自动化技术的应用不但有助于实现机械制造的精确生產，而且有效地减少了人力资源的投入，从而为企业提高经济效益奠定了坚实的基础。然而，柔性自动化技术还存在一些缺点，如应用该技术需要输入相关数据，这就对操作人员的工作提出了更高的要求，因为一旦输入错误，不仅容易导致生产事故，而且会带来巨大的经济损失。

2.集成自动化技术应用

集成自动化技术在现有经济和科学技术的基础上，对机械制造的标准和结构进行优化和改进，能有效地减小机械制造误差，提高制造精度。应用集成自动化技术的前提是要实现机械制造系统信息的高度共享，通过对各种信息的分析比较，获得高精度的生产技术。集成自动化技术广泛应用于机械设计和制造中，以减少应用过程中各种可预防的技术问题，从而提高整体机械效率。目前，集成自动化技术在我国机械设计制造中得到了广泛的应用，它具有明显的优势，可以利用资源共享来提高生产效率。

3.生产过程中的自动化应用

自动化技术在机械设计制造中的灵活应用，在提高产品生产连续性的基础上可以提高整个机械制造的智能化水平。同时，利用自动化技术代替手工生产，可以有效地减少机械设计和制造中人为因素造成的不确定性，为生产企业节省部分劳动力成本，保证生产效率。此外，机械生产过程自动化后，产品损失显著减少，企业的根本利益得到保障，企业的市场竞争力得到提高。

4.检测自动化应用

科技进步能在一定程度上有效地推动生产材料的创新，在技术发展过程中不断开发和更新大量新材料。特别是在机械设计、制造和自动化应用领域，原材料随着新技术的出现，已逐渐转变为各种不同性能的材料。但是，新材料在应用中仍存在一些问题。例如，一般的机械设计和制造还没有更新新材料测试的方法和技术，传统的技术手段无法检测新材料的性能和相关质量。在这种情况下，可以直接采用激光技术、计算机技术、人工智能技术等来检测新材料，既提高了工作效率，又缩短了材料检测时间。

二、机械设计及其自动化应用发展前景

1.机电一体化

对于机械设计及其自动化来说其在实际中最主要的发展方向就是机电一体化，其需要多种技术的融合才能在实际中达到全面机械自动化的要求。在机电一体化中其需要有信息技术、微电子技术、控制技术、传感技术的深入结合，这样才能促使其可以在实际的加工作业中达到完全脱离人工作业的状态。目前我国在机电一体化在发展中其技术逐渐的完善及改进，在实际中可以通过计算机仿真模拟来对机械系统的组件进行模拟分析，以此来判断其在实际的应用中是否具备了理想的运行性能要求，并对机械系统进行优化及改进，进而提升机电一体化系统的效能，而这也在一定程度上推动了现今机械设计制造水平的提升及技术的革新。

2.智能化

智能化可以说是在现代化背景下机械设计制造及其自动化其主要发展的方向之一，智能化主要是在其原有的自动控制来基础上进一步的对机械设计制造的智能水平进行提升，使其可以在多技术融合及创新的情况下最大限度的模拟人工智能。相较于现有的机械自控技术，智能化技术的应用可以实现对机械设计制造及其自动化性能的综合、全面的提高，使机械在运行中可以体现出更强的能力，进而达到更高水准的控制要求。目前在机械设计制造及其自动化的领域中其智能化发展已经逐渐起步，但是所采用的智能技术多数为低阶智能，而人工智能则是其需要重视的发展部分，在人工智能技术的推动下可以使得机械设备的运行更符合理想的设计标准要求，进而提升产品的质量及性能。

3.虚拟化

随着虚拟化技术的出现与完善，其在多领域中取得了很好的发展，不但能够对实际操作当中的人力和物力加以节省，而且时间成本也得到了节约。特别是在机械制造行业，传统机械制造一般要经过多个步骤才能最终制造出相应的产品，从图纸设计到产品检测过程中，会消耗大量的时间与精力，这也是传统机械制造一个显著缺陷[2]。要是机械设计、制造过程中能够有电子设备自动完成，便可以节省大量的人力、物力。利用电子设备对图纸设计进行模拟后，电子设备能够及时对其稳定性进行测试，将设计中存在的不足加以完善，能够有效地节约时间成本，并且设计者和客户沟通也能够更加的快捷，虚拟化发展已经成为机械设计当中非常重要的发展方向之一。

4.数字化

对于机械设计制造及其自动化而言，实现数字化也是其今后的重要发展方向。随着互联网技术快速发展与应用，实现机械制造领域的素质化更显得重要。数字化制造能够将制造过程中的信息以数字形式加以展现，即对知识数据、技能和图形等实现数字化处理，并通过制造企业内部网络进行传播。数字化技术能够对客户需求相关资料信息进行快速的收集，并对信息实现分析、规划、整理和重组，整个过程中对多媒体技术、数据库技术和制造技术等均有所涉及，最终实现对机械生产和制造过程进行重组。机械设计制造企业发展数字技术，能够将企业产品发布至互联网中销售，满足不同客户的需求，而且能够实现企业间的交流与合作，共同推动机械制造行业的发展。

5.绿色化

在现今低碳经济发展的理念下，机械设计及其自动化绿色化发展主要是从优化机械的性能入手，根据机械的需求及应用方向来对其结构功能进行改进，并重视对机械性能的提升，以此来达到节能降耗的目的，此种绿色化理念也可以保证机械设计制造的健康、持续发展。

三、结束语

目前，机械设计及其自动化应用技术逐渐成熟，各行业开始应用机械设计制造及其自动化，其在人们的现实生活中得到越来越重要的地位，并在一定程度上加速了机械设计、制造和自动化应用的发展。在未来，机械设计制造及其自动化将朝着多元化方向发展，将整合许多学科和技术，既能丰富自身的技术发展，又能满足设计人员的要求。

【参考文献】

[1]杨涛.机械制造与自动化应用探究[J].军民两用技术与产品， 2017（16）：98-99.

[2]田文浩.分析机械设计制造及其自动化应用[J].山东工业技术， 2018（1）：52.

[3]张家斌.机械制造及其自动化发展趋势[J].民营科技， 2018， No.214（1）：58.