未来机械设计制造及其自动化的发展趋势

时松

摘要：机械设计在自动化制造业当中是重要的组成部分，它的效果将直接或者间接影响到产品生产的质量或者是时长。传统的机械设计制造和现代自动化机械设计制造有着本质上的不同，后者在自动化智能设备的辅助下可以将设计和制造变得更加高效，这在国内各行业当中的运用和普及也持续上升，所制造出来的产品利用率不断增加。本文先阐述了我国机械设计制造业的发展情况、当代机械制造业的现状、机械设计制造自动化发展的特点以及自动化在机械制造当中运用的优势这几个方面，然后又对未来机械设计制造和自动化发展的趋势展开讨论，并提出了个人的见解。

关键词：未来;机械设计制造;自动化;发展趋势

中图分类号：TN830.1                                    文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）14-0216-02

0  引言

机械制造技术在每一个国家都是一个重要科研创新的技术发展内容，无论是发达还是发展中国家都在这一领域不断探索，它作为衡量国家工业发展指标的范畴，也是各国竞争的中心，在传统的机械设计制造业当中基本上都是靠着人力维持，这需要在成本和资源方面进行大规模投入，但现代化机械设计制造已经结合计算机技术，在自动控制上的运用已然达到了省时省力以及节省资金资源。目前中国的机械设计制造业发展正处于关键阶段，制造业作为国家发展的支柱性产业还是存在着很多问题，有些企业当中还是依靠着人力，这显然无法支撑行业的创新，甚至与国际有所脱轨。

1  我国机械设计制造业的发展情况

中国的机械制造业发展在很早以前便开始了，从最起初的手工制造业起始，逐渐过渡成为机械制造业，再到现在的全自动化模式，这种技术一直都在创新和改革。现阶段国内的机械设计制造业在生产的技术上主要分为五种：第一种是劳动密集型生产方式、第二种是设备密集型生产方式、第三种是信息密集型生产方式、第四种是知识密集型生产方式、第五种是智能密集型生产方式。从整体上来看，从手工到智能型属于一种质的飞跃，但每一种生产方式都有它的特殊性，并在機械设计制造上实现自动智能化也是必然趋势。我们从劳动密集型生产的方式作为出发点，可以将其分为工业生产与手工制造，到了设备密集型生产方式以后，这也对一些大型的工业生产提供了巨大帮助，使其推动国内的机械生产行业得以迅速发展。信息密集型生产方式形成后，它能够代替人工操作，减少工人的工作量，也能加快生产的速度和效率。在知识密集型生产方式出现后，很多制造新理念由此诞生，最具代表性的就是计算机集成和柔性制造系统作用在加工领域当中。在智能密集型生产当中，它已经显示出了极强的作用，但很多功能和特点都还在处于开发中阶段，有潜力进一步改善生产方式，因此是目前机械设计制造行业必然的发展趋势[1]。

2  当代机械制造业的现状

当人们意识到现代化科学技术对机械设计制造所带来的优势以后，很多企业已经开始从其它发达国家引进先进设备设施和技术，目的是要和国际间的行业发展相接轨。虽然经过努力我国的机械制造技术得到了明显提升，但是和其它发达国家相比而言还存在着很大差距，各方面技术水平普遍较低。现阶段部分机械制造业发达的国家已经实现了智能自动化，并在系统性能领域逐渐优化、升级进而趋于成熟，最有代表性的就是计算机集成敏捷制造系统与并行工程，我国对这些先进的系统目前并未有效掌握，除了这两种系统之外，还有一些诸如纳米技术、激光切割加工技术以及复合加工技术等。他们的特点是在进行机械制造的时候更加精准高效，我国机械制造业市场并未成熟，技术科研纵深度欠缺，所以利用率和科研能力都还在探索和发展中阶段。另外，在智能化与自动化普及率上发达国家更高，甚至已经广泛运用在人们的生活当中，反观我国的智能自动化目前还并未完全普及，只在一些大型企业和国家部门中应用，柔性制造单元与系统只在初级研究和使用水平界限上。从传统社会到现代化社会制造业一直都在探寻新路径，致力于综合性技术过度。而要想使其能够在市场竞争当中凸显成效，需要从制造的时间与核心技术以及质量这三个要素有机统一。可以先对西方的机械设计制造技术科学借鉴，然后对其进一步研究，再综合考虑，这样就能生成属于自己的高效机械设计制造技术，并给社会各行业的发展带来辅助效果，在未来制造技术必然会成为国与国之间激烈竞争的核心，是必须要对其关注的。

3  机械设计制造自动化发展的特点

首先是安全性特点，现代化机械制造业相比于传统机械制造业而言安全性能进一步提高，传统的机械制造业在人工的干预下不管是生产制造效率还是操作上都对故障处理存在缺陷，尤其是在大量的机械运转时，需要很多工作人员共同操作才能完成，这样一来就会增加人员风险程度，而机械设备一旦发生故障将很难继续修复，进而影响到正常的生产制造。比方说传统机械制造当中对于急停处理这项工作就需要人工操作，但是设备也有一定的反应期，很多时候无法及时停止机械并处理，在急停中对电能保护效果差，会直接磨损设备的芯片或者是其中各种元件，这也为后续的机械运转埋下了安全隐患。

其次是节能性特点，机械设计制造实现自动化特点有着节能性，这也是绿色环保可持续发展中首要考虑的，主要的功能效应并不是控制成本，它也能减少对环境污染且提高工作整体效果。所以，节能是未来机械设计制造中发展的必然方向，可以推动生产管理效益和社会效益[2]。

最后是微型化特点，传统的机械设计制造设备在技术落后的前提下各种设备的体积很大，会占有大量的土地面积，管理和维护保养都不便利，在生产的时候可操控性较差，甚至会出现同一批生产的产品规格不统一的情况。对于此，机械设计制造智能自动化的发展也相继向着微型化特征发展，它所制作的产品参数将会统一，也能及时反映出设备状态，一旦出现故障便可以显示出来，在操作性能上也有所提高，后续的维修和保养都极为便利。

4  自动化在机械制造当中运用的优势

现如今自动化技术的优势已经显而易见，它的出现对于机械设计制造业而言也是一种机遇。在实际生产制造的过程中使用自动化最明显的就是可以降低人工工作量和提高工作效率，同时也能减少操作上的失误使制造变得更高质量。传统的机械设计制造业当中无论是对时间还是资源的分配都不能达到最佳效果，而且还会耗费大量的成本、资源和工作量，但自动化技术则可以把这些弊端都有效解决。还有将其投入到机械制造业以后可以改变整体结构，它在技术设计的学科范围上较为广泛，除了能够作用在机械设计制造业基础上，也能与其它的相关技术性企业上也能有所运用，计算机是机械设计制造业当中各方面生产的辅助工具，也是核心技术，两者之间相结合能够在很大程度上对我国未来的诸多产业发展有推动作用。

5  未来机械设计制造和自动化发展的趋势

其一，智能化。在未来的机械设计制造业发展方向必然是智能化，这体现在制作过程中的自动性能，不再局限于人为干预操作。利用智能自动化技术可以连接计算机，使得操作上不用再耗用大量的人力，也可以整体提高生产的质量和效率。同时，计算机的广泛运用可以生成更加完善的机械生产系统，这样一来就可以推动智能化的发展。比方说在设备生产的过程中，企业建立科学的检测系统，它能对设备状态实时检测，一旦发现故障可以最快速度检测出来，避免突发情况或者意外带来的负面影响。也要积极引进报警机制，使其能够在发生意外的时候提前预警，避免出现伤亡或者是资源成本浪费[3]。

其二，虚拟化。这是未来机械设计制造业实现自动化所体现出来的一种性能，对它加以利用能够将机械设计制造各环节包括细节都还原并建立真实的产品模型，这样在工作当中有很强的作用。现阶段机械设计制造和计算机之间的融合度很高，他可以借助于计算机中的各种绘图功能软件进行图纸绘画，然后加入各种真实数据并修改，从而呈现出三维虚拟动态图像，这对于日后的生产制造而言就能打下良好的铺垫，因为提前预测可以把细节考虑到位，也能体现出那些不利因素并作出解决方案，这样一来就会避免风险出现且减少资源和成本等方面投入。从根本上分析，虚拟化技术是离不开计算机技术辅助的，同时也需要互联网作为载体，这三者之间互相结合才能实现虚拟化。

其三，环保化。当机械制造作业当中，难免会存在着资源浪费或者是产生部分污染物体出现或者排放，这对于附近的环境破坏性很强，甚至会影响到周围的生物或者人类身体健康。比方说在机械生产制造过程中会排放部分污水，如果它渗透到土壤或者是河流水源之中，这种污染问题影响之大是不可预估的。在现代化智能自动化机械设计制造技术运用以后，无论是噪音还是污染物质都会受到新型技术优化处理，所排放出来的各种污染物质在经过处理以后还需要再次检测，合格后才允许排放，这也迎合了绿色可持续发展战略。还有就是环保理念的树立，最重要的就是机械设计生产制造过程中所选用的材料，必须达到节能和绿色要求，这样一来投入生产以后才能达到国家所提供的标准，也能获得人民群众认可，并不会污染环境，这是自动化机械设计制造业发展的未来展望[4]。

其四，科技化。科技是生产创新的第一动力，当机械设计制造向着自动化发展的路径基础上，需要把科技作为重要的发展目标，如果在这一方面有所落后的话，那么自动化就无从谈起，也不能与国际间的机械制造业相接轨。当自动化科技不断创新和提高水平以后，能够推动我国制造业的进一步完善，这对于未来机械设计制造行业发展而言，不断提高科技便可以提升工业生产的整体水平和生产质量，从而推动我国经济社会发展建设。

其五，数字化。在大数据背景下，数字化技术已经能够将诸多信息数据集中在一起搜集、分析和处理，这都能作为机械生产制作的依据。在数字化技术中机械设计制造也优化了自动技术，不仅能够生成科研模拟实验室，也能复制很多的样本，不同的信息之间互相转化，达到简化生产流程的效果。

其六，机电一体化。这种技术是复合型的，在目前很多技术发展当中是重要的技术组成部分，也能把不同类别的机械生产和电子信息技术有机融合，它的特点就是把整个生产变得更加高精准度和透明，还能提高生产安全性能。但是目前国内的机电一体化只在部分大型企业中出现，所以未來发展道路还需要进一步跟进[5]。

6  总结

综上所述，把智能自动化技术运用在机械设计生产行业当中后，可以有效提高生产的质量和效率，降低威胁和各方面成本，但目前面对社会的飞速发展，机械设计制造业还有很长的路要走，需要相关技术人员深入创新和探究，从而为我国各产业的发展提供推动力。

参考文献：

[1]赵粉菊.机械设计制造及其自动化的发展趋势研究[J].内燃机与配件，2021（06）：187-188.

[2]顾懂懂.机械设计制造及其自动化的设计原则及发展趋势[J].科技与创新，2021（06）：165-166.

[3]石磊.机械设计制造及其自动化的特点与优势分析[J].内燃机与配件，2021（05）：166-167.

[4]韩小佩.机械设计制造及其自动化的优势及发展趋势初探[J].内燃机与配件，2021（05）：156-157.

[5]王晶.浅谈机械设计制造及其自动化特点和优势[J].河北农机，2021（03）：73-74.