传统机械设计制造与机械自动化的比较

王金亮 于诸明

摘 要：机械设计制造及其自动化技术并不单纯是机械的技术，而是一门和电气自动化技术、电子技术、液压技术、以及计算机技术等多门技术学科互相交流渗透的学科。随着其他各学科的发展促进，传统的机械设计制造正发生着巨大变化，从生产方式到管理体系，与机械自动化技术有着极大不同。机械自动化的技术发展，促使着机械工业的技术结构发生变化。

关键词：传统机械;设计与制造;自动化

1 机械设计制造及其机械自动化的发展历史

伴随着人类社会的构成，机械设计制造就已经开始形成，从原始社会人类使用石头等工具，到人力踏板车、轱辘等简单的机械工具产生，慢慢发展到利用风、水等进行运动的比较复杂的机械工具，显示了机械设计制造技术的逐步发展。尤其是经过工业革命之后，制造业发生了翻天覆地的变化，机械设计制造技术向机械自动化技术发展的特征也逐渐变得明显。以大型机械设备、机械人或机械手臂、数控车床等为代表，在促进社会经济发展和人类迈向更加文明的社会方面做出了巨大贡献。正是因为拥有了这些新的机械技术，人类可以进一步探索自然和宇宙。可以说，机械设计制造及其自动化的每一步发展，都是人类社会迈向更加文明社会的发展史。

在中国，机械设计制造的发展史也非常漫长。例如，原始社会的弓箭制作、石器时代的各种工具等，伴随着社会发展，在金属冶炼方面也注入了很多机械设计的元素。新中国成立，特别是改革开放后，中国制造业得到了快速发展。我国的机械制造业已经取得了较大规模，成为当今世界的机械制造大国。机械制造业的飞速发展，不仅为经济建设奠定了坚实基础，由于机械制造业的工业体系庞大，规模宏大，涉及到的行业和企业众多，解决了相当一部分人的劳动就业问题。与新中国成立之前相比，当前机械工业生产能力提升了大约2700倍，从世界各国排名较落后上升到世界第五名，机床数量全世界第一。作为机械设计的典型产物，汽车拥有量也上升到第四位，而且，随着中国经济不断稳定上升，中国人口拥有汽车总量还在飞速上升。

2 传统机械设计制造与机械自动化理论分析

在高等院校，开设机械设计制造及其自动化专业。从理論到实践，机械设计制造和机械自动化早已经互相交织在一起，成为一个整体部分。机械设计制造和自动化的理论知识比较丰富，只有充分掌握其理论知识，才能很好地学习这门科学。

机械设计制造在人们日常生活中随处可见，例如，矿山机械、汽车制造、航天飞机制造、农业机械等。作为国家经济建设的基石，机械制造显然要具备多样性才能具有竞争力。比如，结合电气技术和计算机技术，确保机械设备的大规模自动化运作，通过电气测量技术，实现设备的自动操作和异常情况时的报警处置，并且，利用远程控制技术，实现机械设备的无人操作。不仅能提高机械制造的精度，也极大地提高了制造效率，解放了人的双手。从某种意义上说，传统的机械设计制造和机械自动化存在一个因果关系和并列关系。正是因为传统的机械设计制造提供了一个很好平台，通过力学、电气电子技术、计算机技术等各综合性学科对传统的机械设计制造进行改造和升华，设计出了各种自动操作的机械化程序。结合传统的机械设计制造，只要机械设备系统对整套机械装置进行测试确认没有问题后，就会自动启动自动化程序，投入到生产制造中。给传统的机械设计制造带来了更多的发展机遇和耳目一新的生产制造形式。这就是传统的机械设计制造和机械自动化之间因果关系的理解。从全局看，若要不断提高机械自动化的制造精度，以及对制造过程进行优化，就必须充分运用传统的机械设计制造理论基础知识，不断提高制造水平。从这个角度来说，传统的机械制造和机械自动化技术又是并列关系。因此，二者之间相辅相成，共同发展，对我国的经济发展和社会的文明进步起到了非常关键的作用。

3 现代机械设计制造与机械自动化的现状和发展趋势

机械设计制造和机械自动化与其他各种学科互相交织和渗透，已经逐渐发展成为一门新学科。机械的自动化打破了原有的传统型机械工业的产业结构和生产模式，产品种类丰富多样，其功能也越来越多，生产方式也有了明显区别。

当前世界各国中，除了较少的机械自动化程度比较高的国家外，绝大部分国家的机械自动化程度还处于大步上升中，自动化程度不高。当国外受到工业革命影响，大力发展各种机械制造时，因清政府闭关锁国政策影响，我国错过了机械技术发展的机会。新中国成立后，在机械制造方面投入很多人力和财力，现状已经得到了很大改观。但是，由于我国产业结构水平比较低，在各类机械制造企业中，设备种类少，制造水平比较低，同世界先进发达国家还存在不少差距。因此，我国要实现全面的机械自动化技术，将会是一个长期过程。在这个过程中，需要深入结合传统机械设计制造的理论基础知识，创造全新的机械自动化体系。纵观未来，机械设计制造业的发展趋势可归纳为以下4点。

（1）和电气化相结合，实现机电一体化。机电一体化的实现，是机械设计制造及机械自动化必然要达到的程度。通过机电一体化，将机械技术和各种电气信息相结合，将复杂的生产过程和生产工艺简单化。由于加入了电气化控制技术，在机械加工精度和预警方面可以实现更多可能。机电一体化技术的运用，提高了机械加工过程中品质的稳定性，提升了生产效率。结合计算机远程控制技术和电气化的控制操作，实现机械设计的全面自动化，只需要控制人员在控制室通过操作监控设备和电气控制操作台，即可实现生产制造。

（2）绿色制造。随着全球经济水平的不断提高，地球上越来越多的资源被消耗，其中包括了不可再生资源。在使用资源的同时又带来了很多生态问题，例如，矿山机械的开采，虽然获得了能够促进社会发展和进步的各种资源，但是，开采带来的植被破坏、开采过程中造成土壤污染等问题仍层出不穷。20世纪，我国就提出了“既要金山银山，又要绿水青山”的口号，提倡人与自然和谐共生，实现可持续发展。机械设计制造及机械自动化的发展道路也必须要考虑到这一点。不能单纯为了实现自动控制和提高制造过程中的效率，而破坏生态环境。在机械制造过程中尽可能少地产生废料。同时，要注重机械设备的节能。在消耗同样能源时，要发挥更多作用。未来机械设计制造和机械自动化，必须要处理好节能环保问题，才能实现真正意义上的机械自动化技术发展。

（3）集成化控制。为实现机械设备的制造功能多样化，机械设备体积必然要加大。而实现集成化控制，可以尽可能地减少设备体积，从而使设备的制造和运输、以及运行时所占据的空间体积减少。不仅节约了机械设备制造时所使用的材料，在操作控制上也变得越来越简单。

（4）网络化和智能化相结合。通过网络化可以实现生产制造过程中的自动控制，减少人力付出，实现制造企业人员的精简编制。结合智能化技术，在流水作业现场，可以完全通过机械手取代人的工作。不仅能促进提升产品品质，也能加快生产线的制造作业节拍。高品质和高精度的机械制造，也必然带来机械制造业的全新发展。

4 结语

传统的机械设计制造理论基础知识，为现代机械自动化技术提供了多种实现的可能性和坚实基础。机械设计制造应该抓住历史发展机遇，结合各种新科技和新知识，发挥机械制造优势，给国家和社会的经济发展带来更多促进作用。

参考文献：

[1]田昊宇，金吉祥，栾盛杰.传统机械设计制造与机械自动化比较分析[J].机电技术应用，2017（3）：145-146.

[2]张宝坤，王淑霞，王艳.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].化工装备技术，2011（4）：49-52.

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