机械设计制造及其自动化的特点与优势及发展趋势

许文涛

摘要：随着我国国民经济的飞速健康发展，机械工业的发展速度也迅猛提高，机械设计制造是机械工业不可忽视的重要基础。随着先进科学技术的进步，工业生产要求已逐步提升，传统的机械设计水平已不能满足现代工业的需求。积极探索新技术，奴隶提高机械设计和制造水平，并将计算机和其他信息技术的发展作为强大的引擎，这非常重要。本文分析了机械设计制造及其自动化的特点，优势和发展趋势。

关键词：机械设计制造;自动化;发展现状

机械制造工业是用机器为主要手段，以金属为主要原材料进行加工的工业，又称机器制造工业。近年来我国逐渐从制造业大国转变为制造业强国，机械设计及制造占据了相当重要的地位。

1 机械设计制造及其自动化的特点

1.1 资源节约性及安全性

在过往机械设计制造业的流程里，对工作人员的专业度和熟练度的依赖度更高。结果在过往的经历中，工作人员在操作过程中或多或少都造成过失误，导致部分商品需要返修甚至重新生产。这就造成了根源上的浪费，这是对环境的不尊重，这个方法与我们国家的可持续发展战略理论是相悖的。要想让机械制造工业在生产过程中不对环境造成破坏就要运用机械设计制造及其自动化技术。此外，机械设计制造及其自动化自身具有安全性。在传统的机械制造生产过程中，主要采用的是靠专门的设备操作工来进行操作完成，如果工作人员不小心就十分容易造成人员受伤，甚至可能出现人身安全事故。

1.2 高效性

普遍环境下，机械设计制造及自动化的优点比现有的机械设计制造更多，这是因为在这一阶段，机械设计制造及其自动化能够通过网络信息技术来处理相关内容，其出错率远远低于人工。机械设计制造和自动化在生产过程中，对工作人员专业知识的需求大幅度降低。生产时按照预先编好的程序就可批量产出合格产品，在降低人工出错率、产品不合格率的同时大幅提高了生产效率。网络技术的普及，也使生产速度不断提高，机械设计制造和自动化的高效性也日益明显。

2 机械设计制造及其自动化的优势

2.1 安全性

在傳统的机械制造过程中，基本上所有流程都是依靠人工来完成的。其中不乏涉及到一些庞大而笨重的任务。这类任务非常容易使生产者受到伤害，甚至会受到生命危险，因此传统意义上的机械制造逐渐被人所抛弃。机械工程的智能化、自动化则可以在大部分生产过程中，完全或部分替代人工，减小生产者的压力及降低操作难度，进而解放生产力来进行操作环境的优化和改进，从而提高生产效率。与传统机械制造相比较，自动化的程度大大提高，因此生产效率也大大提高。尤其是在当今这个互联网时代，各个行业都在追求效率和速度，机械制造自动化则满足了社会的需求。尤其是最新的设备，通过添加PLC或柔性制造等一些技术，使得一个操作工可以同时操作多台机器进行多种不同产品的生产。这些技术的应用，极大地推进了机械业的发展。这些操作更是可以在短时间内降低成本，同时又提高生产效率。

2.2 智能化控制

生产过程中一旦某个环节出现了问题，智能控制系统可以自动检测并上传到总控中心及监视器，专业人员可以第一时间发现故障并及时进行维修保养等操作，不至于出现传统行业中机器出现故障，却没有人发现最后影响工期的问题或者找不到故障发生部件等诸多问题。其优势在于可以快速的进行机械内部检查，不仅能够迅速反映出现故障的原因，还可以自动检测出发生故障的零部件。这些都大大减小了操作人员的难度和工作强度，进而减小了人力资源的浪费，极大地提高了生产效率。物联网已成为互联网之后又一个产业竞争制高点，生态构建和产业布局正在全球加速展开。

2.3 设备需求、操作更加简易、方便，界面更加人性化

机械设备被制造出来的最终目的是方便人们的生活，满足需求，不同的产品会因为需求的差异其核心功能也会完全不同，例如吊车的主要工作就是起重与紧急救援。因此，在进行机械制造业使用自动化技术时，一定要充分考虑使用人群的需求，有针对性地制造产品，可以满足人群的不同需求。一般来说，传统的机械设备大多比较笨重，而且操作比较困难且繁琐，缺少人性化设计，需要进行系统化地学习。而该方向则将面对不同的人群，将不同的技术结合在一起，操纵简单，非常容易学习上手。功能相对较多，能极大满足大家的需求。传统意义上的机械设计制造，虽然也有自动化控制组成，但其中包含较多的手工操作部分。总的来说手工操作十分依赖操作工人自身的专业水平及工作经验，所以无法保证产品的一致性。而自动化操作则可以保证生产的产品水平较高且精度较高，不会存在较大的误差。相对于手工操作来说，自动化操作可以不分昼夜的进行加工生产，效率远高于传统生产水平，大大地降低生产成本。

3 机械设计制造及其自动化的发展趋势

3.1 智能化

传统的机械设计主要采用手工制图，一件稍微复杂的产品需要从多个角度多个层面分别在图纸上表现出来，而传统的图纸存在图线、标注易模糊、图纸易遭破坏损毁、所用图纸数量繁多等缺点。而智能化设计可以根据设计师的构想及语音控制系统自动完成初步建模，最后由设计师进行微细化调整，生成最终图纸保存在磁盘中，具有保存时间长、不易丢失、查阅方便等优点。而机械制造的智能化是将生产过程中的一切连接到各个计算机终端，将生产过程产生的数据实时传输给中央处理器，数据处理完毕后会实时显示在人机交互界面，告诉操作人员下一步应该如何做，也可通过计算机网络实时传输给不在现场的专业技术人员，实现远程监控及技术指导，所以智能化是机械设计制造及自动化发展的必然趋势。

3.2 虚拟化

虚拟化已成为机械设计制造未来发展中极为关键的重点。有效降低能源消耗这一问题能够通过机械设计制造的虚拟化来实现。以此为基础，机械制造企业的自动生产得以大步跨越式发展。从虚拟化的稳步提升来看，今后机械设计制造要想进步，全部的工作必须在计算机上初步实现。启动机械设计制造工作时，工作人员在计算机上制成项目图纸，加以适当地讨论和修改，直到计算机生产完成虚拟化生产的机械设计制品出来，再来完成三维模型，查缺补漏，合理修改。

3.3 微型化

微型化是机械设计制造及自动化的所需要的特质，机械设计制造在自动化技术的辅助下，周密地运算所有的细节，节省费用。在这个阶段，实现微型化有点困难，相关部门要一起合作研究微型化技术。

3.4 数字化

目前各行各业的人员都在加强学习与研究，力求将对计算机价值的利用做到最大化，而计算机最根本、最强大的本领就是对数字的处理和计算，在计算机技术中，几乎一切东西都可以用数字来表达，目前数字化控制机床的应用已经很好的证明了数字化控制在机械设计制造及自动化行业中具有举足轻重的地位，因此机械设计制造及自动化在未来仍将会向着数字化方向发展。

3.5 绿色化

我国的经济虽然在近些年取得了极速发展，但同时也产生了较大问题。因为我国生产模式比较落后，资源大量浪费，也产生了大量的污染。尤其是制造业，更是受到环保部门关注。在我国近年的环境整顿中，频繁出现生产过程中产生大量的灰尘或者噪音污染，这些都极大的影响了周围环境和员工的身心健康，必然要求机械制造向着绿色化和环保化方向发展。如今我国经济、文化、生产和发展都是以可持续化为基本战略，械设计制造及其自动化发展也正在实现可持续化，以适应我国发展的整体趋势。

4 结束语

综上所述，随着网络信息技术的日趋成熟，机器及设备的功能日益多样化，机械设计及自动化可以完美地应用于所有产业范围。在经济快速发展的大脉络中，机械设计制造及其自动化的发展前途一片光明。

参考文献：

[1] 周阳.区块链技术在政府监管中的定位及法律规制——基于海关监管的视角[J].法学评论，2020，38（01）：94-105.

（作者单位：山东陆海新能源技术有限公司）