機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其自動(dòng)化范文

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第1篇

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)制造; 自動(dòng)化; 產(chǎn)品; 發(fā)展; 方向

中圖分類號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

前言

早在1971年日本的《機(jī)械設(shè)計(jì)》雜志副刊上刊登了機(jī)電一體化這一名詞，后來隨著機(jī)電一體化的發(fā)展而被廣泛的應(yīng)用。美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)于1984年為現(xiàn)代機(jī)械下了如下定義：“由計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的，用于完成包括機(jī)械力、運(yùn)動(dòng)和能量流等動(dòng)力學(xué)任務(wù)的機(jī)械和（或）機(jī)電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”。它與前面提及的機(jī)電一體化是一致的，因此可以說現(xiàn)代機(jī)械就是指機(jī)電一體化系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代國(guó)際機(jī)器與機(jī)構(gòu)理論聯(lián)合會(huì)，給出了這樣的定義，機(jī)電一體化是精密機(jī)械工程、電子控制和系統(tǒng)思想在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中的協(xié)同結(jié)合。因此又可以說機(jī)電一體化就是在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化基礎(chǔ)上的發(fā)展。現(xiàn)主要圍繞機(jī)械設(shè)計(jì)制作及自動(dòng)化與其優(yōu)點(diǎn)展開論述

1.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的符合設(shè)計(jì)原則

1.1 滿足對(duì)機(jī)器的功能要求

任何一種產(chǎn)品都是為滿足人們的某種需要而開發(fā)的，都必須具有某種主要功能，不同的產(chǎn)品具有不同的主要功能。概而言之，都能對(duì)輸入的物質(zhì)、能量和信息（即所謂工業(yè)三大要素）進(jìn)行某種處理，輸出具有所需特性的物質(zhì)、能量與信息。因此，機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)也必須具有對(duì)輸入的物質(zhì)、能量和信息進(jìn)行某種處理，從而輸出具有所需特性的物質(zhì)、能量與信息的主功能。如圖1-1示:

圖1-1機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)功能示意圖

如上所述，機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)綜合的概念，包含了機(jī)電一體化技術(shù)和機(jī)電一體化產(chǎn)品兩個(gè)方面的內(nèi)容。作為產(chǎn)品，又包含著設(shè)計(jì)、制造和特定的功能以滿足使用要求，而功能是由其內(nèi)部有機(jī)聯(lián)系的結(jié)構(gòu)所決定的。

1.2利用先進(jìn)技術(shù)不斷創(chuàng)新

根據(jù)產(chǎn)品或系統(tǒng)的主功能不同，可對(duì)產(chǎn)品或系統(tǒng)進(jìn)行分類。

以物料搬運(yùn)、加工為主。輸入物質(zhì)、能量和信息，經(jīng)過加工處理，主要輸出改變了位置和形態(tài)的物質(zhì)系統(tǒng)（或產(chǎn)品）稱為加工機(jī)。如各種機(jī)床、交通運(yùn)輸機(jī)械、食品加工機(jī)械、起重機(jī)械、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、輕工機(jī)械等。

以能量轉(zhuǎn)換為主，輸入能量和信息，輸出不同能量的系統(tǒng)（或產(chǎn)品）稱為動(dòng)力機(jī)，其中輸出機(jī)械能的為原動(dòng)機(jī)。如電動(dòng)機(jī)、水輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等。

以信息處理為主，輸入信息和能量。主要輸出某種信息。如數(shù)據(jù)、圖像、文字、聲音等的產(chǎn)品稱為信息機(jī)。如各種儀器、儀表、計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)以及各種辦公機(jī)械等。

機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)除了具備上述必須的主功能外，還應(yīng)具體備其它內(nèi)部功能、即動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能、構(gòu)造功能。

基于上述的功能構(gòu)成原理，既有利于設(shè)計(jì)或分析各種機(jī)械自動(dòng)化的產(chǎn)品，又有利于開拓思路，便于創(chuàng)造發(fā)明和創(chuàng)新。例如，根據(jù)3種不同的主功能及其不同的輸入，組合起來可形成9大類型的系統(tǒng)產(chǎn)品。如表2-1所示：

表2-1不同主功能及輸入的組合

此外，對(duì)于不同主功能的加工機(jī)構(gòu)，其運(yùn)動(dòng)方式不同，也構(gòu)成不同用途的機(jī)械。例如，金屬切削機(jī)床是根據(jù)工件與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生切削作用的原理進(jìn)行工作的。因此，工件與刀具的運(yùn)動(dòng)方式不同，便產(chǎn)生不同用途的機(jī)床。所以說機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展空間非常廣闊，具有極大的想向空間，需要我們利用先進(jìn)技術(shù)符合科學(xué)原理來不斷創(chuàng)新，設(shè)計(jì)制造出一流的自動(dòng)化產(chǎn)品。

2.機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與效益

隨著機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品有逐步取代傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品的趨勢(shì)，與傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品相比，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品具有高的功能水平和附加值，它將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

2.1生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高

機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測(cè)的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和較高的產(chǎn)品合格率。同時(shí)，由于機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作自動(dòng)化，所以生產(chǎn)力大大提高。例如:數(shù)控機(jī)床對(duì)工件的加工穩(wěn)定性大大提高,生產(chǎn)效率比普通機(jī)床提高5～6倍。柔性制造系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備利用率可提高1.5～3.5倍，機(jī)床數(shù)量可減少約50%，節(jié)省操作人員約50%，縮短生產(chǎn)周期40%，使加工成本降低50%左右。此外，由于機(jī)械自動(dòng)化工作方式具有可通過調(diào)整軟件來適應(yīng)需求的良好柔性，特別適合于多品種、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)、是縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、加速更新?lián)Q代的重要途徑。

2.2使用安全性和可靠性提高

機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身與設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品由于采用電子元器件，減少了機(jī)械產(chǎn)品中的可動(dòng)構(gòu)件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性。故障率降低，壽命得到了延長(zhǎng)。

2.3調(diào)整和維修方便，使用性能改善

機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí)，可通過改變控制程序來實(shí)現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對(duì)象的需要以及現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件和零件。對(duì)于具有存儲(chǔ)功能的機(jī)械自動(dòng)化主品，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對(duì)象，給定一個(gè)代碼信號(hào)輸入

即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施，使工作恢復(fù)正常。由于機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡(jiǎn)化，并且方便、簡(jiǎn)單。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級(jí)的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品可通過被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化最優(yōu)化操作。

2.4具有復(fù)合功能，適用面廣

機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品跳出機(jī)電產(chǎn)品單技術(shù)、單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場(chǎng)合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求，應(yīng)變能力較強(qiáng)。

2.5改善勞動(dòng)條件，有利于自動(dòng)化生產(chǎn)

機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品自動(dòng)化程度高，是知識(shí)密集型和技術(shù)密集型產(chǎn)品，是將人們從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來的重要途徑，可以加速工廠自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、交通自動(dòng)化甚至是家庭自動(dòng)化，從而可促進(jìn)我國(guó)四個(gè)現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)。

2.6節(jié)約能源，減少耗材

節(jié)約一次和二次能源是國(guó)家的戰(zhàn)略目標(biāo)，也是用戶十分關(guān)心的問題，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品通過采用低能耗驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，最佳的調(diào)節(jié)控制，以提高設(shè)備的能源利用率，可達(dá)到明顯的節(jié)能效果。同時(shí)，由于多種學(xué)科的交叉融合，機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的許多功能一方面從機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到微電子、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，另一方面從硬件系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到軟件系統(tǒng)，從而使得機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品系統(tǒng)朝著輕小型方向發(fā)展，減少了材料消耗。

所以，無論是生產(chǎn)部門還是使用單位，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用，都會(huì)帶來顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。正因?yàn)槿绱耍澜绺鲊?guó)，首先是日本、美國(guó)、歐洲各國(guó)都在大力發(fā)展和推動(dòng)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。

3.結(jié)語

因?yàn)楝F(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化在設(shè)計(jì)和制造上具有多功能、高質(zhì)量、高可靠性，低能耗的意義所以機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造、都是圍繞著機(jī)械自動(dòng)化來進(jìn)行的。所以設(shè)計(jì)人員不能只熱衷于技術(shù)引進(jìn)，不能僅僅安心于作為新技術(shù)的傳播者，而應(yīng)該作為新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的創(chuàng)造者。

參考文獻(xiàn)：

第2篇

[關(guān)鍵詞] 機(jī)械制造； 機(jī)械自動(dòng)化； 機(jī)械設(shè)計(jì)； 機(jī)械數(shù)字化系統(tǒng)

一、前言

機(jī)械制造及其自動(dòng)化數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)是作為一項(xiàng)復(fù)合型新興技術(shù)，其獨(dú)特的自動(dòng)化、數(shù)字化使得傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備在技術(shù)和性能上有著很大的顯著改變，具備更穩(wěn)定、更快速、更高效的性能，設(shè)備上更為人性化，智能化和自動(dòng)化。不可否認(rèn)，這樣的技術(shù)系統(tǒng)，在這二十一世紀(jì)里，不僅有巨大的發(fā)展空間，還有著跨越時(shí)代的意義。機(jī)械制造利用自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)程序?qū)υO(shè)備進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)設(shè)備可自行持續(xù)性的自動(dòng)生產(chǎn)、加工、優(yōu)化等過程。典型機(jī)械制造設(shè)備有機(jī)床、水輪機(jī)、傳真機(jī)等。它們可經(jīng)過機(jī)械制造及其自動(dòng)化數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的改造進(jìn)而附于更多的功能，為人們提供更多方面的服務(wù)，更好的促進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新，技術(shù)的發(fā)展。

二、機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特點(diǎn)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)行業(yè)的發(fā)展勢(shì)不可擋，而機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)在此領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)凸顯，與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備相對(duì)比而言存在著以下幾方面的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。

（一）提高工業(yè)制造的效率

機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)通過新一代的控制系統(tǒng)，使設(shè)備進(jìn)而更為人性、智能從而代替人工操作的相關(guān)操作提高工作效率和質(zhì)量，間接的也是針對(duì)某些特殊情況下，避免人工操作的意外情況發(fā)生，實(shí)現(xiàn)更好的專業(yè)操作。

（二）具有穩(wěn)定的工作性能

機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以在機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，難免會(huì)發(fā)生系統(tǒng)故障，一旦發(fā)生故障，可自行分析系統(tǒng)故障原由、掃描漏洞，進(jìn)而及時(shí)修復(fù)系統(tǒng)問題維持系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)的機(jī)械不能如此進(jìn)行自我修復(fù)故障，維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還需人工監(jiān)控才能確保機(jī)械工作的正常運(yùn)行。

（三）工作更快捷方便

機(jī)械制造的工作，不同部件的制造，其精準(zhǔn)度和規(guī)格往往大不相同，因此，總是需要人為對(duì)此進(jìn)行各種調(diào)整，難免會(huì)出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致產(chǎn)品規(guī)格不及格，造成經(jīng)濟(jì)的損失。而機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際，設(shè)置多種生產(chǎn)模式，需要時(shí)只需輸入相對(duì)應(yīng)的指令便可自動(dòng)調(diào)整為另一種生產(chǎn)模式，除了精準(zhǔn)度高意外，一旦出現(xiàn)偏差，會(huì)自行矯正，使得機(jī)械制造流程更為便捷。

（四）綠色節(jié)源

機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)小，重量小，相對(duì)消耗的能源也小。因而符合我國(guó)倡導(dǎo)“綠色環(huán)保”的社會(huì)理念，其日后在的相應(yīng)領(lǐng)域中會(huì)倍受歡迎，更是緊密聯(lián)系著我國(guó)建設(shè)節(jié)約環(huán)保型小康社會(huì)的發(fā)展觀念。

（五）應(yīng)用領(lǐng)域廣

機(jī)械制造及其自動(dòng)化數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)作為一種復(fù)合型新興技術(shù)，適用于多方面領(lǐng)域，憑借其自身分析、處理故障的高效性能的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，可在多個(gè)領(lǐng)域立足，滿足社會(huì)中人們與日俱增的個(gè)性需求，其產(chǎn)品質(zhì)量安全有保障。

三、機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)狀

宏觀這發(fā)展快速的工業(yè)領(lǐng)域，在人們?nèi)諠u俱增的個(gè)性需求挑戰(zhàn)下，目前機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)方面經(jīng)過歷練成熟了不少，其發(fā)揮的作用也在這個(gè)社會(huì)上備受關(guān)注。

（一）工業(yè)制造業(yè)的新星

機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)的自動(dòng)化、智能化、自我維修故障等優(yōu)勢(shì)，比傳統(tǒng)機(jī)械制造的產(chǎn)品更好、更快，產(chǎn)品類型也更加的多樣化。機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域的普遍應(yīng)用，證明了機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)的成功，成為工業(yè)制造領(lǐng)域的新星。

（二）滿足工業(yè)發(fā)展需要

機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)的成功，掀起工業(yè)領(lǐng)域新一番熱潮，工業(yè)各產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)的競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈。工業(yè)的制造是滿足工業(yè)發(fā)展的需要為前提進(jìn)行。機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)全面提高了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)鏈，在相對(duì)的優(yōu)勢(shì)上，更能有力的占據(jù)工業(yè)市場(chǎng)的主導(dǎo)，能夠基本滿足自身發(fā)展的需要的同時(shí)，也能夠給其他的產(chǎn)業(yè)提供便利的需要。

（三）提升產(chǎn)品的檔次

機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)代替了傳統(tǒng)的機(jī)械化制造技術(shù)，就目前看來，機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)體系逐步在工業(yè)領(lǐng)域中完善，進(jìn)而從中了解“科學(xué)是第一生產(chǎn)力”的硬道理，在生產(chǎn)制造方面更具有強(qiáng)大的動(dòng)力、支撐力，促進(jìn)著工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，也提高的機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量，進(jìn)而提高產(chǎn)品的檔次。

四、機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展意向

從機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域的成功到工業(yè)領(lǐng)域機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)體系的完善，讓我們對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)方面有著更深層的了解，進(jìn)而對(duì)其日后的發(fā)展進(jìn)行探索分析。

（一）技術(shù)趨向多元一體發(fā)展

機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)的復(fù)合型功能，讓我們體驗(yàn)到了前所未有的方便，快捷。正值當(dāng)前，將更多項(xiàng)功能技術(shù)結(jié)合為一體，這樣的產(chǎn)品形式是工業(yè)領(lǐng)域各方面技術(shù)相互交融的結(jié)果，進(jìn)而追求更大工作效率的機(jī)械設(shè)備，提供更高質(zhì)量的產(chǎn)品，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)一體化的發(fā)展。

（二）技術(shù)追求更智能化

機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)的智能化是重要的技術(shù)指標(biāo)之一，自動(dòng)化的管理，降低了勞動(dòng)者的負(fù)擔(dān)，提高了工作的效率和精準(zhǔn)穩(wěn)定，通過自我修復(fù)等高效性能，很大程度的保證了工作的正常進(jìn)行。追求更智能，不僅是為了讓機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性的提升，還是想讓使其更人性地作為一個(gè)“人”，擁有類似人一樣的思維對(duì)工作的操作程序等進(jìn)行更快速，更合理、更正確的分析、處理，不斷的把產(chǎn)品制造做得更加完美。

（三）系統(tǒng)技術(shù)多模式化

機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)多模式化的研發(fā)設(shè)計(jì)，是為了提高產(chǎn)品制造的效率和速度而進(jìn)行，面對(duì)人們需求各種各樣的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，通過機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)多模式化實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品制造，產(chǎn)品制造過程規(guī)范、有序，也保障產(chǎn)品的質(zhì)量，更好的在制造業(yè)中立于不敗之地。

（四）綠色環(huán)保的工業(yè)制造

如今這社會(huì)現(xiàn)實(shí)，經(jīng)濟(jì)正在飛速的發(fā)展，但是環(huán)境質(zhì)量卻是飛速的下降，“綠色和諧社會(huì)”是我國(guó)正提倡的理念。因此，希望社會(huì)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也能考慮到自然的影響，減少對(duì)環(huán)境的污染。資源不是取之不盡，用之不竭的，對(duì)此低消耗能源，低環(huán)境污染的機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)在現(xiàn)在具有非常重大的研究意義，爭(zhēng)取做到機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)所制造的產(chǎn)品經(jīng)利用之后還可以再次回收利用，共創(chuàng)綠色和諧生活環(huán)境，堅(jiān)持貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的觀念。

（五）數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化

如今，全球信息化正是高速發(fā)展的階段，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的領(lǐng)域越來越大，而且信息化正逐步延伸至基層，并與人們的日常生活緊密聯(lián)系。把機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，可以遠(yuǎn)程控制設(shè)備服務(wù)器，進(jìn)而達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的效果更方便、快捷利。也可以利用信息化交織成的信息網(wǎng)把產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)大，面向全球銷售產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

五、機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)發(fā)展舉措

隨著機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的普及應(yīng)用，使得不少企業(yè)機(jī)構(gòu)采用機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)讓企業(yè)處于不斷生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)之中，有效提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，搶占市場(chǎng)行情的商機(jī)。如今正處于機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)發(fā)展階段，以下是對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)行設(shè)想的發(fā)展舉措。

（一）調(diào)整數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)

企業(yè)機(jī)構(gòu)之所以采用機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，全在于它可以為企業(yè)提供快速且高效率的生產(chǎn)力度，進(jìn)而生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。歷史的足跡告訴我們，不可盲目求快的發(fā)展，要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，一步一步，腳踏實(shí)地將機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)全球化。其原因有兩個(gè)，一是因?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域的國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)太過于激烈，弱肉強(qiáng)食的社會(huì)現(xiàn)實(shí)即便是知名企業(yè)，也會(huì)有面臨倒閉或被兼并的可能；二是信息化的全球促進(jìn)了各方面的發(fā)展，也加劇了彼此之間的競(jìng)爭(zhēng)。只有以生產(chǎn)的實(shí)際情況作為技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，保證足夠的資金周轉(zhuǎn)，才能應(yīng)對(duì)不時(shí)之需和新技術(shù)的研發(fā)。

（二）研發(fā)可快速盈利的方案

科技是不斷更新的，投資過高，收益見效太長(zhǎng)的機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)相對(duì)市場(chǎng)的性價(jià)而言比往往不受大眾青睞，而投資少，見效快的機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)是我國(guó)國(guó)情最為需要的，有著很大的潛力價(jià)值，和廣闊的前景，便于與時(shí)代共同進(jìn)步。此外，減少投資的方式可利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行宣傳，進(jìn)而擴(kuò)大宣傳力度，進(jìn)而推動(dòng)機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)度。

（三）結(jié)合國(guó)家政策發(fā)展

綠色生產(chǎn)線是國(guó)家現(xiàn)在倡導(dǎo)的生產(chǎn)方式，綠色生產(chǎn)線保證了產(chǎn)品的安全性，經(jīng)利用后可再次利用，盡最大努力將機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的造成的負(fù)面影響。脫離政府政策支撐的企業(yè)是不可能快速發(fā)展的，也只有在政府支持的情況下，才能保證企業(yè)能夠長(zhǎng)期、穩(wěn)定的發(fā)展下去。

六、總結(jié)

機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了剛性自動(dòng)化，柔性自動(dòng)化，目前正向綜合自動(dòng)化發(fā)展。傳感檢測(cè)技術(shù)系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、接口技術(shù)、精密機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)等機(jī)械自動(dòng)化是工業(yè)制造中面臨的主要挑戰(zhàn)，而且各方各面的行業(yè)領(lǐng)域正以迅猛的形式在這個(gè)經(jīng)濟(jì)信息全球化的社會(huì)發(fā)展中，機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)于現(xiàn)在的時(shí)代來說是比較具有研究?jī)r(jià)值的領(lǐng)域，因其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，不但逐漸與人們的日常生活聯(lián)系在一起，也與其他的行業(yè)領(lǐng)域聯(lián)系在一起，如電子行業(yè)、網(wǎng)絡(luò)信息行業(yè)等領(lǐng)域密切聯(lián)系在一起。利用其他領(lǐng)域信息技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)充實(shí)自己，更新自己，實(shí)現(xiàn)多元一體化、人性化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。此外，還應(yīng)清晰理解機(jī)械制造及自動(dòng)化的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域中的重要地位，并突破技術(shù)引進(jìn)形式的研發(fā)模式，日后研究出更為高端的機(jī)械制造技術(shù)。

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第3篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化；研究

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.007

0 引言

機(jī)械制造是制造業(yè)的重要組成部分，同時(shí)也是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱型產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展?fàn)顩r對(duì)我國(guó)國(guó)民積極的發(fā)展有著舉足輕重的影響。因此，推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)向前發(fā)展與創(chuàng)新是我國(guó)在當(dāng)前時(shí)期的一個(gè)重要發(fā)展任務(wù)。近年來，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展發(fā)生了明顯的變化，這種變化主要體現(xiàn)在自動(dòng)化的范圍及水平得到顯著的提升。然而，在看到發(fā)展成績(jī)的同時(shí)也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化仍與先進(jìn)國(guó)家有著很大的差距，因此需要繼續(xù)研究以使其獲得進(jìn)一步的完善。下面筆者對(duì)相關(guān)的問題展開探討。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化概述

自動(dòng)化對(duì)現(xiàn)代人而言并非一個(gè)陌生的名詞，實(shí)際上，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)滲透到人們的生活、工作及學(xué)習(xí)等各個(gè)領(lǐng)域，并逐漸常態(tài)化[1]。嚴(yán)格意義上來說，對(duì)自動(dòng)化的定義應(yīng)該為“機(jī)器替代人手來完成可以重復(fù)操作的勞動(dòng)或者任務(wù)”。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化的定義已經(jīng)發(fā)生變化，其主要的體現(xiàn)即為自動(dòng)化隱含智能化的含義。機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域?qū)ψ詣?dòng)化技術(shù)的應(yīng)用歷史較早，往上可追溯到上世紀(jì)六十年代。當(dāng)時(shí)，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)獲得較為廣泛的認(rèn)可與應(yīng)用，并且逐漸展現(xiàn)出諸多的優(yōu)勢(shì)。在這種形勢(shì)下，有專家及學(xué)者展開大膽的設(shè)想，意圖用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)來操縱機(jī)械，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)工作，達(dá)到節(jié)省人力、物力和財(cái)力的目的。在經(jīng)過近五十年的探索與完善之后，這一設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，并逐漸形成了機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的概念。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)自建國(guó)以來一直對(duì)高新技術(shù)表現(xiàn)出極高的重視，并通過各種途徑和措施來提高高新技術(shù)的發(fā)展水平。在幾代人的努力下，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展和可喜的成績(jī)，然而在機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面，發(fā)展水平遠(yuǎn)落后于其他發(fā)達(dá)國(guó)家。就發(fā)展現(xiàn)狀而言，主要顯露出以下幾個(gè)問題。

第一，機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展起步較晚，很多技術(shù)（比如納米技術(shù)、激光整合技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等）仍然需要學(xué)習(xí)、模仿其他先進(jìn)國(guó)家，將先進(jìn)技術(shù)融入機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的能力嚴(yán)重不足[2]。

第二，機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的應(yīng)用范圍較窄。從目前的情況來看，我國(guó)大多數(shù)的機(jī)械制造工廠已經(jīng)引進(jìn)了機(jī)械自動(dòng)化的理念，并在產(chǎn)品生產(chǎn)中加以應(yīng)用。然而，這種應(yīng)用往往體現(xiàn)在局部，很少有機(jī)械制造工廠將其應(yīng)用于整個(gè)生產(chǎn)過程。此外，很大一部分的機(jī)械制造工廠因技術(shù)水平較低，所以其自動(dòng)化生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量較差，并且所花成本較高，最終導(dǎo)致其產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中失去競(jìng)爭(zhēng)力而被淘汰。以上情況均使機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化應(yīng)用受到局限[3]。

第三，缺乏高新技術(shù)人才。我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化水平落后的根本原因就在于高新技術(shù)人才的缺失。當(dāng)前我國(guó)正處在轉(zhuǎn)型期，各方面的人才尤其是高新技術(shù)人才儲(chǔ)備不足。老一輩的技術(shù)人員沒有接受過系統(tǒng)的教育與培訓(xùn)，而年紀(jì)較輕、工作資歷較淺的技術(shù)人員在工作經(jīng)驗(yàn)方面又嚴(yán)重不足。在這種情況下，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的技術(shù)水平難以獲得提高。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的應(yīng)用

如何應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)是我國(guó)當(dāng)前時(shí)期所面臨的重大問題。筆者認(rèn)為，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化水平較低，因此在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用方面應(yīng)做好以下幾點(diǎn)，從而追上先進(jìn)國(guó)家的發(fā)展步伐。

第一，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工廠應(yīng)努力學(xué)習(xí)先進(jìn)國(guó)家的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。我國(guó)在2001年加入了世界貿(mào)易組織，隨之而來既有機(jī)遇也有挑戰(zhàn)。其中一個(gè)明顯的變化即很多外企進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，并以強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力在中國(guó)市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟。受此影響，我國(guó)很多工業(yè)制造企業(yè)失去了原有的優(yōu)勢(shì)，處在破產(chǎn)與即將破產(chǎn)的境遇當(dāng)中。為改變這種局面、挽救危機(jī)，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)應(yīng)吸收國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，尤其是機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)，從而降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

第二，推進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用。電子計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化生產(chǎn)具有深厚的淵源，二者之間是共存的關(guān)系；而隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的整合發(fā)展，自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展空間也隨之而增大。當(dāng)前，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)應(yīng)重視電子計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的作用，利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)來模擬機(jī)械的制造與運(yùn)行，從而對(duì)整個(gè)生產(chǎn)形成有效的控制，并在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)其中的不足且及時(shí)加以改正[5]。另外，技術(shù)人員還可以通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來學(xué)習(xí)最新的技術(shù)，或者與同行進(jìn)行切磋和交流，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程性的溝通，幫助自己提升技術(shù)水平和理論水平。

第三，防范環(huán)境問題。工業(yè)的發(fā)展不應(yīng)以犧牲環(huán)境為代價(jià)。然而，就當(dāng)前的情況而言，世界性的環(huán)境問題屢屢發(fā)生，而工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的破壞是造成這些問題的主要原因。機(jī)械制造業(yè)給生態(tài)環(huán)境帶來的影響不容忽視，而自動(dòng)化水平越高，這種破壞力越明顯。因此，在應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，應(yīng)多加考慮環(huán)境問題，以保護(hù)環(huán)境安全作為基本原則，采用綠色能源進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，保證在實(shí)施新的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)之后能夠?qū)⒐I(yè)廢料轉(zhuǎn)化為可用材料，從而減輕工業(yè)材料對(duì)環(huán)境的損害。

4 對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的展望

我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展歷史較短，但是短期內(nèi)獲得的成就較多。因此我們有理由相信，在未來的幾十年里，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展將面臨一個(gè)嶄新的發(fā)展格局。而筆者經(jīng)研究，認(rèn)為其發(fā)展方向應(yīng)為以下幾點(diǎn)。

第一，向機(jī)電一體化發(fā)展。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)方式將逐漸被機(jī)電一體化所取代。在機(jī)電一體化的生產(chǎn)方式下，同類機(jī)械產(chǎn)品的規(guī)格將趨向統(tǒng)一，而產(chǎn)品質(zhì)量也將獲得提升。

第二，向智能化發(fā)展。智能化是當(dāng)代社會(huì)生產(chǎn)領(lǐng)域的一個(gè)核心觀念，它的影響力體現(xiàn)在社會(huì)生活的方方面面。而在機(jī)械制造行業(yè)，智能化已經(jīng)有所體現(xiàn)，它融合計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、人工智能、運(yùn)籌學(xué)等多種新思想和新方法來控制機(jī)器的行為，使其具有判斷推理、邏輯思維以及決策等能力。在未來的幾十年，或者是更遠(yuǎn)的將來，智能化將成為一種主流趨勢(shì)，逐漸在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中得到廣泛的應(yīng)用[6]。

第三，向模塊化發(fā)展。模塊化是指通過某種方式使機(jī)械產(chǎn)品的生

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產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，這種生產(chǎn)方式將使得新產(chǎn)品的開發(fā)速度更快，同時(shí)也能使生產(chǎn)規(guī)模得到擴(kuò)大。目前，機(jī)械產(chǎn)品的種類以及生產(chǎn)廠家多且雜，這就決定了模塊化是一項(xiàng)艱巨的工程。但基于模塊化的諸多優(yōu)點(diǎn)，未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化仍然將向模塊化發(fā)展。

第四，向微型化發(fā)展。微型化是指機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化向微觀領(lǐng)域發(fā)展。目前，微型機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品已經(jīng)在諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用。而在應(yīng)用過程中，其優(yōu)點(diǎn)如運(yùn)動(dòng)靈活、耗能少、體積小等也逐漸體現(xiàn)出來。但是在微機(jī)械的自動(dòng)化發(fā)展過程中，因微機(jī)械技術(shù)水平較低，所以其發(fā)展受到限制，陷入了瓶頸。在將來，微機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展將從改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)出發(fā)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化操作，從而打破瓶頸，實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面的突圍。

第五，向綠色化發(fā)展。不可否認(rèn)，工業(yè)文明的發(fā)展給人們的生活帶來極大的變化，但是同時(shí)也使得自然資源大量減少，生態(tài)平衡被嚴(yán)重破壞。因此，從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展必將向綠色化的發(fā)展方向轉(zhuǎn)變，綠色產(chǎn)品將應(yīng)運(yùn)而生，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造與使用將更加符合環(huán)保觀念。

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