研究新形势下机械设计制造及其自动化发展方向

【摘要】机械自动化是新时期科技生产力的代表产业技术之一。随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，以及不同学科间的渗透交叉日渐加强，机械制造及其自动化产业出现了新的发展态势，掀起了又一轮的技术革命。

【关键词】机械制造;自动化;机电一体化;科学技术

一、机械制造及其自动化产业概述

机电自动化这一名词，最早出现在1971年日本的《机械设计》杂志副刊上，之后随着这一产业的普及而传播开来。在1984年，美国的机械工程师丹尼尔也为现代机械下过这样的定义：“由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和（或）机电部件相互联系的系统”。实则指的就是机电一体化。这可以看做是机电一体化的起源。

机械自动化，主要指在机械制造业中利用相关的自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，加快生产对象由原材料向制成品的转换速度，使企业处于不间断生产的营运中。不仅大大提高了企业的工作效率，，解放了劳动力，还提高了各项工作的精准度。而在近些年的饿机械工程领域里，随着计算机技术和微电子科技产业的飞跃式发展，以及各个领域间的相互渗透，使得机械领域内部从技术结构至管理方式上都发生了翻天覆地的变化，由“机械电气化”正式迈入“机电一体化”时代。值得注意的是，所谓机械自动化技术并不只是传统的机械制造与其他产业的简单相加，而是机械制造技术与上述信息的有机融合，是根据系统功能目标和优化组织结构目标，基于对多功能、高质量、高可靠性，低能耗的追求上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术。这也是现代机械与机械电气化在概念上的根本区别。

二、机械自动化产业发展概况

机电一体化产业在全球范围内的发展大致可以划分为三个阶段：

1.第一阶段为20世纪60年代之前，这一阶段为初级阶段，也是这一行业的启蒙阶段。人们没有形成明确而完整的将机械与电子技术相融合的认识，但会不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。尤其是在二战期间对于军用产品的需求更推进了二者结合的进程。但由于缺乏完整的理论，因此并没有得到大范围的推广。

2.20世纪70-80年代。这一阶段可以称之为发展阶段，通过观察我们可以发现，机电技术的进步与计算机技术的发展往往是重合的。在这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术都纷纷崭露头角，大规模集成电路的发展则使得机电一体化发展坐拥充分的物质基础。在日本及一些欧美国家，“机电一体化”一词逐渐被人所接受和重视。

3.20世纪90年代后期，是机械自动化技术的成熟阶段。一方面，类似于光电、通信技术等产业开始与机电产业相结合，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。另一方面，机电一体化的理论研究也日趋成熟，系统的建模设计、分析和集成方法也为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。至此，机械自动化产业逐渐不再依附于传统工业，开始形成完整的学科体系。

机械制造业在我国起步较晚，于上个世纪80年代才开始这方面的科研立项，近年来取得了很大的成长。以机械制造业的发展，带动了国内一大批相关产业的出现和成长。对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。与此同时，我们也应当实事求是，一切从我国的基本国情出发，正视与日本及欧美等发达国家在基础理论研究方面的差距。

三、机械设计制造及其自动化发展方向

1.人工智能化

日益激烈的市场竞争对机械制造产业提出了更高的要求，用于生产的机械必须有灵活的应变能力和易操作性。所说的“智能化”，其实是对机械的人格化描述，要求的是它在基础功能实现的前提下，模拟人类的智能，智能机器人、智能式故障诊断以及维护系统以实现自动操作、自行修复、差错报警等等，更大程度上解放劳动力，提高生产效率，以获得更高的控制目标。与此同时，企业在发展机械自动化技术的过程中，同时要重视培养员工的机械自动化知识。

2.系统化

所谓系统化，一方面是指机械制造产业应逐渐形成一套属于自身的标准化统一的流程和数据，便于不同企业或生厂商之间的交换与对接，形成一个完整的系统。同时，在这一系统之下，各个模块应当尽量细分，实现更大程度上的专业化。如研制集减速、智能减速、电动机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元以及各种能完成典型操作的机械装置，这样可以最大程度上的提高效率，扩大生产规模，提高竞争力，促进技术进步。

3.远程化操作

所谓的远程化操作，实际是基于网络的一种操作技术。20世纪以来，网络技术的发展给人们的生产生活带来了翻天覆地的改变。机械制造产业当然也不例外。机械产业眼下正日趋成熟，我们必须大胆创新，本着更好的服务顾客的理念，将远在千山万水的地点连成一线，技术成熟的情况下，人们可以不出门就操控整个生产线。同时远程设备本身也是一个机械自动化产品，利用网络将计算机集成家电系统，更好的给人们的生活带来便利。

4.虚拟化

在机电一体化的发展中，虚拟化的应用也是不可忽视的一环。所谓虚拟技术，即立足于计算机的系统建模及仿真技术，同时还涵盖计算机的图形学、信息与多媒体技术、当代制造工艺及人工智能的综合多门学科知识的系统技术。虚拟技术通过对实际制造过程及任务操作的仿真，来达到监测及检验的目的，便于发现问题，寻找解决方法，从而缩短科研周期降低在机械实际投产后的差池度，实现产品的一次性成功制造。

5.环保化

中国的发展应吸取资本主义国家的教训，不应再走“先污染后治理”的老路。要实现这一目标，首当其冲的就是第二产业——工业。在机械制造业发展的早期阶段走过不少的弯路，浪费了大量的钢铁资源。今天，我们已经认识到了绿色环保的重要性，就必须把它贯彻到我们机械自动化的生产实践中去，生产绿色的产品，以绿色的方式生产，这是我们每个人的职责。

四、结束语

我国作为一个发展中国家，在机械制造及其自动化生产上起步较晚，我们更当奋起直追，不断促进信息技术、自动化技术、科学管理技术及机械制造技术之间的完美融合，把握新形势下的发展趋势，制造出适合市场需求的产品。

参考文献

[1]武永利，袁溟，武美萍.机械制造技术新发展及其在我国的研究和应用[J].机械制造与自动化，2003（01）.

[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（04）.

[3]田爱华，关金贵，刘兴德.机械设计制造及其自动化专业工程素质人才培养探讨[J].吉林化工学院学报，2011（04）.

作者简介：卢继伟（1980—），男，大学本科，助理讲师，现供职于鄂尔多斯职业技术学校，研究方向：木材科学与工程。

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