機械設計制造及其自動化的發展方向研究

孫錦卓 王乾

【摘 ?要】近年來，隨著我國綜合國力的不斷提升，機械設計制造水平以及自動化程度亦得到了極大的發展。正是在這樣的背景下，推動機械設計制造以及自動化水平的長遠發展，其重要性則開始日益突顯。因此，對機械設計制造及其自動化未來的發展，進行方向上的界定，對于我國日后機械設計制造以及自動化的發展而言，有著不可估量的意義?；诖?，本文將以機械設計制造及自動化的設計原則為切入點，進而圍繞著其展開論述。

【關鍵詞】機械設計制造;自動化;發展方向;研究

從國家發展的角度出發便能發現，一個國家的機械設計制造水平以及其自動化發展程度，對于國家的綜合國力而言，有著決定性的影響。就實際情況而言，任何技術本身都處在不斷發展革新的階段，機械設計制造及自動化發展亦是如此。因此，對該技術的未來發展方向，進行科學、合理的考量，將有助于技術的長期化發展以及規劃。

一、機械設計制造及自動化的設計原則

（一）功能需求原則

機械裝備的設計以及制造，本質便在于滿足人們的相關需求，所以這就需要機械裝備本身，帶有一定的功能。因此，從原則分析的角度著眼，功能需求原則亦為日后機械設計制造以及自動化發展，不能被剝離的重要組成部分。

（二）技術創新原則

技術創新原則顧名思義，任何技術都需要經歷從無到有，之后在經歷不斷革新的過程。所以，在機械設計制造及其自動化發展的過程，機械自動化系統本身不應固步自封，應不斷完善并優化自身的能量轉換、信息處理以及物料搬運等諸多功能。而在技術革新的原則下，機械設計制造還應不斷優化其內部的構造功能、動力功能等等，使其能夠更好的應用于實際生產生活之中。所以，機械制造及其自動化發展必然需要充分依托于技術創新的原則。

（三）安全性原則

機械產品在進行生產工作的過程中，安全問題一直都是重中之重。所以，在對機械設計制造及自動化發展方向，進行科學界定之前，應秉持安全性的原則，對未來的發展方向進行合理的考量。這中間，為能切實保證安全性原則的落實，應注重機械產品的自動化、智能化生產能力，并確定自身的生產體系。另外，還需對生產產品的框架，進行科學的構建。因此，安全性亦為日后其發展方向的基礎性原則之一。

二、機械設計制造及自動化發展方向研究

（一）智能化發展方向

自進入21世紀以來，在機械設計制造以及自動化發展的同時，智能化開始異軍突起?；诖?，在當代機械設計以及自動化發展之中，智能化的含義為在原有機械設計制造以及自動化的基礎中，充分融入混沌力學、計算機科學、運籌學以及人工智能等新的方法，進而對人工智能進行模擬還原。智能化的優勢在于，其能為機械自動化增加邏輯思維能力、判斷邏輯以及自主決策的能力。而以發展的眼光看待智能化方向就能發現，其目前已經成為了機械領域的一個重要發展趨勢。

（二）模塊化發展方向

就實際情況而言，在機械制造以及自動化中落實模塊化，并非是一件易事。這是因為，生產廠家的不同導致其種類、標準以及各個接口也各不相同。所以，模塊化本身屬于一個錯綜復雜的工程。這中間尤其是模塊化的動力單元，必須要具備智能減速等功能，反之，控制單元的測距功能、圖像功能等亦需要完善?？梢?，模塊化發展實際上任重而道遠，可其一旦落于實際生產活動，可極大的提高產品的開發速度、提升生產效率、提高防錯措施、降低故障率以及有利于物聯網的發展，而以上五點對于產業的未來發展來講，則是其所必須的，所以，其亦屬于機械設計制造及自動化發展的重要方向。

（三）網絡化發展方向

近些年來，計算機網絡技術得到了長遠的發展，并極大的改變了人們的生活。正是在這樣的發展背景下，網絡技術更多的應用于機械制造及自動化發展上，便成為了一條切實可行的路徑。如在當代網絡技術的基礎上，所衍生出的遠程監測、遠程控制等技術，皆為技術發展的產物。并且，就實際的發展情況來看，未來網速的不斷提升、網絡的不斷優化以及5G技術的應用，其必然會使機械制造以及自動化發展，呈現出更多的可能。

（四）綠色化發展方向

近些年來，隨著可持續發展戰略的不斷落實，環境保護以及工業綠色發展的理念，開始逐漸落于實處。這是因為，包括機械設計制造在內的工業，在發展的過程中，會對環境造成了一定的破壞。因此，綠色化的發展路徑業已成為日后機械設計制造及自動化發展的重要方向。其中的主要表現為，綠色能源以及環保材料的應用，同時，降低能耗淘汰高耗能設備等，同樣也屬于日后需要落實的工作。

（五）微型化發展方向

實際上在上個世紀的80年代，機械設計制造的微型化，便已經開始萌芽發展。時至今日，微型化依舊為機械設計制造及自動化發展的重要方向。這中間，微型化通常又會被稱為微機械自動化系統以及微電子機械系統等等。而就發展現狀來看，未來的微型化發展將進一步向納米、微米級發展。這是因為，機械自動化產品微型化有著其自身固有的優勢。

微型化機械自動化產品在運用的過程中十分靈活，并且其能耗表現較低，體積也相對較小。所以，這就使得其能夠廣泛應用于軍事、醫療、電子等重要領域。但就實際情況來講，機械制造產品技術的微型化發展，還是存在著不小的技術瓶頸，而其主要就體現于微型機械加工技術上，此種加工技術，對于精密性來講有著極高的要求，如光刻技術、蝕刻技術等皆是如此。誠然，微型化的發展道路較為艱難，可其一旦發展起來，將有助于國計民生的發展，這對于我國的現代化建設來講有著積極的意義。

（六）剛性自動化向柔性自動化發展方向

就當前的發展趨勢而言，生產單一產品的組合機床、專用機床、剛性自動化生產線等“剛性”制造系統以及生產組織形式、生產產品及工藝多樣性和可變性的“柔性”制造系統皆屬于未來機械設計制造以及自動化發展的重要方向，這對于我國機械產業變革的進一步推進來講，有著不可估量的意義。

此外，以數控技術為核心，將計算機技術、信息技術、軟件技術、通訊技術和仿真技術結合在一起的機械制造柔性自動化技術（FMS），其優勢業已逐漸突顯。這是因為，機械制造柔性自動化技術（FMS）不僅能提高生產效率，減輕勞動強度，還能提高產品質量，還能縮短制造周期并大幅降低成本。所以，以發展的眼光看待機械制造柔性自動化技術（FMS）便能發現，其亦屬于機械設計制造及自動化的重要發展方向。

三、結束語

總而言之，當代機械化設計制造及自動化的發展，于國際民生而言，有著不可估量的意義。因此，對其未來的發展方向，進行科學、合理的考量，將有助于明確日后相關產業的發展。所以，當代機械技術人員，應以發展的眼光看待機械制造設計技術及自動化的發展，并對其未知的發展邊界進行不斷探索，從而使我國的機械發展能夠契合時代的發展潮流，繼而助力我國的現代化建設。

參考文獻：

[1]張金海，尹小平.談機械設計制造及其自動化的發展方向[J].內江科技，2020，41（03）：103+106.

[2]張靳.我國機械設計制造及其自動化發展方向研究[J].科技風，2020（09）：167.

[3]魏子豪.機械設計制造及其自動化的發展方向研究[J].湖北農機化，2020（01）：152.

[4]王之亮，曹鵬，王慧妍.機械設計制造及其自動化的發展方向[J].世界有色金屬，2019（16）：238+240.

[5]李翔宇.機械設計制造及其自動化發展趨勢探討[J].湖北農機化，2020（03）：64.

（作者單位：西北機器有限公司）