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机械设计及其自动化的设计原则及发展趋势

发表时间：2021/4/14 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：房臣

[导读] 我国近年来，对于机械设计制造及其自动化始终在进行不断地研究和完善，丰富和充实其内容，机械设计制造的发展前景十分乐观。机械设计制造及自动化综合利用了多种技术，继而实现高质量、低能耗、多功能等意义上的价值，包括了机械制造技术、电子计算机技术、自动控制等系统技术，是许多科学门类的相互协调操作，是工业智能化、自动化的重要标志。

身份证号:370202198505****** 房臣

摘要：我国近年来，对于机械设计制造及其自动化始终在进行不断地研究和完善，丰富和充实其内容，机械设计制造的发展前景十分乐观。机械设计制造及自动化综合利用了多种技术，继而实现高质量、低能耗、多功能等意义上的价值，包括了机械制造技术、电子计算机技术、自动控制等系统技术，是许多科学门类的相互协调操作，是工业智能化、自动化的重要标志。
关键词：机械设计；自动化；设计原则；发展趋势；
        前言：机械设计制造的自动化发展，通过将现代发展的信息科学技术融入到机械设计制造领域中，在达到缩短工作时间的基础上，极大的提升机械制造生产效率和生产质量，也推动着我国机械制造业朝着集约化、信息化和自动化方向发展。为进一步提升机械设计制造技术水平和工作效率，机械制造行业也加大了对自动化的研究和分析，并通过不断创新生产和发展方式，实现稳定持续发展，这对于完善我国工业体系建设也发挥着至关重要的作用。
        1、机械自动化的产生及概念
        在上世纪60年代建立用于自动化的灵活生产系统，即计算机技术的灵活自动化，以适应市场的需求和变化，并提高机械工程对市场快速灵活地做出反应的能力。科学知识和应用工具，例如生物化学，计算机，通信等，都侧重于人力解放，并被用来代替手动致动机制。在制造系统保持不变或变化不大的情况下，通过无人值守的程序或指令自动识别，处理，分析和评估机械设备或生产管理过程，以实现预期的操作或特定的控制过程并制造零件。
        2、机械设计制造及其自动化的设计原则
        2.1高效性原则
        机械设计制造及其自动化最大的优势就是可以明显提升生产力，降低了生产时间，因此机械设计制造及其自动化必须坚持高效性原则。和传统生产制造业相比较，机械设计制造及其自动化大大节约了人工成本，降低了劳动强度。传统的生产企业，需要工作人员恪守准则，对生产规范要严格遵守，因此在客观上就使工人对工作产生厌恶感，导致生产效率的低下，采用机械设计制造及其自动化对这一问题可以有效解决，仅需要专人进行机器的启动和关闭，机械就会根据预先设定的程序进行产品的生产，提升了生产的标准化以及生产效率。
        2.2操作方便原则
        机械设计自动化要遵循操作方面的原则。机械的利用其最终目的是对人力进行解放，从而实现生产效率的提升。在实际利用中，操作越简单的机械设备，其对人力的解放效果越理想，设备发挥的价值也会更加的突出。如果设计出来的机械操作比较麻烦，而且操作系统很难掌握，那么其可能会因为操作上的失误造成重大的安全事故，这与机械设计的初衷是相违背的，所以操作较为复杂的机械设计其也是失败的。举个例子，某压力设备在具体的利用中，启动操作需要进行１０至１５分钟，为了提升启动实效性，通过设计对启动操作进行简化，其启动操作的时间缩短至５至８分钟，这样的设计操作步骤更加简便，达到了便捷性目的，所以说其设计是成功的。
        2.3创新性原则
        在先进技术的帮助下不断进行创新的同时，可根据主功能的不同进行系统分类：①加工机。它是一种自动化机械，主要是对产品进行加工、对材料物品进行搬运，它能够对输入的能量及其物质以及输入的信息进行加工处理，然后表现出原有的位置和形态。②动力机。主要是进行能量输出，对其发出指令后，它会对收到的信息进行分析，然后对能量的来源和成本进行深入解读，最后输出不同的能量。③信息机。主要是进行信息处理，在用户输入信息或指令后，它能够进行分析、解读，然后根据信息或指令做出相应的回答，输出用户需要的信息。
        3、机械自动化的发展趋势
        3.1虚拟化发展趋势
        大多数工程和自动化行业都使用图纸来执行各种工程任务。通过在图纸中显示产品的特性和功能，后续根据图纸执行各种施工任务。图纸不适用于现代公司，因为它们在设计过程中既费时又昂贵。

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为了降低业务成本并使公司在激烈的市场竞争中获得出色的发展成果，有必要增加虚拟化技术的使用，并使用Internet和其他技术手段来有效地提取数据和信息处理。与传统的生产模式相比，虚拟化技术消耗更少的时间，人力和物力。在未来的发展中，必须朝着虚拟化的方向促进自动化以及机械设计和制造的进一步发展。
        3.2机电一体化发展趋势
        随着计算机技术实现革新以及创新，同时还直接改善着机械技术，在实际工作中，数控设备的有效使用，可以从根本上很好的结合以及融合计算机技术跟机械生产两个方面，相信半机械半自动化机械设计制造已经是大势所趋，其可以从根本上实现生产模式的自动化，可以提升生产的效率以及质量。分析目前的实际情况得到，半机械半自动化机械设计制造技术还是存在一定缺陷的，所以想要促使机电一体化发展趋势的实现，就需要最大程度的提升机械制造的生产效率，这样一来，在实际工作中就可以实现人工工作量的减少。机械制造设计业的生产结构也会因为机电一体化发展而更加的健全以及完善。其还可以从根本上保证产品的生产效率以及生产的质量，最后促使社会生产需求得到基础满足。
        3.3数字化
        中国的机械制造技术中，数字技术是重要的内容，网络技术、信息技术和智能技术的有效应用，实现了机械设计制造的自动化，并向智能化方向发展。系统运行中发挥各个技术的功能，其优势是显而易见的。比如，在机械设计制造中，传递信息传递的时候，发挥数字信息的作用，将信息转换为数字在网络上传递，到达终端之后，再转换为可识别的信息，整个的设计过程自动化操作，不仅设计制造生产效率提高了，而且保证了质量。数字技术的应用，使得机械设计制造更加多样化，用户的各种需求得到满足，产品的销量也得到提升，为企业创造更高的利润。所以，将自动化技术用于机械设计制造中，使其与时代同步，随着时代的发展，科技的进步，机械设计制造也呈现出快速发展的态势，系统不会存在滞后性，更符合工业实际。
        3.4模块化
        机械设计制造业在我国近些年的发展中取得了长足的进步，但是相较于发达国家而言，差距还是挺大的。一方面，我国技术经验不足，科技发展起步较晚，积累不足。另外一方面，我国技术标准不统一，技术规范不能达成一致，因此就导致企业生产之间会出现沟通不畅的情况，这种情况对机械生产的模块化极为不利。机械设备上往往的电源接口、伺服电机接口等，如果规范不统一，这样在机械的生产中大规模的生产开发就会受到限制，并且在用户使用上也会造成一定的障碍。机械设计制造模块化已经成为发展的趋势，行业之间应当统一标准，制定统一规范，在国内以及国际上，进行标准化模块产品规格的标准制定。唯有如此，才能更好地实现机械生产工业化，更大规模地进行机械生产，促进机械生产效率。
        3.5智能化
        现阶段的机械设计制造及其自动化不断的向智能化迈进，人为因素在其中的影响不断的弱化。这是随着科学技术的发展与进步，早就知道行业能够充分的利用科学技术的研究成果，建立完善的结构体系，优化生产流程，使其更加系统化规范化，进而提升机械自动化生产的效率。在工业生产中，利用先进的科学技术与电子信息技术开发出有针对性的电脑程序，再利用电脑程序将机械生产自动化紧密结合，利用智能控制，据说对机械生产进行有效控制，提升机械自动化的生产效率与质量。例如一种先进的计算机智能程序，可以使机械自动打螺丝。
        结束语：机械设计制造及其自动化打破了传统的机械制造的局限性，在实现产品生产效率提升、保障产品质量的基础上，更有利于对生态环境的保护，并节省大量的人力物力财力，有利于经济效益、社会效益以及生态效益的实现。现阶段，企业规模日益扩大，机械设计制造及其自动化用于企业的生产已成为当今时代发展需求，需结合先进的科学技术与信息技术，不断提升机械设计制造行业的自动化水平。
参考文献：
[1]刘荣光.机械设计制造及其自动化特点和优势及发展趋势探析[J].信息化建设，2016（6）：15.
[2]机械设计制造及其自动化的设计原则与发展趋势[J].王昊泓.现代商贸工业.2018（11）
[3]武永利.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.