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机械设计制造及其自动化的应用研究

  一、机械设计制造自动化的理论基础
  随着生产力水平的不断发展,机械设计制造的自动化水平已经达到了一个比较高的程度。然而,目前人们已经不再满足于机械部分的简单重复的劳动。随着信息时代的来临和信息技术的飞速发展,自动化的技术水平已经远远超出了上述简单重复的劳动。转向智能化的发展趋势,可以通过运算控制系统根据环境的变化而改变工作方式,甚至在出现故障时能够进行自我诊断与维护。而机械设计制造领域的自动化,最早滥觞于上世纪中叶,是随着计算机科学的发展而诞生的。半个世纪以来,通过工程师和技术人员不断的研发,机械设计制造的自动化才发展到了今天智能化的阶段。由简单至复杂,由局部至整体,逐渐在机械生产中占据了更为重要的地位。
  二、机械设计制造及其自动化的应用现状
  我国的机械设计制造及其自动化,可以说是围绕着新中国工业的发展同时起步的。通过几个时期的努力,目前已经能够达到国际先进的水平。但是相较于其他起步早,发展快的发达国家,仍然存在着较大的差距。但是进入新世纪以来,尤其是近十年以来,我国的机械制造及其自动化取得了无比辉煌的成就。这和我国在建国以来打下的坚实的工业基础是分不开的。我国目前拥有着一批在世界上都能取得领先地位的工业设计制造企业,以其低廉的成本、极高的效率和广泛的生产范围在全世界已经追平甚至超过了许多发达国家的老牌企业。但是现在仍然存在产业结构不合理、产能过剩等问题;同时,一些规模较小的厂家,依然存在各种“土方法”、“笨方法”,机械设计制造的自动化水平较低。一些企业存在“反智主义”倾向。举例说明:某厂家为了检出流水线上空的包装盒,采用风扇鼓风吹走空盒的方法并取得了领导的赞扬,但是这种做法是与生产力发展的思想相违背的,想要真正解决问题,就必须真正重视科学技术的应用,提升机械设计自动化的水平。但是我们相信,在党中央的领导下,我国的机械设计制造以及工业水平必将跨上一个新台阶。
  三、机械设计制造及其自动化的应用研究
  在机械设计制造及其自动化领域,我国目前依然需要学习西方发达国家的自动化经验,真正做到和国际接轨。以统一的标准与统一的产品质量将我国的机械设计制造及其自动化水平提升到全球化的水平。其主要的原则应当包含以下几点:
  1.满足对机器的功能要求
  任何机器,都必须拥有工业的三大要素,即物质、能量与信息的输入与输出。因此,对于机械设计制造的自动化也必须满足上述三大要素。通过所设计系统的主功能,对上述三大要素进行变换、传递和存储。但是,无论机械的自动化程度多么高,也必须不能摆脱人的控制。
  2.利用先进技术不断创新
  根据机械系统的功能,可以简要分为以下几类:首先是加工机,它是以物料搬运、加工为目的。通过物质、能量与信息的输入,对其进行加工的一类机械,如机床、熔炉、各种起重机或交通工具等。是较为常用的一类机械;其次是动力机,也就是输出能量的系统,例如火力发电机、内燃机等。其三是信息机,以信息的处理为主要输出。例如计算机、各种仪表以及传感器等。在目前机械设计制造自动化的发展趋势中,上述三种机械的界限逐渐模糊。例如通过信息机对工作环境的嗅探,形成电信号进行信息化处理,再控制其他部件进行工作生产。具有较大的创新空间。
  四、机械设计制造及其自动化的发展趋势
  机械设计制造及其自动化为人们的生产生活带来了巨大的便利,因此形成了一种正反馈机制。在未来,机械设计制造中的自动化水平将会更高。其主要趋势主要有以下几点:首先是更加多元化。上文已经阐述,机械设计制造及其自动化已经逐渐模糊了机械领域之间的鸿沟,因此其发展也必将融合多项技术,从而更为多元化。同时,上述的正反馈机制也会促进这种多元化趋势的发展。其次是更加集成化。目前,机械加工的设计、生产、制造和管理是分别运行的。然而随着机械设计制造自动化的发展,工厂需要的人力会逐渐减少,因此上述分工也必将逐渐模糊。目前迅速发展的人工智能技术不仅可以实现生产的自动化,也可以实现设计、管理的自动化,大大提升了工厂的生产效率。其三是更加节能化。由于工人能够手动操作的误差必然会比自动化控制生产的误差更大,同时,自动化的运算与控制会尽量最优化生产,减少原材料与能源的浪费,也可以使生产中产生的各项废物循环使用或者集中处理。就达到了能源与材料的集约化与节能化目标。大大提升了节能减排的空间。
  五、总结
  目前看来,现代机械产业的自动化在设计和制造上具有多功能、高质量、高可靠性和低能耗的意义。因此,机械设计制造的自动化引用,是大势所趋。而目前,机械设计制造的自动化所面临的发展瓶颈主要有传感检测技术、信息传递与处理、接口技术、精密机械技术以及系统论等问题。因此,要真正达到机械设计制造的自动化,还有很长的一段路要走。所以,广大的一线机械设计人员应当清楚地认识到这一现状,应当主动向机械自动化设计与制造的方向靠拢,这才是符合科学技术发展大方向大潮流的出路。作为一个合格的设计人员,还应当清楚地认识到,在机械设计制造及其自动化的过程中,不可以一味地依赖国外的技术,应当结合我国机械设计制造的发展现状,走自主研发、自主设计、自主创造的路线,这才是我国机械设计制造真正达到世界一流水平的标识。

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