机械设计制造及自动化应用程序探索

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摘要：机械设计制造及其自动化是一项科技含量较高的技术，主要应用于生产制造行业中，极大的促进了该行业的进步和发展。为了加快该技术的研究进程，我国投入了大量的人力物力，现已取得了可喜的成果。本文将论述机械设计制造及其自动化的具体应用，并针对我国自动化技术的应用现状提出其未来发展趋势，希望能够使自动化技术的应用更加多元化、节能化。

关键词：机械设计制造；自动化技术；应用现状；发展前景

机械设计制造及其自动化技术的产生与发展取代了原有的手工作业，使得生产效率和产品质量有了大幅度的提高，同时也创造了良好的工作环境，节约了各类资源和劳动力。我国虽然十分重视机械设计制造及其自动化技术的研究，但是在实际的应用中仍然存在一些问题，严重制约了其发展和创新。因此，我国急需完善提高现有的自动化技术，使我国的机械设计制造及其自动化技术早日达到世界领先水平。

一、机械设计制造及其自动化的应用

1.自动化的信息流

机械设计制造及其自动化技术开创了全自动的生产模式，只需在计算机上设计生产程序，就会实现对机器的完全控制。自动化的信息流是该技术的主要应用，包括计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助工艺设计以及产品数据管理系统等，计算机能够精准高效的对各类数据进行计算，设计最佳的产品结构和生产模式，使整个生产过程标准化、精密化。

2.自动化的物流供输系统

自动化生产离不开原料的自动化供给和传输，而自动化的物流供需系统就是将原料和半成品自动运输至各个生产机械，使当前生产机械加工后的半成品自动进入下一个机械继续加工流程，直到成品完成为止。自动化物流供需系统将各个机械连接成一个整体，加强了生产制造的连贯性。一般来说，自动化的物流供输系统包括单机自动装置、自动输送系统等设备。

3.自动化的加工系统

自动化的加工系统是整个生产制造的核心，使用自动化技术取代传统的手工作业，降低了主观因素带来的各类风险。控制系统会对生产机械下达各类操作指令，并监督其执行情况，当原材料不足或机械发生故障时还能够及时发出预警，确保生产的连续性。使用自动化的加工系统只需要投入少量的资金，就会得到丰厚的回报，而且生产机械可以连续不断的进行生产，有效保障了生产任务的按时完成。

4.自动化的装配系统

自动化的装配系统是将各种几何形状的零配件按照一定的技术要求，通过搬运、组合、调试、检验等步骤，组合成为成品的工艺过程。装配是保证机械产品质量的重要环节，自动化的装配系统取代了以往依靠工人的复杂操作和技巧进行的装配工作，提高了产品的生产效率和生产质量，使产品更加细致、精密，是机械自动化技术的一个重要应用。

5.自动化的检测过程

随着现代科学技术的不断发展，各种新型材料、刀具和复杂的加工设备不断的被应用到机械制造的过程中，使产品的检测工作难度显著提高，以往依靠人工进行检测的方法已经不能满足发展的要求。所以，自动化的检测过程被引入到机械制造中。包括基于时序、电流信号、人工神经网络对刀具磨损状态的识别，多专家系统的智能设备诊断技术等。

二、机械设计制造及其自动化的应用现状

1.自动化技术水平较为落后

我国在机械设计制造及其自动化技术的研究领域起步较晚，起点低，虽然发展势头十分迅猛，但是在工艺技术上距离世界领先水平仍然存在一定的距离。如今国际上已经可以将自动化技术与新兴的科技含量较高的纳米技术、激光技术联合起来使用，生产制造的产品在质量和工艺上有了非常大的突破，而我国还停留在单一的自动化技术研究中，导致生产制造的产品缺乏竞争力。

2.自动化技术的应用范围有限

由于对机械制造及其自动化技术的认识有限，很多研究仅处于理论阶段，没有应用到实际的生产中，这些技术因缺乏实践的验证而无法发现其中的缺陷和弊端，也不能得到改善和提高。有些工厂在生产过程中虽然采用了自动化技术，但是这些技术往往是不成熟的，使得所造产品质量差，成本高，材料存在很大的损耗和浪费，所以他们纷纷放弃了对自动化技术的使用。长此以往，自动化技术的应用范围被限制在很小的区域，大大延缓了自动化技术的发展进程。

3.缺乏自动化技术人才

我国生产制造业的自动化技术普及率低，很多学生在选择专业时往往偏向于IT、管理等福利待遇好，行业发展稳定的专业，却忽视了自动化技术巨大的发展潜力，导致自动化技术人才凋零。随着人们对自动化技术的重视逐渐提高，越来越多的学生选择了自动化专业，但是他们在毕业后还需要到工作岗位进行实践训练，才能掌握自动化技术的核心，而现有的工作人员年龄普遍偏大，对新技术新思想的接受程度较差，所以培养出真正的能够独当一面的自动化技术人才需要大量的时间，造成了目前我国自动化技术人才不足的尴尬局面。

4.自动化技术对环境的影响

众所周知，自动化技术的生产效率很高，在生产过程中会连续不断的耗费原材料和各类资源，同时产生大量的废气废水废渣，对环境造成极大的污染和破坏。有些工厂为了自身的经济效益没有采取环保措施，将工业生产的废弃物直接排放到自然界中，不仅会增加空气、水和土地中的有害物质，还会杀死周围的动植物，破坏地球的生态平衡。这种只知生产，不知保护的行为在当今社会已经屡见不鲜，所以研究绿色可持续发展的自动化技术已经迫在眉睫。

三、机械设计制造及其自动化的发展趋势

1.发展符合我国国情的自动化技术

机械设计制造及其自动化是一项需要不断发展和完善的技术，该技术的提高需要耗费大量的时间和精力，我们应以高度的细心、耐心、责任心将研发先进的自动化技术作为自己的使命和任务，通过学习和借鉴国外先进的自动化理论，在其基础上进行核心技术的研究，从而提高自动化技术的科技含量，争取早日创造出符合我国国情的自动化技术。除此之外，自动化技术还应满足市场发展需要，与计算机技术共同提高。因为实施自动化生产需要通过计算机控制，所以在发展自动化技术的同时也应该增加对计算机技术的投入，研发实用性更强，性能更好的计算机硬件和软件，并将计算机技术和自动化技术配合使用，以增加对生产机械的控制，使所生产的产品与设计的模型达到完全的一致。

2.发展高效率、低成本的自动化技术

以我国现阶段发展情况来看，发展高技术、低成本的自动化技术具有很大的可行性，我国的机械自动化已经逐渐转向虚拟化与网络化发展。随着我国计算机与网络技术的普及，给机械制造企业的生产经营带来了更多机会，受到全球经济一体化的影响，原材料的获取渠道更加广泛，产品也可以远销海外，再不用担心货源不足或者产品滞销等情况的发生。而且企业可以通过相互之间的交流，吸收更多的生产经验和方法，有助于确保制造工艺的优良，并缩短投资成本与生命周期，可更好地实现车间生产规划、供应链与物流、组织管理等建模与仿真，促进企业之间的竞争与合作。

3.加强对机械自动化技术人才的培养

发展自动化技术的当务之急是重视对自动化人才的培养和吸收，使自动化技术在生产中能够充分发挥作用。为此，应提高技术人员的福利待遇，并设计良好的晋升机制，激发人才对该专业的兴趣，从而主动加入到自动化技术的学习中。同时应经常组织对在职技术人员的培训工作，根据其现有的知识体系制定科学高效的培训计划，分层次的展开培训。对于年长的技术人员，虽然他们的实践经验丰富，但是理论知识不足，应加大理论知识的灌输；对于年轻的技术人员，尽管他们有系统的理论知识，可是缺乏工作经验，要多加强实践训练。此外，还应创造和谐的工作环境，加强技术人员之间的沟通和交流，使他们互相学习，共同进步，以早日打造自动化技术过硬的高素质人才队伍。

4.机械自动化技术的绿色发展

随着人们生活水平的提高，对环境的重视程度也与日俱增，尤其是对于造成环境污染最为严重的生产制造业来说，应该立即采取一系列的环保措施来修复千疮百孔的生态环境。企业可以采用新的自动化生产技术，购买先进的环保设备，或者加强材料的回收再利用。例如将工厂设立在远离城镇和水源的地方，采用环保原料进行生产，生产中产生的废气废水经过处理后再排放，将可再利用的废渣回收制成燃料和建筑材料等等。企业还可以与其他行业合作，建立产品生产制造—回收处理—二次利用的一条龙产业链条，真正将自动化技术与环境保护连接到一起，彻底解决环境污染问题。这种发展模式不但会促进行业的飞速发展，还能带来更多的经济利益和社会效益。

四、小结

目前我们正处于信息化和自动化的时代，这是提高我国自动化技术的重要契机，也是创新科技的一次伟大革命。我们要积极借鉴国外先进的机械设计制造及其自动化理论，发展符合我国国情的核心技术，并加强对自动化技术的推广，将其应用到各个生产制造行业，以提高产品的科技含量和实用价值。此外，我们还应做好环保工作，提高原材料的利用率，减少工业废弃物的排放，争取早日实现绿色可持续发展的自动化生产。

作者:余童童 单位:西京学院

参考文献：

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[2]段娟.机械自动化技术应用与发展前景探索[J].中国新技术新产品，2011(22).

[3]赵祥健.对我国机械设计制造和自动化发展研究的探索[J].科学中国人，2015(29).