龔振杰

（武昌工學(xué)院 湖北 武漢 430065）

機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)步有利于我國(guó)工業(yè)體系的完善和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，因而分析和研究機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是非常有意義的。我們只有在研發(fā)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，分析問題、探究并優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，才能使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化突破傳統(tǒng)技藝束縛，取得創(chuàng)新型成果，贏得更加廣闊的發(fā)展空間。最近幾年，在探究與實(shí)踐機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的過程中，我國(guó)取得了較大的科研進(jìn)步，但相較于世界上其他國(guó)家依然相形見絀。所以，我們必須堅(jiān)持中國(guó)特色社會(huì)主義基本原則，深入探究，使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化符合我國(guó)現(xiàn)代化生產(chǎn)發(fā)展的要求。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的本質(zhì)特征

相較于傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)，智能化特征及自動(dòng)化特點(diǎn)是尤為明顯的。雖然機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化中摻雜著多種技術(shù)，但這并不表示這些技術(shù)只是在數(shù)量上的簡(jiǎn)單相加，它是將多種技術(shù)進(jìn)行整合和統(tǒng)一，使各項(xiàng)技術(shù)趨于整體化，協(xié)調(diào)化，進(jìn)而賦予了機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化和智能化的優(yōu)勢(shì)。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造具有滿足其自身內(nèi)在需求的特點(diǎn)。每一個(gè)產(chǎn)品都有著他們各自的內(nèi)在要求，也就是設(shè)計(jì)制造者之所以要開發(fā)它的目的，而機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化可以使產(chǎn)品符合其相應(yīng)的內(nèi)在要求。經(jīng)過機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)工作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品對(duì)于輸入端制造出它所需要的輸出，從而滿足其功能上的要求。機(jī)械制造自動(dòng)化的含義是：符合概念、組成部件囊括機(jī)電一體化，還包含機(jī)電一體化產(chǎn)品，也是指通過某些手段使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、技工制造及產(chǎn)品發(fā)揮功效幾部分成一整體，而其中它的核心就是為了實(shí)現(xiàn)功能的內(nèi)在要求。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展方向

1.虛擬化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

在過去，世界各國(guó)的機(jī)械制造業(yè)都有著類似的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程，即首先應(yīng)做好最基本的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作，接著根據(jù)圖紙要求和細(xì)節(jié)開始制作并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，這樣才能完全結(jié)束產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作。顯而易見，這樣的工作流程需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，工作效率低下；而且在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，往往需要投入大量的人力物力資源，增加了資金投入，提高了經(jīng)濟(jì)成本。隨著我國(guó)信息水平和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中迅速普及，人們可以借助這些工具進(jìn)行大量的模擬操作程序，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)快速及時(shí)的數(shù)據(jù)連接或者傳輸，突破了時(shí)間和空間的限制，使分居兩地的兩個(gè)人暢通無(wú)阻的溝通、探討和合作，使交易交流更加便利快捷。所以，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)以虛擬化的特點(diǎn)向前發(fā)展是大勢(shì)所趨、它勢(shì)不可擋。

2.數(shù)字化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)字化是各項(xiàng)技術(shù)成果（制造技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、管理技術(shù)）相融合的產(chǎn)物，是先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展的根本動(dòng)力。對(duì)于制造者（企業(yè)）而言，諸如圖形、數(shù)據(jù)、技能等信息都在以數(shù)字為形式、網(wǎng)絡(luò)為載體流動(dòng)于企業(yè)當(dāng)中，它們借助數(shù)字化技術(shù)快捷便利的收集信息，在虛擬現(xiàn)實(shí)和多媒體等豐富多彩的支持下，分析、重組、排列和規(guī)劃各類產(chǎn)品信息，盡可能的仿真產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品功效、產(chǎn)品加工中制造過程或者實(shí)現(xiàn)原型的制造，以更好的姿態(tài)和更充分的準(zhǔn)備滿足市場(chǎng)需求，提高生產(chǎn)過程中的重組效率，適應(yīng)客戶多樣化的要求。對(duì)全世界的制造生產(chǎn)也而言，網(wǎng)絡(luò)是客戶和企業(yè)之間的溝通媒介，客戶根據(jù)自身需求通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布各類信息，企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)看到客戶需求，借助電子商務(wù)方式即時(shí)溝通，實(shí)現(xiàn)雙贏，二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在改變了傳統(tǒng)靜態(tài)且多環(huán)節(jié)交流方式的情況下，形成了動(dòng)態(tài)的聯(lián)盟，使雙方快速達(dá)成協(xié)議，縮短了設(shè)計(jì)生產(chǎn)的周期，制造出客戶所需要的產(chǎn)品。所以，數(shù)字化是機(jī)械制造業(yè)未來(lái)發(fā)展必不可免的趨向。

3.綠色化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

環(huán)保中一個(gè)重要的關(guān)鍵詞就是“綠色”，人類要想更快更好的發(fā)展就必須與自然界和睦相處。人與社會(huì)本就屬于自然，是自然中的一部分，部分始終無(wú)法脫離整體而獨(dú)立，更不能去與整體抗?fàn)幓蛘咂茐恼w。人類必須在與自然步調(diào)相一致的前提上生活生產(chǎn)，制造技術(shù)的自動(dòng)化也不能例外。一切產(chǎn)品都源自最初的構(gòu)想，制造業(yè)的制造就是從設(shè)計(jì)的初級(jí)階段、制造生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)、銷售產(chǎn)品到產(chǎn)品投入使用、產(chǎn)品維修、回收利用和再制造，其中每一個(gè)階段，每一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開環(huán)保這個(gè)主題。一個(gè)綠色的產(chǎn)品制造，在某種程度上還是一件件的藝術(shù)品，它可以密切融入客戶的生產(chǎn)生活，與他們的生活環(huán)境相適應(yīng)，給人們以精神上的陶冶和享受，在精神與物質(zhì)文明相互交融之際還充分的體現(xiàn)出了環(huán)境文明因素。企業(yè)在采納和應(yīng)用某一項(xiàng)新技術(shù)時(shí)應(yīng)堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，讓哲學(xué)的思想為行動(dòng)導(dǎo)航，認(rèn)識(shí)到：可能眼前的效益并非最大化，但與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益相加卻是最大值，將環(huán)保意識(shí)貫穿于設(shè)計(jì)開發(fā)的始終?？傊?，制造自動(dòng)化未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)必然少不了“綠色”這個(gè)主題元素。

4.智能化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

什么是智能化的制造系統(tǒng)呢？那是一種由智能的設(shè)備或者機(jī)器和人類專家所共同形成的人機(jī)相結(jié)合的智能系統(tǒng)，在產(chǎn)品生產(chǎn)和制造的過程中它可以進(jìn)行如數(shù)據(jù)分析、決斷、構(gòu)思和定論等的智能活動(dòng)。智能制造技術(shù)的目標(biāo)是通過人類與智能機(jī)器之間的共同協(xié)作共事，逐步延展、擴(kuò)大甚至部分取代人類專家在從事制造過程中的一些腦力勞動(dòng)，從而精減制造過程中的人力、物力、財(cái)力，使制造過程得以優(yōu)化。機(jī)械智能化技術(shù)集現(xiàn)代通信技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)和智能操控技術(shù)于一身，它是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化方面應(yīng)用的智能結(jié)合，伴隨著信息技術(shù)發(fā)展的不斷深入，它的技術(shù)含量越來(lái)越高、結(jié)構(gòu)程序也越來(lái)越復(fù)雜，智能化概念逐漸一步步的邁向人們生活和工作的每個(gè)領(lǐng)域、每個(gè)細(xì)節(jié)。比如智能住宅小區(qū)、智能醫(yī)院和智能建筑的出現(xiàn)，除此之外，還有我們一般所提及的智能化系統(tǒng)、智能化機(jī)械管理、操作系統(tǒng)和智能化建筑系統(tǒng)等。綜上所述，智能化是未來(lái)制造自動(dòng)化發(fā)展的的重要趨向。

5.模塊化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

模塊化是一項(xiàng)任務(wù)艱巨但卻十分重要的工程項(xiàng)目。由于機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品具有繁雜的生產(chǎn)企業(yè)和品種類別，而研發(fā)工作要求環(huán)境、動(dòng)力、電氣和機(jī)械接口的機(jī)械化產(chǎn)品單元都需嚴(yán)密監(jiān)控，這些都是非常關(guān)鍵且困難的事情。例如，研究開發(fā)并制造一個(gè)具有測(cè)距、辨識(shí)、圖像處理、視覺等功用的控制系統(tǒng)，結(jié)合電動(dòng)機(jī)、智能減速等形成一個(gè)整體的動(dòng)力單元，另外，還要一系列能夠做到典型操作的機(jī)械動(dòng)力設(shè)施。這樣一來(lái)，新產(chǎn)品的研發(fā)工作就可以在各種單元的標(biāo)準(zhǔn)之下實(shí)施并完成，生產(chǎn)的規(guī)模也會(huì)自然而然的擴(kuò)大。顯然，產(chǎn)品的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化具有很大的積極影響。另外，從機(jī)電設(shè)備和電氣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的角度看來(lái)，模塊化給產(chǎn)業(yè)所帶來(lái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是極大的，不論是對(duì)于一個(gè)加工標(biāo)準(zhǔn)化單元結(jié)構(gòu)的企業(yè)而言，還是對(duì)于生產(chǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化產(chǎn)品的企業(yè)來(lái)說，模塊化的發(fā)展趨勢(shì)都有著導(dǎo)向作用，可以為它們指明發(fā)展前路。這些都在告訴著我們，模塊化對(duì)機(jī)械自動(dòng)化企業(yè)的發(fā)展有著巨大的優(yōu)化和促進(jìn)作用。

6.網(wǎng)絡(luò)化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

從上世紀(jì)90年代開始，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就得到了迅速的成長(zhǎng)和發(fā)展。它不僅影響到了人們?nèi)粘Ｉ钪械姆椒矫婷?，還深入到了教育教學(xué)工作中、軍事戰(zhàn)爭(zhēng)中、政治、科技發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，相同點(diǎn)是，不同的領(lǐng)域都在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的滲透過程中取得了或多或少的發(fā)展成果。世界范圍內(nèi)，生產(chǎn)活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都在潛移默化中與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融為一體，企業(yè)之間小競(jìng)爭(zhēng)也逐漸演變?yōu)槭澜绶秶鷥?nèi)的國(guó)際性競(jìng)爭(zhēng)。如若一個(gè)企業(yè)研發(fā)并制造出了機(jī)械自動(dòng)化的新型科技產(chǎn)品，它有著穩(wěn)定而可靠的質(zhì)量保證，那么我們就可以確定的說：它一定可以迅速紅遍全球，走向世界。在網(wǎng)絡(luò)化的作用之下，以網(wǎng)絡(luò)為載體的一些遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及控制技術(shù)得到了很大程度上的發(fā)展和進(jìn)步，而機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品便是遠(yuǎn)程終端設(shè)施。局域網(wǎng)和場(chǎng)地總線技術(shù)推動(dòng)了信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用和全球性的普及，給用戶全新的技術(shù)體驗(yàn)和使用過程中的便捷愉悅感。無(wú)論如何，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)是可以確定的。

7.微型化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

微型化的興起源自上世紀(jì)80年代，機(jī)械自動(dòng)化明顯的有著向微型化發(fā)展的趨勢(shì)。微型化也可以被理解為為機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)或者微電子機(jī)械，具體說來(lái)，它是指尺寸小于1厘米的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品，在發(fā)展過程中，它在一天天的發(fā)展為微米和納米。機(jī)械自動(dòng)化之所以逐漸發(fā)展為微型化，是因?yàn)槲C(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品具備能耗低、體積小、靈活等特點(diǎn)，它不僅在軍事信息方面有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ以谏镝t(yī)療方面有著極大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。微機(jī)械技術(shù)是微機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的重中之重，通過精細(xì)化的加工技術(shù)（也就是超精密技術(shù)，即蝕刻技術(shù)和光刻技術(shù)）來(lái)完成微機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的加工過程，可以收獲非常好的產(chǎn)品效果。

8.機(jī)電一體化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化指的是機(jī)械設(shè)備與各類電子科技技術(shù)的有機(jī)合成物,其中電子科技技術(shù)可以是電工電子技術(shù)、信息機(jī)電一體化技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)和微電子技術(shù)等，它們結(jié)合在一起后再應(yīng)用到實(shí)際生活中的科學(xué)化應(yīng)用系統(tǒng)，毫無(wú)疑問，它是對(duì)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的延伸和拓展。之所以要深入研究機(jī)械電子學(xué)，主要是因?yàn)槲覀儽仨殞C(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)加以整合并充分利用，使機(jī)械運(yùn)行最流暢，最具優(yōu)勢(shì)。機(jī)械一體化將機(jī)械技術(shù)表現(xiàn)的淋漓盡致，不論是微電子技術(shù)還是信息技術(shù)都有著它們各自的時(shí)代科技魅力，它們?cè)跒闄C(jī)械產(chǎn)品的更新?lián)Q代加速。機(jī)械一體化的整個(gè)系統(tǒng)中通常包含機(jī)械的運(yùn)行主體、傳感設(shè)備、信息加工處理器和相關(guān)程序的執(zhí)行部件。一些較高級(jí)的系統(tǒng)中不僅含有這些基本的硬件，還相應(yīng)的配置了運(yùn)行軟件。最大程度發(fā)揮軟件功用可以完成一些硬件設(shè)備所無(wú)法完成的任務(wù)，強(qiáng)化機(jī)械系統(tǒng)柔性。通常我們較多見的機(jī)械一體化系統(tǒng)主要包括加工中心、工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床等，它可以應(yīng)用在單個(gè)的機(jī)器、一般生產(chǎn)系統(tǒng)或者技術(shù)改造方面，另外用于柔性制造、工廠自動(dòng)化和辦公家庭自動(dòng)化等方面都是非常便捷的。

三、結(jié)語(yǔ)

總之，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化有著深刻的發(fā)展內(nèi)涵和巨大的發(fā)展?jié)摿Γ诤芏喾矫娑加兄怀龅膬?yōu)勢(shì)，如性能較穩(wěn)定、質(zhì)量有保障和功能齊全等。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在科技高速發(fā)展的時(shí)代里不斷完善傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)，探索研究出更具優(yōu)勢(shì)的現(xiàn)代型機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)。同時(shí)，在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中不斷融入新技術(shù)因子，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化朝著多元的方向發(fā)展。設(shè)計(jì)人員要把握機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在未來(lái)的發(fā)展方向，在發(fā)展過程中不斷探索并引入新的技術(shù)，做一名先進(jìn)的工作者，新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的創(chuàng)造者，加快推動(dòng)機(jī)械技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，為它的發(fā)展開辟出更廣闊的發(fā)展空間！

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