楊近松（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所,長(zhǎng)春 130033）

機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化發(fā)展方向的思考

楊近松
（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所,長(zhǎng)春 130033）

眾所周知，機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)備得以生產(chǎn)、組裝的第一步。機(jī)械設(shè)計(jì)水準(zhǔn)的高低將直接影響到后續(xù)的產(chǎn)品質(zhì)量、成本、性能、研發(fā)周期和研發(fā)投入等。隨著科技水平的不斷提升，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，不但有利于降低成本，還具備傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)模式不具有的其他優(yōu)點(diǎn)。本文在闡述機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，根據(jù)自身工作經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化發(fā)展方向提出一些建議。

自動(dòng)化；機(jī)械設(shè)計(jì)；傳統(tǒng)機(jī)械制造

0 引言

機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化是以機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)為載體，多學(xué)科、多領(lǐng)域相互融合的產(chǎn)物。機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的出現(xiàn)改變了以往機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式，從手工設(shè)計(jì)階段轉(zhuǎn)向了自動(dòng)化設(shè)計(jì)階段。機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化不是簡(jiǎn)單的技術(shù)及零配件組合自動(dòng)化，而是產(chǎn)品的技術(shù)要素、結(jié)構(gòu)要素、功能要素都發(fā)生了巨大改變，它是一種新興的綜合化技術(shù)手段。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化概述

1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的含義

機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化，應(yīng)分為設(shè)計(jì)和自動(dòng)化兩個(gè)方面。機(jī)械設(shè)計(jì)是依據(jù)各種機(jī)械加工設(shè)備的構(gòu)造、工作原理、運(yùn)行方法、力和能量的傳遞、不同零件的組成材料、形狀尺寸和潤(rùn)滑方法等進(jìn)行思路構(gòu)建、分析和計(jì)算，并將這些結(jié)果轉(zhuǎn)化為人為進(jìn)行制造的具體的工作過程。機(jī)械設(shè)計(jì)作為機(jī)械產(chǎn)品加工生產(chǎn)的重要步驟，在工程設(shè)計(jì)中占據(jù)有重要地位。機(jī)械設(shè)計(jì)水平的高低不僅能代表科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平，而且還能決定轉(zhuǎn)化為實(shí)際的經(jīng)濟(jì)成果。機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，其裝備制造業(yè)發(fā)展水平也相對(duì)較高。自動(dòng)化技術(shù)是指能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過程的自動(dòng)運(yùn)行，自主調(diào)控。

1.2 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用特征和原則。

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是以控制理論作為理論基礎(chǔ)，將生產(chǎn)的工序和人工的指導(dǎo)作用進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)過程的自動(dòng)化。具體而言，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的特征和原則包含以下幾個(gè)方面：

（1）加大創(chuàng)新。隨著科技水平的不斷提升，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方式在適應(yīng)當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作量大、誤差率小的要求下已經(jīng)出現(xiàn)明顯的弊端。當(dāng)前，智能化、自動(dòng)化、規(guī)?；钦麄€(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新要求，只有不斷創(chuàng)新，提高設(shè)計(jì)水平，才能滿足日益增長(zhǎng)的新要求和新挑戰(zhàn)；（2）利用各領(lǐng)域先進(jìn)成果。機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化是多學(xué)科、多領(lǐng)域相關(guān)綜合下的產(chǎn)物，要想獲得新的突破和新的科技攻關(guān)，必須保持高度的相關(guān)學(xué)科前瞻性，將最新技術(shù)和理念融入到機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化當(dāng)中，如加強(qiáng)對(duì)電子學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、機(jī)械力學(xué)等學(xué)科新技術(shù)新發(fā)現(xiàn)的引入；（3）提高管理水平。機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)相比，所要求的管理水平有較大提升。以往的管理經(jīng)驗(yàn)不再適用于當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化的要求，這就需要研發(fā)人員不斷提升自身管理水平，運(yùn)用現(xiàn)代化管理模式和手段服務(wù)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化。同時(shí)，技術(shù)人員也要不斷提升自身技術(shù)水平和專業(yè)知識(shí)，與當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)保持一致，只有這樣才能順應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展要求。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的發(fā)展方向

經(jīng)歷了從無(wú)到有，從模仿國(guó)外到自主研發(fā)，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化取得了驕人的成績(jī)，這極大彌補(bǔ)了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的空白。但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的發(fā)展還存在一定的差距，通過研究分析，筆者認(rèn)為應(yīng)從以下幾點(diǎn)著手，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的前進(jìn)。

2.1 機(jī)電一體化

機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化只是機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的一個(gè)重要組成部分，而機(jī)電一體化包含了機(jī)械、電子信息處理、動(dòng)力、傳感檢測(cè)、執(zhí)行元件五大模塊，只有朝機(jī)電一體化方向發(fā)展，才可以具有更加廣闊的市場(chǎng)空間。

2.2 智能化

自動(dòng)化技術(shù)的基本要求之一就是智能化。所謂的智能化，是指在控制理論的基礎(chǔ)上，利用人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和運(yùn)籌學(xué)等新思維、新措施，模擬人類的智能，使之具有邏輯判斷、推理、自主決策的能力，以達(dá)到更高的控制目標(biāo)。智能化的實(shí)現(xiàn)可以擺脫人力腦力勞動(dòng)，大大降低工作強(qiáng)度及錯(cuò)誤率。

2.3 模塊化

由于機(jī)械設(shè)計(jì)的復(fù)雜和多樣，模塊化設(shè)計(jì)在整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化方面發(fā)揮著重要作用。通過建立模塊化標(biāo)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)過程中多部件同時(shí)適用于同一模塊的效果。這不僅可以縮短機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)間，而且可以大大降低設(shè)計(jì)成本，便于后期零配件的更替和維護(hù)。通過模塊化設(shè)計(jì)，機(jī)械制造企業(yè)可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 網(wǎng)絡(luò)化

如今，網(wǎng)絡(luò)的使用在各行各業(yè)已非常普遍，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用，我們可以隨時(shí)控制和操作機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化產(chǎn)品。以家庭為例，現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了以手機(jī)為載體，通過遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)家用電器的智能化操作，通過遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)汽車的啟停，這些都是利用現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)化，在為人們提供便利的同時(shí)，企業(yè)本身也獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 微型化

微型化設(shè)計(jì)是要求機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品在便攜性、體積、能耗、性能等方面做到統(tǒng)籌兼顧，不但要求體積小，能耗低，還需要兼?zhèn)涓咝阅艿奶卣鳌Ｎ⑿突O(shè)計(jì)在醫(yī)學(xué)、軍事、電子等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

2.6 綠色化

工業(yè)水平的不斷提升在改善了人們生活水平的同時(shí)，也對(duì)環(huán)境造成了一定的影響。工業(yè)經(jīng)濟(jì)想要走可持續(xù)發(fā)展道路，必須要堅(jiān)持綠色化發(fā)展方向。在機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化快速發(fā)展的今天，只有不斷降低對(duì)環(huán)境的污染，與環(huán)境和諧共生，才能持久長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展下去。

3 結(jié)語(yǔ)

本文從機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化相關(guān)理論著手，結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，認(rèn)為機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化發(fā)展應(yīng)遵循機(jī)電一體化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色化的發(fā)展理念，只有這樣才能在競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境中獲得長(zhǎng)久發(fā)展。

[1]王宇杰.淺談機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向[J].中國(guó)科技縱橫,2013(17):3-4.

[2]曹宇.以創(chuàng)新技能為導(dǎo)向的機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化主干專業(yè)課程實(shí)踐[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012(14):45-46.

楊近松（1969-），男，吉林人，碩士，副研究員，研究方向：機(jī)電一體化設(shè)計(jì)。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.251