浅谈机械设计制造及其自动化的特点与优势及发展趋势

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摘 要：机械设计制造行业历来在一个国家的传统制造业中占据重要地位，它不仅是一个国家工业化程度的重要标志，而且为整个国民经济的发展提供了技术装备，推动了国家经济的发展和社会生产力的进步。本文将对机械设计制造及其自动化的特点、优势与发展趋势进行研究，了解机械设计制造行业的相关知识和探寻自动化在该行业的发展趋势。
关键词：机械设计制造自动化 特点 发展趋势
一、研究背景
加快工业的发展一直是提高国民经济水平的重要手段，机械设计制造业的各项经济指标在一国工业的发展中占有较大比重。想要在国际市场上激烈竞争中占据绝对优势，就必须将高新技术与传统机械设计制造行业紧密结合起来，而自动化技术在机械设计制造中的应用有何优势，这些优势对未来机械设计制造行业的发展趋势有何导向，本文将展开分析。
二、研究目的
1.了解机械设计制造行业的相关知识
2.了解机械设计制造自动化的特点及其优势
3.探寻自动化在机械设计制造行业的发展趋势
三、研究方法
文献收集方法、信息研究方法
四、研究结果与分析
1.我国机械设计制造行业的历史发展
珍妮纺织机的发明，不仅是英国工业革命的标志，也拉开了世界工业革命的巨幕。在工业革命推动下世界各地工业生产飞速发展，机械设计制造行业首当其冲。然而，由于旧时的中国受封建社会自给自足小农经济的影响，没有赶上世界工业革命的浪潮。导致我国机械设计制造行业的发展萌芽于列强发动的侵略战争——鸦片战争。但在当时中国被列强瓜分的背景下，我国机械设计制造业规模十分小，而且所用的都是从国外高价买来的简陋设备，再加上当时生产力水平达不到标准，在机械设计制造行业内，能涉及的只有机械装配、修理和零件制造加工业。由于没有自己的独立知识产权，逐渐沦为西方列强的机械装配加工工厂。直到新中国成立以后，国家开始大力发展工业，我国机械设计制造行业终于迎来了高速发展的时代，短短几十年过去，就逐步成为了国民经济的支柱产业。尤其是到了改革开放后期，随着国家对自主知识产权的重视，我国机械设计制造行业也在不断创新与改进，在高速发展的同时努力搞科研，逐步由机械生产大国向机械生产强国挺进。现如今，我国已经形成了较为完备的机械设计制造产业链，机械设计制造自动化技术的发展也日趋完善，并且在国际市场上已经具有较强竞争力。《2018年全球工程机械设计制造商50强排行榜》（Yellow Table 2018）统计数据显示挖掘机行业、混凝土机械、路面机械等各种动力机械、起重运输机械以及冶金矿山机械等主要领域都迎来了大幅增长，尤其是挖掘机的销售业绩更是创造了翻番的奇迹。[1]足以见证我国机械设计制造产业在当今世界竞争中已经获得显著成绩。
2.机械设计制造自动化的特点
机械设计实际上是一个模型的综合和分析的过程，它不仅包括大量的计算、分析、绘图等数值计算型工作;还包括拟定初始方案，选择最优方案，制定合理结构等方案设计工作。[2]随着科技的不断进步，机械设计制造行业身为传统工业的基础行业之一也经历了各种革新，在部分核心领域都增加了高新技术的运用，尤其是机械设计制造自动化技术的融入提高了整个机械设计制造行业的技术水平和发展速度。
（1）全球性
机械设计制造自动化具有全球性。当今世界经济活动已经超越国界，全球化的发展鼓动着全人类共同进步。在全球化的发展模式下，各行业的竞争激烈程度也越来越强。机械设计制造行业也在全球化的影响下面临巨大的机遇和挑战。在全球激烈竞争的环境下，我国的机械设计制造自动化技术的发展离不开与国外拥有先进生产技术的企业的交流与合作。努力提高自身核心技术，增强自身竞争力，实现资源的最优配置最终推动整个机械设计制造行业的发展。且由于机械设计制造自动化技术所具有的强大复合功能，更能适应现代工业的发展，适用的范围宽广，各种跨领域跨地区的交流使得当代世界经济也越发联系紧密。
（2）安全性
运用自动化技术的机械生产模式比传统的生产模式具有更高的安全性。传统的生产模式中，大量的人工劳动力聚集在工厂，即使是经验丰富和技术纯熟的员工也会存在不可控的操作失误且由于生产环节较多，出错的环节也就会越多，一旦发生事故就会造成人员伤亡。但机械设计制造自动化技术通过与计算机技术的紧密结合，可以在生产链中设定自动报警程序，一旦发生危险，可自动停止运行并启动防护程序，从而将生产危险控制在较小范围，最大程度保障整个生产环节的安全减少人员伤亡和企业的额外损失。
（3）高效性
与传统机械设计制造模式相对比，当今的机械设计制造以及自动化有着传统模式无法相比的优越以及先进性，因此更匹配于现代化机械生产生活的实际需要。传统的机械设计制造行业主要是人工操作进行产品的生产和加工，由于受到员工自身经验技术和精力效率的限制，往往不能保證在低失误率的前提下的产品合格率。而机械设计制造自动化技术只需要少量的人工操作，大部分工作由计算机代替人工完成。由于计算机本身的工作特性，不仅可以大大减少传统生产模式中人工作操作带来的失误，控制产品制造的精确度;并且由于该技术下可以通过更新程序等方式满足机械设计制造的多元化需求，可以在保证产品质量的基础上最大限度的提高产品生产效率，降低了传统模式产品发生改变就需要更换整套设备的生产成本，提高了机械设计制造企业的效益。
2.机械设计制造自动化技术的发展趋势
（1）智能化发展
在机械设计制造自动化技术日渐成熟的今天，已经完全达到了半自动化生产的要求，但随着科技的不断进步，人工智能的深入研发，必将引领新的全自动化生产潮流。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。[3]该领域的专家系统可以将特定领域的特定难题用专家级水平去解决。将这种智能系统运用于机械设计制造行业代表着可以将所有机械设计生产的环节通过具有专家水平的人工智能代替人工劳动力。由于人工智能身体不会疲劳精力不会下降，代表着各个生产环节的运行始终可以维持最佳状态保证机械产品的生产效率与质量，实现生产的完全自动化。
（2）环保化发展
改革开放四十年来，我国工业的发展速度居世界领先地位，机械设计制造行业的综合能力也在不断增强。但在高速发展期间不断消耗各种资源、能源的同时，对我国环境造成的污染也日趋严重。国家一直倡导可持续发展的理念，保护环境是可持续发展的重要要求，在今后的机械设计自动化技术的发展道路上，环境保护问题必当成为重要研究課题。我们应该把机械自动化技术和环境保护紧密相连，将机器产生过程中产生的废弃材料和污染物应该自动投放到相关环保机器中，从而实现污染物的处理和废弃物的再利用生产。
（3）微型化发展
机械设计产业中我们经常面临如下问题：即使生产小到几毫米的机械零件通常也需要占地面积十分庞大的机器，有些零件生产线更是长达几十米。不仅机床的运输维修存在很大难度，并且十分浪费空间资源。因此，针对于未来的机械设计制造及其自动化的发展可以向微型化发展，通过微型自动化系统实现产品的制造及生产，既方便运输也便于储存和维修。[4]目前微型机械生产中最常应用到的是纳米技术。纳米技术就是指在0.1～100纳米尺度范围内，研究电子、原子和分子内在规律和特征，并用于制造各种物质的综合性科学技术。相信随着纳米技术和机械世纪制造自动化的融合发展，必将有效改变目前的额产业结构，减少资源的占用，提高效益降低成本实现资源消耗率的零增长。
五、收获和体会
通过这次关于对机械设计制造及其自动化特点、优势与发展趋势的分析与研究，我在对中国机械设计制造行业发展情况进行查找资料信息和分析相关资料的过程中，对中国机械设计制造行业的现状和自动化进程有了一定的了解。这个过程不仅让我学到了很多知识，并且让我对我国未来机械设计制造行业的发展充满信心！
我意识到这种科学探究的学习，不仅是增加知识储备的一种方法，也是培养自己分析能力的良好途径，总之，让我收获颇多。
参考文献
[1]周玲玲.一带一路新形势下中国机械设计制造业出海企业如何垂直化掌控海外客服与售后.慧聪机械网http：//info.machine.hc360.com/2018/12/131240741553.shtml.2018-12-13.
[2]邹连敏.浅析机械设计制造及其自动化的特点、优势和发展[J].民营科技道，2018（09）.
[3]尹朝庆.人工智能与专家系统[M].北京：中国水电水利出版社.2009-04.
[4]王佳音.浅谈机械设计制造及其自动化的特点与优势及发展趋势[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术.2016（12）.