浅谈机械设计制造发展趋势

　　摘要：本文通过当前机械制造及其自动化技术的特点、机械设计制造技术、现代机械设计制造工艺的现状以及机械设计制造及其自动化的发展趋势对机械设计制造发展趋势进行简要分析。

　　关键词：机械；设计；制造；发展趋势

　　中图分类号：F407文献标识码：A

　　一、当前机械制造及其自动化技术的特点

　　当前我国机械制造及其自动化技术的亮点在于智能化与自动化，这是其区别于传统机械设计的最大不同。很多人将机械自动化单纯地理解为多种先进技术的简单叠加，但事实并不是如此。机械自动化是将所有的先进技术与理论经验有机结合在一起的、体现其整体统一性的智能化技术。随着科技时代的到来，机械制造及其自动化技术由于其效率高、精度高、升级快等特点，已经逐渐登上历史的舞台，被机械行业所重视，日益成为了机械制造主要技术的重要组成部分。

　　二、机械设计制造技术

　　机械工程中机械设计与制造技术是十分重要的内容，是其机械性能的最重要决定因素。随着信息技术的发展，新的机械设计制造方法不断出现，诸如基于数学规划理论与计算机程序而建立，利用数值计算优化设计方案，使期望指标实现最优化的方法；利用结构离散化，采用有限个相互连接并进行分析的单元节点，依据变形协调条件对有限元进行综合求解的设计方法；在规定条件及时间内，规定功能可完成的可靠设计方法；利用虚拟现实与仿真技术，对产品设计、制造等全过程进行模拟，并预测评估技术数据与性能指标的虚拟制造技术；采用目前主流智能制造、绿色制造、纳米制造、个性制造等技术，随着新的设计制造技术的广泛研究应用，将会对世界经济发展起到重要促进作用。

　　三、现代机械设计制造工艺的现状

　　1、柔性制造技术迅速发展

　　柔性制造技术及其广泛应用使得相关设备可以通过自动化物流系统进行连接，并表现出了变批量生产的明显特点。通过实际应用发现柔性制造技术能够结合生产要素的特征，对工艺生产过程中的相关数控加工设备进行合理选取，以实现批量生产的目的。此外在机械制造过程中应用柔性制造技术，可以实现生产管理和加工制造这两个方面工作的同时进行，极大提高生产效益。

　　2、虚拟制造技术的应用

　　虚拟制造技术是指以虚拟技术和仿真技术为基础，对于机械设计制造过程中的要素进行建模，通过现代计算机工程技术，完成对机械产品的仿真与模拟设计制造操作。虚拟制造技术的应用可以使相关生产要素进行合理配置，以达到控制生产成本，提高企业效益的目的。此外，虚拟制造技术是实现机械制造敏捷性的主要途径，有助于打破传统机械设计制造模式，实现机械产品的成本、精度、风险和性能之间的均衡化。

　　3、敏捷技术的大量应用

　　机械设计制造领域的敏捷技术是指以精神、结构以及管理创新为基础的全新机械设计制造技术。敏捷技术的应用，使生产企业对市场变动情况能够作出实时响应。从企业的实际应用情况来看，敏捷性机械设计制造技术的应用，不仅提高了机械产品的生产速度，同时降低了生产成本，此外，还可以有效防止企业出现过多库存。

　　四、机械设计制造及其自动化的发展趋势

　　1、虚拟化

　　通常情况下，机械制造企业要想获得一个新产品的最终设计图纸，必须通过设计、筛选、整合、试验等多道工序，不仅费时费力，还不利于企业实现资金的优化合理配置，阻碍了企业的进一步发展。随着信息时代的到来，计算机技术为人们的工作与生活提供了极大的便利，将计算机技术用于机械制造及其自动化技术中，能通过计算机模拟试验设计方案的可行性，简化了试验环节，节省了机械设计时间、减少了人力劳动量、提升了机械设计效率，为企业获取最大的经济效益奠定了基础。除此之外，网络的普及也为机械制造及其自动化技术的发展做好了铺垫，技术工作人员能通过网络无线传导数据资料，大大节省了设计耗时，帮助设计双方无障碍地沟通合作，为进一步完善设计方案提供了帮助。

　　2、人机一体智能化

　　智能化是机械制造及其自动化技术未来重要的发展方向。技术人员要构建出一个方便操作的人机一体化智能系统，以实现先进的智能机器与制造领域专家有机结合的人机智能制造技术。该系统不仅能用于简单的人工劳动，如筛选、分析、归纳、整理原始数据资料等，还能取代较为高级的人力脑力劳动，如构思、拟定、决策设计方案等，大大节省了技术人员的工作量，利于企业实现人力、物力、财力资源的优化配置，为机械制造业未来的发展奠定了基础。

　　3、节能环保化

　　当前全球污染都较为严重，我国更是将建设资源节约型、环境友好型社会当成一项基本国策，试图促进我国经济更好更快地发展。在机械制造及其自动化技术中体现出节能环保的绿色理念，是时代发展的必然要求，以实现人与自然的和谐共处。对此，机械行业必须充分认识到环保的重要性，并将其充分融入机械生产的各个环节，从设计到回收都要体现出环保绿色理念，使其与客户的生产、生活环境相适应相融合，以科学的发展观为基础，在机械生产中体现全面发展可持续的发展理念，利用可回收重复利用的材料与清洁能源生产机械设备，使机械行业走向更好更快的发展之路。

　　4、微型化

　　出于机械设备的实用性能考虑，当前机械多向低能耗、小体积、灵活便利等方向发展，大大节省了储存空间、减轻了人力搬运劳动强度。由此可见，微型化将会成为机械设备未来发展的必然趋势。机械生产企业将资金投入于改造大型、笨重、操作灵便较低的机械设备，能减少生产资源的浪费，降低生产、运输、储存费用，还能扩大其运用范围，为机械企业谋求更大的经济利益打下了坚实的基础。机械设备微型化除了为机械制造行业的未来发展提供了新思路外，还为其带来了更大的挑战，因为设备体积缩小、能耗降低，所以在生产时要求更高的技术支持，操作的精确度也较原有设备有所提升。

　　5、网络化

　　随着网络技术的迅猛发展，我国机械自动化产品也将顺应时代的潮流，逐渐向网络化方向靠拢。机械行业为了拓宽销路，可以充分利用网络资源，将优质、节能、高效的机械设备向全球推售。在设备设计生产环节，还能够利用网络的远程控制与监测管理技术，不断完善机械设计漏洞，为提高设计性能与使用性能提供条件。6、模块化

　　机械设计制造自动化的产品种类和制造厂商繁多，产品质量也不一而论，如果缺乏统一的标准便会给机械的使用带来很多的不便。现代机械设备的环境、电气接口等都需要严格按照统一标准进行制造，这样才能保证在组装、维修的过程中可以及时找到配到的元件，因此自动化产品单元便成为了机械设计制造的关键。例如，在拆弹机器人的就是由很多不同功能的模块所组成，动力模块实现其运动、图像处理模块实现现场画面的传送、距离测量模块是为了辅助精确度运用与拆弹操作。功能不同模块完美的组合到一起，可以随时更换损坏的模块单元。

　　7、数字化

　　数字化是机械设计制造自动化的核心，机械设计制造过程中所用到的计算机技术、通讯技术、互联网技术共同组成了数字化系统。例如，机器视觉系统就是将机械信息转化成数据的形式，通过网络线路将其传递到中央处理器进行处理和转化，并将一个个数据重组成图形、影像等，通过显示屏展现出来。机械设计和制造的各个环节都离不开信息的采集、处理和反馈，肯定也离不开数字化技术的应用，所以说数字化必将成为机械设计制造与自动化的发展方向之一。

　　8、智能化

　　智能化技术是近年来发展最为迅速的技术手段，它运用到了心理学、运筹学、人工智能等多个学科。使得机械设计与制造过程的自动化程度得到了显著的提高，可以使设备具有逻辑性更强的自动化运行能力，同时增强了人机交互功能。例如，智能机器人，它配备有大量的距离、重力、光线等感应器，通过植入智能芯片控制其在遇到不同的情况是做出不同的行动。简单的说便是智能机器人可以通过距离感应器感知到前方有阻挡物，通过智能芯片的处理后，智能机器人可以实现转向移动。

　　结束语

　　随着现代计算机信息技术的进步和机械制造技术的迅速发展，机械设计制造领域出现了一些新的设计制造技术和方法，因此对于机械设计制造工艺的现状和发展趋势进行研究是十分必要的。文章首先对当前机械设计制造工艺的特点进行了分析，进而，对现代机械设计制造工艺的现状、工艺流程以及发展趋势进行了详细研究，本文的研究结论对于促进现代机械设计制造工艺的进步具有一定的积极意义。