于洪新（武汉江汉大学，湖北武汉，430056）



我国机械设计制造及其自动化发展方向分析

于洪新
（武汉江汉大学，湖北武汉，430056）

机械设计制造及其自动化是美国机械工程师在1984年所提出的一个机电一体化化名词，就是将计算机技术与机械设计制造相结合。机械设计制造及其自动化到今天为止一直是一门新兴学科，其中的内容还需要通过实践不断添加，让机械工业逐渐进入到机械自动化方向中。本文将以机械设计制造及其自动化学科与传统的机械设计制造学科区别作为研究对象，探索机械设计制造及其自动化学科所具有的优势，进而分析出我国机械设计制造及其自动化学科为了发展方向。

机械设计；制造；自动化；产品；发展方向

0　引言

机械设计制造及其自动化设备的设计正逐步向智能化和人性化方向发展，不但增强了机械设备操作使用过程中的安全可靠性，而且为机械设计制造及其自动化的未来发展开阔了新的领域。

1　机械设计制造及其自动化的符合设计原则

1.1满足对机器的功能需求

任何一件机器在设计到实际应用主要目的就是满足人们的各种需求，因此机器必须具有一定的功能，不同用途的产品所表现出的主要功能存在一定差异。也就是说，工业生产中所输入的能量、物质及信息在通过相对应的处理后，输出的应该是具有一定特性的能量、物质及信息。

机械设计制造及其自动化是一个综合性概念，主要是由两部分组成，分别是机电一体化技术与机电一体化产品。产品在设计到销售中，不仅仅包含了对于产品性能上的设计，还包括产品在实际生产中便捷性，进而保证企业生产便捷，同时满足人们对于机器的实际需求，机器所具有的性能由机器内部结构所决定。

1.2利用先进技术不断创新

不同产品在实际应用中所表现出来的主要功能，就需要对于不同用途的产品系统性分类。

主要用途为原材料运输或者加工，主要就是改变输入能量及物质的方位及状态，这种机器设备统称为加工机。在实际应用中的加工机有机床、食品加工机械、轻工机械等等。

机器在实际应用中主要用途如果是能量转化，输入的能量及信息与输出的能量不同，这种机器设备统称为动力机。在实际应用中动力机有电动机与内燃机。

机械设计制造及其自动化系统中不仅仅需要具有以上的主要功能以外，还需要在机械的内部设计其他辅助性功能，例如动力功能、控制功能等等。

在机械设计制造中根据以上的功能作为原理，不仅仅能够帮助设计人员设计各种机械自动化产品，还能够帮助设计人员拓展设计思路，创新机械思路。此外，不同用途加工结构的机器，在实际运用中的方式也存在一定差距，这也就构成了不同功能的机械。如，机械加工中的金属切削机床应用原理就是工件通过刀具的切削作用开展工作，不同工件与刀具所具有的运动方式上存在着一定差异，这样就让机床具有了不同用途。机械设计制造及其自动化之所以拥有非常广阔的发展前景，设计人员可以拥有极大的想象空间，主要就是通过设计人员在先进技术原理支撑下不断创新，最终为生产设计出高水准的自动化产品。

2　机械自动化系统在化工生产中的应用

化工企业在日常生产中，对于每一个工艺流程的控制都要求十分严苛，部分工艺如果出现一点偏差就直接影响产品质量。化工生产中虽然不是每一道工艺都直接影响产品质量及数量，但是如果能够精准性控制化工生产中的每一个环节，就能够为高标准的产品质量奠定良好的基础。

本文就将以锅炉汽包作为机械自动化在化工生产中的案例，分析机械自动化系统在化工生产的特点。在蒸汽生产所使用的设备主要为锅炉汽包，锅炉汽包已经成为目前工业化生产中必不可上的机械设备。对于锅炉汽包水位精准性控制对于工业化生产具有重要作用，如果锅炉汽包中的水位过低，就会影响锅炉汽包产生水蒸气的数量，严重还有可能造成锅炉由于烧干出现安全事故。如果锅炉汽包中的水位过高，所生产的蒸汽中的含水量也会增加，影响蒸汽质量。锅炉汽包水位出现任何问题都具有一定的危险性，因此必须增加对于锅炉汽包水位控制，保证锅炉汽包能够正常生产。

2.1单冲量控制系统

锅炉汽包水位控制手段主要是对于锅炉中的给水装置控制，根据这一愿意按，为锅炉汽包设计了单冲量控制系统。单冲量控制系统中的冲量是一个变量，这种控制系统是一种十分简化模式的控制系统。如果锅炉产生的蒸汽数量大幅度增加，单冲量控制系统就会造成假水位现象，这种控制系统就不会增加给水数量，为了能够保证锅炉中无聊平衡，还就减少对于锅炉给水数量，降低锅炉中的水位。在假水位现象消失后，锅炉所产生的蒸汽数量就会增加，但是锅炉给水量却在减少，锅炉中的水位下降将十分明显，出现大幅度波动，有可能出现安全事故。因此，单冲量控制系统在停留时间短并且波动幅度较大的条件下并不适用，无法满足实际生产需求。

2.2双冲量控制系统

在对于锅炉汽包水位控制中，主要影响因素就是蒸汽负荷数值变化。如果根据锅炉产生蒸汽流量对于锅炉水位进行调整，就可以将假水位现象所造成的水位误差有效解决，还能够根据锅炉内水位实际情况调整控制设备，降低锅炉水位浮动，提高锅炉汽包稳定性能。

3　我国机械设计制造及其自动化发展方向

3.1机电一体化

机电一体化是机械自动化发展的主要方向，也是传统机械生产企业想要在市场中占有一席之地的唯一途径。

3.2智能化

进入二十一世纪后，机械设计制造及其自动化发展的主要方向救赎智能化发展，本文中所阐述的智能化指的是机器行为，通过控制系统融合各种先进的观念及方法，模拟出人类智能，让机械设备具有逻辑思维能力，进而追求更高目标。虽然机械设备中具有的智能化都是低级性的智能，但是智能化发展还是机械未来主要发展方向。

3.3模块化

模块化是一项重要而又艰巨的工程。机械在设计生产中所涉及的厂家众多，设备机械接口、动力系统等等单元模式又是机器中的重要组成。如果能够在机械设计制造及其自动化发展实现单元化模式，设计人员就能够在最短的时间内设计出人们实际需求的机械产品，并且机械产品也能够大规模生产。我国机械模块化生产已经在电气产品生产中获得了良好的效益，因此模块化发展一定会为机械自动化带来更加广阔的发展前景。

3.4网络化

进而二十一世纪后，网络技术已经在人们的生活工作普及，同时各种监控系统都是基于网络环境开展，其中机械自动化产品就包含远程控制终端。网络技术为各领域发展带来了一次巨大变革，经济全球化建设中，企业之间的竞争关系也逐渐趋势全球化发展。如果机械自动化产品设计研究出来，通过网络化销售模式，在机械自动化产品质量得到保证的情况下，一定能在世界范围内广泛销售。

4　结论

机械设计制造及其自动化在具有高质量、高稳定性等优势，因此机械设计全部都是围绕自动化所开展。机械自动化发展的主要方向就是机电一体化，设计人员应该正确认识到机械设计制造及其自动化发展的方向，这样才能够保证机械设计拥有正确发展方向。设计人员不能在简单的设计机械设备，还应该成为先进技术的宣传着，为机械设计制造及其自动化奠定良好发展基础。

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［2］ 戴国洪，陈志伟，蒋琴仙.机械设计制造自动化类课程体系的研究与实践［J］.常州技术师范学院学报，2013，11（02）：162-179.

［3］ 陈志红，强丽慧，陆帅.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究［J］.黑龙江科技信息，2013，10（06）：147-158.

［4］ 罗碧龙.机械设计制造及其自动化发展方向的研究［J］.科技与企业，2012（17）.

［5］ 孙震宏，机械设计制造及其自动化发展方向的研究［J］.中国科技纵横，2013（8）.

于洪新（1993.7.28-），性别：男，民族：汉族，籍贯：湖北省武汉市，学历：本科，研究方向：机械设计制造及其自动化。

Analysis on the development direction of mechanical design and manufacture in China

Yu Hongxin
（Wuhan Jianghan University，Wuhan Hubei，430056）

Mechanical design manufacturing and automation is a mechanical and electrical integration of the United States in 1984，the mechanical engineer in，is the combination of computer technology and mechanical design and manufacturing.Mechanical design manufacturing and automation has been a new subject， the content of which is also need to be added through practice，so that the machinery industry is gradually entering the direction of mechanical automation.The subject of mechanical design manufacturing and automation and traditional mechanical design manufacturing difference between disciplines as the object of study for exploring the subject of mechanical design manufacturing and automation has the advantage， and analyzes our country mechanical design，manufacturing and automation subject to the direction of the development.

mechanical design；manufacturing；automation；product；development direction