罗澄清

(太原城市职业技术学院机电工程系 山西太原 030027)

1 机械设计制造及其自动化技术概述

1.1 机械设计制造及其自动化的特点

机械设计制造及其自动化的特点主要包括节能性、安全性及适用性这3点。

1.1.1 节能性角度

机械的研发与使用是为了帮助生产制造企业降低生产成本、完善生产流水线，而这就要求机械设计制造的过程中，必须实现机械设备节能性的特点。机械设备的节能性主要体现在两个方面：一是节约人力资源；二是节约生产资源。自动化的机械设备仅需利用人机交互界面来完成对设备的控制即可，通常情况下，设备是根据在系统中提前输入好的运行指令来执行工作，这能够帮助企业节省大量的人力资源。生产资源主要包括两个方面，分别为原材料和生产过程中运用到的能源，通常情况下，运用到的能源多为电力能源。自动化的机械设备能够实现精准控制生产线，减少人工操作带来的误差及材料损耗，同时，通过合理调控机械设备的运行功率能够降低电力能源的损耗[1]。

1.1.2 安全性角度

安全是生产与发展的第一要素，对于生产制造企业来说，传统的生产车间很容易出现一些人为失误，导致车间存在较大的安全隐患，同时，人工操作无法实现对相关生产设备运行状况的良好监控，当设备出现故障时无法准确判断，易引发更为严重的安全事故。而自动化的机械设备能够对故障问题进行分析并诊断，当发生一些小型故障时，系统可自动采取针对性的解决措施进行处理，而当发生一些较为严重的故障时，系统能够紧急停止设备的运转，避免故障进一步扩散使得设备受到进一步的损坏，同时也能够有效避免安全事故的发生概率。

1.1.3 适用性角度

机械设计制造的初衷是为了以机械代替人力进行劳动，由于以往我国机械设计制造水平不高，仅能够生产出一些辅助型设备，仅适用于工业、建筑业领域当中。随着我国社会科技的发展，自动化技术、传感技术的应用水平迅速提升，自动化的机械设备被广泛应用于医疗领域、化工领域等诸多领域当中，其适用范围更广，实现了自动化机械设备的普及化发展。

1.2 机械设计制造及其自动化的运用原则

机械设计制造及其自动化的运用原则体现在科学性、智能化和前沿性这3个方面。

（1）科学性是指在机械设备制造的过程中需要利用一些科学技术实现机械设备的自动化设计与制造，如计算机技术、PCL技术、传感技术、DCS系统等，实现提升机械设备功能性、使用效果与使用效率，并对机械设备设计制造工艺进行创新性的优化，促使机械设计制造能够实现机械的自动化运转。（2）智能化是机械设备的必然发展趋势，在进行机械设计制造时，必须考虑机械设备的智能化，智能主要指的是研究、开发用于模拟、延伸和拓展人类智能的理论、方法及技术，智能化的设计理念是实现与优化机械设备自动化运转的关键因素之一。（3）前沿性是指在进行机械设计制造时，需要充分考虑机械设备未来的发展趋势，考虑机械设备的应用效果及其能为企业带来的经济效益，结合目前国内外机械设备发展的状况，采用最先进的技术，促使机械设备能够满足时代发展的要求，避免机械设备过早地被淘汰[2]。

2 提升机械设计制造及其自动化水平的有效策略

2.1 提升机械制造技术的生态效益

当前我国社会的环境保护意识不断增强，致力于发展经济友好型、环境友好型社会，在此时代背景下，机械设计制造及其自动化也要朝着生态环境保护的方向发展。因此，在机械设计制造的过程中，不仅需要提升机械设备的自动化水平，同时也需要提升其生态效益。因此，在设计和制造的过程中，设计人员必须秉承“节能环保”的设计理念。一方面，在机械设备能源消耗方面，需要降低其能源消耗量，改变以煤炭、石油为主要动力的传统方式，加强太阳能、风能等可再生能源的研发与应用，避免设备运行时给生态环境带来压力，促使机械设备满足社会时代及企业发展的要求。另一方面，需要加强对其能源消耗的控制，通过对输出功率的改进降低电力能源的消耗，加强对新型机械材料的研发与应用，充分发挥新型材料的优势，实现机械产品的绿色化生产。

始终坚持绿色可持续发展的理念，是机械设计制造以及自动化模式更进一步发展的主要策略。现代化的机械制造行业如果想要在激烈的市场竞争当中，占据一个相对有利的位置，就必须要紧跟时代发展的步伐。也就是说，积极地将绿色环保的发展理念贯穿到机械化制造的过程中，让机械能够在自动化设计生产制作的过程中，发挥出自身最大的环保价值。不断地减少对环境污染的程度，积极地节省对自然资源的使用，严格地把控资源浪费现象出现，从根本上提升机械制造行业的工作效率。与此同时，为能够更进一步保证机械制造的质量，相关的施工技术人员在进行原材料的使用过程中，应该最大限度地避免出现质量问题，不要为眼前的经济利益而忽视了企业自身长远的发展。

机械制造行业在发展的过程中，最容易出现的就是废水、废料问题。企业应该根据国家相关法律法规的要求，科学有效地处理好这些问题，更进一步提高员工的环保意识。

2.2 应用配套发展模式

配套发展是指推动机械设计制造相关联产业的全面发展，是站在调整产业结构的角度上提升机械设计制造及其自动化水平的重要手段。在机械设计制造发展的过程中，需要立足全局，综合考虑企业内部环境与外部市场环境。一方面，对于企业内部环境而言，企业需要调整各部门之间的工作状态，加强各部门之间的联系，例如：零件检测部门与计算机技术部门之间要加强信息的沟通与交流，实现信息资源的实时共享，从而提升生产效率。另一方面，对于企业的外部市场环境而言，企业需要联合上下游企业，共同推进机械生产质量，例如：零件生产企业，需要及时为其提供机械设计图纸与要求，保证零部件的尺寸及规格能够满足机械设备的运行要求。

2.3 自动化与智能化相结合

近年来，数控技术虽然得到了快速的发展，但其智能化、自动化程度较低，这就导致在机械设备生产流程方面还存在一些问题。因此，我国的机械设计制造企业需要充分挖掘自动化技术、智能化技术的应用价值，合理运用PLC 技术、传感技术实现对数控技术的创新与优化，对机械设备生产及制造实时全流程的监控。

自动化的生产技术一直以来都是我国现代化技术手段中比较重要的存在，对于我国总体经济的发展也有着非常重要的促进作用。目前，我国机械设计以及自动化模式中的生产技术手段相对比较落后，尤其是一些经济水平相对落后的地区，在机械自动化层面上还存在很多的问题。为能够更进一步地推动机械设计自动化、智能化相结合，改善现如今机械制造行业在发展过程中出现不均衡的现状，相关从业者应该积极地提高机械产品的整体性能，以及加工制造的工作效率，从根本上提升机械制造和设计过程中的自动化模式。

2.4 满足对机械的功能需求

机械设备自动化的目的是优化机械设备的功能，提高设备的使用效率，而机械设备是针对某一个生产环节而研发使用的设备，所以机械设备自动化也需要满足机械的功能需求。值得注意的是，机器的性能取决于机器的内部结构，因此要注重生产产品的结构设计，以满足不断增长的社会需求[3]。要更进一步地实现机械设备的自动化，就需要相关工作者不断参与到机械化设备制造当中，让每一种设备都能够发挥出自身最大的价值，全面地提高机械化设备的整体工作效率，为我国机械化制造水平的提升创造良好的环境。

2.5 加强数字媒体技术、虚拟现实技术的联合应用

数字媒体技术是通过改变信息载体的方式实现数字化的信息传递，将信息载体转化为二进制的数字化处理技术。虚拟现实技术是数字化时代的产物，其能够实现虚拟场景与现实物品的良好对接，主要是利用三维图形实时生成技术建立立体的虚拟场景，在该虚拟场景中，用户能够对虚拟物体进行控制。虚拟现实技术的使用方法是让用户佩戴AR眼镜，促使用户在视觉上与目标物近距离接触，并能够良好地带动用户的视觉感官，实现360°的全方位视觉体验[4]。

机械设备的设计与制造往往需要涉及很多单位，生产流程较为复杂，而利用虚拟现实技术与数字媒体技术能够实现对工厂的合理规划，包括每个部件的运行轨迹、维护及存储，从而规划整个生产流程体系，从而保证了汽车生产流程的顺利完成。在工厂规划的过程中，利用虚拟现实技术还能够实现与其他机场客户模拟可能的平面图和生产线，实现远程协作安装一个新的制造单元，从而提升了汽车的生产效率。在机械设计制造的过程中，加强数字媒体技术、虚拟现实技术及自动化技术的整合，将设计好的机械设备利用数字化技术与虚拟现实技术构建出机械设备的运行虚拟场景，在该场景中能够模拟机械设备的运行状况，以便相关工作人员发现机械设备设计中存在的问题[5]。

2.6 在先进的技术水平下进行不断的创新

每一种机械化产品都有其独特的展现形式，在实际的使用过程中也有着而自身的优势。为了能够更加全面地了解现代化机械设备，应该在现代化技术的帮助下，积极地创新传统机械制造技术，并更进一步地对不同品种机械设备进行分类。机械设备在使用的过程中发挥能量转入的作用时，对于输出和进入的能量有着而不同的展现形式，当自动化机械设备的功能得到有效的发挥以后，就能够在设计师理念的引导下，更进一步创新出全新的工作能力，这就为我国现代化机械制造业的下一阶段发展奠定了良好的前提条件。

2.7 管理设计模块化

现如今，我国在机械制造设备行业的发展中逐渐取得了优势，其中最有价值的是电子设备运行过程中彰显出来的模块化、系统化特点。计算机技术已经成为当前时代最有价值的技术之一，也是未来经济社会综合实力发展的重要依靠。在机械化设备的制造过程中，应当采取相对应的模块化设计理念。首先，减少在机械化自动生产过程中对各种资源的浪费，最大限度地发挥出资源的有效价值，并根据机械设备自身工作的特点，有针对性地进行工作，为机械制造行业的进一步发展带来更大的价值，在一个完善的工作体系中提升企业自身的综合实力，是实现管理设计模块化的一种方式。其次，每一个机械制造的公司都有着自身独特的发展形式，对于每一种机械设备使用都有着不同的需求，这是因为机械设备内的结构存在一定的差异。在现代化机械设备自动化模式引导下，模块化的设计能更加有效地减少设备运行中存在的问题，有效地改善传统设备当中存在的不利因素，进而全面提升机械设计与制造行业中总体的生产效率[6]。

3 结语

综上所述，机械设备是我国社会与企业经济发展过程中必不可少的生产工具，其能够帮助企业减轻人力劳动成本、提升生产效率、保证生产质量。为了顺应社会时代发展的需求，机械设计制造必须面向智能化、自动化的方向发展。在机械设计制造的过程中，需要注重机械设备的生态效益，并应用配套发展模式，将自动化、智能化完美融合，并保证机械设备的使用性能及功能能够满足企业生产及发展的要求，同时需要合理地运用数字化技术、虚拟现实技术，提升设计及制造质量，进而保障机械设计制造及其自动化水平得到进一步提升。