刘乐

摘要：本文简要概述了机械设计制造与自动化技术的基本内容与使用要点，重点从多元化分析的视角探究了机械设计制造与自动化应用在应用技术、应用领域以及应用优势的多元化特点，并提出了及时更新技术、加强技术宣传、完善共享平台以及引进培养人才的策略，以加强机械设计制造以及自动化的应用。

Abstract： This paper briefly summarizes the basic content and key points of mechanical design， manufacturing and automation technology， focusing on the characteristics of the application and application technology， application advantages， and proposes the strategies of timely updating technology， strengthening technical publicity， improving the sharing platform and introducing talents to strengthen the application of mechanical design and manufacturing and automation.

关键词：多元化视角;机械设计制造;自动化技术;柔性自动化;集成化

Key words： diversified perspective;mechanical design and manufacturing;automation technology;flexible automation;integration

中图分类号：TH122                                        文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）01-0211-03

0  引言

自动化是指不过度依赖人为操作，而是利用电力驱动完成设备的自动运行，帮助机械加工环节更好更快地完成工作，同时也可通过电子技术完成设备的智能启停，实现各项参数的及时调节，对于机械设计制造具有重要作用。为了保证自动化技术的高效运用，首先要对机械设计制造自动化的基本内容进行深入了解。

1  机械设计制造自动化概述

自动化技术是以互联网以及通信技术作为应用基础，通过将所有信息资源进行整合处理，实现无人干预便可对产品工艺参数完成智能调节的工作模式。随着机械设计制造企业对自动化技术的高效运用，对生产系统中的软件与硬件设施进行了一定程度的优化与升级。其中软件系统需要依托服务器与网络设施来完成使用，不同功能模块分别负责各环节的控制与运行，能够自动采集加工信息并完成在线存储，帮助工作人员利用计算机更好的完成资源调配，实现资源的最大化运用。而硬件设施上也实现了数字化控制，能够支持操作人员通过编程系统完成产品的加工制造。应用自动化技术进行机械设计制造时需要注意以下要点，第一，为了确保自动化技术的高效运用，需要保证材料与设备的高效性能，确保所选用的材料设备符合实际生产需求，并确保投入使用的机械装置可以切实提高加工制造效率与应用的便捷性。因此在购置过程中需要优先选择能够满足可回收、可分解等要求的材料，尽可能减少金属材料的使用比例，而对于耐久性较低的材料，则要使用自动化非金属材料代替，这样不仅可以减少对生态环境的污染，还能充分展现可塑性的优势。第二，使用高性能发动机，由于机械制造的自动化效果通常取决于发动机的工作效率，因此发动机本身的性能要保证不会对制造过程造成影响，并有利于后续维护、保养等工作的开展。而在设计过程中，需要以排放量低、能耗小的增压柴油发动机作为主要择选对象。一旦发动机无法符合自动化技术的使用需求，便不可投入到机械制造当中。第三，强化机械结构，自动化技术本身具有适应性强、功能性完善等特点，能够为机械行业生产提供良好的支持，因此为了确保相应优势的最大化呈现，可借助优化机械内部结构，实现设备之间的集成性加强，要求工作人员在系统中对各类机械装置进行集中控制，并确保设备的使用效率保持最大化。

2  多元化分析视角下机械设计制造自动化应用的特点

2.1 应用技术多元化

2.1.1 组装自动化

对于部分需要组装的机械而言，自动化组装技术是其使用较多的自动化技术。例如汽车机械制造，汽车主要由各类机械部件构成，在进行机械制造的过程中组装自动化技术能够替代人工自动化组装，将汽车组装效率大大提高，同时减少人工操作能够提高其组装质量，以往依赖于人工组装非常容易出现操作失误，而自动化组装则能够避免此类情况的发生。以凯迪拉克为例，该汽车制造工厂已经启用自动化机器人进行汽车的组装，其车间面积超过4.5万m2，与6.5足球场面积相当，将近400台机器人中有一半都在车身机械自动组装工厂中工作，只有十多位工人在车间内对机器人进行管理，在自动化技术的帮助下，其每天都能够生产80多台汽车[1]。

2.1.2 柔性自动化

柔性化應用的特点体现在可以依照外界环境呈现与之对应的适应能力，是指经过柔性化技术加工制造出的产品更符合市场的需求环境与应用特征，能够遵从发展性原则与经济变化趋势，进行产品特点的修正与完善。当前机械企业在设计和制造产品时需要根据客户的使用要求来调节产品结构与类型，因此提高产品的适用性是各机械设计制造过程中需要切实解决的问题。在使用柔性化技术时需要将其与其他技术有机结合，在保障产品有序生产的基础上，优化人员操作行为、升级计算机系统界面，并合理构建产品信息与参数，充分发挥计算机管理性能，以此达到保障信息系统运行可靠性、保障产品交货时间的目的。

2.1.3 集成化技术

集成化技术是机械设计制造产业自动化控制的主要发展方向，是指将计算机技术进行高度整合，使其能够作为一个整体被运用到生产系统当中，借助其包含的管理、信息等程序，优化加工流程，促进自动化生产，使设计、加工、制造方式更加多元化、多样化，并实现统一的调度管理，避免无序化的流程开展，影响加工制造效率。在集成化技术的使用过程中，不同工艺间的整合还可强化生产全过程的统筹管理，完成零部件的动态集成，同时还可带动资源的优化配置，切实发挥自动化技术在机械加工制造中的实际作用。此外，工作人员也要进一步丰富自身的理论知识，提升工艺水平，能够有效应对产品制造过程中出现的突发状况。

2.1.4 智能化技术

与以往的加工模式相比，智能化技术可以实现加工制造的全过程调节与控制，自动识别系统运行过程中产生的数据、参数，完成应用系统的全方位检测，并根据分析结果，找出加工制造时存在的不足与漏洞，之后借助专家系统与神经元网络自行设计出一套切实可行的解决方案，同时记录好相应信息作为故障案例，避免同类型问题再次发生。此外，为了确保智能化技术优势的充分发挥，工作人员要设置相应的管理系统以及人机操作界面，站在实际需求角度出发，确保资源的高效实用，防止资源浪费现象的产生。智能化技术能够减少自动化控制系统发生故障的频率，对其运行的全过程进行全面的监控，一旦发现系统或设备发生了故障，则需要积极应用智能化技术诊断问题发生的原因，确定问题发生的部位，智能化系统能够在故障发生的第一时间向工作人员发出警报，并进行故障数据的汇总和分析，将调查的结果反馈给工作人员，方便工作人员进行故障诊断和处理，对系统的运行效率具有显著的提高作用。智能化技术在软件设计中也获得了较好的应用。例如CAD软件，传统设计方法的主要材料是不同类型的模具，自动化控制的系统在运行过程中难以避免地存在缺陷，例如无法有效地预测问题，导致数据接收所需要的时间发生了延迟，自动化控制系统的准确性被降低。而智能化技术参与软件设计时，能够改变CAD软件设计的思路，将以上的问题妥善地解决。智能化技术在自动化控制的领域推出了符合先进技术的设计概念，其运用的设计思维是多元化空间方向，采用的设计模型也具有多维度的特点，让自动化控制的程序与系统更加地契合，完全满足当今时代下自动化控制领域的需求。目前而言，智能化技术应用于CAD软件设计能够对其进行设置上的优化，将其设计效率进行全力提高，保证了设计方案的精确性。同时将CAD软件相关的设计方案质量进一步提高，充分结合该软件实际的使用需求，解决CAD软件的设计方案中存在的问题。总而言之，智能化技术的积极应用使自动化控制中软件设计领域的工作实现高效快捷的开展。

2.1.5 数控技术

在汽车机械制造中应用的数控技术是自动控制与计算机的结合，在其各自的优势上衍生出来的更高效的自动化技术，其自动化的程度较高，所需的劳动强度比较低，制造出的机械拥有更高的精度与一致性，因此主要将数控技术运用于设计环节与制造环节。除此之外，数控技术在焊接工作中的应用也十分关键。例如凯迪拉克的工厂中由于需要进行全铝车身的制造，因此积极应用数控技术进行焊接，在数控技术帮助进行精确的铝激光焊接工作后，其结构强度提升了20%。但此类数控技术的局限性也较为明显，主要突出在其操作難度比较大，对技术人员的专业要求较高等方面。

2.2 应用领域多元化

2.2.1 电气领域

电气工程的各个环节都要利用有效措施进行控制，传统的控制手段是由人工完成的，其工作量较大，并且人工控制经常会出现差错，影响工程效果。而自动化技术可以完全代替工作人员完成相应的控制操作，极大地降低了工作人员承担的工作压力，减少了低级错误的发生，提高了系统控制能力。自动化技术是利用计算机算法进行数据计算操作的，因此可以实现实时且动态地监控电气工程的运行，对于存在的隐患进行及时地排查和解决。由于科学技术发展的势头越发迅猛，电气工程机械化的程度越来越高，自动化控制项目所需要的基层工作人员越来越少，大量的自动化机器已经逐渐取代了人工岗位，推动着电气设备逐步向自动化方向靠拢。在电气领域中，相关工作人员充分利用自动化技术，将自动化控制的专业能力进行不断地提高，让自动化硬件与软件形成相互协作的方式，精简了自动化控制的整体工作流程，保证了工作方案的科学性。

2.2.2 工业领域

由于工业领域中机械制造的产品较多，因此自动化在工业领域中的应用最为广泛，例如汽车机械设计制造、飞机机械设计制造等，以汽车机械设计制造为例，PLC技术是当前汽车机械制造中应用较为广泛的自动化技术，该技术能够将无人车间实现，落实生产线的自动化管理。传统的冲压车间需要要求较高的冲压形式与合适的压强，导致冲压车间在管理上难度较大，并对其运行速度造成了阻碍。而PLC自动化控制技术的引入则能够智能管控车间内的高速冲压，实时监控冲压中的各项参数，在保证制造效率的同时将车间运行的风险大大降低。在PLC技术的基础上进行延伸还可以实现总线技术，其能够与其他各类自动化技术进行结合，提高自动化制造的水平[2]。

2.2.3 农业领域

在现阶段的农业发展中，随着机械化农业的推进，自动化已经逐步融入农业的机械设计与制造之中。当今飞速发展的社会中自动化技术已然成为了重要的资源，对于农业的生产经营来说，为了获得更快更稳健的发展，必须要积极利用新兴的自动化技术，提高对自动化技术的重视，加快农业机械的设计制造步伐。对于农业中的机械设计制造来说，恰好需要先进的自动化技术来帮助农业机械化的进一步推进。该类技术能够使农业的机械设计与管理工作更加合理。

2.3 应用优势多元化

2.3.1 提升系统稳定性

自动化技术能够提升机械设计制造的系统稳定性，保证其生产质量，由于自动化控制能够使制造系统依照既定的程序设计完成产品的生产制造，可以有效避免因人为操作失误导致产品不合格的现象，自动化系统稳定性极强，使用良好的性价比，可以缩短产品制造时间，操作方法上也更加方便、简易，因此能够保障产品的实际性能。

2.3.2 加强制造安全性

自动化技术能够改善应用环境，对生产数据、设备参数进行精细化管理，提升数据精确性，确保加工质量满足安全标准。例如在机械制造过程中，工作人员可利用自动化技术控制加工指令，还可以对机械设备进行监督与监测，确保当发现故障、安全问题时能够采取合理的解决方案，避免事故隐患的进一步扩大。

2.3.3 增强制造便携性

自动化设备仅仅需要部分数据就可以采取正确的反应措施，同时利用数据检测系统监控机械制造的设备。机械设计制造系统在应用了自动化技术后，操作变得更加便捷与简单。应用自动化技术可以为机械设计制造减少不可控因素，直接实现自动化控制，将机械制造的效率进行全面的提高，保证制造系统的安全和可靠。

2.3.4 降低资源成本

传统机械設计制造在管理方式上略显粗放，容易受人为、环境等多方因素影响，无法切实保障指令的实施，而自动化技术条件下实现了机械设计与制造流程的全方位监管，使传统管理方式得以完善与优化，保证各项资源合理运用，减少了浪费、乱用等现象，从而达到降低成本费用的目的。

3  加强机械设计制造自动化应用的策略

3.1 及时更新技术

由于科技发展的势头非常迅猛，自动化技术的更新换代极快，因此机械设计制造需要及时地对自动化技术进行更新以获得更完备的性能，保障机械设计制造更加高效高质高量。如今的机械设计制造自动化技术仍然存在或多或少的缺陷，只有不断地更新自动化技术才能够保证机械设计制造方面的工作更方便、更快捷、更安全。

3.2 加强技术宣传

自动化技术的发展是有目共睹的，但仍有人员故步自封，坚持用传统的设计制造方法进行机械设计制造工作，此类现象是自动化技术的应用宣传的不到位引起的。要想让自动化技术更快地融入机械设计制造，必须要加强该技术的宣传，让其充分认识到自动化技术的创新性与实用性。因此相关企业应当开办自动化技术的相关讲座，号召大家学习自动化技术，还可以邀请自动化技术应用较强的人员进行演讲或者派遣单位技术人员去其他应用较好的企业或项目进行学习，只有切身体会到自动化技术在机械设计制造中的强大作用，才能够激发其使用自动化技术的欲望。

3.3 完善共享平台

机械设计制造想要紧跟自动化发展的浪潮，需要充分利用现代化的技术，建设自动化共享平台进行自动化技术的共享。自动化共享平台完全符合机械设计制造在发展上的需要，能够将机械设计制造的需求进行整理和归档，还可以将当前建设情况纳入其中，为机械设计制造的反思与进步提供有效的数据参考，为机械设计制造自动化的应用提供了有力的信息化保障。随着时代改革的创新，传统的自动化共享平台已经不能够满足如今大量机械设计制造的共享需求，因此需要加强对该平台的完善和应用。完善自动化共享平台可以通过利用先进的区块链技术实现，以区块链的优势确保共享平台的稳定运行。

3.4 引进培养人才

要想自动化技术在机械设计制造之中取得进步与发展，必须要重视相关工作人员的素质培养。一方面企业应当应对参与机械设计制造的工作人员积极展开培训工作，培训的内容主要包括自动化技术的应用、机械设计制造的安全管理等。另一方面，企业还需要对其进行严格的绩效考核，将其自动化技术应用的工作与绩效考核结合起来，让其了解机械设计制造中的自动化技术应用与其奖惩息息相关，进而摆正其工作的态度。除了要注重老员工的业务培训，还需要积极引进优秀人才。在招聘过程中，优先录取综合能力较强的人员，考核其自动化技术应用能力，探讨其对机械设计制造未来发展的认知。机械设计制造的工作人员不仅需要顺应时代的发展提高自己的自动化技术应用能力，更需要不断提高自身的职业素养。

4  结论

总而言之，自动化技术在机械设计制造应用中需要注意诸多应用要点，从多元化分析的视角看来，机械设计制造与自动化的应用具有应用技术多元化、应用领域多元化以及应用优势多元化的特点，当前多种自动化技术被应用于机械设计制造之中，其具有较多、较明显的优势，被应用于电气、工业与农业等多重领域，为了更好的应用自动化技术，需要及时更新技术、加强技术宣传、完善共享平台以及引进培养人才。

参考文献：

[1]刘馥，王辉，于文强.基于PDM的工程机械项目管理系统设计与实现[J].现代制造技术与装备，2021，57（06）：26-27.

[2]陈至欢，刘云韩.新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J].内燃机与配件，2021（19）：155-156.

[3]周泽宏.自动化技术及其在机械制造中的应用研究[J].内燃机与配件，2019（06）：219-220.