张玉龙

机械化、自动化、智能化都是世界工业革命成功的重要象征，同时也是工业领域持续创新的方向。在现阶段的科技发展中，企业运用自动化技术实现经济最大化，从企业发展而言，要保证该技术的科学、持续、稳定发展，应立足我国机械领域的实际发展情况，基于企业的发展目标与技术应用程度，实现创新与优化，以谋求高质量发展路径，在此趋势下，机械设计制造生产的效率与质量定会不断提升。

一、机械自动化设计制造概述

机械自动化设计制造涵盖了力学、机械工程、机械设计等学科领域，是一种创新应用技术，在满足传统生产需求的同时，又融合了新时代的生产要求，以尖端的现代设备操作工艺为核心，在实现自身功能的同时，实现了产品的功能，使工作效率达到更高的水平[1]。基于技术发展层面，现场总线控制就是早期发明出来的新兴工业方式，它可以把最初面向系统的控制模式转化为系统的管理模式。

现阶段，现场总线控制体统是自动化技术应用中最为常见的应用技术，除此之外，还有诸多高效率的自动化技术在机械领域中被广泛使用，为我国的工业可持续发展浇筑坚实的基础。在我国经济社会高质量发展的宏观背景下，工业发展环境也得到了创新提升，自动化技术的广泛应用也是大势所趋。总而言之，仅靠普通的工人机器制造是无法适应新时代市场的制造要求。将自动化技术运用于制造的各个环节中会使整个制造系统显得更为的智能与合理，这样不但能提高生产方的制造质量，提高其核心竞争力，从长远的方面更能提高机械行业的总体水平，增强制造业的实力。

二、自动化技术在机械设计制造中的应用优势

（一）机械设计制造效率更高

在新时代发展背景下，自动化技术在机械行业中的多维应用，能有效规避传统生产的缺点，充分发挥其效率优势[2]。自动化技术的应用可有效代替人力工作，可借助自动化设备进行一体化工作。由于设备在应用中受到的外界干扰因素较小，通常维持在一个高速运转的工作状态，因此也不会出现操作疲惫、效率低下的问题，有效保证了自动化技术的应用效率。在机械设计与制造中，自动化技术能够实现24小时不间断工作，且每个生产环节都具有极高的衔接度，且节省时间。自动化技术在机械行业的应用，以定量、定产的目的实现了规模化、一体化的高效率生产。

（二）机械设计制造节约成本

在实际机械设计生产中，生产成本与管理效果直接关系着效益情况，而自动化技术的运用可以有效节省生产成本，从而促进机械设计生产行业的稳步发展。运用自动化技术可使各生产企业能够在实现既有设计生产目标的前提下，减少设计人员的聘用，进而耗费更少的物力和财力[3]。在机械设计环节中，能够通过设定参数来实现某种机械设计需求，而这个过程中采用了自动化技术，可同时实现多种生产制造技术协同应用的局面，进而有效提高生产效率，在最短时间内确定最优化的机械设计方案。在产品生产环节中，可以基于自动化技术将整个产品制造环节加以优化，减少不必要成本的消耗，着力提高工作效率，最大化保障企业生产与制造的经济效益。

（三）机械设计制造质量提升

质量的保障是机械生产的核心内容，当精密化、高速化成为机械领域的发展趋势时，自动化技术的应用优势更为显著。可将设计参数输入自动化生产设备中，使其按照既定的参数要求实施生产，规避人为因素干扰，工作人员只需要注意生产中的自动化生产设备即可；自动化生产设备会自行按照行业规定实现标准化生产，极大程度提高了机械设计制造质量，

（四）机械设计制造物料使用

物料的高效利用是机械领域各生产环节的重中之重。物料的消耗量与机械生产制造的需求息息相关。但在传统生产中，物料浪费也是极为常见的现象之一。如果对该部分浪费的物料进行回收利用，在一定程度上则能提高生产资源利用率，达到最大化的生产效益，使企业生产增收。因此，在实际生产中，要充分发挥自动化技术的应用优势，根据各个环节物料应用的特性、数量统筹资源，基于机械生产的用料需求，将废料进行回收利用，与实际生产需求相互契合，并在自动化技术的辅助下，实现废料的精准再加工，达到物料的生产转化。

三、自动化技术在机械设计及制造领域的应用方向

在科学技术纵横发展的今天，诸多机械制造公司也开始意识到现代化科技的重要性，因此在产品设计和实际制造过程中广泛应用自动化技术，并得到显著的应用效益。自动化技术的使用价值也无可非议，它除了可以协助机器人的设计生产与降低成本以外，还可以提高机器零部件制造的效率与标准性能，从而降低机械制造技术的误差率，从根本上优化机械设计生产的技术水平[4]。具体的应用方向如下：

（一）自动化数控技术的应用

自动化数控的多维应用，可有效提升机械生产与制造的效益，其重点在于利用电子计算机、数控装置和光电热传感装置等对机械制造过程实现有效管理，以发挥自动化数控技术的应用功能，提高机械设计加工的精度。例如，汽车生产制造公司能够针对车辆制造要求，先制定代码处理程序等，而后再在计算机上执行该处理程序，从而达到对机械工厂的有效管理，对各个零件的生产制造流程加以协调与统筹，在保证机械稳定、安全生产的前提下，机械制造技术的工作效率也就会大大提高[5]。现阶段，自动数控技术在诸多机械企业的生产环节占据举足轻重的地位，且已经具备自动检测、自动控制等方面的功能，能够满足部分生产程序过于复杂的机械制造类企业的需求，并减少其成本消耗，当前广泛应用于航空设计及制造、汽车设计及制造等。在汽车机械制造领域中，部分机械臂可以在程序编订后进行独立工作，同时还能对工作中存在的某些潜在风险做出排查与判断，在无需人力辅助的情况下，可制定科学、合理、针对的解决方案。

（二）自动化智能技术的应用

自动化技术的应用范围极广，而自动化智能技术是其中研究意义最为突出的一项。在“制造”转型为“智造”的过程中，我国机械领域正趋向于精密、智能的方向发展，相应的制造材料与零件的应用也得到一定的创新，传统人工制造材料显然无法满足新时代高精度、高速度的制造要求，因此自动化智能技术的应用也是大势所趋。智能控制系统可以完成对机器人设计生产工作的构思、评价、决策等目标，并且还可以充分发挥人工智能技术、自动生产线和计算机设备的综合优点，企业员工与智能系统可一同对生产环节进行全面控制，整体精确度也相当高。例如，在制造汽车的生产流程中，生产企业就可使用人工智能的机器学习功能向其中录入专家设计与评估思维，而后可以由专业人士进行判定，然后使用智慧芯片系统控制整个机械制造过程，从而提高生产的质量。此外，通过自动智能化技术，还能实现智能数据统计、智能数据分析、智能数据整合等功能，全面提高机械制造的监测质量，根据生产的实时状况合理调整，保证各个生产环节的有序进行。

（三）自动化集成技术的应用

自动化集成技术能在生产中实现自动调节和重组功能，并借助通信技术、微软技术等先进技术，有效改变过去机械制造仅仅依靠人力进行管理的现状，让指令管理方法真正在机械制造当中发挥应有的价值。当使用自动化集成技术之后，企业员工可以利用计算机对制造过程下发命令，各个生产装置接收设备命令之后，就可以自行进行快速精确制造，机械设计生产的质量与控制过程也会有所改善。在具体应用上，部分企业开始运用集成化技术进行了多设备的协同管理控制，企业人员只需通过操作界面的命令便可进行制造流程的管理，整个产品制造效率获得了实质性的提高。自动化集成技术也将会在航空航天行业、汽车生产等领域被广泛应用。特别是在某些对制造工艺要求更高的汽车零部件制造，如没有得到自动化集成技术的有力支撑，其在上述制造环节的生产操作实施效率将可能会无法达到相应要求，从而造成行业中制造操作的生产效率低下，经济效益不佳等情况[6]。

图1 机器人集成应用自动化装配（来源：百度）

（四）自动化虚拟仿真技术的应用

图2 汽车自动化虚拟仿真系统（来源：百度）

该技术属于现阶段较为新颖的技术，一经问世就受到了人们的普遍重视与青睐。自动化虚拟仿真技术是用一个虚拟的系统模仿另一个真实系统的技术。若将自动化虚拟仿真技术运用于机械设计与生产流程中，则可以有效提高制造效率与生产性能。据实际使用状况分析，自动化的虚拟仿真技术可以对机械制造流程实现妥善控制，并可以通过对机械制造流程进行仿真分析，从而提前模拟出制造流程中可能出现的各种问题，并可以通过数据库案例等手段提供具有重要参考价值的应对方法，以规避传统生产设计中出现的故障率高、停工停产的现象。基于自动化虚拟仿真技术的持续发展，现阶段诸多企业在得到制造设计指令前，都会通过该技术模拟仿真实际的生产情况，并且根据此制定解决预案，从实际经济效益维度上解决生产制造成本消耗大的问题。例如在汽车驾驶中的自动化虚拟仿真应用，该技术是通过数学建模，进行汽车驾驶场景还原，构建虚拟驾驶“世界”，并通过其中的仿真数据进行汽车驾驶安全与速率的计算，从根本保证数据的可靠性，同时也减少人力、物力的消耗。

（五）柔性自动化生产技术的应用

该技术起源于英国，它可以在机械设计方案的生产过程，对机械制造的产品储存运输系统、生产装置等进行统筹控制，有效地满足各种制造方法的需要。它是以成组技术为基础所衍生的一项新兴科技，所谓的成组技术，指的是可以按照生产需要对所加工物料进行分类管理的技术，在柔性自动化生产技术支持下，生产系统可以通过技术设计方案对待生产物资进行合理的调度、加工和安排。柔性自动化的生产技术过程控制结构通常为倒三角形，以计算机设备为核心进行大数据的有效管理与使用，从而可以对整个机械制造流程实施妥善控制，并依据实际的状况实施后续的生产规划[7]。此外，柔性自动仓储搬运系统有着重要的应用意义，它可以对粗加工零件、产品加工所需材料、生产线废弃物等物品加以妥善的放置与搬运，而自动化技术在该系统中起了关键作用，由其控制着工业机械设备对这些物品实施搬运与移动，进行智能化的物流调度。根据这些优势我们可以认为，在未来的技术发展趋势当中，柔性自动化设备将会在更大的领域发挥作用。

图3 柔性自动化生产线（来源：百度）

（六）高效化产品检测中的应用

在实际生产中，对产品质量的严格把控是整个机械制造流程中的关键。自动化技术的应用使得流水线工作向标准化与规模化发展，有效提升了产品整体质量。在传统产品生产中，常因为人为操作不当，而导致生产产量和质量参差不齐。在自动化技术介入后，机械生产的整体流程都受到统一参数与指令的控制，使得所有生产的产品由内而外完全相同，进而高效促进了机械制造与设计的创新发展。在自动化技术的驱动下，使得生产效率也得到全面的提高。机械制造产品是机械生产的核心，要对其实行全面的把控与检测，使各个检测流程与生产流程达到极高的契合度，因此，要科学调整生产参数，采用统一生产的模式，进而准确、紧密把控产品的质量。自动化检测可贯穿于整个的制造与设计环节，这与传统的产品检测也有所不同。自动化检测参与产品生产的整个流程，在产品成型阶段，其可根据制造要求进行标准检测；在产品组装环节，可根据产品构造要求，合理把控组装质量。由于现阶段机械领域对产品的要求日益提高，高效化产品检测也是必然趋势。将各个生产环节作为自动检测的对象，实现全面生产检测，最大化保证生产质量，减少残次品的数量，最大程度保证企业的经济效益。

结语

基于当前的发展趋势而言，自动化技术向着更加绿色、环保的方向发展，这也是现阶段世界工业发展的大趋势。由于传统的机械设计过于粗糙和浪费，并未对资源进行全面整合，导致经济成本持续增加，自动化技术的应用能有效避免此类问题的出现，具有极为显著的应用价值，自动化技术的应用对机械行业的发展与创新具有积极的促进作用。