机械设计制造 论文

1导言

机械设计制造及其自动化是结合多种技术开展起来的一门新兴学科,至今还在不断的发展和探索中，这种技术使机械自动化特征更为明显,增强机械设备的稳定性和可靠性,使现代机械具备智能化和人性化。机械设计制造及其自动化学科在国民经济中处于极其重要的地位，它对其他技术领域起着支撑性作用，成为国民经济各行业的基础。机械工业的发展也必将带动其他技术及行业的发展。本文主要对传统的机械设计制造和机械自动化向比较，提出了具有智能化的特征是现代机械和传统机械在功能上的本质区别。根据机械自动化在各行各业的应用和发展，显现出了机械自动化产品的优点和效益。即多功能化、高效率、高可靠性、省材料、省能源，不断满足人们生活和生产多元化需求。然后结合我国机械的现状，提出了我国机械行业目前所面临的主要问题，并分别从机械产品自身发展及行业出发，指出了未来工程机械行业的发展趋势，并根据我国行业自身发展的特点，提出了相应的发展和改进措施，为机械行业发展提供了一定的理论看法同时在此基础上探索了我国机械自动化的发展之路。

2 机械设计制造及其自动化的产生和发展

2.1 机械设计制造及其自动化的产生和定义

早在1971年日本的《机械设计》杂志副刊上刊登了机电一体化这一名词，后来随着机电一体化的发展而被广泛应用。美国机械工程师协会于1984年为现代机械下了如下定义:“由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械力，运动和能量流等动力学任务的机械和（或）机电部件相互联系的系统。”它与前面提及的机电一体化是一致的，因此可以说，现代机械就是机电一体化系统。20世纪90年代国际机器与机构理论联合会，给出了这样的定义，机电一体化是精密机械工程、电子控制和系统思想在产品设计和制造过程中的协同结合。因此，又可以说机电一体化就是在机械设计制造及其自动化基础上的发展。

2.2 机械自动化的科学技术

机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术为主体，多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，是正在发展和逐步完善的一门新兴的边缘学科，机械自动化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机械自动化”为特征的发

展阶段。

它的发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着生产和科学技术的发展，还将不断被赋予新的内容。但其最基本的特征可概括为：机械自动化的设计制造是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感检测技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织结构目标，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术。需要强调的是，机械自动化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合性技术，而不是机械技术，以及其他新技术的简单组合、拼凑，这就是现代机械与机械电气化在概念上的根本区别。现代机械设计制造出的产品，不仅是人和手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具有智能化的特征是现代机械自动化和传统的机械在功能上的本质区别。

2.3 机械自动化的发展历程

机械自动化技术首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用。60年代后为适应市场的需求和变化，为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力。开始建立可变性自动化生产系统，即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下，机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动的实现预期的操作或某种过程，并能够自动的从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。七十至八十年代国际上出现了开始采用计算机集成制造系统的CIMS(Computer Integrated Manufacturing),柔性自动化生产模式也有这种情况。鉴于实现计算机集成制造系统的全盘自动化所需的巨额投入（一个全盘自动化工厂耗资数百亿美元）柔性制造系统一般价格为600至2500万美元），所承担的巨大风险，加之技术上的难度与可靠性等问题，世界工业发达国家已开始碰壁转产，转而注重信息集成的效果，追求低成本自动化LCA（Low Cost Automation）的企业组织结构和运行方式。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程，不可能一蹴而就。我国机械制造业目前有11.4万个企业，发展很不平衡，有大量落后于现代水准的产业，

大部分企业还比较落后，手工劳动占有相当的比重，我国能独立开发现代机械自动化技术的企业很少。我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低，不仅在数量上同世界先进国家有较大差距，而且在品种上、质量上、使用上，同世界现金水准也存在阶段性差距。

2.4 我国的现状和特点

与传统的机械设计制造产业相比，先进的机械制造及其自动化更加人性化、智能化。多种技术的有效整合，使机械设计制造及其自动化的设备能够充分满足各种要求。机械设计制造及其自动化是一个整体概念，能够满足其功能性的内在要求，机械设备在一定程度上都会存在一定局限性，这就要求其功能性根据机械的具体情况来进行设计决定产品的功能。机械制造及其自动化不是多种技术的累加，而是将他们融合起来，实现多种技术的整合统一，使机械制造及其自动化更加人性化和智能化。

机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来，已经得到了迅速的发展，特别是近年来计算机的高度集成化，开始采用了计算机集成制造系统，大大加快了机械自动化的发展，但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，我国的产业结构层次低。我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低，不仅在数量上同世界先进国家有较大差距，而且在品种上、质量上、使用上，同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程，不可能一蹴而就。需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。

近年来，机械制造及其自动化产业的发展迅速，在实际应用占了其优势，具体优势如下：（1）通过先进的自动化技术提高机械的自动化控制，加强了机械设备的智能化水平，因此可以使机械设备精准高效的代替人的工作，大大的提高工作效率，同时工作质量也有很大的提升。如果施工环境情况恶劣，机械可以代替人去完成工作，降低安全隐患，提高了工作效率和工作质量。（2）传统的机械制造发生故障只能等待工作人员去监测维修，而机械制造及其自动化就能够很好的避免这一问题；当出现故障时，它就会用自我检查来发现其中的问题，采取自我保护功能，很好的提高了机械设备的工作稳定性和可靠性。智能化的机