浅析机械制造及其自动化的发展前景

浅析机械制造及其自动化的发展前景

作者：王必成石彦坤蔡文博

来源：《科学与信息化》2017年第10期

摘要机械行业作为中国的重工业，为国民经济的发展做出了不可或缺的贡献。据西方工业国家统计，机械行业创造了60%的社会财富，完成了45%的国民经济收入。如果没有先进的机械制造及其自动化技术，在信息技术、新材料技术、海洋工程技术等各个领域都会受到严重的制约。先进的机械制造技术更是代表了我国先进的生产力，在科技迅速发展的今天，研究机械制造以及运用自动化技术实现人工智能的前景是很广阔的。

关键词机械制造；自动化；发展前景

1 引言

随着“中国制造2025”等概念和战略的提出，国家越来越重视发展制造业，提高制造业创新能力，推进信息自动化与工业化相融合，为国家科技水平和国民经济的发展做出贡献。而机械制造及其自动化作为一种新的学科，它是集各种技术于一体发展的，从而提高了机械设施的可靠性与稳定性，使得机械设施更加人性化与智能化。其发展空间和发展潜力都是非常巨大的，因而对机械制造及其自动化进行研究和探讨对工业化的进一步发展具有重要意义[1]。

2 相关概念

机械制造：机械制造指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的工业部门。

自动化：自动化为二十世纪高新技术之一，是指采用自动开停，调节、检测、加工和控制的机器、设备进行各种作业，以代替人力完成某个任务或实现某个过程。通过制造业与自动化相结合，无疑使中国的制造业取得突飞猛进的发展[2]。

3 中国机械制造及其自动化的现状

3.1 机械设计和制造业信息化建设并不完美

在一个高度工业化的发达国家，机械设计和制造信息化程度较高，大部分的设计、制造、生产工作，是通过计算机系统来完成的。这些国家的工业生产中，计算机技术广泛应用，工业生产效率迅速。机械加工企业和未完成的信息化建设工作，在我们国家，许多企业在机械设计工作与管理经验的方法，没有科学的理论基础。

3.2 机械制造及其自动化起步较晚

中国国内的机械制造行业远远落后于那些发达国家近30余年。虽然已经得到了部分发展，使制造行业中有了极大的突进，但是它们自己并没有自己的知识产权品牌。与美国、日本、德国、英国和其他发达国家相比：机械设计、制造技术落后。国外机械设计与制造技术已经逐渐成熟，而在我国是处于萌芽阶段。

3.3 机械制造装备技术落后

大部分高精度和超精密机床还不能满足现实要求，精度保持性较差；高校自动化和数控自动化装备的精度、质量、性能、可靠想指标等方面与国外先进水平相比落后5～10年；在高精技术、尖端技术方面差距则达10～15年[3]。

4 机械制造及其自动化的优势分析

4.1 优化生产方式，提高生产效率

运动自动化智能生产，不仅把人们从沉重的劳动力中解放出来，降低生产过程中可能存在的不当后果对人身所产生的危害，而且加快了生产过程。利用数控技术，信息处理技术等相关技术手段，我们可以使机械运作更加趋近于智能化，更好地按照我们的要求去实施生产。

4.2 保证生产安全，提高可靠性能

先进的自动化设计制造，每个生产步骤都是由电子元件进行控制，机械本身可以在出现问题时进行自动保护、自动诊断、自动报警和自动监视，在第一时间最大程度的保障了生产安全和生产流程的正常运行。相较于传统的机械生产，自动化机械生产有效避免了因人为判断失误而产生的不必要生产损失，大大减少了生产过程中可能造成的人员伤亡和生产事故的发生，节约了生产成本。

4.3 提高科技含量，提升具体功能

在机械制造中，如数控加工，可以通过改变控制程序来实现不同形状的物体加工，对于不同的参数可以随时调试与编程。使产品更具有科技含量，功能趋向于多功能化[4]。

5 机械制造及其自动化的发展前景

5.1 智能化

随着科学技术的发展，实现人工智能是必然的趋势。智能化技术具有很强的实用性，并且易与其他的技术相结合。智能化技术可以减少劳动力，提高生产效率，使机械制造最大限度地满足使用者的不同需求，而且可以合理、充分地利用资源。

5.2 机电液一体化

机电液一体化是机械与电子信息、液压等结合发展的最新产物。由于其结构简单、体积小、质量小，输出力高等优点，在工程机械，矿山机械，压力机械等领域有着广泛的应用。尤其在机床上可以实现无级调速，易于实现频繁的换向，易于实现自动化的特点。在轻工业、包装、食品等方面无油无污染，节约能源。随着科技的发展，机电液一体化必将广泛地用于各个领域。

5.3 微型化

现代的智能设备以体积小，功能多，携带方便等显著优点而受到用户的青睐，制造趋向于微型化发展。而在一些特殊场合必须使用微型化设备，如在医疗应用中，有些手术是通过机器自动完成的：机械手臂自动缝合刀口、微型手术刀自动切除功能等，这些对精度及其体积的大小有着严格的要求。在机械制造中也是一项挑战。

5.4 绿色化

在制造业取得巨大成就的同时，环境污染也越来越严重。为了更好地实施可持续发展战略，这就要求在制造的过程中以及制造得到的产品尽量地减少污染甚至无污染。设立污染处理的机构，对一些可再次利用的资源进行回收，进行二次利用。不仅可以保护环境，还可以提高资源利用率。国家也要加大对工业生产监管的力度，例如有些污染性企业去偏远地方或农村地区进行生产，这也是绝对不允许的。

5.5 网络化

计算机的迅速发展已经用在了各个领域中，为人类的生活进一步提供便利。在制造生产中用计算机网络实施智能监测，而后传输到终端，使工作人员在同一地点可以准确地掌握多个设备的情况。在数控加工中，更是直接利用计算机编程，然后输入程序，从而实现自动生产。因此网络化的发展也是必不可少的。

参考文献

[1] 李庆余，孟广耀，岳明君.机械制造装备设计.第3版[M].北京：机械工业出版社，2013：59.

[2] 陈明.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2012：44-45.

[3] 刘超.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].河南科技，2013，（6）：105-105..

[4] 程世雄.机械设计制造及其自动化的现状反思与前景展望[J].湖南农机：学术版，2012，39（3）：220-221.