机械设计与制造技术的发展方向探讨

摘要：机械设计与制造技术是我国生产发展中的基础支撑，在现有机械设计与制造技术的基础上难以开展生产工作，因此有必要对两者保持关注，了解两者现状与相关先进技术发展。对此本文将展开相关分析，通过现状表述机械设计与制造技术的发展空间、通过相关先进技术明确两者发展方向。

　　关键词：机械设计；制造技术；相关先进技术；

　　Abstract:Mechanical design and manufacturing technology is the basic support in China's production development. It is difficult to carry out production work without mechanical design and manufacturing technology. Therefore, it is necessary to pay attention to the two and understand the status quo of the two and the development of related advanced technologies. This article will carry out relevant analysis,through the current situation to express the development space of mechanical design and manufacturing technology, through the relevant advanced technology to clarify the development direction of the two.

　　Keyword:mechanical design; manufacturing technology; related advanced technology;

　　0 引言

　　机械设计与制造技术关系到国家生产力乃至国力，因此两者应当不断提升，并与相关先进技术相互集合，充分发挥技术能效。而我国机械设计与制造技术发展起步较晚，较于西方国家略有不足，如我国机械设计软件与焊接制造技术多借鉴外国研究成果，国内相关软件与技术水平还有待提升。因此出于机械设计与制造技术提升目的，有必要对两者发展及相关先进技术进行研究，此举具有一定现实意义。

　　1 机械设计与制造技术现状

　　1.1 机械设计现状

　　在现状上来看，我国因为机械设计起步较晚，所以国内大部分机械设计成果都有着其他国家成功案例的影子，仅有少部分完全脱离，由此说明我国当前机械设计水平并不令人满意，在自主设计、创新能力方面显得比较薄弱，这种现象如果一直持续下去，则可能会对国内生产造成一定的损害，甚至导致我国在与别国交涉时陷入被动，如假设某国家将机械设计技术专利封闭，不对我国开放，则我国将失去可以借鉴的依靠，这时国内机械生产力将大幅降低，而国家要再次获得专利开放权，就必须付出巨大的利益，使得国家在国际层面上陷入被动。因此我国机械设计领域现状表现不佳，还存在巨大的可提升空间，且提升机械设计水平是当务之急。此外值得注意的是，国内某些机械设计厂家或人员已经开始尝试独立设计，设计成果在本质上虽然独立，但质量上却难以保障，如某设计厂家就独立设计了机械设备制造图纸，从图纸层面上设计并无异常，但实际生产后却出现了明显的传动系统异常，因此如何保障机械设计图纸在实际制造生产中的质量，是机械设计水平提升的主要方向，相关领域人员应当对此保持关注。

　　1.2 制造技术现状

　　机械制造技术在现代涉及领域众多，如工业生产设备、军事武装设备、航天设备等都属于机械设备，需要使用到制造技术。令人欣喜的是，我国当前在机械制造技术上的水平已经有了显著提升，虽依旧不能与先进国家的制造技术水平比肩，但差距并不大，说明我国机械制造技术水平相对较高，至少不弱于他人。但机械制造技术的发展也有自己的难处，即机械制造技术过程复杂、资源消耗量较大，因此每次制造都存在较大的成本，而我国作为人口大国，国内对各类机械设备的需求很大，这意味着整个机械制造行业的成本非常高，这时我国机械制造行业就面临着资金难题，若资金出现问题，则机械制造技术将难以运作，更不用说谋求发展，在这一点上如何保障我国机械制造领域资金水平，是稳定机械制造技术现状、推动技术发展的关键要点。此外，我国机械制造技术在生产效率上非常突出，因此生产能效较高，但在尖端精密设备制造中相对较弱，因此我国是机械制造生产大国，但谈不上生产强国。

　　2 相关先进技术

　　2.1 机械制造的相关先进技术

　　目前，我国机械制造包含相关先进技术有很多，因此不便一一列举，下文只对较具代表性的技术进行分析，包括环保制造、自动化技术、智能技术，各技术具体情况如下。

　　2.1.1 环保制造

　　以往机械制造中因为使用的资源过多，且依赖人工，所以经常出现制造废料大量排放、制造资源大幅浪费等问题，说明以往机械制造环保性不足，间接导致机械制造成本过高，需要得到控制。这一条件下，现代机械制造厂家都非常重视制造生产中的环保性，如何降低废料排放量、降低资源浪费现象是他们所关注的重点，因此在现代制造中出现了环保制造技术，该项技术主要运作于设计之后、生产之前，能够根据实际生产需求精确的计算出生产中所需要的资源量，再根据资源量进行精确控制，同时还能对制造所产生的废料进行二次开发，这样就对制造废料大量排放、制造资源大幅浪费等问题进行了有效控制，提高了制造生产中的资源利用率，间接降低了成本，体现了环保理念。

　　2.1.2 自动化技术

　　自动化技术是我国现代机械制造中非常常见的一项技术，其成功脱离了传统人工模式，实现了自动化生产制造，因此现今几乎成为了每个机械设备生产厂家的标配，利用该项技术能够将以往一些需要人工全过程管理的工作环节交于技术系统，人工在绝大部分情况下无需实操，这时自动化生产的高效率、高准确性优势将得以体现，即首先自动化生产技术在执行生产命令，或调控生产设备时的准确性、效率性更高，有效提高了机械制造的产能，还避免了人工模式中人工必然存在的不稳定性、误差性影响，其次自动生产模式突破了人工体能等方面的限制，甚至可以实现全天候无人生产，这也有利于机械生产产能提升，有利于生产厂家对机械设备生产周期进行把控，最后自动控制技术的应用是一劳永逸的，因此在后续运作中不会出现太多成本支出，这一点区别于人工模式下持续性的人力成本支出，具有明显优势。此外值得注意的是，我国自动化技术的水平与其他国家的技术水平相差无几，单独从该项技术层面上，我国在国际上占据尖端地位，在未来发展中应当保持这一局面，维系机械生产产能。

　　2.1.3 智能技术

　　在表面上智能化技术与自动化技术类似，两者都具备自动控制机械设备生产的能力，但区别在于前者的信息识别能力更强，后者则相对较弱，因此在现代机械设备制造生产当中，很多生产厂家都将智能化技术作为自动化技术的终端来使用。智能化技术的"智能"特征体现代表了相关技术系统具有近乎人类的思维能力，具有类似人类神经系统的思维模式，且因为其不存在人工能力限制，所以在信息识别、读取等处理环节上，性能还要超过人类，这时当该项技术作为机械设备生产终端时，将会对生产中的所有信息进行监控，如电力信息、设备运作状态等，根据这些信息智能技术终端可以依照人工预设的复杂逻辑来识别信息是否存在异常，若存在异常将根据信息类型对异常情况进行定义识别，并尝试性的采用修复方案进行治理，如果无法治理则会智能的向人工发送通知，通过人工来进行处理，同时某些智能终端在发送通知时还会采取紧急控制策略，将异常设备停止，以免异常情况恶化。由此可见，智能技术能够作为一个取代人工的机械设备制造生产管理者来使用，可起到提高机械设备制造生产质量、稳定性、安全性的作用。

　　2.2 机械设计的相关先进技术

　　仿真虚拟技术是现代机械设计中比较常用的技术，其主要功能在于：（1）在设计过程中搜集设计信息，逐渐根据信息来完成设计图纸建模，所得模型具有立体化特征，人工可以直观的对模型中的任意部位进行查阅，确认各部位参数是否有误，同时还会对设计图纸各结构之间的关系进行计算，确保设计图纸整体质量；（2）在计算机虚拟服务器基础上构建一个虚拟测试环境，虚拟环境与现实环境相差无几，因此在环境中导入之前完成的模型，可以直接检验模型在实际环境中的表现，如果模型在虚拟模型中表现不佳，就代表设计图纸所得出的成果不能应用于实际环境，同样起到了保障设计图纸质量的作用；（3）在虚拟环境基础上采用仿真软件可以对环境参数进行调整，此举可以动态性的检验模型在不同环境中的表现，如果模型在某个仿真环境条件下表现不佳，则说明设计图纸存在缺陷，如果实际应用时遇到了类似情况，将出现异常，因此要对方案进行调整。

　　2.3 综合应用的相关先进技术

　　数控加工是一种可应用于机械制造与设计两个方面的综合性先进技术，主要利用机械生产机床来进行生产，在机床支撑下可以有效提高生产效率，同时借助数控系统基本实现了自动化生产，解决了生产质量与成本方面的问题，而在机械设计方面，因为数控技术的介入使得机械设备生产环境、要求发生了改变，所以围绕数控要求来进行设计，可以明确设计方向，避免以往问题发生，消除成果质量问题。此外，就我国数控技术现状可知，国内数控技术在机械设计与制造中已经从以往强制性模式中脱离，转入了柔性生产模式，该模式中相关工作人员可以根据数控系统对机械设计与生产过程进行精密的把控，基本可依照实际情况进行调节，说明柔性模式灵活性、稳定性更高，在未来发展中应当大力推广与研究，尽可能推动数控技术发展，为国内机械设计与制造提供更有利的支撑。

　　3 结语

　　综上，本文对"机械设计与制造技术现状及相关先进技术"进行了分析，通过分析可知我国当前机械设计与制造技术表现并不令人满意，两者还有很大的发展空间，而在发展中要紧贴发展方向，对此文中提出了相关先进技术，这些技术就代表了发展方向，结合各项技术进行发展，可起到推动我国机械设计与制造技术水平提升的作用。

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