浅淡机械设计制造及其自动化的发展方向
发布时间:2018-07-19 点击次数:次
从现阶段发展而言,机械制造行业一直都是多个其他行业技术设备的基本源头,同时也是整个制造行业的重要组成部分,因此对于整个工业体系的发展有着极为重要的意义。
1 制造与自动化发展的基本原则
1.1 功能性层面的基本需求
机械自动化设备的出现主要是为了满足人们生活的根本需要,随着时代的进步,其相关核心技术也需要得到相应的发展,从而在能量和信息数据之间不断转化,并且根据人们的需要获得相应的能量或者数据资料。而机械自动化的新技术可以将产品与技术加以整合,从而形成综合性的技术种类,不论是前期的产品设计还是后期产品功能的实现都可以有效完成,进而形成了一个较为完善的自动化系统。
1.2 应用多种先进技术
1.2.1 人工智能
依靠处理或者加工具体过程,人工智能对原有产品的实际形态进行相应的改变,适当增加一些自组织输出产品以及人机一体化的作用。从市场角度来看,现代机械加工设备在未来将具有更高级的类人类思维的能力。
1.2.2 3 维列印
随着3D 打印的材料飞速发展,未来将不限于普通的增量材料加工方式,例如分子材料,生物材料等。执行系统也将摆脱电机的束缚,而直接通过场作用力将3D 数据信息列印成型,完全颠覆制造概念。
1.2.3 VR 系统
为了能够设计出更多具有特色的产品,首要工作便是针对产品的基本功能展开相应的仿真测试研究,包含生产过程的虚拟制造验证,虚拟仿真技术与机械设计制造工作相结合仍然具有比较大的发展空间。在未来一定还会有更多独具特色的自动化产品出现。这一切都需要新型技术予以支撑,从而才能确保设计的合理性以及科学性。
2 机械自动化技术的主要优势
随着科技的进步,使得机械自动化技术产生了巨大的变革,一些较为陈旧的产品技术已经无法满足社会应用的需要。目前来看,绝大多数机械产品已经开始朝向多功能以及小体积的方向发展,对于产品内部的集成度也提出了更高的要求。基于这一背景,传统机械设备将逐渐遭到淘汰,被自动化机械设备完全取代,这也将成为未来的科技发展的主要趋势。
2.1 提升生产力
随着劳动力人口逐渐减少以及劳动力成本的逐渐上升,传统生产模式、组织架构难以维系,企业迫切需要实施机器换人战略,当前机械制造工业及自动化产品的最大特点便是集合了多种先进技术,从而使得其功能得到了大幅度提高。目前机械制造产品已经拥有了非常高的信息处理能力,并发展成为了一定的智能化特性,为设备的正常操作提供了相当的保障,这样的制造系统不仅具备了一定的自组织能力,而且具有了一定的自律能力。不仅可以有效减少了工人的操作强度,而且也能有效加强工作的质量。除此之外,机械制造自动化可以大幅度提升生产效率,整个制造环境的智能集成,不仅可以节约机床的整体数量,减少工人们的数量,而且还能缩短产品研发周期,增强企业对市场的快速反应能力。
2.2 加强安全性和可靠性
在工作开展的过程中,一旦自动化产品出现了一定的故障,其自身可以进行自我处理,并启动相应的保护程序,从而可以提升产品本身的安全性价值。究其原因主要是现代机械制造技术具有比较强的自学习和自维护能力,可以实时展开自我诊断,高度协同上下游设备,进行决策和调度、生产规划等,各个体系和子系统高度集成的高度自动化系统,具有分布、自律、敏捷、仿生、分形等特点。正是由于这些特性,产品在生产过程中出现故障的概率便会大幅度下降。因此,在进行工作的时候,大幅度提高了设备的安全性价值,进而增加了设备的使用寿命。
3 未来机械设计制造的主要发展方向
3.1 智能化以及网络化
3.1.1 智能化
所谓智能化,主要是指在当前控制理论的基础上,尽可能应用全新的思想,以此对人类智能展开相应的模拟,从而可以有效增强提升机械运动行为的基本决策以及逻辑思维能力,进而可以达到较强的控制效果,促使机械智能化的发展持续提升。智能化体现在智能化的设计,智能化的生产过程,质量控制,以及生产与经营的智能决策。工业机器人等自动化成套设备的应用,设备之间具有交互能力,货物,产品之间也具有交互能力,从而实现了巨大的灵活性;而大数据的分析和学习能力能够无需人类而做出某些经营决策。
3.1.2 网络化
首先,在当前网络形式背景下,全球经济逐步完成了一体化发展,生产资源可以在全球范围内进行配置产业链实现了互联互通,协同工作,通过云平台,产品生产过程可由分布式企业高效,快捷的合作完成,其次,不仅是供应商之间,包括客户之间都可以和系统进行交互,和货物、零件、产品进行直接交互。从而创造个性化,服务化的产品。
3.2 微型化
在20 实际80 年代,机械自动化也开始向微观层面进行发展,一个是机械的自动化产品的微型化,微型化产品在性能上有着较高的优势,诸如产品的整体体积偏小、能源损耗较少以及活动具有较强的灵活性特点,从而可以大幅度减少资源的浪费,并且可以减少资金成本的投入。二是企业规模的微型化,由于网络化的发展,企业分工进一步细化,继而向小而精的方向发展。
3.3 人性化
在未来,机械自动化需要考虑到使用者和产品之间的实际关系,也就是说机械自动化需要尽可能展现出人性化特点。人是产品使用的基础对象,因此未来的机械化必须具备一定的人性和智能。除此之外,机械的人性化还能够体现在模仿生物活动的激励,从而可以针对不同对象开发个性的机械产品而展开相应的研发工作,实现完全的私人定制。
3.4 分散化
网络云平台的发展最终会导致每个企业成为信息系统中的一个端点,产品的生产,原料供应,产品销售均由平台统一分配,每个人都可以在家里安装3D 打印设备,演化成创新力极强的微型企业,或者具有动力和活力的网络设计公司。
3.5 绿色化
现如今我们国家的经济水平正处于高速发展的阶段,随之带来的便是自然环境受到了严重的破坏。资源遭到过度开采。所以,为了响应可持续性发展战略,必须对自然环境展开保护,提倡绿色施工的理念。在这一背景下,绿色产品便随之诞生。绿色产品本身的出发点便是对于人类的身体健康予以保护,应用绿色思想之后,可以有效防止环境遭到外部破坏,从而能够提升资源的利用效果。为此,机械自动化产品需要符合社会发展的实际需要,对环境保护带来益处。即便产品在完全报废之后,还能够对其进行回收,从而做到二次利用。如此一来,资源的使用得到了有效节约,对于贯彻可持续性发展战略奠定良好的基础,节能与新能源领域将加速发展。
4 结束语
综上所述,我国机械设计制造自动化规模虽已全球领先,顺应互联网时代发展需要,还需要对其发展方向展开研究工作,积极探索各领域模式的创新,机械设计制造自动化行业将迎来历史性发展机遇。
1 制造与自动化发展的基本原则
1.1 功能性层面的基本需求
机械自动化设备的出现主要是为了满足人们生活的根本需要,随着时代的进步,其相关核心技术也需要得到相应的发展,从而在能量和信息数据之间不断转化,并且根据人们的需要获得相应的能量或者数据资料。而机械自动化的新技术可以将产品与技术加以整合,从而形成综合性的技术种类,不论是前期的产品设计还是后期产品功能的实现都可以有效完成,进而形成了一个较为完善的自动化系统。
1.2 应用多种先进技术
1.2.1 人工智能
依靠处理或者加工具体过程,人工智能对原有产品的实际形态进行相应的改变,适当增加一些自组织输出产品以及人机一体化的作用。从市场角度来看,现代机械加工设备在未来将具有更高级的类人类思维的能力。
1.2.2 3 维列印
随着3D 打印的材料飞速发展,未来将不限于普通的增量材料加工方式,例如分子材料,生物材料等。执行系统也将摆脱电机的束缚,而直接通过场作用力将3D 数据信息列印成型,完全颠覆制造概念。
1.2.3 VR 系统
为了能够设计出更多具有特色的产品,首要工作便是针对产品的基本功能展开相应的仿真测试研究,包含生产过程的虚拟制造验证,虚拟仿真技术与机械设计制造工作相结合仍然具有比较大的发展空间。在未来一定还会有更多独具特色的自动化产品出现。这一切都需要新型技术予以支撑,从而才能确保设计的合理性以及科学性。
2 机械自动化技术的主要优势
随着科技的进步,使得机械自动化技术产生了巨大的变革,一些较为陈旧的产品技术已经无法满足社会应用的需要。目前来看,绝大多数机械产品已经开始朝向多功能以及小体积的方向发展,对于产品内部的集成度也提出了更高的要求。基于这一背景,传统机械设备将逐渐遭到淘汰,被自动化机械设备完全取代,这也将成为未来的科技发展的主要趋势。
2.1 提升生产力
随着劳动力人口逐渐减少以及劳动力成本的逐渐上升,传统生产模式、组织架构难以维系,企业迫切需要实施机器换人战略,当前机械制造工业及自动化产品的最大特点便是集合了多种先进技术,从而使得其功能得到了大幅度提高。目前机械制造产品已经拥有了非常高的信息处理能力,并发展成为了一定的智能化特性,为设备的正常操作提供了相当的保障,这样的制造系统不仅具备了一定的自组织能力,而且具有了一定的自律能力。不仅可以有效减少了工人的操作强度,而且也能有效加强工作的质量。除此之外,机械制造自动化可以大幅度提升生产效率,整个制造环境的智能集成,不仅可以节约机床的整体数量,减少工人们的数量,而且还能缩短产品研发周期,增强企业对市场的快速反应能力。
2.2 加强安全性和可靠性
在工作开展的过程中,一旦自动化产品出现了一定的故障,其自身可以进行自我处理,并启动相应的保护程序,从而可以提升产品本身的安全性价值。究其原因主要是现代机械制造技术具有比较强的自学习和自维护能力,可以实时展开自我诊断,高度协同上下游设备,进行决策和调度、生产规划等,各个体系和子系统高度集成的高度自动化系统,具有分布、自律、敏捷、仿生、分形等特点。正是由于这些特性,产品在生产过程中出现故障的概率便会大幅度下降。因此,在进行工作的时候,大幅度提高了设备的安全性价值,进而增加了设备的使用寿命。
3 未来机械设计制造的主要发展方向
3.1 智能化以及网络化
3.1.1 智能化
所谓智能化,主要是指在当前控制理论的基础上,尽可能应用全新的思想,以此对人类智能展开相应的模拟,从而可以有效增强提升机械运动行为的基本决策以及逻辑思维能力,进而可以达到较强的控制效果,促使机械智能化的发展持续提升。智能化体现在智能化的设计,智能化的生产过程,质量控制,以及生产与经营的智能决策。工业机器人等自动化成套设备的应用,设备之间具有交互能力,货物,产品之间也具有交互能力,从而实现了巨大的灵活性;而大数据的分析和学习能力能够无需人类而做出某些经营决策。
3.1.2 网络化
首先,在当前网络形式背景下,全球经济逐步完成了一体化发展,生产资源可以在全球范围内进行配置产业链实现了互联互通,协同工作,通过云平台,产品生产过程可由分布式企业高效,快捷的合作完成,其次,不仅是供应商之间,包括客户之间都可以和系统进行交互,和货物、零件、产品进行直接交互。从而创造个性化,服务化的产品。
3.2 微型化
在20 实际80 年代,机械自动化也开始向微观层面进行发展,一个是机械的自动化产品的微型化,微型化产品在性能上有着较高的优势,诸如产品的整体体积偏小、能源损耗较少以及活动具有较强的灵活性特点,从而可以大幅度减少资源的浪费,并且可以减少资金成本的投入。二是企业规模的微型化,由于网络化的发展,企业分工进一步细化,继而向小而精的方向发展。
3.3 人性化
在未来,机械自动化需要考虑到使用者和产品之间的实际关系,也就是说机械自动化需要尽可能展现出人性化特点。人是产品使用的基础对象,因此未来的机械化必须具备一定的人性和智能。除此之外,机械的人性化还能够体现在模仿生物活动的激励,从而可以针对不同对象开发个性的机械产品而展开相应的研发工作,实现完全的私人定制。
3.4 分散化
网络云平台的发展最终会导致每个企业成为信息系统中的一个端点,产品的生产,原料供应,产品销售均由平台统一分配,每个人都可以在家里安装3D 打印设备,演化成创新力极强的微型企业,或者具有动力和活力的网络设计公司。
3.5 绿色化
现如今我们国家的经济水平正处于高速发展的阶段,随之带来的便是自然环境受到了严重的破坏。资源遭到过度开采。所以,为了响应可持续性发展战略,必须对自然环境展开保护,提倡绿色施工的理念。在这一背景下,绿色产品便随之诞生。绿色产品本身的出发点便是对于人类的身体健康予以保护,应用绿色思想之后,可以有效防止环境遭到外部破坏,从而能够提升资源的利用效果。为此,机械自动化产品需要符合社会发展的实际需要,对环境保护带来益处。即便产品在完全报废之后,还能够对其进行回收,从而做到二次利用。如此一来,资源的使用得到了有效节约,对于贯彻可持续性发展战略奠定良好的基础,节能与新能源领域将加速发展。
4 结束语
综上所述,我国机械设计制造自动化规模虽已全球领先,顺应互联网时代发展需要,还需要对其发展方向展开研究工作,积极探索各领域模式的创新,机械设计制造自动化行业将迎来历史性发展机遇。