摘要：本文主要是探究机械设计制造及其自动化特点和优势，通过机械自动化科学技术与传统机械制造对比分析,阐述了现代机械自动化的优势，通过分析指出了现代机械自动化科技发展的前景和方向。目前，在实际生产和设计中，机械自动化正朝着智能化、低能耗、多功能、高质量、安全可靠的方向发展。机械自动化的发展前景是机电一体化系统。所有的机械自动化设计者都应该充分认识到，主要的方向是将机械自动化向机电一体化、智能化发展。只有自主研发，明确机械自动化的发展方向，才能在机械自动化领域有所作为，为机械自动化的发展开辟新天地。
关键词:机械制造;自动化;自动化发展
一、机械设计制造及其自动化概述及特点
（一）机械设计制造及自动化简述
上世纪中期美国机械设计类期刊发表作品中首次提到机电一体化这个概念,后面这个得到了广泛应用。机械自动化是结合机械工程和电子控制两个系统科学,由多门科学技术相互结合应用的产物,是人类社会进步的结晶，现代正在发展的科学技术在人们生活中的实际应用,使得工业发展由"机械科学技术电器化"进入了以"机械科学技术自动化、智能化"为特点的发展阶段。机械科学技术自动化随着其发展已经有了自己成套的发展体系,随着时代大发展,生活、生产需求增加,机械科学技术将被赋予更多的使命。其最基本的特征表现为:机械自动化科学技术是人们对机械功能需求出发。械科学自动化技术是多种群技术应用融合的综合科学,而不是单纯机械技术,以及简单的几种技术拼凑,对这一点需要有充分的认识,这个就是现代机械技术和机械电气化科学技术在概念有本质上的区别。现代机械电气化科学技术使得产品不仅是肢体的延伸,还是人类智慧的凝聚和提下,具有智能化、微电子化的特征,是现代机械自动化科学技术和传统的机械在功能体现上的本质区别。
（二）机械设计制造及自动化的特点
现代机械设计制造和自动化技术与传统机械设计制造技术的本质区别在于自动化和智能化。现代机械制造和自动化不是多种技术的简单叠加，而是多种先进技术相互协调，有效提高机械设计和制造的生产效率和质量。自动化是机械设计、制造和自动化的重要组成部分。因此，所设计的自动化系统应该是智能化的，能够更好地提高机械生产的效率和产品的质量。机械产品的研发生产都是为了实现人们对某种功能的实现而开发出来，因而每一种产品都有它的主要功能，产品的研发目的不同，其产品的主要功能也不尽相同。当产品的开发不能实现对人们对功能的需求，那么产品的研发必将失去意义。产品研发都是围绕着产品的主要功能来展开，能量的输入、材料的输入。信息的输入从而是产品具有想要的功能。机械自动化是一个概念科学体系，其中有包含了机械自动化科学技术以及机械自动化产品两个方面，从人性化的角度来讲，产品不仅要需要主要功能，还需要更多附加价值，例如产品设计理念、美观、使用方便等。
二、机械自动化系统的优点
随着时代的发展，工业生产对机械自动化的要求越来越高，逐渐取代了传统的机电行业。机械自动化具有越来越多的附加值、高精度和高智能，满足了人们对高质量生活的追求。机械自动化对于解放生产力、取代繁重的劳动、提高工业产品的市场竞争力具有重要意义。
（一）生产能力和生产质量提高
机械自动化产品具备信息自动处理以及自动化控制的特点。通过自动化信息处理，减少人为参与操作造成的失误和操作人员主观因素造成的损失具有重要意义。通过控制机械自动化的运行，减少了劳动力的使用，降低了生产成本，提高了所生产产品的市场竞争力。举个实际的例子，通过自动化的使用，数控机床的生产效率比原机床提高了10倍左右，产品合格率提高了13%左右，生产周期缩短了60%左右。
（二）安全性和可靠性提高
机械自动化产品可以通过自我检测和监控及时反映故障，必要时进行自我修复，并以及时溢出数据的形式反映故障的位置和原因。方便快捷的故障排除，减少生产故障造成的损失并进一步扩大。机械自动化产品的使用寿命大大提高，生产安全性提高，事故率降低，企业生产成本降低，企业产品的市场竞争力增强。
（三）性能改变,维护方便
机械自动化产品可以通过程序交换实现使用功能的改变。这些控制程序可方便灵活地修改，并可根据不同产品的生产要求输入多组执行命令，需要时可立即切换。规定控制机械自动生产和机械自检的程序。机械运行检测功能可以采取措施实现工作中出现的故障的数字化。当机器发生故障时，只要显示仪表数据，就能及时发现并排除故障部件。有效减少故障排除所需的时间，降低生产成本。
（四）附加功能增加
随着机械自动化的发展，原来的产品功能单一，现在一个产品有多个主要功能，满足了人们多种产品对更多功能的需求。例如，在早期，人们使用通信作为设备，它只完成简单的通信需求，然后他们可以用视频和音频进行通信。到目前为止，它已经增加了通信设备的娱乐功能，以满足更多人的需求。
（五）自动化生产解放劳动力
机械自动化的提高是科技发展对人们生活改善的具体体现,改善了人们生产条件,提高了生产效率,有效把人们从繁重的工作中解放出来。加速机械自动化,从而推动我国四个现代化实现。
（六）节约能耗,节约资源
节约能源、减少材料损耗是国家的战略目标,它也是提高工业生产效率的重要手段。机械自动化以低能耗为驱动力，通过结构优化，可以实现明显的节能降耗，降低生产成本。同时，由于科学技术的发展，机械自动化的发展已经从硬件转向软件。朝着更轻、更快、节省空间和节能的方向发展。
无论是机械自动化的产品使用者,还是机械自动化产品的研发生产者,机械自动化节约能耗、节约能源的理念体现都会带来显著的经济效应和社会效应,使得产品更加具有竞争力。因此世界上各个机械自动化发展比较早的国家都在不遗余力的推广机械自动化技术产业。
三、机械自动化研究发展方向
我国机械自动化发展比较晚,在上世纪末才刚刚开始,要探索研究任务很重,主要的研究机构以大中型企业为主,并且取得了一定成果。但是和发达国家相比还有很大的距离。机械自动化发展离不开理论基础,我们还需要系统的完善,我国自动化发展暂时取得了一点成就,然而在理论研究上还有很大的空间，发展方向是:
（一）机电一体化
机电一体化是在机械机自动化的基础上再发展,机械自动化发展和机电一体化区分越来越不明显,随着技术发展两者必将融为一起难分彼此,机电一体化也是机械自动化发展的主要方向。
（二）智能化
随着智能产品的日益使用，机械自动化向智能化发展已经成为机械自动化发展的一个明显趋势。机械自动化向智能的发展是对机器行为的描述，而人工智能是在机械自动化的基础上发展起来的,涵盖了运统学、计算机科学、生理x学、心里学、混沌动力学等新概念、新方法、模拟人类只能,使机械能具有人类的判断能力、逻辑思维能力和独立决策能力，从而获得更高的控制目标。在机械智能的实际应用方面已经有了一些研究成果，如无人驾驶汽车和无人工厂。一些服务行业使用机器人来接待顾客并实现人机交互。
（三）模块化
机械自动化产品的模块化是为了让人们更快地实现模块对接，从而满足他们期望的功能需求。因此，有必要统一机械自动化产品各模块的接口。有效地减少企业之间的人为壁垒，有利于产品的使用、市场的健康发展和人们享受服务的体验。例如,我们平时使用的手机充电设备的数据线,在早期一个手机品牌有自己的数据线接口标准,不同品牌手机数据线不能交叉使用,造成许多不必要的浪费,后期，通过国家相关部门的要求后，数据线的使用寿命和使用次数都有了很大的提高，使人们使用起来更加方便。统一的模块设计接口，只要有标准接口，不同来源的单元可以快速组装组合，有利于机械自动化规模的扩大。显然，机械自动化产品的模块化和标准化对制造商和用户都有很大的好处，必将给机械自动化企业带来光明的前景。
（四）网络化
网络的发展给人们的生活带来了巨大的变化，改变了人们的生活方式，拉近了人与人之间的距离，增加了信息流通的速度和方式。同时，网络技术的发展也给机械自动化产品的发展带来了新的机遇。随着网络在生活、军事工业、教育和生产中的广泛应用，机械自动化的网络化发展是必然的结果。网络的发展加快了全球信息流通的速度和产品竞争的全球化。好的产品研发产生,在短时间内就可以天下皆知,机械自动化新品,只要其功能良好,质量可靠,很快就能推广至全球。基于网络技术的广泛应用，机械自动化产品的检测技术、遥感控制技术和总线控制技术对产品设计提出了更高的要求。人们可以在千里之外的手术室里完成机械设备，也可以探测千里之外的一切。机械自动化网络扩展了人们的视野和触觉。它增加了人们对外部事物的控制。我们可以享受网络化的机械自动化产品所带来的便利和服务，因此机械自动化向网络化发展是未来机械自动化产品设计和研究的另一个发展方向。
（五）微型化
机械自动化产品起源于20世纪90年代的发达国家，现在也在中国开发和应用，应用范围越来越广。微机械自动化产品一般指体积为1立方厘米的机械自动化产品，主要发展方向是纳米技术和微米技术。在德国军工和医疗行业已经有实际产品应用;例如德国斐托斯公司的仿生蚂蚁机器人研究,仿生蚂蚁机器人有光学传感可以3D成像,可以搬运四百倍体重的重物等功能。随着微机械自动化的发展，未来可以利用微机器人从人体内部进行微创医疗手术，也可以利用微机器人实现精密设备的内部维护。综上所述，未来的小型化机械自动化产品将有更高的使用要求和更广阔的发展前景。
（六）绿色化
工业的发展给人类生活带来了翻天覆地的变化，提高了社会生产力，把人们从繁重的劳动中解放出来。然而，工业发展不可避免地带来的能源损失和环境污染也是我们不得不面对的问题。随着社会的发展，人们对生活质量的需求不仅仅是对产品的需求，更是对生活质量和幸福的追求。因此，环保、节能、降耗的理念更加深入人心。设计师在产品设计中需要考虑节能、节材、使用寿命和二次污染。同时，注意产品的二次回收。越有利于环境保护，越多的资源节约型产品受到人们的青睐，市场就越大。
（七）人格化
有些人常常担心，随着机电一体化和机械智能的发展，有一天机械会取代人类的地位；那么未来机械自动化产品和人之间的关系会是怎样的呢？我们应该澄清人和机器之间的关系。机械拟人化是必然的结果，但机械永远不会取代人类。机械自动化产品的实际最终目标是人。机械自动化产品的智能化、学习能力、自我进化和情感都在为人们服务，特别是国内的机械自动化将会有更高的发展水平，如人机一体化，机械自动化产品取代了人们的一些生理功能；模仿生物机制研究和生产更好的产品为人类服务。
四、结论
当下机械自动化在实用制造以及设计上都在围绕着智能化、低能耗、多功能、高质量、安全可靠来发展。机械自动技术所面临的关键技术是检测传感技术、信息综合处理技术、自动化控制技术、模块化统一接口技术等。所以机械自动化发展的前景就是机电一体化系统。所有的机械自动化设计人员应该充分的认识到,机械自动化只有向着机电一体化,机电智能化发展才是主要的出路。目前我国的机械制造取得了长足的进步，机械制造水平逐渐赶上了国外顶尖的机械制造水平，不卑不亢，砥砺前行，相信我国的机械行业的发展将会更上一层楼。
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