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摘要：机械设计制造行业要想满足社会发展需求，就必须进行创新发展，而机械设计制造行业实现创新的重要方式就是将自动化技术应用到机械设计中，以此满足企业的高质量、低能耗、多功能等需求，积极推动机械设计制造行业的发展。基于此，本研究阐释了自动化技术在机械设计制造中的具体应用，分析了自动化技术在机械设计中的应用意义。研究结果表明：将自动化技术有效应用到机械设计制造中，可以节约成本，提高产品质量和资源利用率，提升企业生产效率和市场竞争力，促进自动化机械制造行业的可持续发展。
关键词：自动化技术；机械设计；应用
科技创造生产力，科学技术的快速发展为各行各业的发展带来了极大的推动力，成为实现现代化建设的重要驱动力。在现代化技术不断发展的背景下，机械设计制造行业为了实现可持续发展，全面提升机械设计制造的高效性、节约性、安全性，需要下大力气研究自动化技术在机械设计中的应用，积极促进机械设计制造行业的发展，提升机械设计制造自动化水平。
1自动化技术在机械设计中的应用原则
1）遵循标准化原则。在实际的设计研发过程中，不仅要严格按照既定的研发流程来进行操作，同时还要根据机械设备的实际应用环境来确定标识、尺寸和数量，防止产生设计误差[1]。设计人员要经过不断的重复实验，才能取得关键性的突破，使最终设计出来的自动化机械设备满足国家的相关标准要求。
2）遵循安全性原则。在将自动化技术应用到机械设备设计中时应该将安全性原则作为首要的前提条件之一。一方面，要确保设计研发过程具有很高的安全性；另一方面，要确保机械设备所需的零部件具有极强的安全性。在对机械设备进行设计的过程中需要应用大量的机械进行研发，而在应用这些机械的时候必定会存在一定的风险性，这就需要研发人员在进行研发设计的过程中对自身的安全加强保护，防止在研发过程中因为操作不当而发生安全事故。此外，设计研发人员在进行设计研发的过程中还应该对设备零部件的质量进行严格把控，对零部件要反复检查，保证每个零部件都可以达到规定的质量标准要求，这样就可以防止零部件在使用的时候出现变形、开裂等问题，从而对自动化机械设备的设计研发成功率产生极大的影响。
3）遵循技术性原则。将自动化技术应用到机械设计过程中要将先进的技术性充分体现出来，并要在相关设计规范条例基础上，保证先进技术得到有效的应用。自动化机械设备无论是在进行动态设计的过程中，还是在进行静态设计的过程中，都应该以技术性为原则展开设计[2]。例如，按照动态设计标准展开设计，自动化机械设计需要具备动态运行功能，包括热平稳性、磨损性等指标，这些方面都必须能够将先进的技术性体现出来；按照静态设计标准展开设计，机械设备设计需要具备静态运动功能，包括使用寿命、强度、电流等指标，这些方面都要体现出技术性标准。
2自动化技术在机械设计制造方面的具体应用
2.1生产自动化与装备自动化
1）生产自动化。机械设计工作在开展过程中有一些工作属于重复性工作，通过人工进行操作会浪费大量的时间和精力，不利于生产效率和质量的提升[3]。而将自动化技术应用到生产过程中实现生产自动化，就可以对机械设计中存在的这些重复性工作进行优化整合，将那些重复的工序自动消除，不仅可以节约更多的人力和精力，还能有效提升机械设计的生产效率。当前，生产自动化技术已广泛应用于工业、农业、军事、科研、商业、医疗以及交通运输等诸多方面，发挥着重要的作用。
2）装备自动化。实现装备自动化能够保证相关的零部件严格按照自身的标准实现组装、调试等功能，形成一套更具科学性和完整性的生产流水线。装备自动化的实施不仅对原有的装置模式进行了改进，同时还全面提升了机械设计的工作效率和质量。在大量生产中，企业通过采用自动化生产线大大提升了劳动效率，产品质量也更加稳定，同时也降低了生产成本，缩短了生产周期，经济效益获得显著提升。
2.2虚拟化技术的应用
虚拟化技术的应用主要是利用计算机技术和信息化技术等先进技术来进行机械设计和生产，制造出更加优质的产品[4]。将虚拟化技术应用在工业领域，融合虚拟现实交互手段、工业仿真图像引擎以及多样化现实系统，既是工业仿真系统的进一步拓展，又是实现“人-机-环境”的重要手段。虚拟化技术的应用能够结合模型对产品投入到市场中之后可能遇到的问题进行精准的评估，并根据产生的问题拟定有效的解决策略，以此来降低机械生产中出现问题的概率，减少材料浪费，节约成本投入，提升生产效率和生产质量[5]。例如，在进行汽车零件设计时，在概念设计阶段需要频繁试验，不断更改零件结构，采用虚拟化技术，可以在虚拟环境中进行反复试验、测试，针对问题进行改正调试，大大降低了实体生产成本和缩短了生产周期，待产品调试合格后再将实物样品生产出来。
2.3高度集成化技术的应用
简单来说，集成化指的是将某些东西或者功能集合在一起，而高度集成化则是大量设备或者功能的集合，使其表现出更加强大、多样化的功能，而不是一两个简单设备或者功能。集成化在机械制造行业中的应用，是在系统工程理论的指导之下，借助信息化技术的优势对机械制造流程从整体上进行优化和整合。同时在进行优化和整合的过程中，通过精简结构和重组的方式来实现自动化。另外，在计算机技术和信息化技术的作用下，将经营管理活动和机械制造中的各种生产要求整合到一起，形成一个有机整体。在这种生产环境下，也可以实现以人为本的柔性管理[6]。例如，企业在进行实际生产的时候，可以通过对经济管理和生产过程中的动态集中，将全部的工作动态整合到一起，然后对各项工作要求进行融合。在实际应用中，工作人员必须到现场实地考察，对机械设备功能指标、参数设置进行查看，记录设备原始数据，以便于后期对机械设备进行维护，在做好前期准备工作的基础上才能在实践过程中提升行业生产效率。这对于保护生态环境、降低新产品研发成本、提升产品质量来说，具有重要的现实意义。
2.4智能制造技术应用
智能制造技术的综合性很强，应用范围很广。智能制造技术指的是用计算机模拟、分析，为制造业智能信息收集、存储、完善、共享、集成以及发展而诞生的先进的制造技术。智能机械技术涵盖的技术领域较多，不仅包括系统工程、人工智能，还包括机械制造技术和自动化技术等等[7]。这些技术融合到一起就形成了智能制造技术。在机械设备设计过程中，利用智能制造技术可以高效进行生产制造活动。例如，在制造过程中涉及的决策活动、推理活动以及分析活动等等，都可以利用智能制造技术进行。智能制造技术其实就是机械制造智能与人工智能的有机结合体[8]。智能制造技术将人工智能技术成果引入了机械制造的全过程中，通过模拟专家智力，取代或者延伸机械制造过程中本该是专家完成的环节。在制造行业中有效应用智能机械技术，不仅能够对类似于专家的智力进行合理运用，从而对机械设备的正常运行状况进行自动化检测，及时发现问题并针对这些问题制定出有效的解决策略，同时还能将智能机械技术具有的预防和改进作用充分体现出来。
2.5柔性自动化技术的应用
柔性自动化技术是一种适用于多品种、中小批量产品的生产技术，其原理是将物质和信息两大部分有机结合起来组织运行，从而达到工业产品制造过程中高度自动化的目的，其本身具有很强的灵活性，可以经常改变生产计划。柔性自动化技术主要由自动机床、物流、信息以及软件几部分组成，在机械设计中应用柔性自动化技术就是在设计过程中，借助通信技术的优势对外界因素造成的差异性进行有效应对，提升其适应能力[9]。随着机械设计制造行业的发展，用户对产品的要求越来越高，为了使机械设计制造企业在用户需求反应能力、适应能力以及应变能力等方面能有所提升，更好地满足产品用户的需求，需要机械设计制造企业与技术更新、市场需求等外部因素进行紧密结合，这样才能更好地对产品制造种类以及产品生产结构进行科学合理的调整。在此背景下，柔性自动化技术的应用能够起到很好的效果，可以针对目前机械设计中出现的问题进行有效解决。如：在实际的机械设备设计和制造过程中，如果用户对产品的需求发生了变化，企业就可以利用柔性自动化技术具有的优势，来提升机械设备设计和制造的应变能力，以此满足用户对产品的最新需求。柔性自动化技术的应用对于缩短生产制造周期、减少产品库存、提升产品质量具有重要的意义。
2.6数控技术的应用
数控技术即数字控制技术，指的是通过计算机软件进行编程，从而实现对机械制造加工的生产控制，实现机械制造自动化。在进行机械设计时，利用计算机辅助技术可以完成数控仿真分析，并在虚拟环境中展示出机械产品的尺寸、形状以及内部结构，设计人员可以据此来进行图纸修正，确保机械产品设计的准确性[10]。例如，对于普通的二轴车床，可以在车床利用数控系统和驱动装置，完成零件编程加工，实现自动化生产改造。如果加工对象发生变化，仅需对刀具、程序等进行调整即可，能轻松实现大量工件的加工。当前，主要采用PLC可编程逻辑控制器来进行机械控制，提升加工精度的同时提高加工效率。在机械设计制造中，数控系统结构各不相同，但是其主要包含控制单元、数控机床、可编程单元以及控制中心几部分。在完成计算机编程后，将编写好的程序信息输入，实现系统电路驱动，计算机对这些信息进行分析处理后，得出加工坐标轴移动输入分量，通过将其放大、转换后再输入控制装置，实现控制机床运转的目标。
2.7创新设计方法的应用创新设计方法是机械设计未来的重要发展趋势，要想机械设计能够满足社会发展需求，就需要掌握创新设计方法，而创新设计方法在机械设计中的应用主要体现在可以对复杂的机械设计方案自动地进行仿真、装配以及建模。在这个过程中，自动化技术能够经过基本的建构占据有利的空间位置，同时建立相互联系，以此实现对系统的优化配置。除此之外，自动化系统还能够利用有效的预定算法，选择出最佳的设计方案，使企业可以更好地掌握市场发展前景，提升市场竞争力，并在激烈的市场竞争中获取更多的市场份额。
3结束语
综上所述，对于机械设计制造行业来说，自动化技术在机械设计中的应用能够有效提升我国的机械设计制造水平。相对于发达国家而言，我国的机械设计水平相对落后，因此，必须要加强在自动化机械制造设计方面的研究。而将自动化技术有效应用到机械设计中，使其发挥最大化的资源利用率，以及节约成本、提升生产效率和质量的重要作用，能够增强企业的经济效益，帮助企业不断提升市场竞争力，并促进自动化机械制造行业的可持续发展。
作者：罗强 甄少华 菅迎宾 单位：北方工程设计研究院有限公司 石家庄铁路职业技术学院
