摘 要：随着我国经济飞速发展，推动工业需求增大，进而对机械制造业技术发展有着比较大的推动作用。目前，我国逐渐进入信息化时代，这些技术深入到各个领域，尤其机械制造业，逐渐形成机电一体化。机械自动化在本质上具有智能化、绿色化、微型化的发展趋势，在这一趋势浪潮的带动下，我国机电产业逐渐减少中西之间的技术差异。机械自动化相比常规性的制造技术，具有高效、节能节电等优势，正以高质量的产品服务居民。
关键词：机械自动化；节能节电；发展趋势；技术差异；设计原则
工业化带来物质高度文明化，为人类生活带来翻天覆地的变化，一方面，人类享受着高度发达的物质文明，另一方面，人类通过自己的聪明才智创造、发明众多技术发明，进一步推动物质文明的发展。机械自动化是物质文明的一大工具，先前的制造业对生态环境造成较大的危害，而机械自动化的发展推动绿色产业的发展，对此，设计绿色的机械自动化产品，将会具有远大的发展前途。机械自动化产品的绿色化主要是指使用时不污染环境，报废后能回收利用，减少资源浪费。
1.机械自动化的概述
早在1971年日本的《机械设计》杂志副刊上刊登了机电一体化这一名词，后来随着机电一体化的发展而被广泛的应用。美国机械工程师协会于1984年为现代机械下了如下定义：“由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和（或）机电部件相互联系的系统”。它与前面提及的机电一体化是一致的，因此可以说现代机械就是指机电一体化系统。20世纪90年代国际机器与机构理论联合会，给出了这样的定义，机电一体化是精密机械工程、电子控制和系统思想在产品设计和制造过程中的协同结合，因此又可以说机电一体化就是在机械设计制造及其自动化基础上的发展。
机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术为主体，多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科，机械自动化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电器化”迈入了以“机械自动化”为特征的发展阶段。
它的发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着生产和科学技术的发展，还将不断被赋予新的内容。但其最基本的特征可概括为：机械自动化的设计制造是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感检测技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织结构目标，在多功能、高质量、高可靠性，低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术。
需要强调的是，机械自动化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合性技术，而不是机械技术，以及其他新技术的简单组合、拼凑，这就是现代机械与机械电气化在概念上的根本区别。现代机械设计制造出的产品，不仅是人和手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具有智能化的特征是现代机械自动化和传统的机械在功能上的本质区别。
2.机械设计制造及自动化设计原则
2.1 满足对机器的功能要求
任何一种产品都是为满足人们的某种需要而开发的，都必须具有某种主要功能，不同的产品具有不同的主要功能。概而言之，都能对输入的物质、能量和信息（即所谓工业三大要素）进行某种处理，输出具有所需特性的物质、能量与信息，因此，机械自动化系统也必须具有对输入的物质、能量和信息进行某种处理，从而输出具有所需特性的物质、能量与信息的主功能。
2.2利用先进技术不断创新
根据产品或系统的主功能不同，可对产品或系统进行分类。以物料搬运、加工为主。输入物质、能量和信息，经过加工处理，主要输出改变了位置和形态的物质系统（或产品）称为加工机，如各种机床、交通运输机械、食品加工机械、起重机械、纺织机械、印刷机械、轻工机械等。以能量转换为主，输入能量和信息，输出不同能量的系统（或产品）称为动力机，其中输出机械能的为原动机，如电动机、水轮机、内燃机等。以信息处理为主，输入信息和能量，主要输出某种信息，如数据、图像、文字、声音等的产品称为信息机，如各种仪器、仪表、计算机、传真机以及各种办公机械等。
机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外，还应具备其它内部功能、即动力功能、检测功能、控制功能、构造功能。基于上述的功能构成原理，既有利于设计或分析各种机械自动化的产品，又有利于开拓思路，便于创造发明和创新。
3.机械自动化系统在化工生产中的应用
生产过程中，对各个工艺过程的物理量（或工艺变量）有着一定的控制要求。有些工艺变量直接表现生产过程，对产品的数量与质量起着决定性的作用，例如，精馏塔的塔顶或塔釜温度，一般在操作压力不变的情况下必须保持一定，才能得到合格的产品；加热炉出口温度的波动不能超过允许范围，否则将影响后一工段的效果；化学反应器的反应温度必须保持平稳，才能使效率达到指标。有些工艺变量虽不直接地影响产品的质量和数量，然而保持其平稳却是使生产获得良好控制的前提。
锅炉汽包是生产蒸汽的设备，几乎是工业生产不可缺少的设备，保持锅炉汽包的液位高度在规定范围内是非常重要的，若水位过低，则会影响产气量，且锅炉易烧干而发生事故；若水位过高，生产蒸汽含水量高，会影响蒸汽质量，这些都是危险的，因此对汽包的液位严加控制是保证锅炉正常生产必不可少的措施。冷却器的热载体是冷却剂，常采用液态氨等介质作为冷却剂，利用它们在冷却器内蒸发进吸收工艺物料的大量热量，使用工艺物料的出口温度下降来达到生产工艺要求。
近二十年来，工业生产规模的迅速发展，加剧了对人类生存环境的污染，因此减小工业生产对环境的污染的影响也纳入了过程控制的目标范围。过程自动化控制的主要目标包括以下几个方面：保证生产过程的安全和平稳；达到预期的产量和质量；尽可能地减少原材料和能源损耗；把生产对环境的危害降到最小限度。
节约一次和二次能源是国家的战略目标，也是用户十分关心的问题，机械自动化产品通过采用低能耗驱动机构，最佳的调节控制，以提高设备的能源利用率，可达到明显的节能效果。同时，由于多种学科的交叉融合，机械自动化系统的许多功能一方面从机械系统转移到微电子、计算机系统，另一方面从硬件系统转移到软件系统，从而使得机械自动化产品系统朝着轻小型方向发展，减少了材料消耗。
所以，无论是生产部门还是使用单位，机械自动化技术和产品的应用，都会带来显著的社会和经济效益。正因为如此，世界各国，首先是日本、美国、欧洲各国都在大力发展和推动机械自动化技术，这也是社会现代化发展的必然趋势。
参考文献：
[1]须雷；21世纪起重机的特征和发展趋势[A]；2004年中国机械工程学会年会论文集：物流工程与中国现代经济——第七届物流工程学术年会专辑[C]；2004年
[2]周东锋；陈旋；朱全政；赵志安；王玉魁；佟立臣；ZDRH-2000智能集中润滑系统及YP7035密封润滑脂在多元振幅振动筛上的应用[A]；2008年河南省炼铁专业委员会年会暨炼铁学术交流会文集[C]；2008年
[3]周祖德；刘泉；龙毅宏；李方敏；嵌入式技术与数字制造[A]；全国先进制造技术高层论坛暨制造业自动化、信息化技术研讨会论文集[C]；2005年
[4]练元坚；制造科技与高技术融合集成——关于机械制造技术发展方向的探讨[A]；全球化、信息化、绿色化提升中国制造业——2003年中国机械工程学会年会特邀主题报告[C]；2003年
[5]Albert W.Moore；美国机械制造技术协会主席阿尔伯特W·摩尔 致词[J]；世界制造技术与装备市场；2003年02期
[6]刘巍；先进机械制造技术模式初探[J]；南京师范大学学报（工程技术版）；2005年01期
作者简介：
罗 号（1989～），男，汉族，湖北咸宁人，现为华中科技大学文华学院机电学部09级机械设计制造及其自动化专业1班学生。