摘要：现代工程机械是指在计算机系统的协调下，利用机械是被或者其他电气设备来完成机械运转或其他动力学运动的整套系统。“现代机械”最早是出现在机械一体化当中，两者是互相统一想通的，最早在1984年提出的“现代机械”就是我们现在经常提到的机电一体化。在上个世纪九十年代，国际机械学与国际机构理论学会联合起来给出了“机械一体化”具体的定义，内容如下：机电一体化是精密机械建造工程与整体系统观和电子信息设备结合的产物，为实现某一目标而互相协作、互相配合。从此看来，机电一体化是从工程机械、自动化和系统化思想发展延伸出来成为一个统一的整体，它们之间互相影响互相协调，达到最后的操控目的。
关键词：机械工程设计；机械制造技术；自动化；发展趋势
1.机械工程设计及自动化的设计原则
1.1满足对机械的功能需求
只要是机械新技术的出现必定是为了满足人们某种需求，而人们需求不同设计出来的机械都含有不同种的功能。不同产品之间都有各自的区别与功能，具体来说就是不同种的设备能够将信号、能量和物质处理为不同特性的信号能量和物质，从而达到不同的效果。而机械自动化正是这种类型的产品，通过不同的设计来科学化和自动化实现某一特定操作，然后以某种形式表达出来，而这种形式必定是以满足客户要求为标准的，机械自动化系统不仅仅是包含机电一体化功能，而且还能通过机电一体化的某一种特征，纵向发展而开发出不同种类功能的产品。而这种机电一体化产品不但能够通过不同工艺制造出不同类型的产品，还能根据用户需求实现个性化设计，来满足用户多样化需求。
1.2利用先进技术不断创新
机械工程及自动化系统往往功能丰富，有多种操作特点，在都对其分类时往往是根据其主功能的主要特点。1）加工机；这类机械产品是以物料加工和运输为主要目的的机械产品，通过输入信息、能量和物料，通过信息处理和状态改变后实现用户目的，例如在生活中常常看到的机床、交通运输机械和纺织印刷机械等；2）动力机；这一类型机械主要是以动力输出为主，实现能量的转化，在通过能量输入后，在判断能量来源和成本的基础上转为另一种用户需求的能源，例如电动机、内燃机及发电机等；3）信息机；信息机主要是实现信息处理这一功能，在输入信息后，通过对输入信息进行加工和树立后表达为用户需求的信息，例如在机械设备上的电压力表，用户经常用到的打印机和其他不同类型的终端系统。另外，机械工程与自动化功能丰富多样，其中以构造和检测最为出色。这些功能都是为了满足其他功能而存在的辅助功能，为了使主要功能能够顺利实现，满足用户多样化需求，开发出来的功能设计或者是其他自动化的产品。例如，金属切削机就是在物体相对运动的基础上开发出来的，这种机械开发出来后能够使用户在使用时更加方便和高效。由此可见，机械自动化在未来发展上具有非常广阔的视野，只要我们能够脚踏实地去开拓自己的想象空间，然后将工程机械原理融入到我们的思想中，将具体的机械产品制造出来，就能开发出更加方便人们生活、工作的自动化机械产品。
2.机械工程及自动化系统在化工生产的应用
在每一个产品的生产过程中，都是通过不同种的工艺来实现不同变量之间的转化与控制。这些被控制的工艺变量将直接影响整个生产过程，并对产品产生最为直接的影响，然后通过产品的数量和质量最终表达出来。例如，要实现对精馏塔塔顶温度的控制就必须对塔顶压力进行把控，塔顶压力必须始终保持不变，才能产出符合人们要求的精馏产品，如果压力有变动，塔顶温度会随之改变，精馏产品百分含量也会随之改变，产品质量就达不到人们要求。再比方在工业生产中经常会用到加热炉，加热炉的出口温度对下一道工序产生直接影响，如果出口温度达不到要求，就会使产品质量造成影响。另外，化工工艺中最为关键的是化学反应温度的控制，在工厂开车后要时刻保持化学反应器的反应温度恒定在某一允许范围内，才能使产品的合格率达到要求。在其他辅助工序上，其产品数据也要控制在允许的波动范围，才能确保整个工艺流程能够顺利进行，也是整个工艺过程能够平稳控制的重要保证。
2.1锅炉气包水位控制方面的研究
锅炉汽包设备主要功能是生产蒸汽，在工业生产中有非常重要的作用，而汽包中水位控制对整个生产过程都有非常重要的影响，而如何保持锅炉汽包中的水位保持在一定的范围则需要一定的技术研究。如果锅炉中水位比标准水位要低，会对蒸汽量的产生造成最为直接的影响，如果一直低于某种水平，甚至会出现锅炉中水烧干的现象出现。相反如果水位比标准位要高的话，则会产生过多的蒸汽，而蒸汽质量则降低。由此可见，锅炉汽包中液位的准确与动态控制在工业生产中占有重要地位，为确保锅炉汽包中水位能够合理控制，可以为其做如下机械工程和自动化设计。（1）单冲量控制系统，在这一系统当中，“单冲量”具体指的是锅炉汽包中的液位水平。这类型的控制系统是非常常见的简单控制系统，其具体运行原理如下：在检测器检测到锅炉汽包中蒸汽量增加时，感应器会向调节器发出信号，调节器在接收到信号后就会产生动作，由于蒸汽量增大需要减少锅炉汽包中的水位，所以调节器发出关小阀门的信号，此时阀门关小。（2）双冲量控制系统；双冲量控制系统具有自身优点，能够弥补单冲量系统在反应上过慢的问题，解决锅炉内水位得不到保证的情况。其具体工作原理也有别于单冲量控制系统，它是一个主动控制系统，靠主动扰动来控制蒸汽量的变化。主动扰动系统能够根据系统中蒸汽流量自动对汽包液位高度进行校正，避免因为虚假水位而导致的系统误差。
3.机械工程自动化对生产生活的影响
机械工程及其自动化生产已经经历了长期的发展，伴随这一系统开发与实践，给人类社会带来的许多便利，例如交通得到大大改善，生活空间更加舒适，生产方式更加先进等。机械工程的快速发展提高了人类社会的生产力。机械工程设计已经进入新的发展阶段，其控制灵敏度、准确度和适应性都有了很大程度上的提高，能够对参数、温度和其他客观环境变量得到自动高效控制，让机械产品能够适应多种地域、时间和空间的要求。接卸工程及其自动化技术能够大大节约社会资源，通过对动态环境做出相应变化，来控制其能源输出，并且减少了由于人工操作的不确定性而产生的失误，保证产品的高质量。
4.结语
综上所述，机械工程设计及其自动化发展对我国社会主义现代化事业开拓了更为广阔的视野，其主要以电子技术与机械协作发展为核心，通过不断融合其他专业的电子技术，不断产出各种跨时代的新产品。以其基本特征为依据，从系统整体发展出发，坚持系统的功能和各类功能的优化为目标，融合进其他多种机械技术，让机械系统能够在不同行业中担当不同角色，具有多功能性、高质量型和高可靠性的一项工程技术。
参考文献
[1]寻路.探讨机械设计制造及其自动化的发展趋势[J].中国机械，2015(8)：42-44
[2]井振全，井丽君.机械设计制造及其自动化的设计原则及发展趋势[J].华夏地理，2016(3)
[3]刘胜东.浅析机械设计制造及其自动化的发展方向[J].城市建设理论研究：电子版，2015(7)
[4]闫乐，潘学荣.机械设计及其自动化的设计原则及发展趋势[J].工程技术：全文版，2016(2)：00246-00246
作者：叶懋 单位：中铁十二局第三工程有限公司
相关专题：澎湃新闻微信号 山西老区职业技术学院