計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用研究

陸 怡

（常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，常州 213001）

0 引言

計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)指的是，在計(jì)算機(jī)平臺(tái)中集合聲音、圖像、文本以及影像等處理的多媒體綜合應(yīng)用，這里所談及的聲音、圖像、文本以及影像，也就是多媒體技術(shù)的處理對(duì)象，稱(chēng)作數(shù)據(jù)。多媒體數(shù)據(jù)處理技術(shù)與之前的計(jì)算機(jī)處理相比，最明顯的特點(diǎn)就是多元化及多維化的數(shù)據(jù)類(lèi)型及處理方式。隨著現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)也取得長(zhǎng)足進(jìn)步，影響越來(lái)越大，并廣泛涉及社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)。本文主要闡述機(jī)械制造業(yè)中多媒體及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用[1]。

1 計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)對(duì)機(jī)械制造業(yè)的影響

計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)對(duì)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。這種促進(jìn)性影響主要體現(xiàn)在以下三方面：

第一，計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)促進(jìn)了機(jī)械制造企業(yè)管理模式的轉(zhuǎn)變。管理現(xiàn)代化適宜自動(dòng)化流水線的正式使用為標(biāo)志的，而企業(yè)網(wǎng)為其提供了最佳平臺(tái)。企業(yè)管理信息因管理過(guò)程網(wǎng)絡(luò)化而得以共享，并可以隨時(shí)處理管理數(shù)據(jù)，確保機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化現(xiàn)實(shí)需求的切實(shí)滿足。企業(yè)網(wǎng)平臺(tái)涉及到諸如產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程控制、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)等企業(yè)管理過(guò)程中的方方面面[2]；

第二，計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)設(shè)計(jì)制造技術(shù)革命的重要標(biāo)志。隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造以及輔助工程等相關(guān)技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，為自動(dòng)化流水線的實(shí)際運(yùn)用創(chuàng)造了有利的技術(shù)條件，這也在一定意義上預(yù)示著機(jī)械制造業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)能力等方面發(fā)生巨大變革。自動(dòng)化流水線適宜信息作為導(dǎo)向，以現(xiàn)代化信息技術(shù)為動(dòng)力，同時(shí)依托于計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，影響范圍廣泛涉及到機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)；

第三，計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)對(duì)機(jī)械制造業(yè)世界一體化交流及互動(dòng)起到巨大的促進(jìn)作用。當(dāng)前很多機(jī)械制造企業(yè)已經(jīng)對(duì)交互式多媒體網(wǎng)絡(luò)的重要性有了充分認(rèn)識(shí)，借助連接技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化了與供應(yīng)商以及承包商之間的交流和溝通；不少制造企業(yè)依托于互聯(lián)網(wǎng)這一現(xiàn)代化交流平臺(tái)，使產(chǎn)品研發(fā)制造周期大大縮短，諸如新產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)安排及控制、人力資源配置等均離不開(kāi)信息交換，而借助計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)可以在很大程度上減輕工作負(fù)擔(dān)及壓力。隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化趨勢(shì)的不斷強(qiáng)化，借助計(jì)算機(jī)多媒體會(huì)議系統(tǒng)這一現(xiàn)代化“以太”會(huì)場(chǎng)，全球各地的機(jī)械制造廠家進(jìn)行交流變得更加密切[3]。多媒體會(huì)議作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音、數(shù)據(jù)以及視頻等的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確描述，在工業(yè)領(lǐng)域的影響越來(lái)越大。世界一體化交互以及網(wǎng)絡(luò)會(huì)議系統(tǒng)實(shí)施的重要基礎(chǔ)就是計(jì)算機(jī)多媒體傳輸及處理技術(shù)占據(jù)主流地位。

2 機(jī)械制造業(yè)中計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 產(chǎn)品研發(fā)

隨著信息時(shí)代的到來(lái)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為機(jī)械制造業(yè)中計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持。利用處理能力優(yōu)異的計(jì)算機(jī)，可以促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中的繁重工作量的大大降低。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中利用多媒體技術(shù)，圖像圖形處理將會(huì)變得十分輕松，新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)效率也會(huì)得到很大程度的提升。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面，比較具有代表性的一個(gè)軟件就是AUTOCAD，此軟件不論是在之前的DOS版本上還是目前的32位平臺(tái)中，一致都是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的領(lǐng)軍者[4]。

CAD在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)之中的應(yīng)用流程如圖1所示。

圖1 CAD在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)之中的應(yīng)用流程

比如要設(shè)計(jì)一套能滿足港口木材卸船效率、工作流程和裝置較為簡(jiǎn)單的桉木分、理、集、裝的工藝設(shè)備，主要的設(shè)計(jì)指標(biāo)參數(shù)要求分、理、集、裝效率為45t/h-60t/h。設(shè)備名稱(chēng)為2000型桉木成組機(jī)。2000型桉木成組機(jī)為港口用原木堆疊設(shè)備，用于將卸船的桉木堆疊整理，編組裝入木制框式集裝箱，便于叉車(chē)和平板車(chē)的運(yùn)輸。設(shè)備適用的桉木直徑在60～150mm之間，長(zhǎng)度1800～2100mm，卸料抓斗每一斗抓取桉木50～70根，總重約1.5t，每一動(dòng)作循環(huán)完成時(shí)間不大于2min?？蚴郊b箱外形尺寸1.5×2.8×（1.5～1.8）m，承載能力5～6t。

根據(jù)桉木堆放分揀整理工藝過(guò)程的分析，該設(shè)備主要包括進(jìn)料機(jī)構(gòu)、分揀機(jī)構(gòu)、裝箱機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)等部分。控制系統(tǒng)主要包括分揀速度控制、行程控制和作業(yè)時(shí)間控制等部分。初步考慮概念設(shè)計(jì)方案。

首先，運(yùn)用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定主要幾何參數(shù)，受力分析、強(qiáng)度和壽命計(jì)算、剛度計(jì)算，然后根據(jù)給定的設(shè)計(jì)條件和功能要求對(duì)機(jī)械部件的許多主要參數(shù)進(jìn)行數(shù)值選擇。最后，合理布置各部件的相對(duì)位置，繪制二維或三維圖形。

包含產(chǎn)品生命周期理念在內(nèi)的計(jì)算機(jī)輔助工程實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品單一研發(fā)向系統(tǒng)工程管理的過(guò)渡，立足于產(chǎn)品生命周期對(duì)諸如成本、利潤(rùn)以及價(jià)值等技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素相互間的關(guān)系進(jìn)行深入研究，在此基礎(chǔ)上分析預(yù)測(cè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，確保在當(dāng)前條件下，通過(guò)全面評(píng)估，獲取最大效益。在此背景下，計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)勢(shì)必充當(dāng)新產(chǎn)品研發(fā)利器。從一定意義上講，計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)輔助工程的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，并為二者占據(jù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的基礎(chǔ)性地位提供有力保障。

在機(jī)械制造業(yè)的新產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，對(duì)應(yīng)于虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)與計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)的有效結(jié)合，對(duì)虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來(lái)了極為深遠(yuǎn)的影響，使該過(guò)程中人于計(jì)算機(jī)的交互方式得到一定程度的改善。舉例來(lái)說(shuō)，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，一方面，可以在進(jìn)行模擬開(kāi)發(fā)時(shí)對(duì)新產(chǎn)品的部分性能加以模擬提供便利，另一方面，對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言，修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的難度也會(huì)有很大程度的降低。對(duì)于具備技術(shù)條件的企業(yè)而言，在設(shè)計(jì)虛擬產(chǎn)品的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以以當(dāng)前的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)構(gòu)建起相應(yīng)的模型，之后再向虛擬環(huán)境轉(zhuǎn)移，并為設(shè)計(jì)人員及準(zhǔn)客戶提供體驗(yàn)機(jī)會(huì)；除此之外，設(shè)計(jì)人員還可以在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)基礎(chǔ)之上對(duì)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和完善。比如，在設(shè)計(jì)汽車(chē)時(shí)，設(shè)計(jì)人員所處的就屬于交互式環(huán)境，借助頭盔顯示器、專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)手套以及位置追蹤儀等專(zhuān)業(yè)化設(shè)備，可以將視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)以及觸覺(jué)等連接到虛擬概念產(chǎn)品上，不但能夠有身臨其境的感受，而且可以十分便捷的檢查并評(píng)估虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的不足之處及時(shí)加以調(diào)整和完善。

2.2 生產(chǎn)控制

在機(jī)械制造領(lǐng)域，比較具有代表性的生產(chǎn)控制就是圍繞產(chǎn)品質(zhì)量控制這一中心內(nèi)容的有限次PDCA循環(huán)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的能力、質(zhì)量以及產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)施有效控制是其主要目的。簡(jiǎn)單而言，借助計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的機(jī)械制造業(yè)新產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的控制可以歸結(jié)為：輸入、轉(zhuǎn)換、檢查、及時(shí)反饋、修正以及輸出等。對(duì)于批量生產(chǎn)自動(dòng)化流水線而言，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)反饋性能具有重要意義。對(duì)信息及數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，也就是對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理以及對(duì)加工參數(shù)的及時(shí)修正是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的中心內(nèi)容。通過(guò)向計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中引入多媒體及相關(guān)技術(shù)，將會(huì)在很大程度上提升系統(tǒng)描述性能，這樣，之前極為抽象乏味的數(shù)字描述形式將會(huì)被更加直觀和形象的圖形圖像以及仿語(yǔ)音形式所代替，從而在一定程度上提高生產(chǎn)人員及控制人員對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程、過(guò)程質(zhì)量以及產(chǎn)品質(zhì)量的變化掌握能力，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取相應(yīng)的解決對(duì)策，以確保機(jī)械制造生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)的穩(wěn)定性及最佳性。舉例來(lái)說(shuō)，在計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)占據(jù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主流地位的背景之下，模具的加工控制過(guò)程的難度將會(huì)大大降低。在之前諸如凹面加工等掌握及控制難度相當(dāng)大的信息及數(shù)據(jù)，如今可以比較輕松的在控制終端以相應(yīng)的截面圖形或者是三維影像的形式準(zhǔn)確的展示出來(lái)，這樣對(duì)于生產(chǎn)及控制人員，整個(gè)生產(chǎn)工序?qū)?huì)變得更加直觀。

對(duì)于機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程而言，借助計(jì)算機(jī)多媒體信息系統(tǒng)，即使是非同一領(lǐng)域的工作人員也可以為實(shí)現(xiàn)相同工作目標(biāo)而合作。比較具有代表性的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控主要是借助多媒體技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于操作人員而言，能夠在同一時(shí)間對(duì)處于相同制造單元中的幾臺(tái)機(jī)器進(jìn)行操控。借助圖形用戶界面以及一套能夠具備互相作用性能的多媒體信息傳輸機(jī)制，可以達(dá)到對(duì)交換結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)強(qiáng)化的效果，除此之外，還可以針對(duì)具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過(guò)程給出相應(yīng)的解釋。比如，借助計(jì)算機(jī)多媒體音像視頻可以較為詳細(xì)的進(jìn)行操作示范；同時(shí)，如果在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生超差情況，多媒體控制系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)向操作人員發(fā)出通知，使其可以及時(shí)采取措施，確保設(shè)備可以處于正常的狀態(tài)。

除此之外，機(jī)械制造行業(yè)中計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用還體現(xiàn)在企業(yè)員工的培訓(xùn)方面，利用計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)針對(duì)企業(yè)員工進(jìn)行技能培訓(xùn)主要具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：可以組織大量員工開(kāi)展專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)，效果也更加明顯；教學(xué)方式及手段有所改進(jìn)；員工對(duì)培訓(xùn)的興趣得以激發(fā)，參與積極性高。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，其影響范圍日益擴(kuò)大，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了極為深遠(yuǎn)的影響。機(jī)械制造業(yè)中計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用，為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展提供了動(dòng)力；與此同時(shí)，機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)代化及自動(dòng)化程度也不斷提高，從而對(duì)計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)的要求也相應(yīng)提升。當(dāng)前形勢(shì)下，應(yīng)努力尋求傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的有效結(jié)合點(diǎn)，促進(jìn)二者實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，相輔相成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)健康穩(wěn)步發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)的世界一體化趨勢(shì)也會(huì)逐步加強(qiáng)，在今后發(fā)展過(guò)程中，占據(jù)主流地位的將會(huì)是集成化程度以及自動(dòng)化程度均更高的產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)以及營(yíng)銷(xiāo)模式，而計(jì)算機(jī)多媒體及相關(guān)技術(shù)為這一目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

[1]李文正.淺談機(jī)械制造中的計(jì)算機(jī)技術(shù)[J].科技資訊,2011,29.

[2]劉毛毛,徐帆穎.電子計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)(學(xué)術(shù)交流),2007,22.

[3]熊南峰.計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用[J].裝備維修技術(shù),2004,04.

[4]歐江.試論計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].科技資訊,2006,10.

[5]謝會(huì)娜.淺談多媒體技術(shù)及應(yīng)用[J].華章,2011,29.

[6]王寧.計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)及其應(yīng)用[J].考試周刊,2010,11.