關(guān)于智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的研究分析

陳海燕 邵博 孫旋

摘 要：處于新時(shí)代背景下，智能技術(shù)的出現(xiàn)為機(jī)械設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，使得機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)趨于成熟，為社會生產(chǎn)發(fā)展帶來了更大的經(jīng)濟(jì)效益。文章立足于智能制造時(shí)代，對機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的研究展開論述，希望能夠促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能制造；機(jī)械設(shè)計(jì)；技術(shù)研究

中圖分類號：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）21-0157-02

Abstract： In the context of the new era， the emergence of intelligent technology provides strong technical support for mechanical design， makes mechanical design technology tend to mature， and brings greater economic benefits to the development of social production. Based on the era of intelligent manufacturing， this paper discusses the research of mechanical design technology， so as to promote the long-term development of mechanical design.

Keywords： intelligent manufacturing； mechanical design； technical research

由于我國智能機(jī)械制造起步相對較晚，并且受到經(jīng)濟(jì)因素、科學(xué)技術(shù)因素以及文化因素的影響，與發(fā)達(dá)國家相比仍然存在著極大的差距，導(dǎo)致我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為緩慢?，F(xiàn)階段，我國智能化機(jī)械制造信息集成性較低，并且存在各種缺陷，亟待創(chuàng)新技術(shù)手段來改變現(xiàn)狀。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)人員應(yīng)該立足于資源節(jié)約的發(fā)展方向，采取網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)手段，加強(qiáng)智能化設(shè)計(jì)，進(jìn)而提升智能制造的優(yōu)勢，以便于促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新發(fā)展。

1 我國機(jī)械制造與智能制造的發(fā)展情況

1.1 機(jī)械制造發(fā)展現(xiàn)狀

從整體來說，由于我國機(jī)械制造的起步時(shí)間較晚，發(fā)展仍然處于緩慢階段，智能化水平整體并不高。然而，值得肯定的一點(diǎn)是，機(jī)械制造業(yè)對一國經(jīng)濟(jì)發(fā)展來說至關(guān)重要，在信息規(guī)劃、數(shù)據(jù)收集等各個(gè)層面發(fā)揮著較強(qiáng)的作用，甚至可以說機(jī)械制造業(yè)決定著一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要走向。然而，隨著時(shí)代更迭進(jìn)步，社會正處于轉(zhuǎn)型階段，我國機(jī)械制造的缺陷逐漸顯現(xiàn)出來。舉例來說，機(jī)械制造的信息集成性較低、系統(tǒng)難以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息共享，傳統(tǒng)制造技術(shù)無法發(fā)揮新材料的最大價(jià)值。因此，立足于上述種種實(shí)際情況，我國對制造業(yè)進(jìn)行了深化改革，在引進(jìn)綠色制造理念的過程中，夯實(shí)了制作工藝基礎(chǔ)，并完善了機(jī)械制造系統(tǒng)操作平臺，進(jìn)而在提升機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)促進(jìn)了信息之間的高度融合。

1.2 智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀

智能制造起源于上世紀(jì)九十年代，以德國推出的智能制造為主導(dǎo)的“工業(yè)4.0”計(jì)劃為代表，并且在世界范圍內(nèi)產(chǎn)生了極大的反響。所謂“工業(yè)4.0”即是指第四次工業(yè)革命，這是一次借助于信息通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)空間模擬系統(tǒng)相結(jié)合的手段，意在促進(jìn)制造業(yè)向智能化發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，主要是一種開放型、全球化的網(wǎng)絡(luò)，將人力資源、數(shù)據(jù)信息以及機(jī)器設(shè)備進(jìn)行連接，并借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展工業(yè)制造，以便于對工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行升級。處于智能化時(shí)代背景下，我國開始實(shí)施“中國制造2025”戰(zhàn)略，主要以“創(chuàng)新驅(qū)動、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”為基本原則，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)制造業(yè)強(qiáng)國的最終目的。

2 智能制造時(shí)代下機(jī)械制造的特征

2.1 分析智能機(jī)械制造的基本特征

相較于傳統(tǒng)型的機(jī)械制造來說，我國智能機(jī)械制造趨向于多元化的發(fā)展特征。展開來講，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)層面上：其一，智能化機(jī)械制造準(zhǔn)確性較高。若想采取智能制造來設(shè)計(jì)機(jī)械，首先應(yīng)該采取計(jì)算機(jī)軟件來設(shè)計(jì)出制造工藝、制造程序以及制造參數(shù)等，然后按照所設(shè)置好的信息來進(jìn)行制造工作，進(jìn)而保證機(jī)械制造的準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，一旦制造環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，制造設(shè)備會在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)出預(yù)警，并及時(shí)準(zhǔn)確的查找到出現(xiàn)問題的位置與原因，提高解決問題的效率與機(jī)械制造的精準(zhǔn)性。其二，智能化機(jī)械制造節(jié)約資源。在實(shí)際的智能機(jī)械制造過程中，采取智能化的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)既能夠有效降低資源的使用成本，而且借助三維仿真手段，可以檢查零件裝配過程中是否出現(xiàn)干涉，避免資源出現(xiàn)浪費(fèi)的現(xiàn)象。最后，智能化機(jī)械制造更加便利。采取智能制造的手段進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)時(shí)，極大地減少了工人工作量，只要在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行前進(jìn)行指令輸入，制造設(shè)備便可以自行完成制造活動。

2.2 智能化機(jī)械制造的重要意義

在當(dāng)前的社會發(fā)展背景下，智能機(jī)械制造作為一種廣泛應(yīng)用的技術(shù)手段，對經(jīng)濟(jì)的長遠(yuǎn)發(fā)展有著重要的促進(jìn)作用。展開來講，主要表現(xiàn)為：其一，智能機(jī)械制造充分契合了我國可持續(xù)發(fā)展的理念，在機(jī)械制造中始終秉承著綠色發(fā)展原則，高度重視開發(fā)綠色原材料，不僅提升了機(jī)械產(chǎn)品的運(yùn)動性能，并且提升了機(jī)械產(chǎn)品的制造能力與制造效率。其二，智能化機(jī)械制造促使控制方式靈活化。由智能機(jī)械制造的相關(guān)特征可知，當(dāng)智能機(jī)械制造完成后制造設(shè)備便可以自行完成制造活動，并對制造程序進(jìn)行全面監(jiān)管，這一特征極大地提升了制造工作控制的效率。

3 智能制造時(shí)代下機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)探究

3.1 智能制造背景下對于資源進(jìn)行分類

利用智能化手段進(jìn)行設(shè)計(jì)的進(jìn)程中，制造產(chǎn)品與技術(shù)應(yīng)用之間存在著不可分割的聯(lián)系。首先，智能系統(tǒng)能夠識別到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法，按照現(xiàn)階段的應(yīng)用數(shù)據(jù)來模擬正常的生產(chǎn)過程，并逐漸形成以“機(jī)械制造”為核心的資源共享平臺?？刂破髦芯邆錂C(jī)械產(chǎn)品的識別系統(tǒng)，可以將數(shù)據(jù)直接在生產(chǎn)鏈中進(jìn)行存儲，并按照供應(yīng)商提出的批次規(guī)格來對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析。一旦出現(xiàn)問題，信號感應(yīng)終端應(yīng)發(fā)出機(jī)械預(yù)警，指示燈變成紅色狀態(tài)，這便證明機(jī)械設(shè)備方案無法與生產(chǎn)狀況相適應(yīng)，亟待機(jī)械設(shè)計(jì)人員進(jìn)行重新設(shè)置。相反，假若并未出現(xiàn)信息反饋的種種情況，則表明運(yùn)行狀態(tài)良好，無需刻意調(diào)整。其次，電子機(jī)械控制模塊，既能夠分析產(chǎn)品質(zhì)量，將一些收集到的數(shù)據(jù)輸入監(jiān)控系統(tǒng)中，并按照信息集成性對機(jī)械運(yùn)行速度進(jìn)行全面檢驗(yàn)，同時(shí)模擬出工藝操作過程，并準(zhǔn)確判斷運(yùn)行狀態(tài)。最后，智能化機(jī)械制造系統(tǒng)，在選擇使用材料時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮到材料重復(fù)使用率，并在合理的環(huán)境下對產(chǎn)品生產(chǎn)周期進(jìn)行合理計(jì)算，確保資源分類的科學(xué)性。

3.2 引進(jìn)智能化技術(shù)手段

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，智能技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在如下幾點(diǎn)中：首先，機(jī)械設(shè)計(jì)人員應(yīng)該綜合考慮到機(jī)械產(chǎn)品的綜合性能，并將智能化技術(shù)滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)步驟當(dāng)中。舉例來說，智能化系統(tǒng)按照工作人員輸入指令進(jìn)行分析操作，并選擇最合適的設(shè)計(jì)方案。以“系統(tǒng)的啟動程序”為核心，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該按照智能平臺的標(biāo)準(zhǔn)來對產(chǎn)品性能進(jìn)行科學(xué)測定，并對數(shù)據(jù)的可執(zhí)行性進(jìn)行監(jiān)測。一旦在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)錯(cuò)誤，系統(tǒng)便會重新進(jìn)行計(jì)算規(guī)劃，并將調(diào)試方法展現(xiàn)在監(jiān)管平臺當(dāng)中。其次，智能化技術(shù)手段的應(yīng)用充分體現(xiàn)節(jié)能性特征。在智能終端上，設(shè)計(jì)人員安裝了諧波過濾器，既要對混亂現(xiàn)象進(jìn)行感應(yīng)，同時(shí)應(yīng)該根據(jù)材料的運(yùn)用情況來改變生產(chǎn)方法，以實(shí)現(xiàn)智能系統(tǒng)的優(yōu)化。

3.3 智能化機(jī)械設(shè)計(jì)更加重視節(jié)能環(huán)保

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，既耗費(fèi)了大量的物質(zhì)資源，同時(shí)對環(huán)境也造成了各種破壞。處于這種社會環(huán)境下，可持續(xù)發(fā)展理念應(yīng)運(yùn)而生，智能機(jī)械制造設(shè)計(jì)秉承著可持續(xù)發(fā)展理念進(jìn)行設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，它的出現(xiàn)也改變了人們的生活理念與生活習(xí)慣，使得節(jié)能環(huán)保逐漸融入到社會生產(chǎn)與生活的方方面面中。在智能化機(jī)械制造設(shè)計(jì)中，主要表現(xiàn)在兩個(gè)層面：首先，在進(jìn)行智能化機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，要不斷優(yōu)化材料的研發(fā)力度，充分考慮到材料的可重復(fù)利用性，以此來選擇最佳的機(jī)械制造材料；其次，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)該考慮到產(chǎn)品的可回收利用價(jià)值，假若產(chǎn)品失去實(shí)用價(jià)值以后，是否會對環(huán)境產(chǎn)生破壞，是否可以被回收利用，是否會對人體造成傷害等，同時(shí)考慮能否借助于一些先進(jìn)的科技手段來提升產(chǎn)品的可回收利用價(jià)值，進(jìn)而提升機(jī)械設(shè)備的環(huán)保性能。

綜上所述，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，各種技術(shù)手段不斷更迭，我國智能機(jī)械制造設(shè)計(jì)技術(shù)成為社會生產(chǎn)的主要技術(shù)支持。借助于智能化技術(shù)手段，機(jī)械制造設(shè)計(jì)大大提升了工作質(zhì)量與工作效率，同時(shí)技術(shù)手段更加先進(jìn)、科學(xué)，如開始引進(jìn)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)，高度重視智能制造環(huán)境下資源的合理分類等，優(yōu)化智能技術(shù)的同時(shí)也引進(jìn)了創(chuàng)新思維，促進(jìn)了機(jī)械智能化制造的長遠(yuǎn)發(fā)展。

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