智能制造背景下機械設計相關(guān)探究

吳慧霞 劉調(diào)調(diào) 徐霞霞 周鈺寶

[摘? ? 要]隨著我國社會科技飛速發(fā)展，智能化已經(jīng)成為一種逐漸顯化的趨勢，在制造業(yè)領域中，借助于智能化技術(shù)優(yōu)勢，逐漸形成了智能制造，也成為社會發(fā)展中重要的推動力量。與西方發(fā)達國家相比，我國智能機械設計技術(shù)還存在一定的差距，這主要是由于我國智能制造起步晚，但發(fā)展相對較快。為了促進我國智能制造發(fā)展，必須明確智能機械設計技術(shù)要點，滿足社會發(fā)展實際需求。基于此，加強對智能制造時代機械設計技術(shù)的研究具有十分現(xiàn)實的意義。從我國智能機械設計技術(shù)的現(xiàn)狀、機械智能設計存在的問題以及智能機械設計技術(shù)要點等幾個方面進行分析，如何在智能指導時代提高機械設計技術(shù)，為我國智能機械制造領域提供參考價值。

[關(guān)鍵詞]智能制造;機械設計;技術(shù)要點;有關(guān)研究

[中圖分類號]TH122 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）10–00–03

Research on Mechanical Design Technology in the era of intelligent Manufacturing

Wu Hui-xia， Liu Tiao-tiao， Xu Xia-xia， Zhou Yu-bao

[Abstract]With the rapid development of social science and technology in our country， intelligence has become a gradually manifesting trend. In the manufacturing industry， with the help of intelligent technology advantages， intelligent manufacturing has gradually formed， and it has become an important driving force in social development. . Compared with western developed countries， my country's intelligent machinery design technology still has a certain gap， which is mainly due to the late start of my country's intelligent manufacturing， but the development is relatively fast. In order to promote the development of intelligent manufacturing in my country， it is necessary to clarify the key points of intelligent machine design technology to meet the actual needs of social development. Based on this， it is of great practical significance to strengthen the research of mechanical design technology in the era of intelligent manufacturing. From the current situation of my country's intelligent machine design technology， the existing problems of machine intelligent design and the key points of intelligent machine design technology， how to improve machine design technology in the era of intelligent guidance provides reference value for the field of intelligent machine manufacturing in my country.

[Keywords]intelligent manufacturing; mechanical design; technical points; related research

智能機械制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進制造技術(shù)深度融合，貫穿于設計、生產(chǎn)、管理、服務等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行、自適應等功能的新型生產(chǎn)方式。智能機械制造優(yōu)勢明顯，不但能夠有效縮短產(chǎn)品研制周期，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低運營成本和資源能源消耗，并促進基于互聯(lián)網(wǎng)的眾創(chuàng)、眾包、眾籌等新業(yè)態(tài)、新模式的孕育發(fā)展。智能機械制造通常以智能工廠為載體，通過對關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)智能化的改造，以端到端數(shù)據(jù)流為基礎、以網(wǎng)絡互聯(lián)為支撐等特征。在我國科學技術(shù)發(fā)展迅速的今天，智能機械制造技術(shù)的發(fā)展起著無可替代的作用，是推動我國社會發(fā)展的主要動力。通過對智能機械設計技術(shù)的應用，促進機械制造行業(yè)同步發(fā)展，是我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的重要部署，也是相關(guān)企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

1 智能制造背景下我國機械設計技術(shù)的現(xiàn)狀

機械制造是推動我國經(jīng)濟發(fā)展的主要動力，同時也是社會建設的關(guān)鍵行業(yè)。機械制造行業(yè)中，機械制造設計近些年發(fā)展迅速，據(jù)國家機械指導行業(yè)發(fā)展相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2018年我國機械制造行業(yè)創(chuàng)造約30萬億元的產(chǎn)值，相比前一年增長明顯。2019年中國制造業(yè)產(chǎn)值約為34萬億元，占GDP30%左右，是當之無愧的第一大產(chǎn)業(yè)。在這34萬億元產(chǎn)值中，以機電、化工、機械設備等工業(yè)產(chǎn)值占到了83%以上，高端產(chǎn)業(yè)貢獻率不到20%。從數(shù)據(jù)變化中能夠發(fā)現(xiàn)，我國機械行業(yè)發(fā)展迅速，這其中離不開機械設計技術(shù)發(fā)展與升級的支持。但是我國機械技術(shù)與智能制造發(fā)展相對較晚，加上智能制造時代的發(fā)展還需要進一步優(yōu)化和社會產(chǎn)業(yè)鏈的同步協(xié)調(diào)，所以相較于發(fā)達國家的機械設計技術(shù)還存在一些距離，對此還要端正發(fā)展態(tài)度，積極從智能機械時代角度出發(fā)，突破機械設計技術(shù)發(fā)展的局限性，推動機械制造行業(yè)的發(fā)展。

2 智能制造背景下我國機械設計技術(shù)存在的問題

2.1 機械設計工藝水平較低

智能機械設計工藝時在傳統(tǒng)的制造行業(yè)基礎中，融入智能科學技術(shù)產(chǎn)生的新型機械行業(yè)，是未來機械制造行業(yè)發(fā)展的趨勢。但我國機械制造也起步較晚，工藝基礎薄弱，很多工藝水平落后于世界水平，導致在發(fā)展智能機械制造的過程中，由于工藝基礎薄弱，出現(xiàn)核心技術(shù)不足，創(chuàng)新能力較弱的問題，嚴重影響我國智能機械制造行業(yè)的發(fā)展。同時也會影響我國機械元件的生產(chǎn)與加工，目前，我國大部分機械制造企業(yè)使用外國的先進設備進行元件生產(chǎn)和加工，很難形成自主的產(chǎn)業(yè)控制環(huán)節(jié)，限制智能機械制造行業(yè)的發(fā)展空間。而外國先進的機械制造已經(jīng)全面實行納米技術(shù)、高分子復合技術(shù)以及微型機械的生產(chǎn)和加工工藝，基本實現(xiàn)生產(chǎn)自動化以及產(chǎn)品設計自主研發(fā)的機械生產(chǎn)規(guī)模。輔助設計技術(shù)CAD繪圖工藝已經(jīng)廣泛應用到工業(yè)發(fā)達國家加的企業(yè)中，其覆蓋比例已經(jīng)達到六成以上，而我國CAD繪圖工藝覆蓋比例僅為半成，如此巨大的差距讓智能機械制造工藝發(fā)展舉步維艱，也是亟需我國智能機械制造工程人員需要解決的問題。

2.2 機械設計缺乏核心技術(shù)

隨著5G技術(shù)的廣泛應用，機械設計越來越趨于網(wǎng)絡化、智能化。未來將實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)一體化的制造領域，也是各行機械設計企業(yè)極力發(fā)展的目標。5G時代是我國首次獨立開發(fā)第五代網(wǎng)絡通信技術(shù)，能夠有效應用于機械設計的核心芯片技術(shù)，提升我國自主研發(fā)的科技創(chuàng)新。而在我國大多數(shù)機械制造企業(yè)仍采用國外的核心芯片技術(shù)，購買成本較高，導致眾多機械設計研發(fā)項目受到芯片成本影響無法實現(xiàn)。在未來的機械設計中，需要企業(yè)利用5G技術(shù)，進行核心芯片的研究，從而降低開發(fā)成本，爭取早日實現(xiàn)我國機械制造業(yè)自主研發(fā)工作。

2.3 機械生產(chǎn)以人工為主

目前，我國機械制造行業(yè)仍然以人工制造為主，但在智能機械制造行業(yè)，工藝水平要求更高，納米機械原件和微型機械產(chǎn)品生產(chǎn)眾多，人工難以進行精密機械的加工和生產(chǎn)工作，引發(fā)很多機械制造企業(yè)生產(chǎn)力嚴重不足，而人工生產(chǎn)的方式效率較低，影響企業(yè)的生產(chǎn)能力，需要機械制造企業(yè)極力發(fā)展智能工業(yè)生產(chǎn)，代替人工進行機械制造，提高企業(yè)產(chǎn)品的精密程度以及生產(chǎn)力，保障智能機械技術(shù)的順利發(fā)展。

3 智能制造背景下提升機械設計技術(shù)的相關(guān)的策略

3.1 日常生產(chǎn)中融入環(huán)保節(jié)能技術(shù)

隨著社會建設的發(fā)展，人們逐漸認識到環(huán)保節(jié)能的重要性。作為科技領先行業(yè)的智能機械設計技術(shù)，也應該將環(huán)保節(jié)能理念融入到實際的機械產(chǎn)品的研發(fā)工作中。在實際設計過程中，機械設計人員在保障產(chǎn)品能夠達到智能高效的前提下，減少產(chǎn)品的能源消耗，采用可回收利用的環(huán)保材料進行主體結(jié)構(gòu)的制造。首先，在機械設計中加入對機械產(chǎn)品原材料研發(fā)工作，開發(fā)出符合現(xiàn)在環(huán)保要求的材料，加大對新型材料實驗工作，早日將新型材料應于實際產(chǎn)品中，從而提高智能機械產(chǎn)品的環(huán)保性能。其次，要考慮機械產(chǎn)品達到使用壽命后。能否對周圍環(huán)境和人們的健康造成影響，在生產(chǎn)過程中減少能夠造成環(huán)境污染的原材料使用，避免機械產(chǎn)品的造成污染。最后，在機械產(chǎn)品設計過程中，保持產(chǎn)品的性能的同時，降低能源消耗，提高產(chǎn)品的節(jié)能性，在生產(chǎn)過程中也要降低生產(chǎn)車間的能源消耗，節(jié)約產(chǎn)品生產(chǎn)的成本，從而加強智能機械設計的環(huán)保節(jié)能技術(shù)。

3.2 提高企業(yè)的智能分配能力

對于整體智能機械產(chǎn)品的進行資源分類，能夠有效推動機械制造行業(yè)的發(fā)展。其主要分類方式有以下幾點。

（1）對機械設計中的智能系統(tǒng)進行資源分類，將系統(tǒng)收集的信息進行整理和分類，提取有效的信息應用在系統(tǒng)的開發(fā)和日常維護工作中，反饋給設計人員，確保系統(tǒng)信息收集的有效性。

（2）對智能機械制造過程進行資源分類，制造鏈中包含各種信息數(shù)據(jù)，機械識別模塊會結(jié)合材料供應商所提供的材料，分析機器的功能。進行分析后，信號傳感器發(fā)出信號，指示燈變動的時候，說明設計的技術(shù)與生產(chǎn)需求不相同，需要人員對智能機械進行調(diào)整，假如指示燈不變動，則證明機械技術(shù)和生產(chǎn)需求相符合，可以直接進行生產(chǎn)。

3.3 增強企業(yè)的智能技術(shù)

在機械企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，融入智能技術(shù)，提高機械制造的智能性，促進企業(yè)的發(fā)展。首先，在產(chǎn)品設計中，增加智能技術(shù)，將核心芯片技術(shù)融入在產(chǎn)品的中，利用系統(tǒng)的智能性提高機械產(chǎn)品的自主工作和運行能力，確保機械產(chǎn)品能夠在人們的日常生活和生產(chǎn)中提供方便。提高機械產(chǎn)品的工作效率。其次，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中融入智能技術(shù)，利用智能生產(chǎn)設備進行企業(yè)加工和生產(chǎn)工作，降低人工使用，智能設備的使用能夠提高企業(yè)生產(chǎn)精密性，幫助企業(yè)進行微型機械元件以及納米機械的生產(chǎn)，開發(fā)符合機械產(chǎn)品的系統(tǒng)應用在產(chǎn)品中，提高產(chǎn)品的性能，促進企業(yè)的智能化生產(chǎn)，為企業(yè)創(chuàng)造更多收益，開拓其發(fā)展前景。

3.4 提高企業(yè)的創(chuàng)新能力

在智能制造時代下，機械制造企業(yè)需要引進創(chuàng)新的思維方式，提高設計人員的創(chuàng)新理念。為生產(chǎn)設計出更多的智能機械設計方案。由于，我國機械制造行業(yè)相對落后，需要企業(yè)設計人員研究西方發(fā)達國家的機械理念，改善企業(yè)產(chǎn)品的自身缺點，進行設計創(chuàng)新，融入智能系統(tǒng)增加產(chǎn)品的智能性，幫助企業(yè)進行產(chǎn)品創(chuàng)新。企業(yè)經(jīng)營理念的創(chuàng)新，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方向，開展現(xiàn)代智能市場進行調(diào)研，了解產(chǎn)品行情，以及國內(nèi)的行業(yè)的空缺，增加對此類產(chǎn)品的研發(fā)力度，滿足智能市場需求，從而增加企業(yè)生產(chǎn)收益，提高創(chuàng)新能力。在生產(chǎn)過程中融入創(chuàng)新理念，進行生產(chǎn)規(guī)劃的智能性，將產(chǎn)品精密部分進行智能機械生產(chǎn)，主體安裝使用人工進行，人工與智能的創(chuàng)新結(jié)合才能符合我國機械企業(yè)發(fā)展需求。

4 結(jié)束語

總之，智能化機械制造設計技術(shù)的研究目的是為了提高機械制造設計的智能化建設水平，更是為了能夠通過智能化建設提升中國的整體經(jīng)濟實力，進而推動其他行業(yè)的發(fā)展。伴隨著時代的發(fā)展和科技的進步，機械制造的技術(shù)水平也在不斷地攀升，尤其從總體水平來看，我國在智能機械設計水平和智能機械制造的生產(chǎn)水平上都取得了極大的進步。雖然還不能遠超于發(fā)達國家，可以說我國已經(jīng)在某種程度上實現(xiàn)了高度的智能自動化，不過依據(jù)我國現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展水平，還有很大的上升空間及廣闊的發(fā)展前景。所以，當前的首要任務就是解決機械設計的技術(shù)性難題，將為我國的智能機械制造設計做出重大貢獻。

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