智能制造時代機械設(shè)計技術(shù)思考

王亮 梁曉新

摘 要：近年來，隨著市場經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展，智能制造應(yīng)運而生且逐步走向成熟，其在經(jīng)濟發(fā)展中的地位也不斷攀升。在國際上，德國提出工業(yè)4.0戰(zhàn)略、美國提出“先進制造伙伴計劃”，旨在通過提高智能制造提高生產(chǎn)力。但是相對于發(fā)達國家，我國智能制造業(yè)的技術(shù)水平尚存在差距和技術(shù)性問題?；谝陨犀F(xiàn)狀，有必要對我國智能制造技術(shù)進行分析和研究，探索我國的機械智能制造業(yè)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：智能制造;機械設(shè)計;思考

1 智能機械制造市場發(fā)展的必然性

智能機械制造是科技迅速發(fā)展后出現(xiàn)的必然現(xiàn)象，也是我國經(jīng)濟發(fā)展，打造和諧社會的必須條件。具體原因如下：其一，可持續(xù)發(fā)展作為我國經(jīng)濟發(fā)展的重要指導(dǎo)戰(zhàn)略方針，智能機械的發(fā)展也應(yīng)以可持續(xù)發(fā)展為制造原則。在設(shè)計與生產(chǎn)智能機械時，應(yīng)將節(jié)能環(huán)保放在第一位，再從技術(shù)方面進行升級研發(fā)。此外，在選用機械材料時，應(yīng)選擇綠色環(huán)保的原材料進行制造生產(chǎn)，以此提高制造能力;其二，在生產(chǎn)制造智能機械時，會更加傾向于對機械控制的靈活度，從目前使用智能機械的市場行情來看，較為成熟的智能機器在操作方面是更加的靈活，設(shè)置完流程后智能機械就可以自行生產(chǎn)，而且效率相對比較高。

2 智能機械制造優(yōu)勢

智能機械制造比傳統(tǒng)機械制造的優(yōu)勢突出許多，可以從以下方面看出：首先，智能機械制造產(chǎn)品精度高于傳統(tǒng)機械制造產(chǎn)品的精度。智能機械制造是利用計算機來控制產(chǎn)品的大小與生產(chǎn)工藝，而計算機可以準確的根據(jù)產(chǎn)品參數(shù)來進行監(jiān)督把控，嚴格遵照電腦程序進行生產(chǎn)，可以有效控制產(chǎn)品的質(zhì)量。此外，計算機的智能系統(tǒng)可以有效監(jiān)督制造流程，當(dāng)智能機械在運行過程中遇到問題，可以針對問題發(fā)出預(yù)警信號，工廠負責(zé)員工可以及時發(fā)現(xiàn)并解決問題;其次智能制造大幅降低了生產(chǎn)成本。在智能機械制造過程中，智能制造系統(tǒng)能夠根據(jù)生產(chǎn)要求和車間生產(chǎn)能力進行排程，大幅挖掘公司的產(chǎn)能。最后，智能機械制造降低了人工勞動成本。一般情況下，只需要工作人員通過控制系統(tǒng)對整個生產(chǎn)流程進行監(jiān)控，車間內(nèi)可實現(xiàn)無人參與。

3 機械設(shè)計方法與步驟

3.1 機械設(shè)計方法原則與過程

設(shè)計機械一般分為以下步驟：前期的項目設(shè)計、機械制造方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計以及施工設(shè)計。

前期的機械項目設(shè)計主要分為：實地考察、研究其可行性、制定實施計劃;機械制造方案設(shè)計主要分為：機械總體功能分析、功能的分解與組合、系統(tǒng)原理、實驗機械的功能、確定方案;技術(shù)設(shè)計主要分為：機械整體的設(shè)計、機械構(gòu)造的設(shè)計、實驗設(shè)計以及規(guī)格設(shè)計等等;施工設(shè)計主要分為：畫機械整體和所有零件的圖紙、技術(shù)文件的編寫、試著制作以及生產(chǎn)等等。在機械設(shè)計的整個流程中，可以充分的展現(xiàn)出工作人員的能力與智慧，進而利用現(xiàn)代化科技對智能機械進行創(chuàng)新設(shè)計。

3.2 機械創(chuàng)新設(shè)計步驟

對機械設(shè)計進行創(chuàng)新的步驟認為：首先是對機械的實質(zhì)性原理進行研究;其次是分析機械的結(jié)構(gòu)和類型;再次是優(yōu)選出機械的運動機理、大小以及參數(shù);最后是進行綜合性的分析與調(diào)整優(yōu)化。

4 智能化的機械設(shè)計

4.1 側(cè)重節(jié)能環(huán)保

智能化機械設(shè)計在節(jié)能環(huán)保上面需要注重的問題：第一，加強對環(huán)保原材料的研究。設(shè)計者在選材上應(yīng)以可持續(xù)發(fā)展為原則，選取材料必須綠色環(huán)保，所使用材料不能影響生態(tài)環(huán)境。第二，設(shè)計智能機械時，要針對機械設(shè)備回收性能進行評估，機械如果無法回收再利用，那么在選材時應(yīng)考慮到設(shè)備更新?lián)Q代后，舊設(shè)備是否會破壞環(huán)境。其次還要注意到機械設(shè)備的延展性，具備延展性的功能的設(shè)備，具有更高的利用價值，在以后的發(fā)展中，可以對機械設(shè)備的功能進行完善，以便回收再利用，以此來延長機械的使用時間。

4.2 引進成熟智能技術(shù)

智能機械生產(chǎn)設(shè)計時，其核心是智能控制技術(shù)，因此引進成熟的智能技術(shù)是智能機械生產(chǎn)的保障。智能機械剛開始生產(chǎn)設(shè)計時，首要任務(wù)是先進的智能技術(shù)與生產(chǎn)流程融合。在設(shè)計智能系統(tǒng)時，要結(jié)合智能機械的系統(tǒng)啟動程序，制造商合系統(tǒng)規(guī)格，全方位分析檢驗生產(chǎn)機器，分析生產(chǎn)機器所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品是否達到預(yù)期的規(guī)格。如果設(shè)計樣品或者繪圖不真實，則系統(tǒng)會重新推斷。

4.3 引進成熟智能技術(shù)

智能機械生產(chǎn)設(shè)計時，其核心是智能控制技術(shù)，因此引進成熟的智能技術(shù)是智能機械生產(chǎn)的保障。智能機械剛開始生產(chǎn)設(shè)計時，首要任務(wù)是先進的智能技術(shù)與生產(chǎn)流程融合。在設(shè)計智能系統(tǒng)時，要結(jié)合智能機械的程序啟動系統(tǒng)、制造商以及系統(tǒng)規(guī)格等等，對智能機械進行全面的檢驗分析，看生產(chǎn)出來的智能機械可否達標。如設(shè)計的機械樣品或繪圖不符合規(guī)則，系統(tǒng)則會重新進行分析檢測。

5 智能化時代機械設(shè)計存在的問題

從智能機械發(fā)展現(xiàn)狀來看，我國的智能機械發(fā)展仍處于領(lǐng)先水平，擁有專業(yè)的設(shè)計技術(shù)、較為成熟的制造流程以及熟練的操作步驟。在部分專利技術(shù)方面已遠超其他的國家。但對于我國機械制造行業(yè)來說，在許多細節(jié)方面還存在不足，有待完善，特別是尖端性的技術(shù)問題還需要不斷的改進，智能機械制造技術(shù)的專業(yè)性較強，需要我們從細節(jié)入手，加強細節(jié)的改進，推動智能機械設(shè)計的水平提升，促進制造業(yè)的不斷發(fā)展。

智能機械制造的設(shè)計需要專業(yè)的技術(shù)較高，在加工生產(chǎn)中需要有扎實的實際操作能力，導(dǎo)致智能機械在制造生產(chǎn)的過程中容易出現(xiàn)由于操作不當(dāng)而發(fā)生的各種故障。比較常見的有設(shè)計細節(jié)處理不到位導(dǎo)致齒輪、軸承及油封等出現(xiàn)各種故障，齒輪的運轉(zhuǎn)磨損較多，在使用的過程中對接口的會被逐漸侵蝕，是發(fā)生故障最多，最不易發(fā)覺的。一般齒輪出現(xiàn)故障比較突然，對接口出現(xiàn)斷齒或裂紋導(dǎo)致機械運轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障，或是齒輪的突然剝離，機械運轉(zhuǎn)會直接失靈，嚴重的可能對其他部件造成損傷。

6 提高智能制造機械設(shè)計的技術(shù)策略

6.1 注重節(jié)能環(huán)保

近年來，科技的不斷發(fā)展，帶動經(jīng)濟的快速增長。由于經(jīng)濟發(fā)展過程中會帶來大量的能源消耗，嚴重破壞了生態(tài)平衡，造成環(huán)境污染，再給人們的生活帶來便利的同時，也給環(huán)境的保護帶來新的考驗，保護環(huán)境將面臨嚴峻的問題。由此可見，智能制造機械的設(shè)計必須要考慮環(huán)保問題，注重環(huán)保節(jié)能的設(shè)計方案。

6.2 提高系統(tǒng)的智能化水平

智能系統(tǒng)是制造機械設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)智能設(shè)計對機械制造參數(shù)的運算、信息的提取來實現(xiàn)代替人工的操作模式，從而實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。因此，在智能制造機械設(shè)計過程中應(yīng)注重系統(tǒng)的研發(fā)，使智能化融入整個制造設(shè)計中，提高智能制造機械的運作效率

6.3 加強創(chuàng)新思維在智能制造機械設(shè)計中的應(yīng)用

國家不斷推動經(jīng)濟的發(fā)展，使智能機械制造需要不斷的加強智能化的提升，這就要求智能設(shè)計中需要創(chuàng)新思維、改進技術(shù)。從基礎(chǔ)理論入手，夯實理論基礎(chǔ)知識，充分發(fā)揮智能化在機械制造技術(shù)設(shè)計中的應(yīng)用。

7 結(jié)語

隨著科技的不斷進步，我國現(xiàn)代化的建設(shè)依賴于智能制造業(yè)的快速發(fā)展，智能機械制造已成為提高生產(chǎn)力的重要因素。機械制造技術(shù)的不斷提升為諸多行業(yè)帶來了新的發(fā)展之路，通過加強智能化的設(shè)計和創(chuàng)新思維的運用，使智能制造業(yè)節(jié)能環(huán)保的同時，推動整體制造行業(yè)的深入發(fā)展，促進我國經(jīng)濟水平的快速增長，為現(xiàn)代化建設(shè)打下堅實基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]陳奕鑫.新時代背景下機械智能制造現(xiàn)狀與發(fā)展策略研究[J].內(nèi)燃機與配件，2020（08）：213-214.

[2]張靖宇.智能制造時代機械設(shè)計技術(shù)思考[J].內(nèi)燃機與配件，2020（04）：194-195.

[3]孫洪光.智能制造時代機械設(shè)計技術(shù)研究[J].內(nèi)燃機與配件，2020（02）：241-242.

[4]黃少華.智能制造時代背景下機械設(shè)計技術(shù)問題及措施研究[J].世界有色金屬，2020（01）：189，192.

（黑龍江建龍鋼鐵有限公司? ?黑龍江? 雙鴨山? ?155100）