智能化機械設計理論要點及發(fā)展趨勢分析

林春陽

摘要：機械設計是應用機械的一系列工作原理，結(jié)合各部件的具體特點，通過分析、計算等方法，最終形成機械制造的基礎。它是機器順利生產(chǎn)、投入使用的重要一步，也是最重要的一步。目前，智能技術在機械工程中的應用越來越廣泛，使機械產(chǎn)品朝著高效、高產(chǎn)、高質(zhì)、低成本的方向發(fā)展，智能化可以為機械設計提供更準確的數(shù)據(jù)、更逼真的圖形結(jié)構(gòu)和更快速的數(shù)據(jù)分析。此外，智能化有利于機械系統(tǒng)化，可以擴大機械作業(yè)效率、綠色作業(yè)、系統(tǒng)有序作業(yè)等綜合優(yōu)勢。本文將闡述智能化機械設計理論的主要設計理念、主要特點和發(fā)展前景。

關鍵詞：智能化;機械設計;機械發(fā)展創(chuàng)新

隨著社會經(jīng)濟和科學技術的飛速發(fā)展，機械設備的設計要素和設計理念也在不斷更新和拓展。在信息化和數(shù)字化時代，機械設備的設計和運行也應該采用大數(shù)據(jù)和智能技術，以提高機械設備設計的科學合理性和運行效率。利用智能技術相關的互聯(lián)網(wǎng)、計算機等領域的科學技術，可以幫助機械設備更好地發(fā)揮其作用，為人們提供方便。因此，智能高科技技術將融入機械設計，使計算機技術、大數(shù)據(jù)等智能設備能夠更好地與機械結(jié)合，為人們的生產(chǎn)和生活提供便利。

一.智能化機械設計理論的主要設計理念

引入了智能化理念的機械設計理論只要分為兩個模塊。第一個模塊是主要針對智能化開展的機械設計活動，這個模塊重點放在“智能化”方面。第二個模塊是機械設計，也就是基礎的機械理論運用，可以簡單的理解為脫離了智能化的一部分。因此，可以把智能化機械設計看作是兩者的融合。智能化的機械設計主要設計領域包括計算機操作和技術領域、互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)領域，以及一些基本的物理力學、數(shù)學數(shù)據(jù)分析等等基礎學科理論。主要是以力學和科學為基礎支撐的，在符合物理邏輯基礎之上建立的智能化數(shù)學模型。并且這種建模不是一蹴而就的，還需要不斷地調(diào)整和改進，對內(nèi)一個設計環(huán)節(jié)都進行科學合理的分析、推導。由于數(shù)據(jù)繁雜和對準確性的要求很高，數(shù)據(jù)計算和統(tǒng)計記錄往往會使用計算機進行操作，并不斷反復這一步驟的操作。

除此之外，機械設計活動還應該是與時俱進的，應當符合社會發(fā)展的潮流和需求，不斷地在原有的機械設計基礎之上推陳出新而不墨守成規(guī)，使機械設計具有智能化、人性化、節(jié)能化等等多方面的特點和優(yōu)勢。

二.智能化機械設計理論的主要特點

1.??? 智能化趨勢

智能化是智能化機械設計的最突出特點，主要在于用智能化的高新技術在機械的設計環(huán)節(jié)對機械進行一定的改造。例如，在機械中植入人工智能科技，又或者是在機械組裝、運用時添加一些智能軟件，如計算機軟件，用以計算和分析處理數(shù)據(jù)。最理想的機械設計是在智能化的基礎上實現(xiàn)人工智能，使機械所融入的智能化軟件具有自動更新的人工智能軟件，從而達到通過不斷更新系統(tǒng)而更新舊有機械設備的目的。

與此同時，隨著社會的發(fā)展，如今的智能化還具有了大數(shù)據(jù)這一技術支撐，能夠在幫助機械設備設計、運轉(zhuǎn)中保證高效率的同時，也保存住機械各項操作的數(shù)據(jù)和資料，既可以用于工作存檔，也能夠提取出來讓相關工作人員獲取更準確的信息，作出更精確的機械設計改進方法。另外，智能化還解決了以往的機械設計數(shù)據(jù)檢索慢、采集難得問題，很大程度上地保證了數(shù)據(jù)的質(zhì)量，能夠穩(wěn)步促進機械設計和投入使用后的機械運轉(zhuǎn)質(zhì)量。

2.??? 系統(tǒng)化趨勢

系統(tǒng)化是機械設計朝著智能化方向發(fā)展的另一個特征。它具有更廣闊的設計視野，不僅要考慮機械設計中的設備本身，還需要綜合的、系統(tǒng)的將對產(chǎn)品產(chǎn)生影響的多種因素進行考察和分析。例如分析機械設備的運行環(huán)境、適應環(huán)境，或是機械設備本身的內(nèi)部系統(tǒng)和將要組成的機械設備系統(tǒng)群的聯(lián)系，當然還有產(chǎn)品本身設計的實用性和科學合理性等等因素。

這種更廣闊的設計視野能夠?qū)C械設備、自然環(huán)境、人文工作環(huán)境、操作者更好地聯(lián)系在一起，使設計產(chǎn)品更加貼合現(xiàn)實操作的需要。想要達到這個目標，必須在設計初期就統(tǒng)籌兼顧機械設備的各個方面和層面，考慮設備研發(fā)進行到各個階段的操作和整個工作周期，尤其是該設計的可行性。除此之外，還需要格外重視機械設備的生命周期，盡可能的優(yōu)化由于機械自身的原因而導致的設備故障，延長設備使用壽命。

3.??? 綠色化趨勢

綠色化趨勢是近年來機械設備設計的一個熱點趨勢。隨著節(jié)能環(huán)保的理念深入人心，和我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的深入推進，綠色經(jīng)濟的發(fā)展對綠色化的機械設計理念也有要求。與自然和諧相處、綠色發(fā)展成為機械設計的一個必然趨勢。既能夠帶來設計的新靈感，也能夠促進環(huán)境保護。協(xié)調(diào)好機械設備的發(fā)展、運行與自然環(huán)境之間的關系。

三、智能化機械設計理論的發(fā)展前景

1.??? 朝著高精尖的方向深入發(fā)展

智能化機械設計的理論必然會隨著社會科技不斷地發(fā)展而發(fā)展，即越來越趨向高精尖技術與機械設計的融入。高精尖技術的融入能夠不斷地放大科技對機械設備設計、運轉(zhuǎn)工作的效率和優(yōu)點，很大程度上的促進社會生產(chǎn)力的提高。在這一方面設計師已經(jīng)有了一些探索，如納米技術在機械設計中的運用，就為日后的高精密式的智能化機械設計提供了很好的范例，也預示著我國在機械設計和制造方面已經(jīng)取得了一些發(fā)展成績。

2.??? 注重適應性發(fā)展

適應性發(fā)展主要是指機械設計需要使機械本身、以及操作人員等相關的因素需要對工作環(huán)境有一定的適應性，即柔性。這種趨勢產(chǎn)生于對社會發(fā)展的順應需要，機械設備對于社會生產(chǎn)力的發(fā)展是至關重要的工具設備。因此，在發(fā)展方向和發(fā)展速度都瞬息萬變且快速的社會需求驅(qū)使之下，機械設備就需要有較強的適應性，以便適應社會發(fā)展的需要。操作人員也需要適應社會和工作崗位的不同需求，應對各種工作情況和工作環(huán)境的不同問題。這一環(huán)節(jié)是需要在機械設計階段就打好基礎、做好鋪墊的，它關系到機械設備的使用方法和使用環(huán)境要求，需要設計師綜合考慮。

3.??? 專業(yè)化的發(fā)展方向

智能化的機械設計將成為一種趨勢，在智能化的機械領域中將會需要越來越多的專業(yè)人才。因此，各大高校通過各個專業(yè)的整合和科學構(gòu)建，將智能化的機械設計理論專業(yè)化，融入相關專業(yè)的學生必修或選修課程中，為機械設計領域培養(yǎng)更多的適應性人才，促進智能化帶動機械設計的深入發(fā)展。

四.結(jié)語

智能化的機械設計是一種必然的趨勢，它具有智能化、系統(tǒng)化、綠色化的發(fā)展特點。同時，還會在未來的發(fā)展中深入推進智能化，加強適應性建設，通過專業(yè)理論化培養(yǎng)更多的智能化機械設計高素質(zhì)人才，推動我國機械領域的發(fā)展。

參考文獻：

[1]?? 王曉飛.智能化機械設計理論的主要特點及發(fā)展前景探究[J].山東工業(yè)技術，2019（16）：13.

[2]?? 辛禮兵.現(xiàn)代智能化機械設計理論的主要特點及發(fā)展前景探究[J].黑河學院學報，2018，9（04）：211-213.

[3]?? 張麗.對機械設備智能化設計的展望[J].科技創(chuàng)新導報，2018，15（07）：2-3.

[4]?? 王明麗.機械設備人性化設計應用研究[D].北京工業(yè)大學，2016.