智能自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探

楊大堯

【摘 要】利用智能自動(dòng)化技術(shù)可確保機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用到位，確保企業(yè)生產(chǎn)效率有效提高。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，智能自動(dòng)化技術(shù)可從硬件安裝與軟件驅(qū)動(dòng)兩大方面建立軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，最大限度提升設(shè)備運(yùn)行安全性與可靠性，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益同步提升提供可能。

【關(guān)鍵詞】智能自動(dòng)化技術(shù);機(jī)械設(shè)計(jì);應(yīng)用

引言

隨著科技的進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展給傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)帶來了巨大挑戰(zhàn)，因此需加強(qiáng)對(duì)智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。通過應(yīng)用智能自動(dòng)化技術(shù)不僅可以有效提升機(jī)械設(shè)計(jì)水平，提升資源的綜合使用能力，而且可以有效發(fā)揮智能自動(dòng)化技術(shù)的作用和價(jià)值。所以，機(jī)械設(shè)計(jì)為了更好地滿足時(shí)代發(fā)展需求，必須要結(jié)合智能自動(dòng)化技術(shù)提升機(jī)械設(shè)計(jì)的自動(dòng)化水平，從而促進(jìn)我國機(jī)械實(shí)業(yè)的長久穩(wěn)定發(fā)展。

1智能制造的概念及特點(diǎn)

1.1智能制造的概念

智能制造概念的提出已有近30年歷史，最初是由日本在1990年倡導(dǎo)的“智能制造系統(tǒng)IMS”國際項(xiàng)目中提出的，可以被認(rèn)定為一種由智能機(jī)器和人類專家系統(tǒng)共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，其通過運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)等智能算法對(duì)制造過程中的人的各項(xiàng)工作活動(dòng)進(jìn)行取代，完成對(duì)事件的分析、推理、判斷構(gòu)思和決策。智能制造的提出和應(yīng)用，極大地延伸了人類專家在制造過程中的腦力勞動(dòng)，推動(dòng)著自動(dòng)化的概念向柔性化、智能化和集成化方向發(fā)展。

1.2智能制造的內(nèi)涵

1.2.1數(shù)字化

數(shù)字化是智能制造的基礎(chǔ)，智能制造旨在減少人對(duì)于制造過程的干預(yù)，使設(shè)備具有自主決策和工作的能力，相對(duì)于人對(duì)各項(xiàng)生產(chǎn)要素的主觀決策分析能力，機(jī)械設(shè)備對(duì)于外部環(huán)境的感知能力較弱，因此，且由于設(shè)備的決策過程是通過計(jì)算機(jī)智能算法實(shí)現(xiàn)的，因此，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制造向智能制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)，就必須先要實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過程的數(shù)字化。

1.2.2可視化

可視化是智能制造實(shí)現(xiàn)過程的必要環(huán)節(jié)，由于人類對(duì)于數(shù)字的處理也均通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)有大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)時(shí)，僅靠人類的腦力難以進(jìn)行控制和察覺，因此需要借助可視化工具，將各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)表現(xiàn)的更為直觀，有助于人類對(duì)于生產(chǎn)過程的檢測(cè)和調(diào)整。

1.2.3自動(dòng)化

自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，也是將人類從制造活動(dòng)中解放的有力工具，且伴隨著近年來數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化水平也在逐年提升，通過添置自動(dòng)化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的無人化，同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用也能極大保證生產(chǎn)過程各項(xiàng)活動(dòng)的精準(zhǔn)性，對(duì)于提高制造水平具有重要意義。

1.2.4協(xié)同化

任何一款產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造過程都是分步進(jìn)行的，往往需要借助多種設(shè)備依次對(duì)部件進(jìn)行加工，才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)功能，因此，就需要不同設(shè)備之間的協(xié)調(diào)與配合。生產(chǎn)過程協(xié)同化主要涉及到復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，通過協(xié)同，減少生產(chǎn)過程中不必要的等待與迂回，進(jìn)而提高整個(gè)生產(chǎn)過程的流暢性，是實(shí)現(xiàn)智能制造的重要保證。

2智能自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1集成化應(yīng)用

集成化應(yīng)用指的是將機(jī)械制造程序中滿足不同需求的相關(guān)設(shè)計(jì)與技術(shù)進(jìn)行整合，從而使其形成一個(gè)集成化的狀態(tài)，然后在機(jī)械設(shè)計(jì)中進(jìn)行集成化應(yīng)用[2]。集成化應(yīng)用就是在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，通過相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行理論指導(dǎo)，然后依據(jù)相關(guān)信息技術(shù)要求進(jìn)行操作，從而促使機(jī)械設(shè)計(jì)滿足智能自動(dòng)化的要求。在機(jī)械設(shè)計(jì)集成化應(yīng)用中應(yīng)用智能自動(dòng)化技術(shù)，企業(yè)必須要將全部的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)融合為一個(gè)整體進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，綜合考量企業(yè)的整體活動(dòng)，然后將各個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行細(xì)化，進(jìn)行內(nèi)部?jī)?yōu)化整合，從而為機(jī)械設(shè)計(jì)高效、高質(zhì)量的生產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)，為企業(yè)的科學(xué)系統(tǒng)化管理創(chuàng)造條件。

2.2柔性自動(dòng)化

柔性自動(dòng)化指的是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來進(jìn)行相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)。柔性自動(dòng)化技術(shù)作為機(jī)械制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要的信息控制中心就是依托計(jì)算機(jī)來完成的，然后通過構(gòu)建一定的控制模型來有效地對(duì)企業(yè)進(jìn)行信息監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)企業(yè)信息安全狀態(tài)、產(chǎn)品質(zhì)量等。通過計(jì)算機(jī)的應(yīng)用可以有效提升機(jī)械設(shè)計(jì)的自動(dòng)化、便捷化，從而提升整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)效率，最大限度地提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。在柔性自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用過程中，它在使用過程中并不會(huì)影響到其他技術(shù)操作。即便該技術(shù)發(fā)生故障，其他設(shè)備依然可以正常運(yùn)行。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的要求不斷提升，智能自動(dòng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)，極大地提升了人們的生活水平。因此，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)而言，它不能仍采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，必須要綜合考慮不同群體的不同需求，從而有針對(duì)性地全面評(píng)估消費(fèi)需求和市場(chǎng)，同時(shí)依托于時(shí)代發(fā)展背景，合理優(yōu)化調(diào)整企業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不斷更新智能自動(dòng)化技術(shù)，從而對(duì)企業(yè)機(jī)械制造結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，使企業(yè)在滿足客戶需求的同時(shí)獲得更好的發(fā)展。

2.3自動(dòng)供應(yīng)生產(chǎn)資料

對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)而言，需要耗費(fèi)大量的人力資源進(jìn)行生產(chǎn)資料的供應(yīng)，極大地影響了企業(yè)的生產(chǎn)效率。所以，將智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中可以有效提升自動(dòng)供應(yīng)生產(chǎn)資料質(zhì)量，節(jié)約人力物力等資源，進(jìn)而提升企業(yè)的收益。此外，通過應(yīng)用智能自動(dòng)化技術(shù)還可以有效降低在供應(yīng)生產(chǎn)過程中的資源浪費(fèi)等情況，從而為企業(yè)節(jié)約資源的同時(shí)降低環(huán)境污染。作為機(jī)械自動(dòng)化過程中的重要組成部門，自動(dòng)供應(yīng)生產(chǎn)資料顯得尤為重要。它通過智能自動(dòng)化技術(shù)可以自動(dòng)連接傳送設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)軟件組織，還可以分解相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將企業(yè)在生產(chǎn)過程中的各種材料進(jìn)行科學(xué)合理的分配，實(shí)現(xiàn)物資供應(yīng)的自動(dòng)化。在技術(shù)層面上看，自動(dòng)供應(yīng)生產(chǎn)資料有效融合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及材料制造技術(shù)等現(xiàn)代化管理技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供應(yīng)生產(chǎn)資料。

2.4虛擬化技術(shù)

隨著科技的進(jìn)步，虛擬化技術(shù)得以廣泛的應(yīng)用。目前，為了更好地滿足機(jī)械設(shè)計(jì)需求，精準(zhǔn)的模擬參數(shù)，提升機(jī)械設(shè)備的使用性能等均可以依靠虛擬技術(shù)來完成，從而有效地提升機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。另外，由于機(jī)械設(shè)計(jì)中虛擬技術(shù)主要是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品流程的仿真，所以通過此環(huán)節(jié)可以高效地模擬出機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的性能、結(jié)構(gòu)以及在制造過程中可能出現(xiàn)的問題，進(jìn)而降低機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)各項(xiàng)物料大量消耗的情況。譬如，當(dāng)對(duì)所機(jī)械設(shè)計(jì)的零部件進(jìn)行切削或者加工過程中，就可以通過大數(shù)據(jù)、多媒體以及人工智能等技術(shù)來科學(xué)的對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、質(zhì)量以及制作流程等進(jìn)行檢驗(yàn)，并通過仿真工作可以準(zhǔn)確及時(shí)的發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品所出現(xiàn)的問題，并在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)械制造指令和產(chǎn)品生產(chǎn)操作邏輯優(yōu)化等提供參考依據(jù)，進(jìn)而達(dá)到機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化生產(chǎn)的目的。除此以外，由于虛擬化技術(shù)具有一定的復(fù)雜性，所包含的知識(shí)點(diǎn)也較為復(fù)雜，其不僅涉及了人工智能技術(shù)而且還包含了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等知識(shí)，所以通過此技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以促使設(shè)備系統(tǒng)處于虛擬化運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而在確保機(jī)械制造行業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)降低設(shè)備運(yùn)行受阻現(xiàn)象的發(fā)生幾率。

結(jié)束語

在智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用大背景下，機(jī)械無人自動(dòng)化設(shè)計(jì)與實(shí)踐應(yīng)用是十分常見的，它在改善生產(chǎn)條件的過程中極大提升了生產(chǎn)效率，結(jié)合機(jī)械設(shè)備提前設(shè)置相應(yīng)程序滿足自動(dòng)化作業(yè)要求;而在控制成本、提高生產(chǎn)效率過程中，則確保機(jī)械智能自動(dòng)化設(shè)備能耗有效降低，同時(shí)提高能源利用效率，滿足智能自動(dòng)化技術(shù)支持下的大批量生產(chǎn)過程。與此同時(shí)，針對(duì)機(jī)械設(shè)備的安裝調(diào)試工作也在智能自動(dòng)化技術(shù)幫助下有所改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的提前預(yù)警，確保機(jī)械設(shè)備始終都能正常使用。

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