對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造的智能化發(fā)展趨勢(shì)的思考

王佳

摘要：經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶動(dòng)了科技的不斷進(jìn)步，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)也逐步邁向了智能化。傳統(tǒng)機(jī)械制造行業(yè)以人工加工及數(shù)控設(shè)備輔助為主，在機(jī)械設(shè)備的制造精度上還有不少提升空間。隨著機(jī)械制造智能化趨勢(shì)的到來，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)已經(jīng)在大量場(chǎng)景中應(yīng)用智能制造技術(shù)，推動(dòng)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的精細(xì)化水平。本文立足新時(shí)期背景，簡(jiǎn)要概述機(jī)械設(shè)計(jì)制造智能化發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì);機(jī)械制造;智能化;趨勢(shì)

一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造智能化基本概述

（一）機(jī)械設(shè)計(jì)制造智能化的重要性

機(jī)械制造行業(yè)是我國(guó)工業(yè)結(jié)構(gòu)組織體系中的重要組成部分，在促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展及引導(dǎo)社會(huì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型方面起到關(guān)鍵作用?；跈C(jī)械制造行業(yè)的重要性及特殊性，我國(guó)較為重視機(jī)械設(shè)計(jì)及制造，并將其作為引領(lǐng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)風(fēng)向標(biāo)。在智能化技術(shù)跨越式發(fā)展的背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造與信息化及智能化結(jié)合程度愈加緊密，由此也促使中國(guó)制造向中智造加速蛻變。

（二）機(jī)械設(shè)計(jì)制造智能化的內(nèi)容及特征

從機(jī)械設(shè)計(jì)制造智能化的內(nèi)容及特征層面分析，其現(xiàn)代化程度主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的智能化。機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造在一個(gè)周期內(nèi)，需要完成基于機(jī)械本體的設(shè)計(jì)及制造過程，以往這一過程主要由人工進(jìn)行操作，而機(jī)械設(shè)計(jì)與制造智能化則凸顯出智能化優(yōu)勢(shì)，借助智能操控系統(tǒng)代替人工操作，由此極大提升了機(jī)械設(shè)計(jì)的精度，產(chǎn)出的機(jī)械制造產(chǎn)品兼具質(zhì)量性及效率性。第二，機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的自動(dòng)化。自動(dòng)化是智能化的鋪墊階段，在制造相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備及機(jī)具時(shí)，借助自動(dòng)化流水線及技術(shù)形式，可以讓機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)全過程加快速率，帶動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)及制造工業(yè)效率的提升。第三，機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的多功能化。機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的多功能化依靠自動(dòng)化模塊實(shí)現(xiàn)，主要是通過模塊的組合及運(yùn)行，使機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造能夠在模塊功能組合下，細(xì)分機(jī)械制造的生產(chǎn)線，豐富機(jī)械制造的產(chǎn)品類型。

二、現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造智能化發(fā)展水平及實(shí)施現(xiàn)狀

（一）機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造發(fā)展起點(diǎn)低，經(jīng)驗(yàn)匱乏

我國(guó)是工業(yè)大國(guó)，但并非工業(yè)強(qiáng)國(guó)，在機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造上，起點(diǎn)較發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家要低，相應(yīng)地，基于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的管理制度、生產(chǎn)模式及經(jīng)驗(yàn)積累都較為匱乏。機(jī)械設(shè)計(jì)及制造分支項(xiàng)目眾多，各項(xiàng)目在實(shí)施過程中需要做到步驟精準(zhǔn)，操作高效。相比于西方先進(jìn)國(guó)家，我國(guó)機(jī)械企業(yè)在設(shè)計(jì)及制造機(jī)械設(shè)備機(jī)具時(shí)，主要延循固有制度及經(jīng)驗(yàn)，智能化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造中的占比過低，相應(yīng)的大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用范圍不廣泛，由此也使我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造呈現(xiàn)出智能化發(fā)展起點(diǎn)低的問題。

（二）機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造缺乏足量的研發(fā)資金投入

機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造作為一體兩翼，成為機(jī)械企業(yè)增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，獲取行業(yè)經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)的重要途徑。在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)下，有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造，眾多企業(yè)展開了批量規(guī)模競(jìng)爭(zhēng)，但有效投入機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造智能化的資金較為缺乏，不足以支撐相關(guān)企業(yè)展開技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，拉大競(jìng)爭(zhēng)差距。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造智能化具備的顯著優(yōu)勢(shì)

（一）智能化提高機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造的精度及深度

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造以人工操控為主的模式已經(jīng)不適應(yīng)新時(shí)期機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模訴求。而智能化依托信息技術(shù)的發(fā)展，其程度愈來愈高，在其與機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過程的結(jié)合中，釋放出其獨(dú)有的功能和價(jià)值，即加深機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造的精度和深度。機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造過程中，人作為生產(chǎn)要素之一，前期所占比重較高，甚至人的水平?jīng)Q定了機(jī)械設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量水平及層次。在智能化輔助下，人這一因素的占比得以下降，智能化技術(shù)逐漸取代傳統(tǒng)的人為因素而成為決定機(jī)械設(shè)計(jì)與制造生產(chǎn)力的第一要素。

（二）智能化提高機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造的經(jīng)濟(jì)性

機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造在傳統(tǒng)模式下，相應(yīng)的自動(dòng)化及智能化操控模塊較為單一固定，機(jī)械設(shè)備功能的延伸空間較為有限，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造不具備多功能性。而機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造智能化，最為直接的作用就是在豐富其功能性的同時(shí)，降低因人工操作而增加的經(jīng)濟(jì)成本支出，使機(jī)械設(shè)計(jì)與制造具備更佳的經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)。例如，在汽車生產(chǎn)行業(yè)中，機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的智能化釋放了大量勞動(dòng)力，借助智能操控機(jī)床，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造在生產(chǎn)效率大幅提升的同時(shí)，為企業(yè)贏取了廣闊的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)空間。

（三）智能化提高機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造的環(huán)保性

傳統(tǒng)模式下的機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造，放大了行業(yè)與自然生態(tài)環(huán)境之間的矛盾，在制造機(jī)械設(shè)備及機(jī)具的過程中往往會(huì)對(duì)環(huán)境造成過大的污染。智能化技術(shù)的引進(jìn)使機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造能夠更為經(jīng)濟(jì)環(huán)保地運(yùn)作，由此凸顯出了機(jī)械設(shè)計(jì)制造智能化的環(huán)保性優(yōu)勢(shì)。

四、機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造智能化未來發(fā)展趨勢(shì)

（一）性能指標(biāo)明顯提升

智能化給機(jī)械設(shè)計(jì)與制造帶來的提升主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)指標(biāo)參數(shù)上：一是機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的效率、速度、深度及精度;二是有效提升機(jī)械設(shè)計(jì)的性能，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造留出足夠的拓展空間;三是促使機(jī)械設(shè)計(jì)與制造在生產(chǎn)及管理系統(tǒng)上更加集約高效。隨著智能化技術(shù)的成熟，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造在未來將在以上性能指標(biāo)上繼續(xù)提升優(yōu)化，從而極大改變機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)生產(chǎn)效率，所生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備人機(jī)互動(dòng)屬性將更強(qiáng)。

（二）機(jī)械設(shè)計(jì)與制造數(shù)控系統(tǒng)信息化水平及靈活度大為提升

機(jī)械設(shè)計(jì)與制造廣泛應(yīng)用了機(jī)械設(shè)備數(shù)控化生產(chǎn)模式，在智能化技術(shù)支撐下，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、快速檢測(cè)技術(shù)、AI虛擬技術(shù)等，附加到機(jī)械設(shè)計(jì)與制造數(shù)控機(jī)床及系統(tǒng)中，一方面會(huì)使機(jī)械設(shè)計(jì)與制造具備更強(qiáng)的可視化界面及信息化操控水平，未來智能技術(shù)會(huì)將模塊化管理、快速檢測(cè)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)更加廣泛地應(yīng)用到數(shù)控技術(shù)中，不斷提高數(shù)控系統(tǒng)的靈活性，這將大幅提高設(shè)備的工作效率和智能化，使數(shù)控技術(shù)得以更充分的開發(fā)利用，促使機(jī)械制造的整體動(dòng)態(tài)化、數(shù)據(jù)化、信息化得以實(shí)現(xiàn)。

結(jié)語：

機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造是一項(xiàng)紛繁龐雜的系統(tǒng)工程，設(shè)計(jì)及制造過程涉及到諸多質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，相應(yīng)的精度及深度要求極高。機(jī)械設(shè)計(jì)制造要提高科技附加值，通過信息化技術(shù)支持，可以對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造進(jìn)行產(chǎn)業(yè)迭代升級(jí)，從而使我國(guó)工業(yè)制造體系更具競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)對(duì)我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品體系的迭代升級(jí)具有至關(guān)重要的作用。

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