信息技術支持下的機械設計制造及其自動化

胡志斌，宋沛宇

[摘? ? 要]社會經濟的不斷發(fā)展幫助信息化技術水準不斷提升，與此同時很多信息技術都逐漸應用在人們的日常生活生產中，成為不可缺少的元素。在機械制造業(yè)中也是如此，高水準的信息技術幫助傳統(tǒng)機械制造生產模式發(fā)生了改變，使得自動化生產成為現(xiàn)實，整個企業(yè)的生產成本大大降低，企業(yè)對于市場的發(fā)展速度也有了更強的適應能力。所謂的機械設計自動化相關技術指的是人們實際在進行相關機械生產任務落實的過程中將計算機控制的相關技術融入其中從而解放人力，實現(xiàn)生產上的自動化。這一生產過程中，信息技術與電子技術有機融合，促使整個的機械生產有了更高的質量，也幫助機械制造變得更加智能化發(fā)展。以下文章中對信息技術對于機械設計制造的幫助作用以及因這些技術帶來的行業(yè)自動化發(fā)展等進行了簡單分析，并對未來機械制造的自動化發(fā)展前景進行了展望，期望機械設計制造的整個產業(yè)都能夠發(fā)展得越來越好。

[關鍵詞]信息技術;機械設計制造;自動化技術

[中圖分類號]TH122 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）12–00–02

Mechanical Design， Manufacturing and Automation

Supported by Information Technology

Hu Zhi-bin，Song Pei-yu

[Abstract]The continuous development of social economy helps to improve the level of information technology. At the same time， many information technologies are gradually applied in people's daily life and production and become indispensable elements. The same is true in the machinery manufacturing industry. The high-level information technology has helped the traditional machinery manufacturing production mode change， making automatic production a reality， greatly reducing the production cost of the whole enterprise， and the enterprise has a stronger adaptability to the development speed of the market. The so-called mechanical design automation related technology refers to that people actually integrate the computer-controlled related technology into the implementation of relevant mechanical production tasks， so as to liberate manpower and realize production automation. In this production process， the organic integration of information technology and electronic technology not only promotes the whole mechanical production with higher quality， but also helps the mechanical manufacturing become more intelligent. The following article briefly analyzes the help of information technology to mechanical design and manufacturing and the development of industry automation brought by these technologies， and looks forward to the development prospect of automation of mechanical manufacturing in the future. It is expected that the whole industry of mechanical design and manufacturing can develop better and better.

[Keywords]information technology; mechanical design and manufacturing; automation technology

1 機械設計制造及其自動化的優(yōu)勢

信息技術支撐下，機械設計制造的整個過程中有了更多相關技術的融合。近年來，機械設計制造的整個行業(yè)都在向著人力參與更少的方向發(fā)展，與電子設備逐漸結合有了機械電子一體化的新型設備生產模式，通過人力以及機器設備之間的合作管理，整個機械設備制造的過程就能夠有更周全的劃分，從而幫助相應生產的實時效率變得遠超預期，設備生產變得更加批量化、集約化，所在生產企業(yè)的經濟發(fā)展也能越來越好。

相較于傳統(tǒng)的機械設計制造技術來講，信息技術支撐下的自動化機械設備生產是有著顯著的自動化特征以及超出過往極多的品質的，是對不斷發(fā)展的高新技術的一種最高級應用。借助于信息化技術的支撐，將多重設計方式進行巧妙融合，從而幫助機械制造的生產效率獲得極大提升[1]。自動化應用在機械設備生產的控制系統(tǒng)中促使相關系統(tǒng)的設計發(fā)生了突破性的改革升級，也因此自動化生產才能在整個機械設計制造的行業(yè)中遍地生花。當然對于相關系統(tǒng)進行設計的設計者也可以借助信息技術的手段來對相關的設計信息進行收集，從過往數據中獲得與機械設計相關的更多精準信息。

過去工廠在進行機械設計制造的過程中對于整個的生產過程是無法做到全方位的監(jiān)控的，尤其是對于一些生產中的突發(fā)意外難以實現(xiàn)實時地預報警示，以至于當實際的生產中真的出現(xiàn)設備故障問題時或者出現(xiàn)其他的危害，難以第一時間采取有效措施對其進行彌補，這對于操作人員的生命財產安全問題是有著極大的潛在威脅的。機械設計制造與社會一樣不斷在發(fā)展的過程中禹禹前行，落后的設計理念以及機械制造技術都已經逐漸無法滿足來自社會市場的發(fā)展需求，于是就有了整個行業(yè)的自動化發(fā)展[2]。借助機械設計制造自動化的技術可以幫助生產者截取任意生產時刻的監(jiān)控圖像，對控制系統(tǒng)故障進行預測與排除，及時發(fā)現(xiàn)整個生產系統(tǒng)中可能存在的故障因子，再經過一系列的修復維護，機械設計制造就能夠在更安全的環(huán)境下運轉。這種全方位的生產監(jiān)控能夠幫助相應的生產設備得到最好的維護，使其使用壽命變得更長。

2 信息技術支持系自動化技術在機械設計制造中的應用

信息技術在整個機械設計制造中的應用是有一個相當漫長的發(fā)展過程的，最開始并沒有當前這般便捷的集成控制方式，而是在單一生產環(huán)節(jié)進行計算機技術的應用，整個的生產過程進行監(jiān)督檢測，確保能及時發(fā)現(xiàn)生產過程中的隱患故障。但這些輔助性的計算機技術雖然能夠幫助對生產的各個流程進行檢測從而提升最終的生產效率，但并沒有幫助構建出足夠完整的計算機監(jiān)測輔助系統(tǒng)，這對于整個機械設計制造效率的進一步提升還是有極大限制的。

隨著信息技術的不斷發(fā)展，逐漸有了針對全過程機械設計制造的計算機綜合制造系統(tǒng)，相較于過往的檢測系統(tǒng)來講，綜合系統(tǒng)在輔助生產方面能夠發(fā)揮出的作用更大，所具備的功能也更加完善，通過綜合控制的形式對整個機械設計制造的過程進行更一鍵化地把控，于是就有了我們當前功能更加強大全面的集成控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是對計算機信息技術的一種綜合應用，同時還融合了其他的材料學，如傳感器等相關的技術，構成復雜，但應用起來尤為便捷。

柔性自動化相關技術是當前機械設計制造領域中已經比較成熟的一項自動控制所包含的技術，這項從英國傳入的控制技術的工作原理是對信息的有效存儲以及對信息的整體搬運，整個系統(tǒng)運轉過程中借助于信息的處理來幫助整個的生產加工得到更加精密的控制，同時再借助于一定的組成技術去對要控制的對象進行排列組合，如此整個生產的質量得到提升。這種控制技術的模式類似于金字塔，每一層級都會對信息進行處理并不斷將這些信息向上進行傳遞。機械設計制造過程中的系統(tǒng)程序應用的是專家系統(tǒng)，這一系統(tǒng)中存儲著極多的專家研究成果以及行業(yè)領先者在機械設計制造方面的過往經驗，這些存儲著的專家經驗能夠幫助對緊急突發(fā)的一些事件進行妥善處理[3]。同時，專家系統(tǒng)還會建立相關的故障檢測數據庫，將生產過程中遇到的不同類型的故障數據進行存儲分析，以便在后期生產中遇到時可以進行更妥善地處理。

隨著科學技術的不斷發(fā)展，計算機相關的技術變得越來越成熟，尤其是近年來智能化技術發(fā)展迅速，有了人際一體化的概念，這對于整個的機械設計制造發(fā)展是有著極大的促進作用的。將這種技術應用在相應的生產中，機械制造的生產水準陡然提升。智能化的機械設計制造是將當前最為熱門的人工智能，計算機系統(tǒng)工程等技術與傳統(tǒng)機械制造生產等行業(yè)進行融合。因此，從本質上來講其綜合性要比以往其他技術更高一些，借助于多個領域、行業(yè)、學科、技術等的深度融合，才能有最終系統(tǒng)化的集成以及自動化的演變。當然，機械制造的智能化發(fā)展必須要以人工智能為基礎依據，將相關的技術不斷融入機械設計制造的系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)其中存在的生產相關的缺陷，根據數據庫數據獲取解決方式，啟動已經指定的應對方案。此外，還有虛擬技術，虛擬技術應用在機械設計制造過程中將其本身與相應的電子集成，人體感應等技術結合起來，最終在模擬仿真的層面實現(xiàn)更高一級的機械自動化，而一旦生產中出現(xiàn)了意外因素造成生產停滯無法繼續(xù)進行，就可以借助虛擬空間通過模擬去尋求故障原因，再針對原因獲取更有針對性的解決措施，幫助整個生產重新運轉起來。

3 機械設計制造及其自動化的發(fā)展

關于機械設計以及機械自動化生產相關行業(yè)中最早出現(xiàn)自動化相關技術大概是在1920年左右，最開始相關的自動化技術是極為落后的，且其在整個機械設計制造過程中的應用發(fā)展也比較緩慢。但等到了1960年左右，我國的經濟發(fā)展水準開始提升，工業(yè)在整個國民經濟中的占比一直穩(wěn)步提升，同時高新科技也成果喜人，自動化技術也有了明顯的發(fā)展。但總體上相關的機械自動化仍然對于國外先進技術有較大的依賴性，自主研發(fā)的相關技術與國內機械制造的實際生產其實還是有一定差距的。社會行業(yè)的發(fā)展形勢迫使機械設計相關的自動化技術必須要再次進行創(chuàng)新改革，必須要有獨屬于自己的技術能力，要做大做強。

改革開放的政策不斷落實之后，我國經濟開始發(fā)展，機械設計制造這一行業(yè)也與更多國際先進技術有了接軌融合，與之相關的學術交流也變得更加頻繁。借著這股東風，國內相關研究人員不斷對機械設計制造的相關技術進行研究創(chuàng)新，使得自動化的研究深入度有了比較理想的成果，有一小部分機械自動化技術已經超越國際發(fā)達國家的水準，進入世界領先的行業(yè)。比如，我國自主研發(fā)的數控技術就對整個機械設計制造行業(yè)的發(fā)展帶去了不小的推動，這項技術目前在很多城市的電網系統(tǒng)中都有應用，是國民生活的極大保障。

隨著全球人口的不斷增加，能源問題逐漸受到更多人的關注，國內外都開始提倡環(huán)保節(jié)能的理念。因此，機械設計制造及其自動化的發(fā)展過程中也必須要更注重資源的消耗問題，在每一個設計環(huán)節(jié)都考慮到與環(huán)保相關的因素，做到生產的綠色循環(huán)，使得整個的生態(tài)環(huán)境變得更加自然，確保在發(fā)展經濟以及人類自己的同時自然環(huán)境也沒有被過度消耗。雖然事實的確是我國機械設計制造以及相應自動化相關技術的研究方面起步的比較晚，也有些技術是落后于國外的，但在實際進行技術發(fā)展的過程中我們應該更多考慮的是我國本身的國情問題，對于西方更先進的技術可以進行借鑒，但不能過度搬用，要不斷加強在自主創(chuàng)新方面的精力投入，幫助發(fā)展相關制造技術的同時也確保其對于自然環(huán)境的危害能夠不斷被降低，注重科技、人、自然三者之間的和諧統(tǒng)一，促進整個社會的更長遠發(fā)展。

除了向著更加親近自然的方向發(fā)展之外，隨著社會信息化技術水準的不斷提升，機械設計制造在不斷滿足社會經濟發(fā)展需求的過程中也開始向著智能化的方向更進一步。近年來，人們對于人工智能的關注度是與日俱增，研究越發(fā)深入，對其應用也開始在各行業(yè)嘗試探索，所以機械設計制造的未來發(fā)展與人工智能也會有非常令人期待的匯合。譬如，可以將CAD制圖相關技術與人工智能結合，幫助機械設計的圖紙設計與輸出變得更加智能化，同時還能為設計的優(yōu)化提供更多的可能性。

4 結束語

信息技術支持下機械設計制造行業(yè)正在飛速發(fā)展，將相關的信息技術應用在機械設計制造的過程中，使得整個設計制造過程都變得更加自動化，減少了人力資源在其中的投入，也避免了一些人力不可及的潛在不穩(wěn)定因子，這對于整個機械設計以及其制造的行業(yè)發(fā)展益處較多。當前，我國在機械設計制造及其自動化發(fā)展有取得一定的成果，但與社會需求相比還有一定距離，未來根據時代發(fā)展的新需求，機械設計制造及其自動化將向著智能環(huán)保的方向持續(xù)邁進，不斷進行技術的升級創(chuàng)新，從而尋求更加光明的未來。

參考文獻

[1] 許自航.信息技術背景下機械設計制造及其自動化探討[J].山東工業(yè)技術，2018（2）：44.

[2] 朱生輝.信息技術背景下機械設計制造及其自動化研究[J].內燃機與配件，2020（9）：2.

[3] 楊麟康.信息技術背景下機械設計制造及其自動化分析[J].中國化工貿易，2020，12（1）：32-33.