智能化視域下的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)分析

趙亞靜 浙江華立智能裝備股份有限公司

在智能化視域下，各行業(yè)生產(chǎn)水平不斷提升，對(duì)機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用起到了促進(jìn)作用，提升了社會(huì)各界對(duì)機(jī)械設(shè)備智能化設(shè)計(jì)的重視程度。雖然傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備仍然能夠完成一定的社會(huì)生產(chǎn)任務(wù)，但是在生產(chǎn)水平不斷提升的情況下，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備已經(jīng)對(duì)社會(huì)生產(chǎn)水平的提升形成一定阻礙。與此同時(shí)，也在不斷出現(xiàn)各種各樣的智能化設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備生產(chǎn)市場被漸漸占領(lǐng)，應(yīng)用智能化機(jī)械設(shè)備，不僅能夠使提升社會(huì)生產(chǎn)力的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，還能夠使人力和成本投入得到降低。所以，在智能化視域下對(duì)機(jī)械設(shè)備智能化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析是十分有必要的。

一、機(jī)械設(shè)備智能化設(shè)計(jì)要求

在智能化視域下進(jìn)行機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)，應(yīng)該以機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)為前提，將數(shù)據(jù)電子技術(shù)科學(xué)合理地融入其中，使計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)控制分析技術(shù)與機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)變得更加協(xié)調(diào)，不但能夠使機(jī)械設(shè)備擁有更高的操作水平，還能夠降低操作系統(tǒng)的復(fù)雜程度[1]。機(jī)械設(shè)備智能化設(shè)計(jì)，第一要求就是在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)化和完善，通過調(diào)整機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，使其能夠有效融合數(shù)據(jù)控制以及計(jì)算機(jī)等技術(shù)。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)作為機(jī)械設(shè)備智能化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容，需要直接處理和交換信息，從而在第一時(shí)間反饋、更新數(shù)據(jù)內(nèi)容，為機(jī)械設(shè)備獨(dú)立操作構(gòu)建更有利的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備智能化。

（一）系統(tǒng)功能模塊的建立

建立的系統(tǒng)功能模塊需要具備評(píng)價(jià)、保存、推理數(shù)據(jù)等功能，大多存在動(dòng)作級(jí)，總?cè)蝿?wù)級(jí)和子任務(wù)級(jí)等，也可以替換為1，2，3級(jí)，其中2級(jí)的智能化程度較低，大多只能使簡單的任務(wù)自動(dòng)完成，例如輪腿組合步行設(shè)備，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)該設(shè)計(jì)好型號(hào)、步數(shù)以及動(dòng)作等內(nèi)容，明確運(yùn)行方向，結(jié)合傳感器規(guī)劃行動(dòng)路面情況，不需要人工操作；3級(jí)的智能化水平較高，其最高宗旨是智能優(yōu)化，大多能智能完成子任務(wù)。在建立模塊的前提下，需要對(duì)計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行建立，合理設(shè)計(jì)產(chǎn)品尺寸和結(jié)構(gòu)[2]。需要準(zhǔn)確測試以及掌握產(chǎn)品的工作參數(shù)和機(jī)械性能，通過模型展示零部件的形狀、尺寸以及裝配方式，并結(jié)合智能完善達(dá)到仿真效果。在進(jìn)行仿真時(shí)應(yīng)該重視檢查工作，關(guān)注零部件之間的碰撞情況。

（二）傳感器感應(yīng)技術(shù)

大多情況下，機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)行離不開傳感技術(shù)的支持，在本次將使用檢測傳感器設(shè)計(jì)設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)，利用傳感器獲取設(shè)備的生產(chǎn)條件、運(yùn)行情況等信息，從而使作業(yè)目標(biāo)更加精準(zhǔn)。同時(shí)在機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行過程中不可避免會(huì)出現(xiàn)故障問題，但是由于設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)作業(yè)要求等因素的干擾，在很大程度上提升了維修設(shè)備的難度，將會(huì)嚴(yán)重影響整體生產(chǎn)進(jìn)度，對(duì)此應(yīng)該合理利用傳感器感應(yīng)技術(shù)，實(shí)時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)控，利用動(dòng)態(tài)測試系統(tǒng)準(zhǔn)確鎖定機(jī)械設(shè)備故障，同時(shí)利用信號(hào)處理技術(shù)和智能故障診斷來完成設(shè)備故障的診斷與處理，從而使處理設(shè)備故障的效率得到有效提升[3]。

另外，還應(yīng)該完成內(nèi)部信號(hào)傳輸裝置的智能化設(shè)計(jì)，利用信號(hào)傳輸裝置更準(zhǔn)確地將數(shù)據(jù)反饋給計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果生成合理的操作指令，從而有效控制設(shè)備運(yùn)行，如果在此環(huán)節(jié)中有操作失誤的情況出現(xiàn)，系統(tǒng)就會(huì)向后臺(tái)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，及時(shí)的排除與處理故障。

（三）故障診斷技術(shù)和控制系統(tǒng)

當(dāng)產(chǎn)品有故障情況發(fā)生時(shí)，傳統(tǒng)方法都是依靠技術(shù)人員對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)和分析，一旦有問題存在，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理，通過測量尺寸、速度以及通電檢測等能夠?qū)?dǎo)致問題出現(xiàn)的原因找出。這種形式的滯后性較為明顯，可以對(duì)智能化檢測設(shè)計(jì)方法進(jìn)行利用，將智能化設(shè)備融入產(chǎn)品中，聯(lián)網(wǎng)對(duì)其強(qiáng)度、荷載、壽命等參數(shù)進(jìn)行記錄，一旦有故障出現(xiàn)，報(bào)警設(shè)備就會(huì)將相關(guān)警報(bào)發(fā)出，保證模塊平臺(tái)處理中心能夠在最短的時(shí)間內(nèi)接收到故障信息。同時(shí)應(yīng)該對(duì)可靠性設(shè)計(jì)進(jìn)行重視，綜合研究失效物力、機(jī)械構(gòu)造等，分析變量規(guī)律，合理設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)中整機(jī)和零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，使產(chǎn)品擁有更高的安全性能。

另外，還應(yīng)該與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合自動(dòng)完成對(duì)控制系統(tǒng)操作情況的模擬，根據(jù)模擬結(jié)果對(duì)機(jī)械設(shè)備參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，并保證速度控制、自動(dòng)化測量等功能有效運(yùn)行。在此還需要與傳感器技術(shù)進(jìn)行配合，利用相關(guān)的機(jī)械設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)完成傳感器設(shè)置，利用傳感器的檢測、通訊功能，對(duì)設(shè)備運(yùn)行的有關(guān)信息進(jìn)行了解，從而保證精確的設(shè)備生產(chǎn)條件、運(yùn)行環(huán)境等數(shù)據(jù)生成，使機(jī)械設(shè)備智能化水平得到有效提高。

二、機(jī)械設(shè)備智能化發(fā)展趨勢

在機(jī)電設(shè)備一體化快速發(fā)展的背景下，機(jī)械設(shè)備智能化設(shè)計(jì)得到了社會(huì)各界高度關(guān)注，在極大程度上拓展了其應(yīng)用范圍，基于機(jī)械設(shè)備智能化設(shè)計(jì)理論，有關(guān)人員也將一些模擬人工智能、計(jì)算機(jī)高端數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及運(yùn)籌學(xué)知識(shí)融入機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)，推動(dòng)機(jī)械設(shè)備智能化設(shè)計(jì)達(dá)到更高水平。同時(shí)，機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)的模塊化特征也越來越明顯，在機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中使用模塊劃分機(jī)械接口、電氣接入、動(dòng)力供給等。另外，在機(jī)械設(shè)備智能化設(shè)計(jì)材料方面，應(yīng)優(yōu)先使用納米材料，不但能夠使設(shè)備性能得到優(yōu)化，還能夠使環(huán)境污染得到減輕，使綜合效益得到顯著提升[4]。

結(jié)束語：綜上所述，智能化視域下的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)需要集成與整合各種系統(tǒng)功能模塊，不僅能夠使機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量得到有效提升，還能夠促進(jìn)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)制造方式的創(chuàng)新，使我國工程機(jī)械行業(yè)向著智能化、數(shù)字化方向更好、更快發(fā)展。