數(shù)字化設(shè)計技術(shù)及其在機械設(shè)計中的應(yīng)用

郭思遠

摘 要：隨著科技的不斷發(fā)展與進步，我國的機械設(shè)計水平有了很大程度的提高，目前大多數(shù)機械設(shè)計工作都運用了數(shù)字化輔助技術(shù)，能夠提升機械制造業(yè)的生產(chǎn)效率和商品質(zhì)量。運用計算機圖形設(shè)備對機械制造技術(shù)人員的設(shè)計進行輔助工作，可以有效提高設(shè)計效果，通過立體圖像把設(shè)計結(jié)果直接傳遞給工作人員，既節(jié)省人力又節(jié)省時間。文章通過分析現(xiàn)階段數(shù)字化技術(shù)與機械設(shè)備制造技術(shù)的實際情況，對此項技術(shù)在具體應(yīng)用過程中存在的問題給出合理的解決策略，以此提高其實際應(yīng)用價值，促進我國機械設(shè)計與制造行業(yè)朝著信息化和智能化的方面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化設(shè)計;機械設(shè)計;應(yīng)用策略

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）04-079-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.04.039

對于機械制造行業(yè)來說，機械設(shè)計是一項基礎(chǔ)性工作，一份科學(xué)精確的設(shè)計圖案可以有效提高機械生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。利用數(shù)字化技術(shù)進行機械制造設(shè)計，能夠減少設(shè)計誤差，提高設(shè)計的精準度[1]。目前，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)在我國機械制造領(lǐng)域大量應(yīng)用，在輔助設(shè)計效果方面得到了技術(shù)人員的一致認可。在未來的發(fā)展中，數(shù)字化技術(shù)將與機械設(shè)計以及機械制造等多方面工作實現(xiàn)深度結(jié)合，以提高機械產(chǎn)品質(zhì)量，增強產(chǎn)品市場競爭力，促進機械制造行業(yè)的發(fā)展。

1 數(shù)字化技術(shù)在機械設(shè)計中的作用

1.1 提升工作效率，優(yōu)化設(shè)計效果

數(shù)字化技術(shù)的有效應(yīng)用有助于提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。從傳統(tǒng)的機械設(shè)計工作來看，無論是數(shù)據(jù)的采集、信息的分析，還是圖紙的繪制，都是一項復(fù)雜而龐大的工程。尤其是對于一些精密儀器的設(shè)計和制造工作來說，任何一處環(huán)境稍有偏差，就會引起整體設(shè)計的失敗，所有已成型的工作都需要推倒重來，極大程度地消耗著工作人員的時間和精力[2]。利用計算機系統(tǒng)進行設(shè)計的輔助工作，可以輕松地把各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)瞬間變成計算結(jié)果，并且自動完成數(shù)據(jù)的分析和整合，直接給設(shè)計師提供最佳的數(shù)據(jù)組合方案，則可以完全避免這些問題[3]。

使用計算機系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢就在于能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的錯誤。傳統(tǒng)的人工設(shè)計方式由于受到設(shè)計師專業(yè)知識和實際生產(chǎn)經(jīng)驗的局限，設(shè)計作品中的一些失誤往往要等到產(chǎn)品試驗的時候才能發(fā)現(xiàn)，然后設(shè)計師根據(jù)試驗結(jié)果修正錯誤，重新進行產(chǎn)品設(shè)計，極大程度地浪費了時間和人力資源。利用計算機模擬軟件，可以在設(shè)計之初就模擬演示出整個制造工作流程，方便設(shè)計師及時發(fā)現(xiàn)進而糾正錯誤，有效避免了重復(fù)設(shè)計的情況發(fā)生。

此外，通過計算機系統(tǒng)強大的信息搜索功能，設(shè)計師可以查閱大量網(wǎng)絡(luò)資料，充實專業(yè)知識，拓展視野，提高設(shè)計水平，使設(shè)計作品更科學(xué)、更實用，有利于促進機械設(shè)計行業(yè)的進步與發(fā)展。

1.2 提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強企業(yè)競爭力

機械設(shè)計是產(chǎn)品制造的前提條件，機械制造是設(shè)計內(nèi)容的具體實現(xiàn)[4]。此二者相輔相成，缺一不可。隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，無論是工業(yè)生產(chǎn)還是農(nóng)業(yè)種植，都已經(jīng)進入了機械化生產(chǎn)時代，各種機械設(shè)備的大量應(yīng)用，推動了機械市場的需求，促進了機械制造產(chǎn)業(yè)的進步與發(fā)展。毫無疑問，市場需求的增加會擴大機械制造行業(yè)的利潤空間，同時吸引更多投資者的關(guān)注和參與。對于機械制造行業(yè)來說，這既是機遇也是挑戰(zhàn)。

如何利用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)快速提升自身產(chǎn)品的質(zhì)量，從而提高企業(yè)在市場中的競爭力，是各機械制造廠家目前首要考慮的重點問題。而利用計算機強大的數(shù)據(jù)分析和信息整合能力進行機械設(shè)備的設(shè)計和制造工作，無疑是最簡單有效的方法。計算機輔助軟件可以通過數(shù)據(jù)信息對制造工作的全部過程進行模擬實驗，并通過終端顯示器把這個過程清晰而完整地展示出來，使設(shè)計師能夠在設(shè)計初期就對機械設(shè)備的整體工作流程具有更直觀的認識，并且能夠通過模擬設(shè)計流程，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的不合理之處，及時修訂和改正，從而節(jié)省設(shè)計時間，提高設(shè)計的精準度和作品的實用價值。

1.3 實現(xiàn)資源共享，促進企業(yè)發(fā)展

在設(shè)計過程中，可以利用計算機網(wǎng)絡(luò)信息的快速傳遞能力，搭建內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)信息平臺，使各部門工作人員實現(xiàn)資源共享[5]。邀請擁有豐富實踐經(jīng)驗的機械制造專業(yè)人士共同參與機械的設(shè)計過程，廣泛征詢一線員工的意見和建議，增加機械設(shè)計的實用性。在機械制造的過程中，可以充分利用計算機輔助技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量，利用計算機強大的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)精密零部件的制造和監(jiān)控工作，能夠有效避免產(chǎn)品加工過程中出現(xiàn)的生產(chǎn)誤差，杜絕因人工操作失誤而造成的生產(chǎn)事故。

隨著科技水平的不斷提高，未來的機械制造行業(yè)必然會朝著數(shù)字化、智能化的方向邁進。各企業(yè)管理者應(yīng)該具備前瞻性和戰(zhàn)略性眼光，及時更新本單位的生產(chǎn)技術(shù)，為未來全面實現(xiàn)智能化生產(chǎn)做好準備，以實現(xiàn)企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

2 數(shù)字化技術(shù)在應(yīng)用過程中存在的問題

2.1 對計算機技術(shù)的開發(fā)程度不夠

目前，我國的機械制造行業(yè)雖然已經(jīng)大量應(yīng)用了計算機技術(shù)，但是在其應(yīng)用方面仍然未能做到物盡其用。由于受到企業(yè)技術(shù)、資金等多方面的限制，很多先進的軟件和技術(shù)沒有得到更好地應(yīng)用，造成了大量技術(shù)資源的浪費[6]。數(shù)字化技術(shù)是集數(shù)據(jù)搜集、分析整合、繪圖制作等多種功能于一體的綜合技術(shù)，研究和開發(fā)其在機械設(shè)計方面的更多實用價值，以達到更完美的設(shè)計效果，有待于全體科研人員的共同努力。

2.2 對專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)力度不夠

任何科技的完美實現(xiàn)都需要專業(yè)技術(shù)過硬的技術(shù)人才的支撐。因此，要更好地利用數(shù)字化技術(shù)進行機械設(shè)計，機械制造單位必須加強設(shè)計人員的計算機操作能力，在其設(shè)計工作過程中，正確使用設(shè)計軟件，保證設(shè)計工作的順利完成。目前大多數(shù)企業(yè)的設(shè)計崗位，由于對設(shè)計經(jīng)驗要求比較高，設(shè)計人員的年齡往往偏大，對計算機技術(shù)的了解不夠充分，實際操作能力不強，導(dǎo)致很多先進的科技方法都得不到合理運用。為此，企業(yè)應(yīng)該加大對于專業(yè)技術(shù)人員的培訓(xùn)力度，定期開設(shè)專業(yè)技能培訓(xùn)課程，并對培訓(xùn)結(jié)果進行考核。通過建立完善的獎懲機制，促進技術(shù)人員的學(xué)習(xí)效果，提升設(shè)計隊伍整體技術(shù)水平。

此外，要定期安排技術(shù)人員赴技術(shù)先進單位或先進國家進行學(xué)習(xí)交流，以提高團隊的設(shè)計水平。作為一名合格的設(shè)計師，其自身也應(yīng)具備與時俱進的思想覺悟[7]。要努力提高自身專業(yè)水平和計算機操作水平，使設(shè)計作品能夠與時代接軌。

3 優(yōu)化數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用效果的具體策略

3.1 優(yōu)化產(chǎn)品配件設(shè)計

機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)通常都比較復(fù)雜，尤其是一些大型機械，需要用到很多不同的機械部件。由于各部件的結(jié)構(gòu)不同，對于這些配件的設(shè)計就成為一項非常繁瑣的工作。利用計算機制圖軟件記錄和分析配件的設(shè)計參數(shù)，能夠有效優(yōu)化配件的設(shè)計程序，避免重復(fù)工作[8]。同時，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計漏洞，實時更新設(shè)計程序，從而優(yōu)化設(shè)計方案，以獲得最佳設(shè)計效果。

3.2 使用三維造型及繪圖技術(shù)

計算機輔助設(shè)計技術(shù)最重要的功能是進行三維虛擬造型和繪圖。通過模擬建設(shè)，可以完全仿真模擬機械使用時的環(huán)境、溫度、工作狀態(tài)等，從而得出真實的數(shù)據(jù)信息反饋，有利于設(shè)計人員提高設(shè)計作品的實用價值，也避免了因設(shè)計失誤造成的返工問題。

3.3 為機械生產(chǎn)智能化做好準備

生產(chǎn)智能化是未來企業(yè)發(fā)展的必然方向。為了促進機械制造行業(yè)的進步，大范圍使用計算機進行產(chǎn)品設(shè)計和制造工作，不僅能夠提高生產(chǎn)單位的工作效率，提升設(shè)計產(chǎn)品的質(zhì)量，而且有利于企業(yè)為未來生產(chǎn)技術(shù)的更新和升級做好準備。

4 結(jié)語

綜上所述，在機械設(shè)計與制造過程中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，可以提高設(shè)計作品的實用價值和使用效果，從而提高生產(chǎn)單位的產(chǎn)品質(zhì)量，增強企業(yè)的市場競爭優(yōu)勢。為此，設(shè)計人員要積極學(xué)習(xí)，提高計算機使用技能，增強專業(yè)技術(shù)水平，開闊眼界和視野，提升作品的時代感。同時，企業(yè)管理人員要立足前瞻性視角，加強現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，促使企業(yè)具備長遠發(fā)展的能力。

參考文獻

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