現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計在機械設(shè)計制造技術(shù)中的運用

段全成

摘要：現(xiàn)在社會上很多領(lǐng)域都運用了數(shù)字化設(shè)計技術(shù)，該技術(shù)的運用能夠?qū)腋鱾€行業(yè)發(fā)展提供很大的助力。目前，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)已經(jīng)在機械設(shè)計制造中實現(xiàn)了廣泛應(yīng)用，而且取得了顯著成效，如，可以對制造效率和質(zhì)量進行提升、可以提高設(shè)計科學(xué)性等。本文簡單介紹了數(shù)字化設(shè)計技術(shù)內(nèi)涵和特點，并對應(yīng)用熱點進行了闡述，同時提出了在機械設(shè)計制造中運用該技術(shù)的策略，希望可以為相關(guān)人士提供參考。

Abstract： Nowadays， many fields in the society use digital design technology， which can provide great help to the development of various industries in our country. At present， digital design technology has been widely used in mechanical design and manufacturing， and has achieved remarkable results， such as improving the manufacturing efficiency and quality， and improving the scientific design. This paper briefly introduces the connotation and characteristics of digital design technology， and expounds the application hot spots. At the same time， it puts forward the strategy of using the technology in mechanical design and manufacturing， hoping to provide reference for relevant people.

關(guān)鍵詞：數(shù)字化設(shè)計技術(shù);機械設(shè)計制造;運用

0? 引言

最近幾年，改革開放越來越深入，我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度也因此變得越來越快，并不斷的對先進的技術(shù)、設(shè)備和知識進行吸取、引入，在此情形下，我國國民經(jīng)濟實現(xiàn)了平穩(wěn)提升，國家總體實力也變得越來越強，而科學(xué)技術(shù)在其中發(fā)揮著不可忽視的作用。隨著數(shù)字技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)在我們?nèi)粘Ｉ?、生產(chǎn)中的普及，各行各業(yè)的發(fā)展進程都變得越來越快，我國現(xiàn)代化建設(shè)也實現(xiàn)了更好發(fā)展。數(shù)字化設(shè)計技術(shù)是信息時代國家工農(nóng)業(yè)發(fā)展中必要的支撐技術(shù)，如何讓數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在各行各業(yè)中發(fā)揮出更大效用是研究人員接下來需要研究的重點。

1? 數(shù)字化設(shè)計技術(shù)內(nèi)涵、特點分析

隨著黨和政府越來越重視科技創(chuàng)新，并制定了很多鼓勵科技創(chuàng)新的政策，我國的科技創(chuàng)新變得蓬勃發(fā)展。機械設(shè)計制造行業(yè)的發(fā)展也因此變得越來越凸顯，研發(fā)了很多新的機械設(shè)備，而且這些機械設(shè)備都是大型的自動高精度機械設(shè)備。通過對數(shù)字化設(shè)計技術(shù)進行應(yīng)用，不僅可以將機械設(shè)備結(jié)構(gòu)變得更加繁復(fù)，還可以對機械生產(chǎn)效率進行提升，對生產(chǎn)規(guī)模進行拓展。

1.1 數(shù)字化設(shè)計技術(shù)內(nèi)涵

將計算機技術(shù)運用到設(shè)計產(chǎn)品過程中之后就會被稱作數(shù)字設(shè)計技術(shù)，該技術(shù)是輔助計算機設(shè)計的一種技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)也變得更加完善，而且被運用到了很多行業(yè)，機械設(shè)計制造行業(yè)也運用了該技術(shù)。以前的機械設(shè)計都需要設(shè)計人員構(gòu)建物理模型，但是應(yīng)用該技術(shù)后，設(shè)計人員可以通過計算機軟件構(gòu)建產(chǎn)品模型，這樣就不需要對物理模型進行頻繁使用，工作效率也會有所提升。另外，計算機軟件還可以將模型轉(zhuǎn)為了數(shù)據(jù)，而且可以存儲模型數(shù)據(jù)，并對模型數(shù)據(jù)進行傳遞和分析，將這些數(shù)據(jù)作為參考可以有效提升決策的準(zhǔn)確性和有效性。

1.2 數(shù)字化設(shè)計技術(shù)特點

統(tǒng)一的產(chǎn)品定義模型是數(shù)字化設(shè)計技術(shù)具有的特點之一。無論是什么產(chǎn)品，其生命周期都是固定的，而數(shù)字化設(shè)計技術(shù)可以統(tǒng)一運行關(guān)于產(chǎn)品生命周期的設(shè)計，從而可以提高產(chǎn)品設(shè)計效率，還可以降低產(chǎn)品流程設(shè)計難度。以前的設(shè)計模式都會采用不一樣的方法設(shè)計生命周期不同的產(chǎn)品，這樣就需要采用繁瑣的流程設(shè)計產(chǎn)品，而且比較容易遺失數(shù)據(jù)。

數(shù)字化設(shè)計技術(shù)還可以讓多個團隊和設(shè)計人員對產(chǎn)品進行同時設(shè)計。以前的產(chǎn)品設(shè)計對切合性比較重視，生產(chǎn)產(chǎn)品過程需要和包裝維修過程采用相同的程序，所以通常都會由相同的設(shè)計團隊完成設(shè)計產(chǎn)品的工作。這種設(shè)計模式對設(shè)計人員有著很強的依賴，如果設(shè)計團隊內(nèi)的成員出現(xiàn)太大變化，就會影響到產(chǎn)品設(shè)計鏈條，還會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量降低。然而對數(shù)字技術(shù)進行應(yīng)用之后，可以讓多個團隊和設(shè)計人員對產(chǎn)品進行同時設(shè)計，而且對設(shè)計人員所在地沒有限制，這樣就可以對設(shè)計和生產(chǎn)機械的效率進行提升，生產(chǎn)產(chǎn)品需要的時間也會有所縮減，運行成本也會變得越來越低。

2? 機械設(shè)計制造中應(yīng)用的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)

數(shù)字化設(shè)計技術(shù)有著非常豐富的技術(shù)內(nèi)容，目前我國機械設(shè)計制造中比較常用的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)主要有以下幾種：

2.1 計算機輔助技術(shù)

計算機輔助技術(shù)是計算機輔助概念設(shè)計技術(shù)的簡稱，該技術(shù)的開展既需要邏輯理論的支持，還需要程式內(nèi)容的支撐，該技術(shù)有著比較開放的理念，開發(fā)產(chǎn)品的程序也具有規(guī)范性。在明確任務(wù)、設(shè)計概念和施工過程中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，并不斷的調(diào)節(jié)完善數(shù)字技術(shù)，可以將更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)提供給產(chǎn)業(yè)發(fā)展，如、設(shè)計產(chǎn)品、方案、改進等服務(wù)。站在整體角度分析可以發(fā)現(xiàn)，建立在計算機輔助技術(shù)之上的產(chǎn)品設(shè)計需要重點考慮的內(nèi)容只有兩點，分別是對產(chǎn)品進行概念設(shè)計以及對產(chǎn)品構(gòu)型進行設(shè)計，概念設(shè)計就是對設(shè)計方案進行確定，對構(gòu)型進行設(shè)計就是確定具體步驟，將二者結(jié)合起來就可以對產(chǎn)品質(zhì)量進行確定，還可以明確產(chǎn)品功能和交易價格等。將該技術(shù)運用到機械設(shè)計制造中能夠?qū)Ξa(chǎn)品模型進行準(zhǔn)確構(gòu)建，從而可以更快速的完成機械設(shè)計和制造工作，而且制造的機械質(zhì)量也會有顯著提高。

2.2 知識工程技術(shù)

該技術(shù)在數(shù)字化設(shè)計技術(shù)中有著廣泛應(yīng)用，而且有著很多新穎的設(shè)計方案。應(yīng)用該技術(shù)可以對當(dāng)前市場競爭走向進行估測，還可以對技術(shù)發(fā)展趨勢進行猜測，而且該技術(shù)對獲取新知識有著強烈的依賴性，對以前的實踐經(jīng)驗反而比較忽視。該技術(shù)在人工智能方面有著重要作用，在機械設(shè)計制造中也起到不可忽視的作用，而且已經(jīng)在市場信息領(lǐng)域取得了一定成效。將該技術(shù)運用到機械設(shè)計制造中可以準(zhǔn)確的預(yù)測技術(shù)發(fā)展方向，從而可以積極投入到新技術(shù)開發(fā)中，能夠迅速的占領(lǐng)市場，再加上其具有的估測市場競爭的功能，就可以讓機械設(shè)計制造企業(yè)在市場競爭中占據(jù)更大優(yōu)勢。

2.3 虛擬原型技術(shù)

在最近幾年中可以被稱作先鋒的數(shù)字化技術(shù)就是該技術(shù)，而且業(yè)界對該技術(shù)越來越重視。將CAD、CAE和CAM等技術(shù)融合后產(chǎn)生了該技術(shù)，應(yīng)用該技術(shù)可以有效結(jié)合信息、制造、生命周期和制造技術(shù)，并在設(shè)計產(chǎn)品原型中進行應(yīng)用。站在系統(tǒng)層次對該技術(shù)進行分析可以發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)的開發(fā)模式可以按照從上到下的順序進行。作為數(shù)字技術(shù)中的先進技術(shù)，該技術(shù)對產(chǎn)品信息設(shè)計和概念設(shè)計進行了組合，并在性能、感官和行動方面對物理原型進行了優(yōu)化。在產(chǎn)品設(shè)計過程可以分為幾個階段應(yīng)用該技術(shù)，并且它在產(chǎn)品生命周期改變過程中可以發(fā)揮重要作用，通過融合設(shè)計和生產(chǎn)過程，可以推動工農(nóng)業(yè)實現(xiàn)進一步發(fā)展。將該技術(shù)運用到機械設(shè)計和制造中可以對機械運行狀況進行模擬，從而可以對機械運行中存在的問題進行及時調(diào)整，還可以對機械在各種不同環(huán)境和地勢的運作情況進行虛擬展示，從而讓制造出的機械能夠適應(yīng)各種不同的環(huán)境和地勢。

3? 數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中的具體應(yīng)用

3.1 應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造中

農(nóng)業(yè)是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是我國行業(yè)體系中的重要組成，對國民經(jīng)濟發(fā)展能夠提供很大的推動力量。進入二十一世紀(jì)以后，我國的科學(xué)技術(shù)發(fā)展和進步速度不斷提升，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也應(yīng)用了很多機械設(shè)備，傳統(tǒng)的人工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)變得更具自動性和智能化。農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的運用，讓更多的農(nóng)民從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中解放出來，而且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率也變得越來越高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)變得更加高效和簡潔。

隨著數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域的運用，農(nóng)業(yè)機械設(shè)計和制造的信息化程度不斷提升，很多設(shè)計人員都會利用計算機輔助技術(shù)來完成輔助設(shè)計工作，還有的設(shè)計人員會借助計算機對產(chǎn)品功能進行估測，并利用虛擬還原技術(shù)對設(shè)計好的產(chǎn)品進行虛擬運行，從而對產(chǎn)品運行中存在的缺陷進行準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)和調(diào)試，最終制造出來的農(nóng)業(yè)機械就可以達到最佳運行狀態(tài)。另外，設(shè)計人員還可以利用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)對農(nóng)業(yè)機械在不同地形、地貌中的運行情況進行模擬，從而可以設(shè)計出能夠在各種地形、地貌都可以順暢運行的農(nóng)業(yè)機械，使得農(nóng)業(yè)機械能夠適應(yīng)各個不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)特點。

通過對計算機互聯(lián)網(wǎng)的充分利用，可以在更短的時間內(nèi)完成設(shè)計工作，通過應(yīng)用數(shù)字技術(shù)可以同時開展多個零部件的設(shè)計工作，還可以在完成整體設(shè)計之前先進行版塊制造，這樣生產(chǎn)周期和制造所用時間就會變得比較少，企業(yè)的經(jīng)濟利益也會有很大提升。而且將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械創(chuàng)新中，可以將創(chuàng)新思路更快的變?yōu)閷嵨?，也可以快速的進行實際測試，還可以對設(shè)計方案進行優(yōu)化，這樣就可以給設(shè)計技術(shù)創(chuàng)新工作帶來更大的推動力量。

3.2 應(yīng)用到工業(yè)機械設(shè)計制造中

工業(yè)在國家經(jīng)濟體系中處于重要地位，而且隨著工業(yè)進程的不斷加快，工業(yè)起到的作用變得越來越大，已經(jīng)成為了對國家實力進行判斷的指標(biāo)。將該技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)機械設(shè)計制造中，可以有效提升機械設(shè)備設(shè)計水平。下面就以礦山機械設(shè)備為例對該技術(shù)的應(yīng)用方式進行具體介紹。

礦山一般都會處于十分復(fù)雜的環(huán)境中，因此需要確保機械設(shè)備的安全性，這樣才能在礦山開采中平穩(wěn)的進行運行。數(shù)字技術(shù)可以利用三維軟件規(guī)劃產(chǎn)品三維模型，還可以對產(chǎn)品模型規(guī)格是否規(guī)范進行簡單檢測，還可以對結(jié)構(gòu)是否合理進行科學(xué)檢測，這對于確保礦山機械設(shè)計的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性以及零件機構(gòu)的精密性都可以發(fā)揮出很大作用。另外，還可以利用仿真模擬功能對機械工作環(huán)境進行模擬，從而可以對產(chǎn)品質(zhì)量進行有效檢測，對設(shè)計中存在的不足也能及時發(fā)現(xiàn)和改正。

3.3 應(yīng)用到汽車機械設(shè)計制造中

汽車現(xiàn)在已經(jīng)成為了很多家庭的必備物品。應(yīng)用數(shù)字技術(shù)對汽車進行設(shè)計和制造時，需要特別重視汽車是否可靠、是否能夠滿足負荷要求，因此需要對這兩個參數(shù)進行重點關(guān)注，而且數(shù)字技術(shù)具有節(jié)能設(shè)計功能，可以對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此進行設(shè)計時也要對節(jié)能減排進行充分考慮，推動汽車機械設(shè)計實現(xiàn)最優(yōu)化，并能最大程度利用能源，減輕污染環(huán)境程度。通過深入研究該技術(shù)在汽車機械設(shè)計制造中的應(yīng)用，可以促使汽車機械設(shè)計制造實現(xiàn)節(jié)能減排發(fā)展，還可以讓企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟利益，為汽車企業(yè)實現(xiàn)長久發(fā)展提供保障。

4? 結(jié)語

總而言之，為了對信息時代發(fā)展進行適應(yīng)，就要推動機械設(shè)計朝著數(shù)字化和智能性方向發(fā)展，這是機械設(shè)計人員接下來需要重點解決的問題。機械設(shè)計人員不僅要推動機械設(shè)計制造實現(xiàn)數(shù)字化，還要將之后的發(fā)展走向設(shè)定為智能化。通過在農(nóng)業(yè)機械、工業(yè)機械和汽車機械設(shè)計制造中積極運用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)，不僅可以對設(shè)計制造效率進行提升，還可以提高制造質(zhì)量，同時可以為推動我國經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)造良好條件。

參考文獻：

[1]馬超.現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造上的應(yīng)用分析[J].內(nèi)燃機與配件，2020（02）：232-233.

[2]王朝陽.現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計在機械設(shè)計制造技術(shù)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].信息記錄材料，2019，20（08）：17-18.

[3]歐潛.現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造上的應(yīng)用[J].中國高新區(qū)，2017（17）：184.

[4]王治理.探索機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)未來出路[J].內(nèi)燃機與配件，2017（16）：131-132.