智能機械設備研發(fā)設計與制造研究

沈青寧

摘要：隨著網(wǎng)絡技術、計算機技術、人工智能及機械制造技術的蓬勃興起，機械設備制造行業(yè)進入到新的發(fā)展時期并成績斐然，但也存在條塊分割、各自為戰(zhàn)、重技術輕市場、重研發(fā)設計輕制造加工等不良現(xiàn)象。為此，本文針對上述現(xiàn)狀和問題，對智能機械設備的研發(fā)設計和制造提出了一些創(chuàng)新性的建議。

關鍵詞：智能機械設備;研發(fā);設計與制造;創(chuàng)新

在《中國制造2025》國家戰(zhàn)略的推動下，我國的智能機械設備得到空前發(fā)展。隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展和應用，智能機械設備在研發(fā)設計和制造過程中需要不斷實現(xiàn)突破，重視創(chuàng)新發(fā)展路徑，促進我國智能機械設備領域的可持續(xù)發(fā)展。

1智能機械設備研發(fā)設計創(chuàng)新

1.1積極引入創(chuàng)新設計思維，實現(xiàn)技術的綜合應用

在大力倡導創(chuàng)新發(fā)展理念的背景下，智能機械設備制造應當大力引入創(chuàng)新思維，將理論和實踐相結(jié)合，實現(xiàn)智能機械設備研發(fā)設計制造方法的不斷創(chuàng)新、優(yōu)化和完善，提出具有前瞻性的設計理念，逐步引領智能機械設備領域的健康發(fā)展。為此，研發(fā)設計人員要綜合利用智能機械設備研發(fā)設計和制造的相關技術和設備，充分掌控好相關技術的全局性應用。此外，為了實現(xiàn)設計理念，研發(fā)設計人員一定要學會應用研發(fā)設計和制造的相關智能技術。毋庸置疑，智能系統(tǒng)依靠預先設置的運行參數(shù)及設定操作流程進行運作，從而能夠全面分析應用性能，保證設計目標得以實現(xiàn)。

1.2實現(xiàn)環(huán)保理念與節(jié)能設計

近年來，我國樹立了綠色生態(tài)環(huán)保的發(fā)展理念，并且制定各種法律政策和措施來促進綠色生態(tài)環(huán)保發(fā)展理念的實現(xiàn)，社會大眾迫切地渴望節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)生活方式。為此，研發(fā)設計人員應從以下兩方面實現(xiàn)環(huán)保理念和節(jié)能設計：1）要選擇使用性能和環(huán)保性能最優(yōu)的零部件和原材料，并重視可重復持續(xù)利用及環(huán)保的材料研發(fā)和升級換代;2）要考慮智能機械設備在達到使用壽命后，對生態(tài)環(huán)境造成破壞和對人身財產(chǎn)造成損害的可能性以及破壞程度和損害程度的大小。

1.3完善智能機械設備構(gòu)造細節(jié)

智能機械設備通過改變普通機械設備結(jié)構(gòu)及材質(zhì)，在普通機械設備上加裝各種智能部件和系統(tǒng)，諸如處理芯片、自動控制系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)等來實現(xiàn)數(shù)據(jù)控制和計算機技術的有機融合。計算機的數(shù)據(jù)處理能力是智能機械設備的核心，是實現(xiàn)智能處理的關鍵。處理芯片、自動控制與傳感檢測是完成機械智能運轉(zhuǎn)的關鍵部件和技術。自動控制技術能夠保證智能機械設備在原有控制基礎上完成系統(tǒng)仿真化設計，從而確保系統(tǒng)完成自動定位、自動控制與自動校正功能。傳感技術是通過在機械設備對應部件上安裝傳感器而實現(xiàn)的，智能機械設備借助于傳感器反饋傳感信息，從而得出設備運作條件和環(huán)境信息進而提高其智能水平。

1.4設備故障診斷智能化設計

智能機械設備壽命受限于機械零部件和智能系統(tǒng)的老化、設備結(jié)構(gòu)和原材料限制等，設備檢修人員通常很難以人工方式有效處理智能機械設備的故障。為了解決這一難題，可在智能機械設備上安裝故障檢修軟硬件系統(tǒng)，實現(xiàn)設備故障的智能化預警和處理，能夠精準找出智能機械設備的故障點和問題，迅速完成智能機械設備檢修，從而保障智能機械設備的使用安全和壽命。

1.5構(gòu)建研發(fā)設計框架和領域本體模型

構(gòu)建智能機械設備設計研發(fā)框架，使信息交流與共享在不同區(qū)域、不同環(huán)節(jié)、不同應用之間得以充分實現(xiàn)，使智能機械設備研發(fā)設計的相關知識和概念進行針對性自動化探究，增加研發(fā)設計的創(chuàng)新創(chuàng)意。用戶需求是智能機械設備研發(fā)設計的出發(fā)點和落腳點，研發(fā)設計人員通過智能機械設備研發(fā)設計框架，調(diào)動各個領域人員進行探究商討，從而設計出滿足用戶需求的方案和圖紙。生產(chǎn)人員通過智能機械設備研發(fā)設計框架可從其資源庫中選取具有相應功能的組建零部件，可以節(jié)約時間和提高資源利用率。對智能機械設備研發(fā)設計框架實行分層管理，首先根據(jù)設計環(huán)節(jié)對數(shù)據(jù)分層管理，再依據(jù)功能、結(jié)構(gòu)劃分零部件，建立不同結(jié)構(gòu)模塊，對研發(fā)設計實現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃管理，對數(shù)據(jù)進行整合和實行創(chuàng)新管理，提高智能機械設備研發(fā)設計水平。另外，構(gòu)建領域本體設計模型是智能機械設備制造創(chuàng)新的核心，通過提取智能機械設備研發(fā)設計中的數(shù)據(jù)資料并與虛擬技術結(jié)合對產(chǎn)品進行模擬。在充分考慮產(chǎn)品功能、市場需求的基礎上，將資料庫中定義的概念、關系、實例等與外部信息數(shù)據(jù)進行結(jié)合，并利用現(xiàn)代數(shù)字化的虛擬技術充分對產(chǎn)品進行還原，再結(jié)合數(shù)字計算和資料數(shù)據(jù)配備出最滿足需求的模型，然后投人生產(chǎn)。

2智能機械設備制造創(chuàng)新

2.1各環(huán)節(jié)人員協(xié)同合作確保設備制造的準確性和科學性

智能機械設備制造加工通常需要多個部門進行協(xié)同合作。1）制造加工人員在制造加工智能機械設備時，既要聽取專業(yè)意見，還要和智能機械設備的研發(fā)設計人員進行深入探討和溝通，了解設計方案的局部細節(jié)以及各部分的設計意圖，確保制造加工方案能夠滿足設計要求。2）在研發(fā)設計、制造加工、檢測檢驗等不同部門工作人員的充分交流與協(xié)作下，智能機械設備的設計、制造、加工與檢查等工作得以迅速完成，并保證智能機械設備的正常使用壽命。3）制造加工人員在加工制造智能機械設備過程中應樹立質(zhì)量意識，確保智能機械設備零部件和設備整體質(zhì)量能夠符合相關質(zhì)量標準和要求。

2.2嚴格控制智能機械設備的制造、交付和調(diào)試環(huán)節(jié)

智能機械設備制造加工過程中，1）制造加工人員必須重視對加工工藝的應用，嚴格按照技術工藝人員編制的設備加工工藝流程進行制造加工，確保智能機械設備制造加工順利保質(zhì)進行;2）要充分理解設備設計圖紙，嚴格按照設計圖紙制造加工，如有設計、制造加工等問題及時與設計人員進行溝通，堅決杜絕盲目進行，同時設計部門和單位也要主動與智能機械設備制造加工單位進行聯(lián)系和溝通，給予技術支持，及時發(fā)現(xiàn)和妥善解決遇到的各種技術問題，確保設備的制造加工質(zhì)量。3）要加強設備制造監(jiān)督，使得智能機械設備的加工技術和加工性能不斷優(yōu)化升級和完善。產(chǎn)品交付初期，設計人員和制造加工技術人員進駐智能機械設備使用單位進行技術支持和維護，以解決應急和突發(fā)故障。智能機械設備運抵使用單位現(xiàn)場并交付后，研發(fā)設計人員和制造加工人員親臨現(xiàn)場并對產(chǎn)品外觀進行全面檢查，同時配合設備使用單位進行設備調(diào)試，密切關注實際運行參數(shù)，及時與設計參數(shù)相比對，通過不斷的調(diào)試和修正，使設備逐步達到設計目的和要求，對設備維護人員按照技術文件以及臨場調(diào)試經(jīng)驗進行培訓并解答各種問題。

3智能機械設備研制一體化創(chuàng)新

3.1利用機械設備智能設計制造系統(tǒng)

智能機械設備通過使用機械設備智能設計制造系統(tǒng)來實現(xiàn)研制一體化。為了減輕機械工程師的勞動強度，提高設計研發(fā)效率，機械設備智能設計制造系統(tǒng)是通過相互映射、歸納、總結(jié)、使用和管理機械設計與制造及自動化領域的專業(yè)能力和知識，模擬機械工程師進行用戶功能需求分析，功能方案設計、評價與優(yōu)化等機械設備設計制造過程;既能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設計方案、工藝設計方案和數(shù)控程序編制的智能化，也能實現(xiàn)方案結(jié)果分析與評價的智能化。

3.2智能機械設備研發(fā)設計與制造的虛擬化

虛擬技術是在信息技術和網(wǎng)絡技術平臺的基礎上發(fā)展起來的一種三維仿真技術，能夠為人們帶來最直觀的視覺和觸感體驗。通過采用虛擬技術，在整個智能機械設備研發(fā)設計和制造加工過程中，相關技術研發(fā)人員、工藝技術人員和制造加工人員通過建立虛擬的機械設備產(chǎn)品模型，并準確掌握機械設備構(gòu)件和相關參數(shù)數(shù)據(jù)的實際運行情況，通過對智能機械設備的虛擬環(huán)境仿真相關實驗，極大地節(jié)省了對資源的消耗。

4結(jié)語

綜上所述，在進行智能機械設備研發(fā)設計和制造創(chuàng)新的探究過程中，本文分別從智能機械設備的研發(fā)設計、制造加工以及研制一體化等角度有針對性提出創(chuàng)新的建議和對策，希望能有助于提升我國智能機械設備的研制水平和能力。

參考文獻：

梅貝貝，王子銘.智能化機械設備的制造應用[J].時代農(nóng)機，2017，44（10）：27.