智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)

*通訊作者：李逢義，1985年08月，男，漢，安徽碭山人，任天津天海高壓容器有限責(zé)任公司技術(shù)助理工程師，本科。研究方向：智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化。

摘要：隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用普及，智能化設(shè)備得到推廣。智能技術(shù)應(yīng)用推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)邁向新的發(fā)展征程。當(dāng)前社會(huì)處于多元化發(fā)展時(shí)代，人們對(duì)機(jī)械制造水平提出更高的要求，只有不斷創(chuàng)新技術(shù)才能適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。智能技術(shù)應(yīng)用下，制造符合大眾審美的產(chǎn)品，符合節(jié)能環(huán)保理念的產(chǎn)品，大大減輕工作人員勞動(dòng)壓力，實(shí)現(xiàn)自主產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：智能機(jī)械設(shè)計(jì);制造自動(dòng)化;發(fā)展趨勢(shì)

一、引言

智能制造行業(yè)發(fā)展是我國(guó)現(xiàn)代化的必經(jīng)之路，是提高生產(chǎn)效率的重要手段。隨著科技的不斷進(jìn)步，機(jī)械制造應(yīng)用使更多的新技術(shù)提高了產(chǎn)品質(zhì)量。智能機(jī)械制造技術(shù)成為我國(guó)相關(guān)行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要基礎(chǔ)。要想提升智能制造設(shè)計(jì)技術(shù)地位，必須重視資源分類重要性，主動(dòng)應(yīng)用創(chuàng)新思維，實(shí)現(xiàn)智能制造要求下機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展，提升我國(guó)在工業(yè)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。

二、智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

智能制造快速發(fā)展推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展，我國(guó)開(kāi)始重視機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)。機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展空間擴(kuò)大，便利了機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)工作者生產(chǎn)。我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)方面取得很大進(jìn)步，在利用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)革新，保留傳統(tǒng)操作手段的同時(shí)積極融入高科技成分，使得智能化機(jī)械制造適應(yīng)生產(chǎn)情況。機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展成為成熟的技術(shù)，使技術(shù)廣泛應(yīng)用。智能機(jī)械制造優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在能避免資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)更高精準(zhǔn)性，提高操作便捷性。生產(chǎn)智能機(jī)械可以減少制造機(jī)械設(shè)備所需資源，機(jī)械設(shè)備內(nèi)部安裝變壓器等設(shè)備，降低摩擦情況出現(xiàn)。智能機(jī)械制造技術(shù)是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要科技，對(duì)機(jī)械制造企業(yè)具有重要意義[1]。加強(qiáng)智能機(jī)械制造設(shè)計(jì)研究具有重要意義。

三、智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的特點(diǎn)

（一）資源能耗低

智能機(jī)械制造業(yè)是通過(guò)智能化技術(shù)手段制造機(jī)械，能在很大程度上降低材料損耗，這主要得益于智能機(jī)械設(shè)計(jì)中能精確計(jì)算材料，同時(shí)也滿足當(dāng)前節(jié)能降耗的需要，尤其是在當(dāng)前對(duì)機(jī)械的智能化程度和節(jié)能水平要求日益提升的今天，使得資源能耗的需求更低。

（二）安全性更高

機(jī)械智能化設(shè)計(jì)過(guò)程較為漫長(zhǎng)，且具有較強(qiáng)的整體性。在設(shè)計(jì)中，為彰顯科學(xué)合理性，需要利用網(wǎng)絡(luò)載體來(lái)傳輸和監(jiān)督數(shù)據(jù)，確保操作技術(shù)不斷完善，且當(dāng)制造存在異常時(shí)，能及時(shí)地進(jìn)行故障自檢，確保問(wèn)題得到解決。這樣，不僅整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程安全，而且對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的安全性和智能性要求更高。

（三）智能便捷化

智能機(jī)械最大的優(yōu)勢(shì)就在于具有較強(qiáng)的智能化水平，且整個(gè)機(jī)械制造過(guò)程屬于智能化運(yùn)行的全過(guò)程，只要在一鍵操作下就能確保所有制造工具完成，使得制造過(guò)程的便捷化程度更高。通過(guò)智能機(jī)械制造，使得整個(gè)流程更加安全、完整、簡(jiǎn)潔，同時(shí)能節(jié)約大量的資金，尤其是人性化和智能化水平的提升從而適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求。

四、智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化設(shè)計(jì)的原則

（一）滿足機(jī)器本身功能

在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要滿足機(jī)器本身功能的要求，每個(gè)機(jī)器在生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)候都需要滿足人們的需要，在加工的過(guò)程中也需要解決好機(jī)械設(shè)備中本身存在的問(wèn)題。廠家在生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)候也需要按照要求進(jìn)行修改，盡量減少每個(gè)產(chǎn)品之間的差異。

（二）應(yīng)借助先進(jìn)技術(shù)

在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)借助先進(jìn)技術(shù)的幫助。智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化在設(shè)計(jì)的時(shí)候可以多使用一些信息處理機(jī)械，信息處理機(jī)械能夠幫助人們傳遞需要的信息，同時(shí)還可以在設(shè)計(jì)的時(shí)候多引入一些加工設(shè)備的幫助。如果在生產(chǎn)的時(shí)候只靠一臺(tái)機(jī)床的幫助根本沒(méi)有辦法生產(chǎn)出人們需要的產(chǎn)品。加工設(shè)備的使用不僅能夠降低整個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)品的成本，還能最大限度地提高生產(chǎn)的效率，最終生產(chǎn)出更多人們滿意的產(chǎn)品。

五、智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)分析

（一）計(jì)算機(jī)三維可視化仿真技術(shù)

計(jì)算機(jī)三維可視化仿真技術(shù)包括兩部分內(nèi)容。第一是三維可視化，即通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，將客戶的需求進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。與傳統(tǒng)二維視圖相比，三維可視化能直觀明了地將產(chǎn)品細(xì)節(jié)進(jìn)行展示，避免因設(shè)計(jì)問(wèn)題而導(dǎo)致的產(chǎn)品報(bào)廢。第二是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。由于現(xiàn)階段大多數(shù)產(chǎn)品均為多系統(tǒng)復(fù)雜產(chǎn)品，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，將產(chǎn)品的工作過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)化分析，找出關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行功能加強(qiáng)。

（二）多學(xué)科耦合集成化設(shè)計(jì)

隨著人們對(duì)于產(chǎn)品功能的需求越來(lái)越充滿個(gè)性，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜，僅靠單一學(xué)科的產(chǎn)品設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足人們的需求，機(jī)械、電氣、通信、控制等多學(xué)科耦合必然成為未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)多學(xué)科進(jìn)行耦合，進(jìn)一步減少生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于人工的依賴，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品功能仿真，并具有針對(duì)性的迭代優(yōu)化設(shè)計(jì)[2]，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的完備性和可靠性。

（三）數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)與共享技術(shù)

數(shù)字化是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量過(guò)程數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)與共享技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)部門(mén)之間的數(shù)據(jù)交流，并通過(guò)減少紙質(zhì)化存儲(chǔ)，保證了數(shù)據(jù)的安全性和可轉(zhuǎn)移性，便于后續(xù)深度開(kāi)發(fā)和經(jīng)驗(yàn)分享。

六、智能機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

（一）生產(chǎn)一體化和超精密化發(fā)展

智能化機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展目標(biāo)是需要完成生產(chǎn)的一體化、集約化，轉(zhuǎn)變以往單一生產(chǎn)一種零件的模式，擴(kuò)大零件生產(chǎn)范圍，拓展更多的業(yè)務(wù)版圖，這樣才能滿足變化莫測(cè)的市場(chǎng)需求，增加企業(yè)獲得更多商機(jī)的可能。隨著人工智能、信息技術(shù)的發(fā)展能夠匹配人們對(duì)于超精密的要求，且當(dāng)下已經(jīng)形成成熟的模式，具體涵蓋的范圍有超精密磨削、超精密切削、超精密特種加工、精密研磨等。我國(guó)的中小型企業(yè)很多，這就意味著亟須成本低、見(jiàn)效快的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備?？梢杂嗅槍?duì)性地選擇特定的操作困難、安全系數(shù)低下的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，這樣就可以有效地降低成本，提高生產(chǎn)效率[3]。

（二）機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域自動(dòng)化發(fā)展

機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域自動(dòng)化發(fā)展的作用體現(xiàn)在兩個(gè)方面。

一方面，能夠使機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作的效率得到提升。隨著信息化社會(huì)的發(fā)展，人工智能技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，能夠促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)的自動(dòng)化發(fā)展，提高生產(chǎn)效率，還可以使機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模得以擴(kuò)大，并使生產(chǎn)工作的技術(shù)性和精準(zhǔn)度得到提高，有利于降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。此外，在仿真模擬實(shí)驗(yàn)中，有效地應(yīng)用人工智能技術(shù)，還可以使開(kāi)發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中的誤差得到降低，從而讓生產(chǎn)設(shè)計(jì)的精確度得到保證，有利于企業(yè)生產(chǎn)出質(zhì)量更好的產(chǎn)品。

另一方面，能夠保證生產(chǎn)過(guò)程中的安全性，幫助找出生產(chǎn)工作中存在的安全隱患并予以消除。機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化可以使資源得到更加合理的配置，減少人力勞動(dòng)使用數(shù)量，并且不容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，有利于機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化水平的提升。

隨著信息智能化時(shí)代的不斷發(fā)展，企業(yè)開(kāi)始重視對(duì)人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)的應(yīng)用，也提升了企業(yè)的整體發(fā)展水平[4]。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)和控制技術(shù)由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也取得了很大進(jìn)步，與機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化生產(chǎn)之間的關(guān)系也越來(lái)越密切。機(jī)械設(shè)計(jì)制造還表現(xiàn)出了生態(tài)化、模塊化以及虛擬化的發(fā)展趨勢(shì)，使企業(yè)的生產(chǎn)能耗得到降低，從而促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

（三）綠色發(fā)展

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造使用的人工的生產(chǎn)方式，因人工生產(chǎn)失誤而產(chǎn)生的廢品零件數(shù)量遠(yuǎn)比智能機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)生的數(shù)量要多。生產(chǎn)的廢品處理會(huì)給當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境造成污染，長(zhǎng)久會(huì)對(duì)企業(yè)所在當(dāng)?shù)氐睦幚碓斐韶?fù)擔(dān)。將機(jī)械生產(chǎn)提升到自動(dòng)化和智能化，能夠減少生產(chǎn)失誤的殘次品，增加生產(chǎn)精度提升產(chǎn)品的性能，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的行業(yè)綠色發(fā)展。

七、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)制造的智能化自動(dòng)化能夠滿足人們對(duì)當(dāng)代的多元化生產(chǎn)生活的基本訴求，實(shí)現(xiàn)信息能量的成功轉(zhuǎn)換，截獲所需的信息流程，完成技術(shù)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)的有機(jī)融合，構(gòu)建完整的自動(dòng)化工作體系。從機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)功能出發(fā)，建立各個(gè)內(nèi)部部件之間的有機(jī)關(guān)聯(lián)，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，提高企業(yè)占據(jù)市場(chǎng)份額的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

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