機械設計制造的智能化發(fā)展趨勢探討

王建同 李成意

摘 要：我國工業(yè)建設的快速發(fā)展推動我國整體經濟建設發(fā)展迅速，為我國快速進入現代化發(fā)展階段貢獻力量?，F階段中國工業(yè)進程正朝著智能化和數字化的方向發(fā)展，時至今日我國的機械設計制造行業(yè)也更加關注技術層面改革和創(chuàng)新。然而工程機械種類繁多，系統(tǒng)比較復雜，傳統(tǒng)設計方法無論是在效率還是在工作性能上都存在顯著缺陷。對此，如何將新技術融入機械設計制造領域，滿足市場需求和產品功能需求就成為今后工作的重點環(huán)節(jié)。

關鍵詞：機械設計制造;智能化發(fā)展趨勢

引言

科學技術的快速發(fā)展加速我國各行業(yè)的發(fā)展進程，為我國經濟建設的不斷進步奠定了非常堅實的基礎。隨著智能化發(fā)展的應用，人們的工作和生活都開始變得更加便捷，這對于社會中各個行業(yè)的發(fā)展也都帶來了更多的動力。在智能化發(fā)展的帶動下，機械設計和制造實現了飛速發(fā)展。由此可見，對于機械設計和制造而言，智能化發(fā)展的發(fā)展對其產生了巨大影響意義，而隨著智能化良好發(fā)展，機械設計和制造也將實現更好的發(fā)展。

1并行化工作模式

并行化工作模式的出現原因在于工業(yè)化水平的穩(wěn)步提高，機械產品無論是在外觀還是在性能上都有著新的要求。因為機械設計制造工作所需要完成的內容難度差異較大，很多比較繁瑣的工作需要大量的人員支持，很多情況下我們需要竭力避免多人在同一空間內部進行工作的情況。特別是計算機網絡的高度發(fā)達，在網絡層面進行的資源信息共享機制更加完善，不僅能讓傳統(tǒng)的信息傳遞方式不受時間和空間的束縛，讓不同位面空間的設計者們共同完成工作，還可以實現資源的共享和并行化，工作效率得到穩(wěn)定提高?？偠灾?，自動化和并行化工作模式的應用讓對應的機械自動化程度水準增加，機械設計工作人員也會考慮到整個大局設計的細節(jié)要求，制定出智能化和全面化的設計體系，然后逐一研究子系統(tǒng)要求。

2人工智能在機械設計制造及其自動化中機械設計的應用

在現代機械設計制造及其自動化發(fā)展過程中，傳統(tǒng)的設計理念與現代化設計理念在各個層面上都有著很大的不同，尤其現代機械設計中，其每個層面都對計算機技術進行了融入應用，而傳統(tǒng)設計模式已經無法滿足當前快速發(fā)展和日漸提升的實際需求，機械設計領域需要根據實際要求和多元化發(fā)展趨勢，運用人工智能技術進行系統(tǒng)的多元化開發(fā)，在設計過程中，要力求能夠實現整個過程的自動化，降低設計中主觀因素所造成的影響。另外，相比傳統(tǒng)設計模式，現代機械設計中人工智能技術的應用能夠長期連續(xù)的工作，降低對人力資源的成本，而且其儲存空間較大，有著不同的信息存儲方法，便于信息的調閱和各項數據的學習應用。目前，汽車制造行業(yè)、飛機制造行業(yè)都已經開始使用人工智能技術進行機械設計，并完成創(chuàng)造性機械設備零件的設計，在一定程度上摒棄了人類設計師思維的局限性，而且引入人工智能技術后，機械設計領域也開始向新的方向邁進。

3計算機輔助集成應用

計算機輔助設計是以計算機為工具，應用科學的方法輔助人在特定應用領域內完成任務的軟件。這些軟件既可以在宏觀上進行總體系統(tǒng)設計，也可以在微觀上用于詳細設計，又能夠建立三維模型，并可以快速地進行相關參數的標注和修改，制圖效果更加清晰可視化。在進行機械設計制造時，通過計算機的輔助工具不僅能增加機械設計的規(guī)范化及精準度，而且也可以減少人工操作，極大地簡化了機械設計的流程，大大地提高了工作效率。另外通過計算機輔助設計，還能夠真實地展現機械設計的動態(tài)效果，便于項目組成員之間的商榷，提高機械設計的整體水平和效率。例如SolidWorks軟件，能夠多視角地展示不同設計方案，便于項目組成員之間的便捷溝通，減少設計過程中的錯誤，提高產品設計的效率，它便捷的操作及獨有的拖拽功能可以在比較短的時間內完成大型裝配聯(lián)合設計，提高了工作效率，完善了產品質量，更及時高效地服務市場。

4由“線性自動化”轉向“模塊自動化”

目前，隨著環(huán)保理念在世界各國的不斷深入人心，新能源汽車行業(yè)不斷發(fā)展，而在新能源汽車當中，占比最高的莫過于電動汽車，其在很多國家的保有量都在不斷上升，隨著電動汽車的大量普及和傳統(tǒng)燃油車輛的逐漸減少，作為能源補充設施，加油站也將逐漸為充電樁所取代。預計，隨著自動化技術的不斷發(fā)展，未來的汽車設計中，將以模塊化設計為主要設計形式，而在能源補充上，也很可能會采取模塊化的能源替換形式，以解決現存的“充電焦慮”問題。由此可見，自動化技術也會隨之更具備靈活可調的性能，以滿足更高的發(fā)展需求。

5虛擬化發(fā)展

在通過傳統(tǒng)模式的機械設計和制造中，首先需要進行對產品圖紙的設計與繪制，然后再按照繪制好的設計圖來進行修整，在確定了設計圖紙之后，再通過專業(yè)的技術人員嚴格按照設計圖紙進行機械產品的制作。一旦樣品在試驗檢測中出現了任何問題，都需要通過不斷的試驗來查明問題來源，并使其得到有效的解決。如果樣品一直不能符合標準，就需要進行重新設計和制作。在這一過程中，將會耗費掉大量的資源、人力、時間等成本，進而為企業(yè)帶來不必要的經濟負擔，甚至在產品研制成功之后也難以彌補之前的一系列消耗?；诖耍瑢⑿畔⒓夹g應用到機械設計和制造中，以此來替代傳統(tǒng)機械設計和制造中的人工方式，就可以有效節(jié)約資源和成本。具體應用中，可借助于信息技術中的虛擬化技術來進行電子圖紙的設計，然后將圖紙作為依據，對產品的屬性及其性能進行虛擬化，同時也可以直接借助于電子技術來進行設計圖紙的修改，使其操作得以進一步完善，這樣就可以有效縮短樣品檢測和試驗過程中的時間消耗，實現產品生產效率的進一步提升。

6云制造技術

云制造技術的核心在于將智能化的數字手段應用在傳統(tǒng)制造業(yè)內部，讓制造業(yè)在提供產品的同時以更加低成本的方式提供比較高附加值的產品服務。這種制造模式可以根據不同用戶提出的要求來實現產品生命周期內的資源配置和全配套服務工作。整個云制造體系結構可以被劃分為資源層、支撐層和服務層。資源層負責將現有的機械設計制造資源進行整合，而支撐層負責將資源展開“云化”處理，定位用戶的需求和解決方案，將其全部展示在平臺之上完成監(jiān)控管理工作。而服務層則主要面向產品的生產者和使用者，其中使用者可以通過平臺說明自己對于產品設計的具體要求，例如制造參數、產品功能能、產品定位等，生產方通過平臺獲取這些信息之后，就能夠按照需求為使用方提供相應的設計服務。整體來看，云制造技術實現了資源內部的行業(yè)共享機制，最大程度地利用了現有的資源完成了配置和服務優(yōu)化，且整個產品的生命周期從提出需求開始直到最后的投入應用都實現了整合，打造了全新的開放服務模式。我國的機械設計制造行業(yè)已經從生產型朝著服務型的方向轉變，分散的設計制造資源在系統(tǒng)化的管理之后也能實現資源共享，大幅度地提升了管理工作的效率。

結語

在工業(yè)改革發(fā)展的時代，機械設計制造需要深化數字化和智能化的發(fā)展進程，將人工智能、云計算等技術應用至機械設計制造領域內部，完成生產過程的規(guī)劃和設計，一方面實現設計制造環(huán)節(jié)的集成化和精確化，另一方面可以提升勞動效率減少勞動強度。

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