基于信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造

王 勇

（江蘇甬金金屬科技有限公司，江蘇 南通 226300）

機(jī)械設(shè)計(jì)制造與很多行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，在當(dāng)下的發(fā)展條件下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造的總體水平?jīng)Q定著機(jī)械設(shè)備的功能與性能，如果在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中可以采用最為新型的設(shè)計(jì)制造工藝，就可以保持機(jī)械設(shè)備的可靠性，發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的功能、性能優(yōu)勢(shì)。信息化背景下的機(jī)械設(shè)計(jì)制造表現(xiàn)出了現(xiàn)代化的特征，尤其是自動(dòng)化、智能化技術(shù)在設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用，不僅提升了設(shè)計(jì)效率，更使得整體的設(shè)計(jì)制造水平有了質(zhì)的飛躍，改進(jìn)了機(jī)械設(shè)備性能。隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)制造必將迎來更大的技術(shù)進(jìn)步。

1 信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

（1）人工智能化。信息時(shí)代到來以后，我國(guó)各行各業(yè)都進(jìn)入了嶄新的發(fā)展階段，尤其是對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造而言，其對(duì)于工藝技術(shù)的要求非常高，信息時(shí)代的到來可以給機(jī)械設(shè)計(jì)制造提供更多的技術(shù)選擇，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用，使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造表現(xiàn)出了智能化特點(diǎn)，使得在相應(yīng)的工作開展中，可通過對(duì)人類思維和反應(yīng)的模擬，來完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)制造工作。

（2）遠(yuǎn)程操控。當(dāng)下的機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，信息技術(shù)的應(yīng)用范圍顯著擴(kuò)大，且技術(shù)應(yīng)用深度也逐步增大，專業(yè)的技術(shù)人員在開展機(jī)械設(shè)計(jì)制造的過程中，可直接將工業(yè)生產(chǎn)作為對(duì)象，利用對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)裝置來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作、控制與監(jiān)督。因此，信息技術(shù)下的機(jī)械設(shè)計(jì)制造也表現(xiàn)出遠(yuǎn)程操控方面的優(yōu)勢(shì)，可從用戶的切實(shí)需求出發(fā)來進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的全面優(yōu)化。

（3）虛擬化。信息時(shí)代下的機(jī)械設(shè)計(jì)制造呈現(xiàn)出了一定的自動(dòng)化特點(diǎn)，可利用自動(dòng)化來完成對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)和制造，具體的設(shè)計(jì)制造中，可將生產(chǎn)車間作為對(duì)象，利用虛擬化來開展對(duì)應(yīng)的模擬，這種模擬流程也就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全面整合，經(jīng)由圖形處理等多種技術(shù)的綜合，也就可以快速在模擬的同時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中所存在的不足之處，從這些角度來進(jìn)行對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)制造改進(jìn)，提升機(jī)械設(shè)備的總體性能。

（4）小型化。信息技術(shù)的快速發(fā)展也刺激了微電子技術(shù)的進(jìn)步，在多年的微電子技術(shù)發(fā)展中，機(jī)械設(shè)計(jì)制造中可利用的技術(shù)越來越多，機(jī)械設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出了小型化的特點(diǎn)，微電子機(jī)械設(shè)備基于其技術(shù)、性能等優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)下的市場(chǎng)中廣受人們的青睞。就市場(chǎng)上的微電子機(jī)械而言，主要指的是其中的部分機(jī)械設(shè)備，其體積在1cm2以內(nèi)，體積小且攜帶方便，具有很高的靈活性[1]。我國(guó)的微電子機(jī)械設(shè)備發(fā)展還相對(duì)滯后，與發(fā)達(dá)國(guó)家之間還存在著一定的差距，未來隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)械設(shè)備的小型化趨勢(shì)將越來越明顯，小型化機(jī)械設(shè)備必將被應(yīng)用到更多的領(lǐng)域。

（5）安全性更高。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，因?yàn)榇嬖谥夹g(shù)方面的諸多限制，導(dǎo)致所設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)備本身存在著一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，而信息技術(shù)在應(yīng)用到了機(jī)械設(shè)計(jì)制造以后，有效消除了其中的很多安全隱患，使得機(jī)械設(shè)備的安全性能得以有效提升。信息技術(shù)下的機(jī)械設(shè)計(jì)制造實(shí)現(xiàn)了一定的自動(dòng)化，自動(dòng)化設(shè)計(jì)制造模式的形成使得需要人工實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容越來越少，不僅減少了人員投入，還降低了人員的工作壓力，專業(yè)的設(shè)計(jì)制造人員只需要在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)開展相應(yīng)的操作即可[2]。此外，信息技術(shù)下的機(jī)械設(shè)計(jì)制造，還可以有效消除一些不穩(wěn)定因素對(duì)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和制造的干擾，如針對(duì)電子因素所引起的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和制造故障，完全可以來信息管理平臺(tái)的自我診斷功能來快速發(fā)現(xiàn)和處理，避免了故障所引起的各種事故。

（6）提高效率與質(zhì)量。現(xiàn)階段的生產(chǎn)生活領(lǐng)域，人們對(duì)機(jī)械設(shè)備的功能、性能都有了更高的要求，為達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)都在積極探索現(xiàn)代化技術(shù)，信息技術(shù)基于其技術(shù)優(yōu)勢(shì)越來越受到了人們的歡迎。整體來看，信息技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用，可提升整體的設(shè)計(jì)制造效率和質(zhì)量，使得機(jī)械設(shè)備的精細(xì)化程度顯著提高。因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備成為了生產(chǎn)領(lǐng)域的關(guān)鍵性要素，信息技術(shù)支持下的機(jī)械設(shè)計(jì)制造，使得機(jī)械設(shè)備的整體性能顯著提升，也就可以刺激企業(yè)生產(chǎn)方式的變革，使得企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模大大提升，降低其總體的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品附加值和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

2 信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展趨勢(shì)

（1）“智能化”發(fā)展。信息技術(shù)背景下的機(jī)械設(shè)計(jì)制造突破了傳統(tǒng)的技術(shù)限制，在未來信息技術(shù)深入發(fā)展的過程中，機(jī)械設(shè)計(jì)制造將朝著智能化的方向邁進(jìn)。信息時(shí)代到來以后，我國(guó)信息技術(shù)的發(fā)展迅猛，尤其是在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的信息技術(shù)，人們加大了在這一方面的技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新，完全克服了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造模式限制，形成了嶄新的設(shè)計(jì)制造模式。如智能制圖軟件的出現(xiàn)，使得傳統(tǒng)的人工繪圖方式陸續(xù)被淘汰，智能制圖下的制圖流程更為簡(jiǎn)單且高效，不論是圖紙的修改還是補(bǔ)充，都可直接利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的指定功能來完成，產(chǎn)圖效率高，時(shí)間消耗短。現(xiàn)階段，CAD制圖的普及率已經(jīng)非常高了，但隨著用戶反饋和現(xiàn)實(shí)需求的增多，CAD制圖也在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量的技術(shù)改進(jìn)，尤其是智能化技術(shù)的出現(xiàn)，必將給CAD制圖帶來新的方向，在先進(jìn)算法的支持下，可結(jié)合用戶的現(xiàn)實(shí)需求來進(jìn)行自動(dòng)制圖，保障機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的整體工作創(chuàng)新，使得專業(yè)的設(shè)計(jì)和制造人員能夠結(jié)合用戶的現(xiàn)實(shí)需求，來更為科學(xué)、合理地進(jìn)行資源分配，提升設(shè)計(jì)制造的整體水平[3]。

（2）“生態(tài)化”發(fā)展。隨著可持續(xù)發(fā)展概念的提出，在各行各業(yè)的發(fā)展中，都越來越關(guān)注生態(tài)性和環(huán)保性，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的信息技術(shù)應(yīng)用，也加快了生態(tài)性發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)階段我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展迅猛，各行各業(yè)在生態(tài)化發(fā)展方面都投入了巨大的資金和資源，尤其是對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)而言，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式下，表現(xiàn)出高污染、高能耗的情況，不符合生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的總體要求。從生產(chǎn)的角度，為保持生產(chǎn)的綠色性和環(huán)保性，也可機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的角度出發(fā)，利用信息技術(shù)來提升機(jī)械產(chǎn)品的生態(tài)效益。未來的各個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造廠家，都要緊跟時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，不斷在設(shè)計(jì)制造的全過程中樹立綠色化理念，堅(jiān)持探索可持續(xù)發(fā)展的道路，在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造中的成本控制時(shí)，減少資源浪費(fèi)，提升設(shè)計(jì)制造中的資源利用率。

（3）“模塊化”發(fā)展。模塊化同樣是信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造的一大方向，因?yàn)樵谏鐣?huì)經(jīng)濟(jì)水平日漸提高的過程中，人們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造也同步提出了新要求，各個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造廠家在開展機(jī)械設(shè)計(jì)制造時(shí)，都應(yīng)該加強(qiáng)信息技術(shù)的應(yīng)用，以通過信息技術(shù)的應(yīng)用來改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造方式。通常情況下，對(duì)于絕大多數(shù)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造任務(wù)而言，對(duì)于作業(yè)系統(tǒng)、模式數(shù)量等都有著特定的規(guī)定，針對(duì)這一特點(diǎn)，在將信息技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造時(shí)，應(yīng)注重模塊化發(fā)展，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)制造的整體流程，細(xì)分為多個(gè)模塊，經(jīng)由不同模塊的設(shè)計(jì)制造協(xié)調(diào)，也就保障了機(jī)械產(chǎn)品的性能優(yōu)化。

（4）“機(jī)電一體化”發(fā)展。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作中，因?yàn)榧夹g(shù)條件的限制，在開展設(shè)計(jì)和制造工作的全過程中，所需要消耗的人工成本是非常大的，因?yàn)槿藛T參與眾多，導(dǎo)致在開展設(shè)計(jì)制造工作時(shí)，很多的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)難以達(dá)到，最終所設(shè)計(jì)和制造的機(jī)械產(chǎn)品難以達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。在信息技術(shù)的深入發(fā)展中，設(shè)計(jì)制造業(yè)表現(xiàn)出了自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，未來將朝著機(jī)電一體化的方向邁進(jìn)?，F(xiàn)階段，機(jī)電一體化同樣也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的關(guān)鍵方向，機(jī)電一體化技術(shù)的支持下，機(jī)械設(shè)計(jì)和制造將達(dá)到數(shù)字化控制的目標(biāo)，在機(jī)械產(chǎn)品中集成了多種的技術(shù)，提升了產(chǎn)品功能。

（5）“虛擬化”發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的信息技術(shù)應(yīng)用已相對(duì)普遍，但因?yàn)槭袌?chǎng)上的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造廠家數(shù)量非常多，部分廠家深受傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造理念、模式的限制，其思維相對(duì)固化，更多地關(guān)注的是機(jī)械設(shè)計(jì)工作，后續(xù)制造則是在設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，只有當(dāng)樣品的質(zhì)量達(dá)標(biāo)后，企業(yè)才可組織規(guī)模化生產(chǎn)。這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式下，整體的生產(chǎn)工序復(fù)雜，一整套流程執(zhí)行下來，需要消耗的人力、物力資源都非常龐大，且時(shí)間消耗非常多，產(chǎn)品生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，因此，這一傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造模式下，機(jī)械產(chǎn)品的前期投入非常大，產(chǎn)品制造精度無法保障[4]。信息時(shí)代到來后的機(jī)械設(shè)計(jì)制造有了更高的精度要求，為與現(xiàn)代化生產(chǎn)的整體需求相一致，必須要積極加大信息技術(shù)在設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用，以全面發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。在信息技術(shù)下的虛擬化發(fā)展方向也日趨明顯，因?yàn)椴徽撌窃谠O(shè)計(jì)還是制造環(huán)節(jié)，都可以直接利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行全過程的監(jiān)督，也就減小了誤差，提高了機(jī)械產(chǎn)品的精細(xì)化程度。未來隨著虛擬化的深入發(fā)展，必將使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造的經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本都大大降低，提升資源利用率。

（6）“微型化”發(fā)展。信息技術(shù)背景下的機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)表現(xiàn)出明顯的微型化特征，這一發(fā)展趨勢(shì)有效克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)下的巨大限制，降低了機(jī)械產(chǎn)品的運(yùn)行成本。就當(dāng)下我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)備配置情況來看，其多數(shù)都為大型機(jī)械設(shè)備，雖可滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的需求，但機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行的過程中也伴隨著巨大的能量消耗。而未來的微型化發(fā)展趨勢(shì)，恰好可以使得機(jī)械設(shè)備的能耗顯著降低，符合工業(yè)現(xiàn)代化的切實(shí)需求，可加快行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的總體要求[5]。微型化的機(jī)械設(shè)計(jì)制造，不僅降低了機(jī)械能耗，還對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)化和性能提升有著重要的作用，可幫助企業(yè)和行業(yè)創(chuàng)造極高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

（7）向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)制造本身就具有極高的專業(yè)性，在開展設(shè)計(jì)和制造的過程中，往往有著較高的技術(shù)要求，經(jīng)由當(dāng)下信息技術(shù)的廣泛和深入應(yīng)用，未來的機(jī)械設(shè)計(jì)制造也將邁向網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向，在實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化以后，就可以直接利用信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)、制造全過程的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制，突破了傳統(tǒng)的時(shí)間、空間限制。在對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，計(jì)算機(jī)信息人員、管理人員和技術(shù)人員之間可就機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造開展相應(yīng)的溝通，經(jīng)由信息共享機(jī)制，也就能夠確保問題的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在信息技術(shù)背景下的應(yīng)用范圍

（1）在可視技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在當(dāng)下的生產(chǎn)生活領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，如在可視技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的優(yōu)化和整修，且這些過程呈現(xiàn)出明顯的動(dòng)態(tài)性。可視技術(shù)的優(yōu)勢(shì)多樣，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)支持下，也就能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)方面與機(jī)械設(shè)計(jì)方面的高度融合，進(jìn)而發(fā)揮計(jì)算機(jī)的輔助作用，使得計(jì)算機(jī)信息技術(shù)下的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造誤差大大減小。其次，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)因?yàn)樗尸F(xiàn)的效果更為直觀，也就能夠在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中發(fā)揮這一技術(shù)特點(diǎn)，給人以更為直觀的感受，進(jìn)而提升設(shè)計(jì)和制造效率，實(shí)現(xiàn)部分流程的自動(dòng)化。

（2）在仿真技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。在信息技術(shù)不斷發(fā)展的今天，各類信息技術(shù)與虛擬技術(shù)的有效結(jié)合，逐步衍生出來了一種新型的仿真技術(shù)，仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用，使得整體的設(shè)計(jì)制造結(jié)果可以以更具直觀感受。如在電氣設(shè)備行業(yè)中的柜體原件排布上，就可以利用仿真技術(shù)來完成，經(jīng)由對(duì)各類元器件安裝尺寸等基本信息的整合，也就可以保障其在柜體中安裝位置的準(zhǔn)確性，基本不會(huì)出現(xiàn)安裝中的元器件打架問題；機(jī)械部件的建模工作中，排水、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性，也同樣可以利用仿真技術(shù)來檢驗(yàn)。

（3）在三維建模技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。在對(duì)應(yīng)的模型建好后，可直接通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來給自動(dòng)化機(jī)械傳輸相應(yīng)的信息，而此時(shí)，自動(dòng)化機(jī)械會(huì)自動(dòng)對(duì)計(jì)算機(jī)中所傳輸過來的信息加以分析，進(jìn)而了解每個(gè)零部件的具體生產(chǎn)流程?，F(xiàn)階段的信息技術(shù)發(fā)展中，3D建模技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，經(jīng)由計(jì)算機(jī)三維建模所形成的實(shí)體和線性模型，使得機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造都有了更高的精度。

4 結(jié)語(yǔ)

伴隨著各行各業(yè)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品需求的增加，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)有了更大的市場(chǎng)空間，但信息技術(shù)顯著發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)顯然難以與行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展相適應(yīng)，各個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造企業(yè)都要在當(dāng)下的發(fā)展下加大信息技術(shù)的應(yīng)用，以提升設(shè)計(jì)制造的整體水平。