信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用

杭州中測(cè)科技有限公司 楊世濤 肖方敏 盧新祖

本文首先詳細(xì)分析機(jī)械設(shè)計(jì)制造原則以及機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)，并且結(jié)合該模式重要作用以及發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)其優(yōu)化策略進(jìn)行詳細(xì)探索和研究。

為了較好地完成社會(huì)的基礎(chǔ)性建設(shè)工作，將信息技術(shù)與人們各方面的工作充分結(jié)合已經(jīng)成為時(shí)代的發(fā)展要求，信息技術(shù)對(duì)現(xiàn)在社會(huì)的重大改革，充分彰顯了高科技的強(qiáng)大核心競(jìng)爭力，現(xiàn)在讓我們從信息技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的顯著影響，詳細(xì)了解信息技術(shù)的基礎(chǔ)性地位以及機(jī)械設(shè)計(jì)的制造業(yè)與自動(dòng)化建設(shè)事業(yè)的光明前景。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造原則

1.1 技術(shù)性原則

機(jī)械方案設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)過程中，專業(yè)技術(shù)應(yīng)用性能主要包含產(chǎn)品基礎(chǔ)功能、生產(chǎn)制造以及運(yùn)行狀態(tài)等一些應(yīng)用性能，其中包含：靜態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能。比如：產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，其所傳遞的應(yīng)用功能、使用效率、設(shè)備制造強(qiáng)度、設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)抗摩擦性以及設(shè)備振動(dòng)穩(wěn)定性等方面。其中技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)主要指的是設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，比如：設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生額外的動(dòng)態(tài)載荷以及基礎(chǔ)應(yīng)變能力，特別是當(dāng)設(shè)備運(yùn)作頻率最大程度接近機(jī)械設(shè)備以及零部件固有頻率時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生設(shè)備共振現(xiàn)狀，一旦設(shè)備振動(dòng)不斷增大，極易造成設(shè)備內(nèi)部零部件甚至是系統(tǒng)快速損壞。而設(shè)備振動(dòng)基礎(chǔ)性能的穩(wěn)定性則是限制機(jī)械系統(tǒng)或者零部件相關(guān)振動(dòng)數(shù)據(jù)參數(shù)，比如：固有頻率、振幅、噪聲等相關(guān)方面都在標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)范圍內(nèi)。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)化原則

機(jī)械產(chǎn)品在方案設(shè)計(jì)以及制造實(shí)施過程中，其產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)比較復(fù)雜、多變。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施過程中，其方案設(shè)計(jì)所包含的名詞術(shù)語、符號(hào)、計(jì)量單位等方面需要完全符合實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)物外部形態(tài)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化中，機(jī)械產(chǎn)品零部件、原材料、設(shè)備以及能源等外部結(jié)構(gòu)形式、數(shù)據(jù)尺寸以及使用性能等都需要按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)選擇[1]。

產(chǎn)品生產(chǎn)方式標(biāo)準(zhǔn)化主要指的是產(chǎn)品操作標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)測(cè)量技術(shù)模式以及性能檢驗(yàn)等都需要按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定實(shí)施，所以機(jī)械產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化操作原則則是保證在方案設(shè)計(jì)全流程所有行為，進(jìn)一步滿足以上設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)需求。從機(jī)械設(shè)備使用范圍來說，一般分為國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)等級(jí)。從使用強(qiáng)制性來說，可分為必須執(zhí)行的和推薦使用的兩種。

1.3 可靠性原則

信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的可靠性設(shè)計(jì)主要指的是產(chǎn)品零部件在標(biāo)準(zhǔn)使用條件下，進(jìn)而在預(yù)期使用壽命所完成的功率概率，所以從本質(zhì)上來看，產(chǎn)品可靠性原則主要指的是方案設(shè)計(jì)產(chǎn)品、零部件以及結(jié)構(gòu)可以盡可能滿足設(shè)備可靠性基礎(chǔ)需求[2]。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)

從機(jī)械方案設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)制造方面上來看，其自動(dòng)化技術(shù)是一種集多元化理論知識(shí)、以及先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的綜合結(jié)構(gòu)體系，所以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化成為了各種工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)械設(shè)備以及電子產(chǎn)品等方面的重要操作技術(shù)之一，針對(duì)此種現(xiàn)狀，機(jī)械設(shè)計(jì)需要從產(chǎn)品制造、系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)以及企業(yè)管理等方面開展綜合化探索。

與傳統(tǒng)生產(chǎn)機(jī)械制造方式相互比較，現(xiàn)代化機(jī)械方案設(shè)計(jì)以及自動(dòng)化生產(chǎn)普遍具備安全、穩(wěn)定等技術(shù)特點(diǎn)，進(jìn)而符合全新時(shí)代發(fā)展優(yōu)勢(shì)，所以機(jī)械方案設(shè)計(jì)以及制造是我國社會(huì)主體工業(yè)生產(chǎn)的重要內(nèi)容。

(1)機(jī)械方案制造和自動(dòng)化生產(chǎn)能夠有效提升制造效率和質(zhì)量水平，因此，為了有效適應(yīng)設(shè)備發(fā)展需求，現(xiàn)階段，我國機(jī)械在方案設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)方面積極引進(jìn)現(xiàn)代化技術(shù)，保證自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)和制造水平得到了顯著提高，同時(shí)，在信息發(fā)展大環(huán)境下，機(jī)械方案設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)實(shí)施過程中，還能夠推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模和實(shí)際范圍，并且詳細(xì)減少經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)成本，從而不斷完成企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益不斷增加。所以在現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展環(huán)境，機(jī)械設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造以及自動(dòng)化操作技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)不能達(dá)到了基礎(chǔ)水平，所以使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行試探工作則能夠確保機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在產(chǎn)品生產(chǎn)和制造環(huán)節(jié)上盡可能不會(huì)受到影響因素和條件的阻礙，進(jìn)一步增加設(shè)備生產(chǎn)精準(zhǔn)水平，進(jìn)而滿足產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和效果。而現(xiàn)代化信息技術(shù)支持背景下，機(jī)械企業(yè)還需要深入探索全新功能的千山和開發(fā)，進(jìn)而不斷推動(dòng)我國機(jī)械生產(chǎn)市場(chǎng)。

(2)由于機(jī)械設(shè)計(jì)方案以及海藻環(huán)節(jié)上，使用自動(dòng)化的技術(shù)水平更高，有利于快速消除安全問題和不足，最大程度提高機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)穩(wěn)定性。所以在信息技術(shù)背景下，傳統(tǒng)人工生產(chǎn)模式已經(jīng)無法跟上時(shí)代發(fā)展腳步，所有生產(chǎn)技術(shù)人員只需要利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)流程的高水平控制，盡可能確保機(jī)械設(shè)備施工現(xiàn)場(chǎng)安全間距，最終將安全事故風(fēng)險(xiǎn)問題所產(chǎn)生的基礎(chǔ)概率降低至最小的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)內(nèi)。除此之外，信息技術(shù)在機(jī)械方案設(shè)計(jì)以及制造行業(yè)中全面應(yīng)用還可以有效去除不穩(wěn)定因素帶來的不良影響，比如：設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，一旦產(chǎn)生電子故障問題，就可以利用信息管理平臺(tái)和管理系統(tǒng)開展自我診斷基礎(chǔ)功能，并且及時(shí)發(fā)出設(shè)備的預(yù)警管理信號(hào)和相關(guān)參數(shù)，以此作為基礎(chǔ)條件使用間隔操作措施，才能有效排出故障問題和風(fēng)險(xiǎn)。

(3)信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化能夠降低生產(chǎn)過程中對(duì)人力資源的基礎(chǔ)需求，因此機(jī)械方案設(shè)計(jì)以及制造環(huán)節(jié)上，則需要使用專業(yè)系統(tǒng)以及設(shè)備，針對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行有效控制和管理，因此，技術(shù)人員需要在自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的支持條件下，充分了解計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)，積極引導(dǎo)機(jī)械生產(chǎn)方案、專業(yè)理論知識(shí)以及核心技能，此種現(xiàn)狀則對(duì)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)需求不斷降低，致使傳統(tǒng)機(jī)械方案設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)上人工操作被智能化設(shè)備取代[3]。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化重要作用

信息技術(shù)背景條件下，機(jī)械設(shè)計(jì)和制造想要保證自動(dòng)化水平，則需要積極引進(jìn)先進(jìn)信息技術(shù)和操作系統(tǒng)，提高設(shè)備和自動(dòng)化制造質(zhì)量層次和生產(chǎn)效果，減少機(jī)械生產(chǎn)基礎(chǔ)壓力水平，從而有效解放了傳統(tǒng)生產(chǎn)力和生產(chǎn)之間的巨大負(fù)擔(dān)，推動(dòng)機(jī)械生產(chǎn)與制造行業(yè)發(fā)展進(jìn)程與經(jīng)營范圍。除此之外，在信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，技術(shù)人員需要針對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行全面探索和研究，進(jìn)而為機(jī)械生產(chǎn)提供了專業(yè)技術(shù)支持，除此之外，在機(jī)械設(shè)計(jì)方面上，人工操作則可以降低和減少設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的故障可能性，有效增強(qiáng)設(shè)備基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量，減少機(jī)械生產(chǎn)所產(chǎn)生的安全問題和故障隱患。除此之外，機(jī)械在設(shè)計(jì)以及自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)方面上，同樣需要依靠人工對(duì)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)督，進(jìn)而全面優(yōu)化生產(chǎn)流程，從而不斷提升生產(chǎn)流程以及自動(dòng)化生產(chǎn)水平，從而有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平。

4 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化現(xiàn)狀

自從我國工業(yè)發(fā)展不斷進(jìn)步，其中互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及云處理等現(xiàn)代化信息技術(shù)的全面應(yīng)用，都會(huì)造成許多行業(yè)的發(fā)展模式產(chǎn)生明顯轉(zhuǎn)變，而在此種背景下，我國積極引進(jìn)工業(yè)4.0生產(chǎn)觀念，因此技術(shù)人員需要基于現(xiàn)代化信息技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)相互結(jié)合，同時(shí)需要積極結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)操作技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、信息處理技術(shù)以及軟件處理技術(shù)等功能，進(jìn)而構(gòu)成全新智能化的生產(chǎn)環(huán)境。同時(shí)，相對(duì)比其他發(fā)達(dá)國家，我國在工業(yè)生產(chǎn)和進(jìn)步環(huán)節(jié)仍然處于初級(jí)階段，為此產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上需要面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

4.1 自主創(chuàng)新能力較弱

近幾年，我國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)發(fā)明數(shù)量不斷增加，然而根據(jù)現(xiàn)階段機(jī)械設(shè)計(jì)制造現(xiàn)狀實(shí)施情況進(jìn)行詳細(xì)分析，現(xiàn)代化技術(shù)所獲得的突破具有明顯的局限性和約束，不能有效脫離對(duì)發(fā)達(dá)國家的核心進(jìn)步，特別是機(jī)械儀器內(nèi)部關(guān)鍵性零部件仍然需要依靠進(jìn)口。從整個(gè)市場(chǎng)行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析，我國機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)制造以及自動(dòng)化行業(yè)的基礎(chǔ)自主創(chuàng)新能力不顯不足，最終導(dǎo)致產(chǎn)品在國家市場(chǎng)缺少基礎(chǔ)的競(jìng)爭能力。造成以上問題的主要原因則是對(duì)基礎(chǔ)操作技術(shù)投入明顯不足，而創(chuàng)新能力以及技術(shù)應(yīng)用水平同樣不高。所以，技術(shù)人員和管理部門應(yīng)該根據(jù)我國機(jī)械生產(chǎn)信息和參數(shù)開展綜合分析和討論，但是目前，我國機(jī)械方案設(shè)計(jì)和專業(yè)技術(shù)整體投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及西方發(fā)達(dá)國家，因此，我國機(jī)械方案設(shè)計(jì)以及制造行業(yè)同樣存在著落后阻礙，最終成為部門地區(qū)不合理產(chǎn)品的代名詞[4]。

4.2 污染問題嚴(yán)重

長期以來，我國在工業(yè)發(fā)展過程中需要使用以經(jīng)濟(jì)發(fā)展作為中心的發(fā)展戰(zhàn)略模式，為此我國工業(yè)結(jié)構(gòu)主要以重工業(yè)作為模式，所以工業(yè)生產(chǎn)主要以獲得經(jīng)濟(jì)收益、完成增加產(chǎn)能等基礎(chǔ)目標(biāo)，但是以上生產(chǎn)模式帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題和不足，進(jìn)而導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)中資源使用效率同樣較低。除了我國發(fā)展戰(zhàn)略中心轉(zhuǎn)移影響問題以外，問題主要原因則是我國自然劃痕經(jīng)監(jiān)督部門管理不全面，根據(jù)近幾年我國環(huán)境相關(guān)文件報(bào)告能夠全面了解：在全國范圍內(nèi)地級(jí)城市發(fā)展過程中，工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境保護(hù)質(zhì)量超出標(biāo)準(zhǔn)占比75%以上?，F(xiàn)階段，我國在經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)節(jié)上主要從高速經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量經(jīng)濟(jì)模式，所以工業(yè)在經(jīng)營模式上轉(zhuǎn)型成為了必然趨勢(shì)，此種模式必然會(huì)對(duì)機(jī)械生產(chǎn)與制造產(chǎn)生巨大影響，所以企業(yè)需要將生產(chǎn)制造行業(yè)全面升級(jí)和優(yōu)化，從而打造出高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色制造體系。

4.3 信息化層次不高

針對(duì)目前我國工業(yè)生產(chǎn)以及信息化進(jìn)步現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)探索和研究，機(jī)械方案設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)環(huán)境下，信息化水平仍然處于初級(jí)階段，因此，在全世界范圍內(nèi)工業(yè)發(fā)展背景下，需要積極利用現(xiàn)代化信息技術(shù)以及生產(chǎn)模式，針對(duì)目前，我國工業(yè)發(fā)展實(shí)際情況，無論是信息技術(shù)基礎(chǔ)建設(shè)還是機(jī)械生產(chǎn)模式與西方發(fā)達(dá)國家相比，明顯存在著一定差距，因此，除了外界影響因素以外，其生產(chǎn)效率、生產(chǎn)模式以及工業(yè)流程中，信息技術(shù)利用效率明顯較低，無法滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)水平。

5 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化優(yōu)化策略

根據(jù)當(dāng)下我國機(jī)械設(shè)計(jì)以及自動(dòng)化生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)分析，信息系統(tǒng)成為了重要操作內(nèi)容，成為了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向[5]。

(1)信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化實(shí)施過程中，機(jī)電一體化成為了該系統(tǒng)主要發(fā)展方向和目標(biāo)，所以在實(shí)際發(fā)展過程中需要積極結(jié)合信息操作技術(shù)、微電子技術(shù)以及控制系統(tǒng)等多個(gè)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，進(jìn)而降低由于人工操作失誤造成的問題和不足，不斷完成機(jī)電一體化系統(tǒng)效能的提升。

(2)機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化生產(chǎn)模式致使生產(chǎn)技術(shù)和運(yùn)行模式在智能化發(fā)展的基礎(chǔ)條件上，針對(duì)機(jī)械方案設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)制造水平進(jìn)行全方位優(yōu)化，進(jìn)而全面模擬人工能智能化技術(shù)操作，增強(qiáng)機(jī)械自我控制基礎(chǔ)水平，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械方案設(shè)計(jì)、制造以及自動(dòng)化技術(shù)的增強(qiáng)，滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于自身水平的標(biāo)準(zhǔn)需求，所以，我國未來發(fā)展過程中，高水平智能化控制技術(shù)在制造領(lǐng)域中全面應(yīng)用，還能夠保證機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

(3)機(jī)械設(shè)計(jì)以及設(shè)備制造區(qū)域在發(fā)展過程中，需要針對(duì)現(xiàn)代化機(jī)械方案設(shè)計(jì)問題以及設(shè)備施工問題等相關(guān)方面，因此，機(jī)械設(shè)備開展方案設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)備硬件連接與系統(tǒng)動(dòng)力成為了重點(diǎn)考慮內(nèi)容，對(duì)于機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備種類相對(duì)比較復(fù)雜的廠家來說，機(jī)械設(shè)計(jì)人員同樣不能在短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出能夠進(jìn)一步滿足廠家需要的機(jī)械設(shè)備以及管理模式，因此，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)分析和探索，應(yīng)該選擇科學(xué)、合理的解決模式，比如：使用區(qū)域和模塊化的方案設(shè)計(jì)模式，并且保證開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口和動(dòng)力接口，這樣可以同時(shí)滿足不同是的設(shè)計(jì)需求。

(4)機(jī)械方案設(shè)計(jì)、制造以及自動(dòng)化產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，系統(tǒng)程序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展從本質(zhì)上來看，主要指的是借助互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和環(huán)境，針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品開展全面宣傳和推廣，為此機(jī)械方案設(shè)計(jì)實(shí)施過程中，需要通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)，完成機(jī)械方案設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及自動(dòng)化等系統(tǒng)進(jìn)行全面完善和更改，完成對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，從根本上降低人力資源，強(qiáng)化機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全水平。

6 結(jié)語

由此可見，信息技術(shù)在應(yīng)用過程中會(huì)對(duì)各個(gè)行業(yè)造成了極大的影響，所以為了完成機(jī)械方案設(shè)計(jì)與自動(dòng)化制造水平，則需要充分利用信息操作技術(shù)，從根本上保證基礎(chǔ)建設(shè)層次。