智能制造時代機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)分析＊

崔德海

（煙臺工程職業(yè)技術(shù)學院，山東煙臺 264000）

0 引言

我國機械制造領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，一直受到國家的高度重視，并投入了大量的人力物力支持，以確保其持續(xù)發(fā)展。隨著改革開放的推進，我國機械工程領(lǐng)域迎來了一股新的浪潮，智能制造技術(shù)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。在機械制造過程中，智能化技術(shù)可以通過計算機以及網(wǎng)絡(luò)等手段進行實時監(jiān)控與控制，從而達到高效生產(chǎn)與節(jié)能減排的目的。在機械制造領(lǐng)域，智能制造技術(shù)的有效應(yīng)用不僅是一次重要的革命，更是機械設(shè)計制造工藝與自動化技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物，這種結(jié)合可以最大限度地降低機械損耗率，提高機械設(shè)備的利用率。

在智能制造時代，需要將5G通信技術(shù)、工業(yè)4.0技術(shù)、人工AI技術(shù)、電子計算機技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)、大數(shù)據(jù)等一系列前沿技術(shù)進行深度融合和創(chuàng)新，以適應(yīng)現(xiàn)代科學技術(shù)的快速發(fā)展[1]。通過在傳統(tǒng)制造業(yè)中融入人工智能，能夠有效提高我國制造業(yè)水平和競爭力。一方面，通過優(yōu)化和升級傳統(tǒng)制造領(lǐng)域的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，最大限度地減少人工參與和人為因素的影響，實現(xiàn)產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量的提升，推動制造業(yè)的高速發(fā)展；另一方面，運用人工智能技術(shù)，可以提高生產(chǎn)效率，減少人力成本投入，從而達到降本增效的目的，有效推動整個行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展[2]。

1 智能制造時代為機械制造領(lǐng)域帶來的優(yōu)勢

隨著智能制造時代的到來，傳統(tǒng)機械設(shè)計制造領(lǐng)域正在經(jīng)歷一場全新的變革。在當前的機械制造中，智能化技術(shù)已經(jīng)得到廣泛運用。一方面，機械制造設(shè)計的效率得到了極大提升，這得益于多種創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用和研發(fā)，尤其是近年來人工成本的不斷攀升，迫切需要智能化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以降低人工成本。在智能制造時代，機械制造設(shè)計的統(tǒng)一化和流程化需要結(jié)合軟件技術(shù)和自動化控制技術(shù)，這也意味著制造風險一直是行業(yè)面臨的潛在問題。利用智能化制造理念和方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對整個制造環(huán)節(jié)的管理，提高整個制造業(yè)的管理水平和效率。作為智能制造時代的核心標志，智能制造技術(shù)可以通過對現(xiàn)有機械加工模式的改造，提升產(chǎn)品的加工品質(zhì)和速度，以產(chǎn)品損耗率為例，實現(xiàn)快速生產(chǎn)和加工，精準控制生產(chǎn)模塊，有效利用技術(shù)，降低制造過程中的損失和浪費[3]。

2 機械設(shè)計制造及自動化領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)

創(chuàng)新是推動時代進步的重要動力。在智能制造時代的浪潮中，機械設(shè)計制造及其自動化領(lǐng)域涌現(xiàn)出多種具有革命性意義的創(chuàng)新技術(shù)，為行業(yè)注入了新的活力。在機械制造業(yè)的眾多技術(shù)創(chuàng)新中，人工智能技術(shù)作為一種新型的技術(shù)手段，其應(yīng)用范圍越來越廣。通過廣泛應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)，能夠有效地替代傳統(tǒng)技術(shù)存在的缺陷和問題，實現(xiàn)制造產(chǎn)業(yè)市場利潤的提升和市場核心競爭力的增強。隨著其他技術(shù)的廣泛應(yīng)用，創(chuàng)新技術(shù)也在不斷升級，從而實現(xiàn)了自動化產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展模塊，提高了機械設(shè)備的生產(chǎn)加工效率，縮短了新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計周期，有利于加快發(fā)展速度，形成優(yōu)質(zhì)的發(fā)展成果[4]。

3 我國機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著時代的進步和科技水平的提高，機械制造業(yè)面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。隨著全球化進程的不斷加快，世界上各先進國家也在不斷加強科學研究技術(shù)的探索和創(chuàng)新，以提升自身的綜合實力。在這種形勢下，我國的機械制造企業(yè)應(yīng)積極轉(zhuǎn)變以往粗放式經(jīng)營模式，通過科技創(chuàng)新實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。因此，科學技術(shù)已成為促進經(jīng)濟繁榮發(fā)展的重要支柱，而智能制造系統(tǒng)則是當前研究的焦點，也是國家改革明確的目標之一[5]。以智能制造系統(tǒng)為基礎(chǔ)，全面提升機械制造行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，最終實現(xiàn)智能化生產(chǎn)，從而確保行業(yè)經(jīng)濟的穩(wěn)定提升。從目前來看，我國機械制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了自動化、信息化以及數(shù)字化等多方面的進步與創(chuàng)新，并逐漸朝著現(xiàn)代化方向邁進。然而，我國機械制造業(yè)的技術(shù)水平亟需提升和改進，導致機械制造業(yè)的總產(chǎn)能未能達到預(yù)期效果。雖然從整體上來講，我國機械制造水平已經(jīng)達到發(fā)達國家的先進水平，但是由于我國機械制造企業(yè)的規(guī)模相對較小以及技術(shù)落后，使其技術(shù)層面仍然存在著很大差距。

4 智能制造時代機械設(shè)計制造及其自動化的重要性

4.1 提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率

在傳統(tǒng)的機械生產(chǎn)過程中，需要大量的勞動力參與，這種方式無形中增加了生產(chǎn)企業(yè)的用人成本，但卻未能達到預(yù)期的生產(chǎn)效率。因此，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)過程的優(yōu)化管理，需要采用先進的技術(shù)改造生產(chǎn)設(shè)備，使機械產(chǎn)品更加高效地完成生產(chǎn)任務(wù)。在智能制造時代的背景下，智能制造已逐漸滲入機械制造領(lǐng)域，自動化制造模式的有效應(yīng)用，不僅降低了企業(yè)的人力成本，同時也顯著提升了生產(chǎn)效率。機械設(shè)計自動化的主要特征之一是實現(xiàn)機械設(shè)備的智能化操作，其核心工作原理在于在系統(tǒng)程序中進行相應(yīng)的設(shè)置，從而實現(xiàn)操作模式和方法的有效轉(zhuǎn)變，最終達到提高機械操作效率的目的[6]。一旦機械設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)任何故障問題，機械設(shè)計自動化系統(tǒng)將能夠迅速而有效地排查故障，為相關(guān)工作人員的檢修工作提供便利。

4.2 強化機械制造過程中的安全性

過去，生產(chǎn)企業(yè)在進行人工作業(yè)時，由于工作人員的疏忽或失誤，常常會導致各種安全事故的發(fā)生，這些事故對各方造成了巨大的傷害。因此，為減少事故帶來的經(jīng)濟損失和人員傷亡，必須對傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式進行改進，采用先進的智能制造方式。目前，智能機械制造的應(yīng)用能夠顯著降低生產(chǎn)過程中的風險系數(shù)，最大限度地避免風險的發(fā)生，有效避免安全事故對經(jīng)濟和人員造成的損失。同時，創(chuàng)新型的機械自動化生產(chǎn)模式能夠編寫一套固定的操作流程，為機械程序的運行提供可靠的依據(jù)，可以顯著降低生產(chǎn)過程中潛在的安全風險[7]。

4.3 加快社會經(jīng)濟發(fā)展速度

目前，隨著各行各業(yè)對傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)型，自動化模式已被成功引入企業(yè)生產(chǎn)，釋放了大量勞動力。同時，為滿足人們對產(chǎn)品多樣化、個性化以及高品質(zhì)等方面的需求，制造業(yè)也逐漸向著智能化方向發(fā)展，而智能機器人作為實現(xiàn)這一目標最重要的手段之一就應(yīng)運而生了。目前，智能機器人已經(jīng)取代了大量一線勞動力，同時自動控制系統(tǒng)也逐漸取代人工生產(chǎn)，成為制造生產(chǎn)線上不可或缺的一部分。在這種背景下，自動化控制被廣泛運用于制造業(yè)，使制造生產(chǎn)線解放了大量的勞動力，將人從枯燥乏味的生產(chǎn)工作中解放出來，也減少了生產(chǎn)過程中的人為失誤，提高了產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，顯著提升產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)力[8]。目前，機械自動化已經(jīng)成為我國制造業(yè)發(fā)展的重要趨勢，而其主要應(yīng)用于機械加工等領(lǐng)域。

5 智能制造時代加強機械設(shè)計制造及其自動化創(chuàng)新的措施

5.1 加強政策導向，鼓勵機械智能制造企業(yè)發(fā)展

為了推進我國機械工程行業(yè)向智能化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型，政府部門應(yīng)持續(xù)加大人力、物力的投入，加大對智能化生產(chǎn)的激勵和支持，以確保其持續(xù)發(fā)展[9]。為促進我國智能生產(chǎn)領(lǐng)域的穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展，必須明確中國智能機械制造業(yè)的發(fā)展方向，并采取有效措施持續(xù)推動。目前，國內(nèi)機械工程企業(yè)采用的技術(shù)大多處于初級階段，自動化程度不高，而且缺乏創(chuàng)新意識。

5.2 加強人才培養(yǎng)

企業(yè)發(fā)展的核心在于人才的培養(yǎng)，為了在智能制造時代實現(xiàn)機械設(shè)計制造及其自動化的優(yōu)化創(chuàng)新，相關(guān)教學部門需要加強基礎(chǔ)教育工作，以提升人才自主創(chuàng)新的能力。從長遠角度來看，企業(yè)應(yīng)該結(jié)合自身實際情況制定合理的人才需求計劃，注重提高員工綜合素質(zhì)能力。此外，必須根據(jù)時代的演進趨勢，以科學合理的方式對教育體系進行更新和調(diào)整，以確保人才培養(yǎng)工作能夠充分適應(yīng)社會發(fā)展的需求。為了確保企業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)劃的科學性和完備性，必須不斷加強機械設(shè)計與制造自動化技術(shù)人才的培養(yǎng)，以確保這些人才能夠在實踐和創(chuàng)新方面得到有效的發(fā)展，不斷提升人才隊伍的專業(yè)水平。因此，企業(yè)一定要積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)理念，樹立正確人才觀，并通過合理的方式改革人才培養(yǎng)模式，對人才引進戰(zhàn)略進行科學、全面的升級，以提升企業(yè)人才隊伍的成熟度和效率。通過積極培養(yǎng)具有專業(yè)能力的應(yīng)用型人才以及技能型人才，使人才在實際生產(chǎn)中發(fā)揮出自身最大價值[10]，實現(xiàn)推動企業(yè)的成長和變革的最終目標。

5.3 提高大企業(yè)技術(shù)研發(fā)能力

盡管我國在科學技術(shù)方面已經(jīng)取得了顯著的進展，但在機械設(shè)計領(lǐng)域，由于其發(fā)展歷程相對較短，相關(guān)企業(yè)必須不斷提升機械設(shè)計和制造自動化的技術(shù)水平。因此，必須加強對機械設(shè)計與制造自動化關(guān)鍵技術(shù)的深入研究，從而為我國機械制造業(yè)的長遠、可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，展開對機械設(shè)計和制造自動化的深入研究和創(chuàng)新，以滿足多樣化的生產(chǎn)需求。另外，隨著機械制造業(yè)的迅速發(fā)展，人們對產(chǎn)品的要求越來越高，需要進一步加強對機械設(shè)計與制造自動化技術(shù)創(chuàng)新方面的重視程度，并采取有效措施提升機械設(shè)計與制造自動化技術(shù)水平。

5.4 促進機械制造行業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展

隨著人們對環(huán)境保護意識的不斷增強，社會各界越來越重視環(huán)境問題，并開始積極采取各種措施進行環(huán)境治理。為了維護社會的可持續(xù)發(fā)展、有效控制環(huán)境問題，國家將“節(jié)能環(huán)?！币暈橐I(lǐng)社會發(fā)展的重要理念。綠色產(chǎn)品作為環(huán)境保護和節(jié)約資源的主要途徑之一，已經(jīng)受到人們的普遍重視[11]。隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提升，綠色技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用與普及，其中，機械自動化產(chǎn)品更是受到了社會各界的廣泛關(guān)注。機械自動化有利于持續(xù)降低生態(tài)環(huán)境的污染程度，有效提升資源的利用效率。機械自動化的演進必須遵循可持續(xù)發(fā)展之路，以環(huán)保為根本宗旨，更加科學合理地保護環(huán)境、節(jié)約資源，不斷回收生產(chǎn)過程中的廢棄資源，以全面提升機械自動化產(chǎn)品的市場競爭力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要目標。

6 智能制造時代機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著多種創(chuàng)新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機械設(shè)計制造領(lǐng)域正逐步向全產(chǎn)業(yè)鏈、全生態(tài)鏈、綜合一體化等理念轉(zhuǎn)型，以滿足市場多元化需求，并在生產(chǎn)過程中及時調(diào)整機械制造設(shè)計的發(fā)展方向，從而實現(xiàn)對設(shè)計問題或研發(fā)目標的有效管控，確保機械制造產(chǎn)業(yè)的有序建設(shè)。在現(xiàn)階段社會經(jīng)濟不斷增長的過程中，機械制造業(yè)所占比例逐漸增大，不僅可以推動國家工業(yè)化進程，還能為國民經(jīng)濟帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益[12]。隨著時代的進步，機械制造領(lǐng)域必將朝著尖端化、高效化、多元化的方向發(fā)展，通過將產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)與市場定制相融合，以市場需求為導向，對產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造產(chǎn)生反向影響，從而推動機械制造設(shè)計及其自動化領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。

7 結(jié)語

隨著時間的推移，現(xiàn)代化智能技術(shù)在機械設(shè)計制造領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色，作為整個機械制造領(lǐng)域的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，機械設(shè)計制造在智能制造時代的重視程度不斷提升。機械設(shè)計制造領(lǐng)域的有效發(fā)展離不開自動化技術(shù)的推動，合理運用自動化技術(shù)，機械工程可以大幅減少人力資源和資金的投入，同時智能自動化的應(yīng)用也能及時有效地診斷機電設(shè)備的故障，確保其穩(wěn)定運行。因此，機械工程自動化技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，不僅能夠保證高效率和高質(zhì)量，還能夠極大地促進企業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。