多元化分析視角下機械設計制造及自動化應用研究

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摘 要：機械設計制造正朝著智能化、數字化、精密化、定制化和國際化的方向發(fā)展，智能化制造、數字化設計和精密化制造已成為主流，定制化制造和國際化競爭也成為機械設計制造的重要趨勢。從多元化分析視角分析機械設計制造及自動化應用能夠從不同的角度綜合評估機械系統(tǒng)的性能并進行優(yōu)化設計?；诖耍接懚嘣治鲈跈C械設計制造及自動化應用研究中的應用情況和方法，包括結構優(yōu)化、多學科優(yōu)化、多目標優(yōu)化和靈敏度分析，分析多元化分析方法在該領域的優(yōu)缺點，并提出了未來的研究方向，如結合機器學習和人工智能技術，引入環(huán)境因素和人類因素等方面。這些研究方向有望推動機械工程領域的創(chuàng)新和發(fā)展，對于機械工程領域的研究人員和實踐者具有指導意義，有助于提高機械系統(tǒng)的設計、制造和應用水平。

關鍵詞：多元化；分析視角；機械設計制造；自動化應用

中圖分類號：TH122? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）07-0045-03

0 引言

機械設計制造及自動化應用研究是帶動機械工程領域發(fā)展的關鍵因素，研究人員和實踐者需要通過更多手段尋求高效的方法來推動機械系統(tǒng)的創(chuàng)新。多元化分析作為一種集成多種分析方法的綜合性分析方法，在機械設計制造及自動化應用研究中發(fā)揮著越來越重要的作用，它能夠從不同的角度綜合評估機械系統(tǒng)的性能，并進行優(yōu)化設計，還可以有效地提高機械系統(tǒng)的可靠性、安全性和效率等方面的性能。

1 機械制造技術和自動化應用的研究概述

機械制造技術和自動化應用包括了機器人技術、加工技術、生產流程控制和優(yōu)化等方面的研究，其中機器人技術是機械制造技術和自動化應用的研究的重點方向。研究人員致力于開發(fā)更先進的機器人和控制系統(tǒng)，以便能夠實現更高效、更精確和更安全的生產流程。加工技術作為機械制造技術的核心，可以利用高速銑削、電火花加工、激光切割實現機械類產品的快速生產。

先進的生產流程控制和優(yōu)化方法，已經越來越普及，可以夠更好地協(xié)調機器人、加工設備和人員之間的工作，并提高生產效率和質量[1]。3D 打印技術是一種新興的制造技術，可以用于生產各種復雜的零部件和產品。目前很多機械生產企業(yè)正在機械制造和自動化領域探索該技術的實際應用方式。物聯網技術可以用于實時監(jiān)測和控制生產流程中的各種設備和系統(tǒng)，可以更好地實現生產流程的智能化和自動化。當前，機械制造技術和自動化應用的研究方向非常廣泛的涉及了多個方面，隨著技術的不斷進步，這些研究方向還將不斷發(fā)展和深化。

2 多元化分析視角的重要性的分析

多元化分析視角是一種綜合性的方法，通過將不同學科的知識和方法整合在一起，可以更全面、更深入地理解機械設計制造及自動化應用領域的問題。多元化分析視角對于該領域研究的重要性表現在以下4個方面：①綜合分析。機械設計制造及自動化應用領域涉及到多個學科和領域，包括機械工程、電氣工程、計算機科學、控制理論等。多元化分析視角可以將這些學科和領域的知識和方法整合在一起，進行綜合分析，從而更全面地理解問題。②跨學科交叉。機械設計制造及自動化應用領域是一個跨學科的領域，需要不同學科之間的交叉和融合。多元化分析視角可以促進不同學科之間的交叉和融合，提高研究的質量和深度[2]。③解決實際問題。多元化分析視角可以將理論和實踐相結合，從而更好地解決機械設計制造及自動化應用領域實際問題。例如，通過對多個因素進行分析和優(yōu)化，可以提高生產效率、降低生產成本等。④推動創(chuàng)新。多元化分析視角可以促進創(chuàng)新，通過將不同學科的知識和方法整合在一起，可以產生新的思路和方法，推動機械設計制造及自動化應用領域的創(chuàng)新和發(fā)展。

3 機械設計制造及自動化應用研究在應用中的問題

3.1 技術層面

在機械設計制造和自動化應用研究中，技術的更新換代速度較快，不同技術之間的適用性和優(yōu)劣性也存在差異。企業(yè)需要根據自身的需求和特點，選擇合適的技術和工具，綜合考慮技術門檻和成本等方面的問題。比如人工智能、大數據和云計算等新興技術的應用需要具備較高的技術素養(yǎng)和投入成本，這對中小企業(yè)來說是一種挑戰(zhàn)。

3.2 數據層面

機械設計制造和自動化應用研究需要大量的數據支撐，數據的質量和可靠性對于分析結果的準確性和效果至關重要。如果存在數據來源不可靠、數據量不足、數據缺失和數據質量差等問題，會對分析結果產生不利影響。因此企業(yè)需要加強數據管理和清洗，提高數據的質量和可靠性。

3.3 人力資源層面

機械設計制造和自動化應用研究需要具備跨學科的知識和技能，可能會同時涉及機械、電子、計算機等多個領域。目前，大部分機械類員工的技術水平存在差異，缺乏跨領域的知識和技能，這就導致了多元化分析視角的應用效果不盡如人意。這就需要加強員工的培訓和技能提升，提高員工的跨學科素質。

3.4 組織層面

機械設計制造和自動化應用研究需要協(xié)調多個部門和團隊的工作，要求生產企業(yè)高效的組織管理能力。當組織內部存在的信息孤島、溝通不暢、利益沖突等問題，都會影響研究的進展。因此企業(yè)需要加強內部的溝通協(xié)作和信息共享，建立高效的組織架構和管理機制。

4 多元化分析視角下機械制造及自動化應用研究的主要方式

4.1 應用途徑多樣化分析

機械設計制造及自動化應用是一個復雜的領域，需要采用多樣化的途徑進行分析。

具體分析方法有以下5種：①產業(yè)鏈分析。通過分析機械制造和自動化應用的產業(yè)鏈，了解各個環(huán)節(jié)的關系和作用，從而制定相關政策和規(guī)劃，這樣分析可以幫助企業(yè)更好地了解市場需求和競爭情況，從而優(yōu)化生產流程和產品設計。②SWOT分析。通過分析機械制造和自動化應用的優(yōu)勢、劣勢、機會和威脅，了解企業(yè)的內部和外部環(huán)境，為企業(yè)的戰(zhàn)略制定提供參考，從而幫助企業(yè)制定適當的戰(zhàn)略和計劃，從而在市場競爭中占據優(yōu)勢。③成本分析。通過分析機械制造和自動化應用的生產成本，了解生產過程中的成本構成和控制點，為企業(yè)的成本控制和優(yōu)化提供參考，除了降低企業(yè)生產成本，還能達到提高產品競爭力的目的。④需求分析。通過分析市場需求和消費者行為，了解產品的需求特點和趨勢，為企業(yè)的產品設計和營銷策略提供參考?？梢钥焖俅蜷_當前銷售市場，從而提高產品的銷售額和市場份額。⑤技術評估。通過分析機械制造和自動化應用的技術狀況和發(fā)展趨勢，了解技術創(chuàng)新的方向和重點，為企業(yè)的技術研發(fā)提供參考，幫助企業(yè)把握市場機遇，加強技術創(chuàng)新，提高產品品質和競爭力。

4.2 技術應用可靠性研究

機械設計制造及自動化技術應用的可靠性研究是為了保障機械設備和自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和生產效率，提高設備的安全性和經濟性。

該研究主要包括故障模式及影響分析、可靠性測試及評估、故障診斷與維修、可靠性設計與優(yōu)化等方面：①通過對機械設備和自動化系統(tǒng)的故障模式及影響進行分析，可以了解故障發(fā)生的原因及其對設備和系統(tǒng)的影響。這有助于制定相關維修和保養(yǎng)策略，確保設備和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，還可以提前預知故障發(fā)生的可能性，以便采取相應措施防范。②可靠性測試及評估是研究機械設備和自動化系統(tǒng)可靠性的重要手段，通過合理的測試和評估可以了解設備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)和性能表現，為制定相應的維修和保養(yǎng)計劃提供數據支持，而且還可以評估設備和系統(tǒng)的壽命及其可靠性水平，為制定更加科學的維修和保養(yǎng)計劃提供依據[3]。③故障診斷與維修是保障機械設備和自動化系統(tǒng)可靠性的關鍵環(huán)節(jié)，通過對設備和系統(tǒng)的故障進行診斷和維修，可以及時排除故障，保障設備和系統(tǒng)的正常運行。這項操作需要有專業(yè)的技術人員、完備的故障診斷和維修設備。④可靠性設計與優(yōu)化是提高設備和系統(tǒng)可靠性的有效手段，它能夠降低設備和系統(tǒng)故障的發(fā)生率，提高設備和系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，從而減少維修和保養(yǎng)成本。

4.3 機械制造與自動化多元主體趨勢

4.3.1 產業(yè)結構多元化

機械制造和自動化技術涵蓋了很多不同領域的應用，如航空、汽車、電子、能源等。隨著不同領域的技術發(fā)展和融合，機械制造和自動化產業(yè)也在不斷演變，產業(yè)結構變得越來越多元化。不同領域的企業(yè)、機構和團體之間開始形成緊密的合作關系，共同推動機械制造和自動化技術的發(fā)展。

4.3.2 技術應用多元化

隨著機械制造和自動化技術的不斷發(fā)展和應用，其應用范圍也越來越廣泛。不僅應用于傳統(tǒng)的制造業(yè)，如汽車、機床、航空航天等領域，也涉及了新興的領域，如智能家居、人工智能、機器人等。在未來機械制造和自動化技術的應用范圍還會越來越廣泛，不斷涌現出新的應用場景。

4.3.3 合作方式多元化

機械制造和自動化技術的研究和應用需要各種不同類型的機構和團體之間的合作。這些機構和團體可能來自不同的國家、不同的領域、不同的產業(yè)。隨著合作方式的多元化，機械制造和自動化技術的創(chuàng)新和應用也變得越來越靈活和多樣化。合作方式多元化也推動了技術的跨界融合和交流，促進了機械制造和自動化技術的發(fā)展。

4.3.4 應用場景多元化

從傳統(tǒng)的工業(yè)制造到智能家居、智慧城市等領域，機械制造和自動化技術的應用場景在不斷擴大。這些應用場景也在不斷涌現新的需求和挑戰(zhàn)，促進了機械制造和自動化技術的不斷創(chuàng)新和進步。

5 多元化分析視角下機械制造及自動化應用研究的發(fā)展策略

5.1 技術創(chuàng)新

在現代機械制造技術創(chuàng)新領域中，機器人技術和智能制造是兩個備受關注的方面。隨著人工智能、互聯網和物聯網等先進技術的不斷發(fā)展，機器人技術和智能制造正經歷著深刻的變革和轉型。在智能制造方面，通過工業(yè)互聯網、大數據、云計算等技術，實現生產、研發(fā)、管理等全方位的智能化升級，可以更好地提高制造業(yè)的效率、質量和靈活性。這些創(chuàng)新技術的發(fā)展，為制造業(yè)提供了更多的機遇，也將促進機械制造和自動化應用技術的持續(xù)發(fā)展。

在機械制造和自動化應用技術不斷創(chuàng)新的過程中，也面臨著一些困難和挑戰(zhàn)，例如技術標準不統(tǒng)一、產業(yè)鏈不完整、知識產權保護難等問題，這些都制約著技術的進一步發(fā)展。所以當前需要加強產、學、研、用的合作，建立產學研用聯盟，加快技術研發(fā)與應用的有機結合速度，共同推動機械制造和自動化應用技術的創(chuàng)新發(fā)展。在加強合作的同時，還需要保證技術標準的統(tǒng)一，促進產業(yè)鏈的完善和協(xié)調，完善知識產權保護制度，為機械制造和自動化應用技術的創(chuàng)新提供更好的環(huán)境和條件。

5.2 數據管理

隨著機械制造和自動化應用技術的不斷發(fā)展，數據的規(guī)模和復雜度也不斷增加，讓數據管理成為機械制造和自動化應用技術的一個重要挑戰(zhàn)。在機械制造和自動化應用技術中，數據管理主要包括數據采集、數據存儲、數據處理和數據分析4個方面。數據采集是指從機械制造和自動化應用中獲取數據的過程。這些數據可以來自傳感器、控制系統(tǒng)、計算機視覺等多種設備，然后將采集的數據存儲到數據庫或文件系統(tǒng)中，以便后續(xù)的數據處理和分析。數據分析工作可以幫助企業(yè)更好地了解和掌握機械制造和自動化應用技術的運行情況，及時發(fā)現問題并采取措施解決，能為企業(yè)提供更多的商業(yè)機會，例如通過數據分析來發(fā)現市場需求、改進產品設計等。目前，機械制造和自動化應用技術所產生的數據規(guī)模很大，數據來源也很復雜，沒辦法高效地處理和存儲這些數據。

5.3 人才培養(yǎng)

人才培養(yǎng)是保證行業(yè)健康發(fā)展的基礎，也是未來科技進步和創(chuàng)新的關鍵，因此高校和企業(yè)對機械制造和自動化應用技術人才培養(yǎng)的重視程度也越來越高。針對機械制造和自動化應用技術人才培養(yǎng)，國內高校和企業(yè)采取了多種措施，比如高校在課程設置、實驗室建設、師資隊伍等方面進行不斷改革和優(yōu)化，力爭培養(yǎng)出適應市場需求的復合型和應用型人才。數據顯示，目前國內高校機械工程專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)率已經達到95%以上，其中不少畢業(yè)生進入了機械制造和自動化應用技術領域。企業(yè)也積極參與人才培養(yǎng)，通過提供實踐實習機會和產學研合作項目，為高校培養(yǎng)機械制造和自動化應用技術人才提供了重要的支持和機會。機械制造和自動化應用技術領域的人才培養(yǎng)面臨的主要問題是人才短缺和人才結構不合理。雖然國內高校畢業(yè)生數量不斷增加，但是高素質的應用型和復合型人才仍然相對不足，現階段機械制造和自動化應用技術領域需要的人才結構也在不斷發(fā)生變化，要求人才具備更加專業(yè)化和綜合化的能力。

6 結束語

隨著科學技術的快速發(fā)展和工業(yè)化的不斷深入，機械設計制造和自動化應用的需求也在不斷增加。為了滿足工業(yè)發(fā)展的需要，機械設計制造和自動化應用技術不斷進行創(chuàng)新和改進，實現了諸多突破和進展，取得了令人矚目的成果。在機械設計制造領域，新材料、新工藝、智能化技術等方面的創(chuàng)新和應用，大大提高了機械制造的效率和質量，為工業(yè)發(fā)展注入了新的動力。在自動化應用領域，智能控制、人機交互、大數據等技術的不斷發(fā)展，使自動化應用不斷推進，為現代工業(yè)的數字化轉型提供了強有力的支撐。

參考文獻

[1] 唐義玲.人工智能在機械設計制造及自動化中的應用[J].中國設備工程，2022（24）：31-33.

[2] 張兵.多元化分析視角下機械設計制造及自動化應用[J].農業(yè)工程與裝備，2022，49（4）：34-36.

[3] 黃日進.多元化分析視角下機械設計制造及自動化應用研究[J].科技視界，2020（19）：82-83.