智能制造時(shí)代背景下機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)問題及措施分析

胡 偉

（江西省機(jī)械工業(yè)情報(bào)所，江西 南昌 330000）

在當(dāng)下社會(huì)科技背景多元化發(fā)展趨勢(shì)下，機(jī)械制造技術(shù)的應(yīng)用逐步廣泛，并且技術(shù)應(yīng)用水平逐步提升。無論是在機(jī)械設(shè)備調(diào)試方面，或是在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)方面，均取得了一定的成果。盡管當(dāng)下社會(huì)的機(jī)械設(shè)計(jì)水平相比國外發(fā)達(dá)國家仍相對(duì)落后，但與工業(yè)社會(huì)早期發(fā)展相比較，存在的突破點(diǎn)仍較高，并且在應(yīng)用中，大多數(shù)行業(yè)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的自動(dòng)化與自由化。由此可以證明在當(dāng)下社會(huì)已經(jīng)在逐步的發(fā)展中走向了智能制造時(shí)代，在該時(shí)代背景下，各個(gè)行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢(shì)[1]。總體來說，智能化機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用改變了經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的生產(chǎn)與制造方式，提供了行業(yè)發(fā)展新的發(fā)展。為了深入探究機(jī)械制造技術(shù)在市場(chǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，相關(guān)單位對(duì)此開展了深入的研究。并在研究中發(fā)現(xiàn)我國當(dāng)下制造技術(shù)在社會(huì)結(jié)構(gòu)不斷變革的背景下已經(jīng)呈現(xiàn)出日新月異的發(fā)展趨勢(shì)，無論是對(duì)于生產(chǎn)者，或是行業(yè)發(fā)展生產(chǎn)鏈，均提供了其生產(chǎn)便利條件，因此該技術(shù)在市場(chǎng)的應(yīng)用已經(jīng)受到了社會(huì)各行各業(yè)的關(guān)注與認(rèn)可。現(xiàn)如今，傳統(tǒng)的手工機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)由于其無法滿足高效率生產(chǎn)需求而被淘汰，智能化技術(shù)已被熟知，并為相當(dāng)一部分的企業(yè)創(chuàng)造了盈利。盡管當(dāng)下機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)對(duì)于此方面的研究較多，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)其的全面推廣，但針對(duì)當(dāng)下社會(huì)發(fā)展形勢(shì)層面分析，仍存在一部分機(jī)械生產(chǎn)單位尚未完全掌握機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，一些技術(shù)層面的問題沒有被全面解決。因此本文將以此為研究點(diǎn)，基于智能制造時(shí)代背景下，開展機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)問題的分析，并根據(jù)提出的問題，給予對(duì)應(yīng)的解決措施，以此改善部分機(jī)械單位生產(chǎn)現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)智能化機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)在市場(chǎng)的全面推廣。

1 智能制造時(shí)代背景下機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)問題

1.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程階段留白

應(yīng)用機(jī)械技術(shù)執(zhí)行設(shè)備與產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)是技術(shù)研究的關(guān)鍵也是側(cè)重點(diǎn)，盡管當(dāng)下相關(guān)單位已經(jīng)提升了對(duì)此方面的關(guān)注度，但在實(shí)際應(yīng)用中潛在一些留白問題尚未得到完全解決。因此下述將根據(jù)智能制造生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化工作流程，開展在智能制造時(shí)代背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程問題研究。按照技術(shù)應(yīng)用過程，將設(shè)計(jì)全過程分為計(jì)劃階段與執(zhí)行階段。

其一，技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用中，應(yīng)全面考慮使用機(jī)械設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)。包括構(gòu)件自由度、運(yùn)動(dòng)附件的約束條件、構(gòu)件規(guī)格等，提出的屬性均與技術(shù)的應(yīng)用方式有著密不可分的聯(lián)系[2]。但大部分機(jī)械設(shè)計(jì)單位在執(zhí)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，無法全面的考慮到生產(chǎn)中的這些屬性因素，因此在實(shí)際執(zhí)行工作中，便導(dǎo)致了這些屬性成為了影響設(shè)計(jì)過程的主要原因。并且在設(shè)計(jì)的全過程中，這些屬性成為了約束，完成生產(chǎn)的零部件無法靈活使用。此種現(xiàn)象的發(fā)生不僅影響了機(jī)械技術(shù)的設(shè)計(jì)效率，同時(shí)也對(duì)生產(chǎn)過程的質(zhì)量造成了影響。

其二，機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)執(zhí)行工作是需要在一定環(huán)境下進(jìn)行的，無論是技術(shù)的應(yīng)用方法或是工藝文件，均是當(dāng)下市場(chǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)單位需要考慮的問題。在機(jī)械設(shè)備元部件設(shè)計(jì)或生產(chǎn)過程中，通常要求執(zhí)行單位對(duì)技術(shù)審批文件進(jìn)行多層審批[3]。具體包括，待加工構(gòu)件的工藝性能、不同設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的具體內(nèi)容與設(shè)備的工藝化裝備、構(gòu)件檢驗(yàn)項(xiàng)目及相關(guān)使用方法、切削使用量、定額量等。從執(zhí)行階段整體層面分析，大部分機(jī)械設(shè)計(jì)單位在執(zhí)行上述相關(guān)操作時(shí)，缺少擬定方案評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，這一評(píng)估環(huán)節(jié)的缺失造成了設(shè)計(jì)方工作不嚴(yán)謹(jǐn)，這也是導(dǎo)致最終設(shè)計(jì)成果不符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)的主要原因。

1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用耗能高

在智能制造背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)滿足低能耗、低排量的需求，但整合相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下大部分機(jī)械制造企業(yè)單位均無法對(duì)此類問題進(jìn)行合理的規(guī)避。并且技術(shù)在應(yīng)用過程中由于其耗能高導(dǎo)致的一些問題也是亟待解決的。通常情況下，機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的問題表現(xiàn)在下述幾點(diǎn)：一是技術(shù)的不規(guī)范使用導(dǎo)致設(shè)計(jì)中齒輪出現(xiàn)的故障，甚至出現(xiàn)無法咬合的現(xiàn)象；二是軸承設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致其超負(fù)荷使用，最終造成機(jī)械設(shè)備燒傷或無法挽回的形變；三是軸管故障，由于磨損、斷裂造成的V型脫落也是機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的一個(gè)主要問題；四是油封老化故障。

表1 機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)問題及故障表現(xiàn)形式

盡管當(dāng)下智能化時(shí)代的到來已經(jīng)改進(jìn)了部分問題，但由于技術(shù)導(dǎo)致的生產(chǎn)問題仍屢見不鮮，具體分析如下表1所示。

上述表1中內(nèi)容均為機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)出現(xiàn)問題后，表現(xiàn)出的故障形式，上述提出的問題無一不會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造造成影響，因此這也是后期研究中需要進(jìn)行深入研究與調(diào)查的。

2 智能制造時(shí)代背景下機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)問題的解決

2.1 提出完善的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用流程

針對(duì)上述提出的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程階段留白的問題，提出下述解決措施。如下圖1所示。

圖1 機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用流程

在按照上述圖1提出的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)流程的基礎(chǔ)上，先從學(xué)會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)材料角度考慮，根據(jù)設(shè)計(jì)機(jī)械的性能與工藝性，選擇適宜的材料[4]。同時(shí)，從機(jī)械設(shè)計(jì)的工作條件層面分析，對(duì)形變后的材料的使用壽命進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果及工藝的綜合性能，完成對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用流程的規(guī)范化處理。

2.2 設(shè)計(jì)機(jī)械技術(shù)應(yīng)用環(huán)保體系

為了有效的解決上述提出的問題，改善機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)在市場(chǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，緩解機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用耗能高的問題，提升機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量與效率。需要在不斷實(shí)踐中對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)流程進(jìn)行不斷的完善，在規(guī)范相關(guān)基礎(chǔ)性操作的條件下，嚴(yán)格遵循相關(guān)工作流程與基本原則，處理機(jī)械運(yùn)行中出現(xiàn)的相關(guān)問題，提升對(duì)機(jī)械設(shè)備中每一個(gè)零部件的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。并采用計(jì)算參數(shù)的方式，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一整理，以此保障技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)的規(guī)范性。

機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)若想要在智能制造時(shí)代背景下實(shí)現(xiàn)推廣，應(yīng)在規(guī)范流程的基礎(chǔ)上，建設(shè)機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)保體系。首先應(yīng)積極響應(yīng)國家發(fā)行的節(jié)能減排號(hào)召，嚴(yán)格按照提出的環(huán)保政策，提升機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用水平，使之到達(dá)更高的層次，以此實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)技術(shù)在應(yīng)用中的高效率、低排放等。同時(shí)，強(qiáng)化對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用管理工作，根據(jù)技術(shù)應(yīng)用時(shí)的約束條件，控制整體流程，以此達(dá)到技術(shù)管理的全過程智能化。其次，在智能化制造時(shí)代背景下，增設(shè)技術(shù)應(yīng)用監(jiān)督機(jī)制，關(guān)注技術(shù)在生產(chǎn)中多個(gè)環(huán)節(jié)中應(yīng)用的價(jià)值及設(shè)計(jì)效果，使得環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)的要求最終得以實(shí)現(xiàn)。最后，應(yīng)加以對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中能源利用率的管理，努力將多個(gè)環(huán)節(jié)中管理能效發(fā)揮到最大，因此解決相關(guān)問題時(shí)，應(yīng)以統(tǒng)籌規(guī)劃為主要目的與方向，并做好多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的銜接工作與選材工作，才能在真正意義上實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的管理。綜上所述，在機(jī)械單位執(zhí)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，適度引用國外設(shè)計(jì)技術(shù)，并充分利用技術(shù)與結(jié)構(gòu)結(jié)合的原理，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的綜合設(shè)計(jì)。此外，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)在應(yīng)用中存在的問題，應(yīng)盡快提出的問題解決措施，避免由于時(shí)間問題導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用出現(xiàn)連鎖故障。

3 結(jié)束語

機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的智能化是其未來發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是相關(guān)企業(yè)單位實(shí)行機(jī)械生產(chǎn)活動(dòng)的必經(jīng)之路，更是滿足市場(chǎng)技術(shù)發(fā)展的必然選擇。為此本文基于智能制造時(shí)代背景下，開展了機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)問題的深入研究。根據(jù)本文研究，盡管當(dāng)下大部分單位在進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)制造過程中仍存在一些問題有待解決，但本文已針對(duì)相關(guān)問題給予了對(duì)應(yīng)的解決措施。但綜合本文此次課題的研究，提出的技術(shù)性問題均為客觀問題，除此以外，一些主觀性問題的研究本文尚未涉及。為了降低主觀因素對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的影響，機(jī)械生產(chǎn)制造單位在后期的發(fā)展中，應(yīng)以組建專門的技術(shù)應(yīng)用人才隊(duì)伍為主要發(fā)展方向，提高隊(duì)伍人員的綜合素質(zhì)，從主觀層面與根本層面解決機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)使用不規(guī)范的問題，并以此為研究點(diǎn)，推動(dòng)市場(chǎng)內(nèi)機(jī)械生產(chǎn)單位的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)以技術(shù)水平帶動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用。