智能制造時代機械設(shè)計技術(shù)的幾點思考

劉舒桐

摘 要：近年來，隨著市場經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展，智能制造應(yīng)運而生并逐漸成熟，其在經(jīng)濟發(fā)展中的地位也在不斷上升。為了提高德國先進制造業(yè)的生產(chǎn)率，提出了“0.4”戰(zhàn)略。但與發(fā)達國家相比，我國智能制造業(yè)的技術(shù)水平還存在差距和技術(shù)問題?；谏鲜銮闆r，有必要對我國的智能制造技術(shù)進行分析和研究，探索我國機械智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：智能制造;機械設(shè)計;思考

1智能機械制造概述

德國在推出《工業(yè)戰(zhàn)略4.0》之后，中國政府推出《中國生產(chǎn)戰(zhàn)略2025》，正式開啟智能制造時代。新時期，制造業(yè)開始向智能化方向發(fā)展，分散集中的控制模式，產(chǎn)品更加多樣化，服務(wù)更加完善。一些高校積極響應(yīng)國家戰(zhàn)略，調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)，如培養(yǎng)復(fù)合型人才，滿足市場對智能技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用人才的需求，為我國智能制造提供充足的人力資源支持等。

1.1智能機械制造特點

智能機械制造的優(yōu)勢非常顯著。與傳統(tǒng)機械制造相比，前者的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：一是智能機械制造的精度大大提高。例如，通過計算機軟件對產(chǎn)品的生產(chǎn)描述和生產(chǎn)過程進行控制，確保產(chǎn)品的生產(chǎn)能夠嚴(yán)格按照規(guī)定的參數(shù)和精心設(shè)計的工藝進行，從而減少不良品，保證產(chǎn)品質(zhì)量，在很大程度上證明了產(chǎn)品的質(zhì)量，在智能機械制造中，可以對整個制造過程進行監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)問題，發(fā)出警示信息，而責(zé)任人員能及時找出原因，解決問題;二是在智能機械制造中，所需資源大大減少。大部分生產(chǎn)機械都配備了智能機械，變壓器包含了產(chǎn)品生產(chǎn)加工的各個環(huán)節(jié)，有利于控制生產(chǎn)中的資源消耗，降低原材料成本;三是智能機械制造操作方便。一般只需要工作人員在機器上輸入命令，機器就會根據(jù)命令內(nèi)容進行工作，完成生產(chǎn)。

1.2智能機械制造的必然性

智能機械制造是市場經(jīng)濟發(fā)展到一定程度后的客觀現(xiàn)象。也是我國實現(xiàn)經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展、構(gòu)建和諧社會的重要支撐條件。機械制造的亮點可以反映出機械制造的必然性。第一，可持續(xù)發(fā)展是中國經(jīng)濟發(fā)展和社會建設(shè)的基本原則之一。在智能機械的設(shè)計和生產(chǎn)中，廠家會注重節(jié)能環(huán)保技術(shù)的引進、研發(fā)和升級，或采用綠色材料進行機械制造。這種行為有利于增強機械產(chǎn)品的制造能力，提高機械產(chǎn)品的運動性能。第二，在智能機械制造中，更應(yīng)注重控制的靈活性。通過對市場上成熟的機械制造業(yè)的分析，可以發(fā)現(xiàn)這些機械的控制相對靈活。通過對工藝參數(shù)和生產(chǎn)工藝的設(shè)定，實現(xiàn)了產(chǎn)品的自動化、高效化生產(chǎn)，生產(chǎn)過程的控制相對簡單。

2智能化時代機械設(shè)計存在的問題

從智能機械的發(fā)展現(xiàn)狀看，我國智能機械的發(fā)展仍處于領(lǐng)先水平，具有專業(yè)的設(shè)計技術(shù)、較為成熟的制造工藝和熟練的操作步驟。在一些專利技術(shù)方面，已經(jīng)遠遠超過了其他國家。但是，對于我國機械制造業(yè)來說，在很多細(xì)節(jié)上還存在不足，需要改進，特別是前沿技術(shù)問題需要不斷完善。智能機械制造技術(shù)專業(yè)性強，需要從細(xì)節(jié)入手，加強細(xì)節(jié)的改進，提升智能機械設(shè)計水平，促進制造業(yè)的不斷發(fā)展。

智能機械制造的設(shè)計需要專業(yè)化、高技術(shù)，在加工生產(chǎn)中需要扎實的實際操作能力，在智能機械制造過程中，由于操作不當(dāng)導(dǎo)致各種故障。更常見的是設(shè)計細(xì)節(jié)處理不當(dāng)，導(dǎo)致齒輪、軸承、油封等各種故障。齒輪的運行磨損較多，在使用過程中，接觸面會逐漸腐蝕，這是最常見、最難發(fā)現(xiàn)的。一般來說，齒輪的失效是比較突然的，齒面上的斷齒或裂紋導(dǎo)致機械操作失效，或齒輪突然脫落，機械操作會直接失效，并可能對其他零件造成嚴(yán)重?fù)p壞。機械運行離不開軸承的驅(qū)動，軸承故障在機械故障中也比較常見，運行的壓力會使軸承發(fā)生淺層腐蝕，緩慢的U形剝落、V形剝落，高強度的運行使軸承嚴(yán)重磨損、燒損、變形甚至斷裂，軸承滾珠脫落等現(xiàn)象。由于油封的失效，一般是由于長期運行中的機械老化，或變形開裂，所以失效的概率很低，在運行中勤勉檢查是可以避免的。

3智能制造時代機械設(shè)計技術(shù)的研究

3.1智能制造環(huán)境下的資源分類

眾所周知，在智能制造的全過程中，產(chǎn)品制造與技術(shù)的應(yīng)用是緊密聯(lián)系、密不可分的。因此，在智能制造環(huán)境下，對資源進行有效的分類是非常重要的。因此，在具體的分類過程中，首先在智能系統(tǒng)運行時，將有效地收集設(shè)計相關(guān)信息，然后根據(jù)整個信息需求對相應(yīng)的仿真制造過程進行監(jiān)督，從而有效構(gòu)建基于機器的資源共享體系。在這種情況下，控制器中會有機械標(biāo)識部分，可以將信息存儲在制造鏈中，然后根據(jù)物料供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)對整個機械制造活動進行有效的控制和分析。例如：在機械制造過程中，如果信號指示燈發(fā)生變化，則需要對整個設(shè)計制造進行調(diào)整，如果沒有變化，則不需要調(diào)整。而且，在智能機械制造過程中，智能系統(tǒng)與傳統(tǒng)制造系統(tǒng)是不同的，因此在判斷其準(zhǔn)確性時，必須安裝電子機械控制軟件，并及時有效地進行檢測和分析，選擇重要信息。以此為標(biāo)準(zhǔn)檢查材料的使用情況，然后進行實際調(diào)整。最后，智能機械制造系統(tǒng)在對材料進行有效的選擇時，通常會計算重用率，并以現(xiàn)有環(huán)境為基準(zhǔn)，從而計算出產(chǎn)品的具體生產(chǎn)周期等。經(jīng)過進一步的科學(xué)分類，這將結(jié)合對人體可能造成的傷害、能量的清潔度等。

3.2有效融入智能技術(shù)

大量實踐證明，在機械制造技術(shù)的應(yīng)用過程中，必須有效地集成智能技術(shù)。1）相關(guān)設(shè)計人員必須從自身實際出發(fā)，切實考慮產(chǎn)品的綜合性。只有這樣，智能技術(shù)才能融入整個生產(chǎn)過程。例如：在智能系統(tǒng)中員工輸入質(zhì)量的實現(xiàn)過程，智能系統(tǒng)會對其進行分析，并有效地結(jié)合指定的步驟和有針對性的操作，選擇最佳的設(shè)計方案。2）在集成智能技術(shù)的過程中，我們也應(yīng)該意識到其節(jié)能性的提高。在具體的實踐過程中，工作人員可以在智能終端的位置安裝諧波濾波器，可以在很大程度上感知混沌信號，然后采取有效措施對其進行優(yōu)化和改進，從而促進智能技術(shù)的有效集成和應(yīng)用。

3.3網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

在機械制造過程中，智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以使傳統(tǒng)的制造過程更加完善，在很大程度上減輕管理人員的工作量，還可以對整個機械制造過程進行遠程操作，進行更加科學(xué)有效的控制并對整個機械制造現(xiàn)場進行管理。另外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，保證了產(chǎn)品的生產(chǎn)過程能夠傳輸?shù)接脩舻目蛻舳耍⒂行У胤治隽苏麄€情況，向管理層匯報。如果分析某個問題，就要設(shè)定某個解決方案。最后，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以使整個生產(chǎn)過程更加靈活有效，體現(xiàn)出更大的效率。因此，在機械制造時代，機械設(shè)計技術(shù)必須有效地應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，才能促進機械制造智能化的不斷發(fā)展。

3.4合理運用創(chuàng)新思維

為了促進我國智能機械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須不斷創(chuàng)新。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)運用創(chuàng)新思維和科學(xué)理論，不斷開發(fā)新的智能技術(shù)。通過不斷的實踐，把所有的理論付諸實踐，不斷優(yōu)化和完善我國智能機械制造技術(shù)。同時，我國還可以派出相關(guān)技術(shù)人員出國留學(xué)，學(xué)習(xí)先進的智能機械技術(shù)，然后根據(jù)我國的實際情況對該技術(shù)進行再創(chuàng)新和應(yīng)用，創(chuàng)造出我國獨有的機械制造設(shè)計技術(shù)，為中國經(jīng)濟發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

結(jié)語

進入21世紀(jì)后，中國制造業(yè)取得了巨大的發(fā)展和突破，為國民經(jīng)濟發(fā)展作出了巨大貢獻，是實現(xiàn)偉大中國夢的重要途徑。隨著經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級，智能機械制造顯得尤為重要。為此，筆者從節(jié)能環(huán)保、引入人工智能、注重數(shù)據(jù)采集與共享、引入創(chuàng)新思維四個方面論述了智能制造時代機械設(shè)計技術(shù)的重點，為促進機械設(shè)計技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展和制造業(yè)的進步提供參考。

參考文獻

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