智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)思考

段俊霞

（武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430000）

智能技術(shù)的發(fā)展為我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，因此相關(guān)企業(yè)需要重視智能技術(shù)的分析和應(yīng)用，在企業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中構(gòu)建完善的智能信息網(wǎng)和智能設(shè)計(jì)平臺(tái)，從而為我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)工作提供技術(shù)支持。

1 智能化制造技術(shù)

隨著智能技術(shù)不斷普及，以智能技術(shù)為基礎(chǔ)制造出的產(chǎn)品逐漸被人們所熟知，在新時(shí)代應(yīng)用新型通信技術(shù)及制造技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，將這項(xiàng)技術(shù)更好地貫穿于設(shè)計(jì)理念、生產(chǎn)過(guò)程、管理措施、服務(wù)理念等全過(guò)程。智能化制造技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)整個(gè)工程的質(zhì)量數(shù)字化管控，普及化和應(yīng)用，能制造生產(chǎn)出一批具有國(guó)際示范性的工程產(chǎn)品，因此相關(guān)部門(mén)需要不斷探索強(qiáng)化相應(yīng)的智能化機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)，堅(jiān)決堅(jiān)持打牢應(yīng)用技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)，夯實(shí)基本的應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)同時(shí)進(jìn)行創(chuàng)新及技術(shù)推廣。智能制造系統(tǒng)技術(shù)主要是指利用現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等作為理論基礎(chǔ)，融合現(xiàn)代機(jī)械制造以及設(shè)備等來(lái)形成一種智能機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)，目前我國(guó)開(kāi)始注重智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的使用，更好地實(shí)現(xiàn)我國(guó)智能制造技術(shù)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級(jí)，進(jìn)而促使我國(guó)制造技術(shù)行業(yè)向著中端及高端制造領(lǐng)域不斷推進(jìn)發(fā)展。智能技術(shù)自產(chǎn)生以來(lái)已被應(yīng)用于現(xiàn)代通信電子工程中的集合化和人工智能等技術(shù)中，并實(shí)現(xiàn)在裝備上，它已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代高端信息技術(shù)中的數(shù)控設(shè)備操作、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)化中的機(jī)器人數(shù)控應(yīng)用、檢測(cè)器和控制驅(qū)動(dòng)裝置、打印機(jī)、自動(dòng)化生產(chǎn)流水線和生產(chǎn)線等多種數(shù)控設(shè)備。

2 機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用前景

2.1 提升操作靈敏度，實(shí)現(xiàn)人機(jī)智能互動(dòng)

智能化制造技術(shù)的成熟應(yīng)用促進(jìn)了當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造的快速發(fā)展，開(kāi)拓了整個(gè)機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展的新方向，促使機(jī)械制造過(guò)程設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用向著更加符合智能化、人性化的智能技術(shù)方向不斷發(fā)展，終端過(guò)程控制制造設(shè)備由大量人力資本完成。智能化信息設(shè)備的綜合應(yīng)用主要是指采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行分析處理信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)具有人機(jī)交換接口的智能設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)而逐步實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化設(shè)備操作并提升了對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確處理能力，注重?cái)?shù)據(jù)可視化的高性能設(shè)備應(yīng)用，為設(shè)備操作者同時(shí)提供了足夠的空間處理數(shù)據(jù)信息，更好地實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息交流的操作目標(biāo)，這大大提高了人機(jī)交流的操作便捷性。目前我國(guó)工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)施工領(lǐng)域普遍采用Auto CAD和CAD兩種軟件方式進(jìn)行機(jī)械制圖，而傳統(tǒng)的機(jī)械手工制圖已經(jīng)逐漸被軟件繪圖取代，這樣大大提高了機(jī)械施工操作效率，也降低了機(jī)械設(shè)計(jì)的施工周期和性能，同時(shí)更好地保證了工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)應(yīng)用性和準(zhǔn)確度。多媒體處理軟件經(jīng)常能夠?qū)崟r(shí)處理各種圖形圖像及視頻聲音等多種媒體信息，具有更好的處理操作系統(tǒng)性能，使用者經(jīng)常能夠充分利用這種多媒體處理軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)處理各種信息，當(dāng)操作系統(tǒng)出現(xiàn)重大故障時(shí)，它能夠及時(shí)主動(dòng)進(jìn)行故障檢測(cè)及快速故障處理。技術(shù)支持是企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品智能化工業(yè)應(yīng)用的一種重要基本性技術(shù)支持，能促進(jìn)一個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)管理工作順利發(fā)展，保證企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工作的正常進(jìn)行，并能增強(qiáng)一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力與創(chuàng)新發(fā)展趨勢(shì)。

2.2 集成化結(jié)構(gòu)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)功能柔韌性

科學(xué)制造技術(shù)的逐漸成熟表明我國(guó)在機(jī)械制造設(shè)備領(lǐng)域向著更加成熟自動(dòng)化、集約化、模塊化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略方向，技術(shù)的成熟最明顯的特點(diǎn)之一就是能夠不斷縮小機(jī)械設(shè)備的內(nèi)部應(yīng)用空間體積，使其功能性逐漸得到完善。機(jī)械制造設(shè)備行業(yè)由于不斷加快機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)的機(jī)械制造創(chuàng)新形式發(fā)展，面對(duì)更加復(fù)雜的環(huán)境時(shí)，機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)和機(jī)械制造設(shè)備行業(yè)能夠同時(shí)適應(yīng)多種科學(xué)技術(shù)上的要求，能夠滿足不同的機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)條件及應(yīng)用功能，同時(shí)適應(yīng)能力也逐漸提高。模塊化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)方向也是目前我國(guó)制造業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主流技術(shù)趨勢(shì)，設(shè)備中體積趨向微型以及柔韌性能的加強(qiáng)，最大限度地使其符合了目前社會(huì)的實(shí)際應(yīng)用需求。

2.3 智能生產(chǎn)，高效制造效率

智能化數(shù)控技術(shù)及微型精密制造技術(shù)發(fā)展是整個(gè)工程機(jī)械制造設(shè)備行業(yè)的一個(gè)總體性質(zhì)和依托。為了能夠保證每個(gè)產(chǎn)品的使用質(zhì)量及保證工作時(shí)的緊密度，在汽車(chē)制造業(yè)的設(shè)備使用過(guò)程中，我們需要不斷地應(yīng)用各種傳感器件來(lái)控制每個(gè)單片機(jī)的工作，這樣就可以充分挖掘制造設(shè)備的實(shí)際使用性能。新型人工科學(xué)技術(shù)的不斷出現(xiàn)為工業(yè)帶來(lái)了納米技術(shù)，近年來(lái)已經(jīng)非常廣泛的應(yīng)用在各種電子元件、機(jī)械制造和新材料領(lǐng)域，均已經(jīng)取得了良好效果。納米技術(shù)的成功問(wèn)世更好地促進(jìn)了現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)的人工智能化的發(fā)展。將機(jī)械加工納米技術(shù)與其他納米技術(shù)合理搭配應(yīng)用能夠有效實(shí)現(xiàn)各種超精密的加工技術(shù)融合，并逐漸發(fā)展形成了現(xiàn)代機(jī)械制造的各項(xiàng)核心和關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)之間的有效相互結(jié)合，大大提高了工業(yè)生產(chǎn)管理效率，提升了該技術(shù)的工業(yè)智能生產(chǎn)水平和應(yīng)用。可持續(xù)集成電路及相關(guān)芯片的廣泛應(yīng)用給我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域企業(yè)帶來(lái)了全新的技術(shù)發(fā)展機(jī)遇，這樣也就能夠有效保證機(jī)械產(chǎn)品的高可用性。人工智能技術(shù)的普及不僅保證了人工技術(shù)的即時(shí)實(shí)施性和有效性，同時(shí)也大大提高了設(shè)備生產(chǎn)全過(guò)程管理中的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性能，并提升了人工設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用管理性能。

3 將智能技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)相結(jié)合

3.1 控制全局設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的綜合性應(yīng)用

為了能夠更好地實(shí)現(xiàn)各種智能制造技術(shù)的綜合應(yīng)用，工作人員首先要正確使用智能技術(shù)，并充分學(xué)習(xí)相關(guān)智能技術(shù)的知識(shí)，開(kāi)展積極的智能技術(shù)應(yīng)用制造設(shè)備，這樣才能夠更好地實(shí)現(xiàn)滿足設(shè)備制造基本技術(shù)需求。此外，為了設(shè)計(jì)出能夠滿足專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師的理念，一定還要充分學(xué)會(huì)靈活應(yīng)用各種智能技術(shù)。智能系統(tǒng)設(shè)備在運(yùn)行管理過(guò)程中主要就是依靠預(yù)先設(shè)置的系統(tǒng)運(yùn)行管理參數(shù)及系統(tǒng)設(shè)定操作流程進(jìn)行操作，全面設(shè)計(jì)分析應(yīng)用系統(tǒng)性能，合理發(fā)揮應(yīng)用系統(tǒng)智能性，運(yùn)行管理過(guò)程中要嚴(yán)格遵守國(guó)家科學(xué)信息技術(shù)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)以及操作運(yùn)行規(guī)范。

3.2 積極引入創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維

當(dāng)前由于我國(guó)各級(jí)政府部門(mén)持續(xù)不斷加大對(duì)科教研發(fā)的力度，相關(guān)領(lǐng)域的資金投入占教育GDP的比重逐年提高，呈現(xiàn)出快速的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，使得當(dāng)前我國(guó)教育科學(xué)高新技術(shù)水平同發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距逐漸縮小。在此背景下，我國(guó)地方政府積極主動(dòng)倡導(dǎo)實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的政策理念。對(duì)于工業(yè)智能機(jī)械裝備制造來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)大力推廣引入工業(yè)創(chuàng)新技術(shù)思維，只有這樣才能盡快完成更為先進(jìn)和更加現(xiàn)代化的工業(yè)智能機(jī)械技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用工作。在長(zhǎng)期理論研究結(jié)合實(shí)際工作的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)我國(guó)智能機(jī)械裝備制造企業(yè)設(shè)計(jì)管理方法的不斷創(chuàng)新、優(yōu)化和不斷完善。

3.3 加大機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化的力度

對(duì)比很多發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)內(nèi)的工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)行業(yè)技術(shù)表現(xiàn)出一定的落后性，所以機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)技術(shù)仍然存在諸多缺陷與技術(shù)不足，為了避免出現(xiàn)對(duì)國(guó)外設(shè)計(jì)技術(shù)的過(guò)度重視和依賴(lài)，需要根據(jù)具體的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)項(xiàng)目實(shí)施情況，實(shí)現(xiàn)國(guó)外技術(shù)應(yīng)用資源的有效交叉整合，使得國(guó)內(nèi)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)能夠獲得良好的應(yīng)用推廣效果。具體來(lái)說(shuō)：一方面，有關(guān)企業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)管理工作人員首先應(yīng)該根據(jù)掌握的相關(guān)企業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)基本原理和技術(shù)知識(shí)，以具體的實(shí)際狀況作為主要參考評(píng)價(jià)因素，形成較為健全的設(shè)計(jì)分析管理制度，體現(xiàn)和突出企業(yè)管理工作的靈活優(yōu)勢(shì)，達(dá)到減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)成本的管理目的。另一方面，進(jìn)行工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)管理優(yōu)化的操作過(guò)程中，需要從工業(yè)機(jī)械制造產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量、性能等各個(gè)環(huán)節(jié)入手并加以科學(xué)管理和嚴(yán)格控制，緊密結(jié)合目前市場(chǎng)當(dāng)中不斷出現(xiàn)的全新機(jī)械設(shè)計(jì)管理技術(shù)與全新生產(chǎn)管理模式，不斷改進(jìn)和完善工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)管理技術(shù)，促使工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的操作步驟更加靈活，體現(xiàn)和突出工業(yè)智能化的基本特征。

3.4 智能制造背景下對(duì)資源進(jìn)行分類(lèi)

在運(yùn)用智能化的手段對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)研究的過(guò)程中，所制造的產(chǎn)品和技術(shù)應(yīng)用之間有一種不可分離的關(guān)系。首先，智能控制系統(tǒng)是一種能夠準(zhǔn)確地識(shí)別和運(yùn)用到各種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工藝和方法，按照現(xiàn)階段實(shí)際使用的大量數(shù)據(jù)信息來(lái)模仿正常生產(chǎn)工藝流程，并逐步建立起以“機(jī)械制造”為主要核心的人力資源共享服務(wù)平臺(tái)。該自動(dòng)控制器中內(nèi)置有一個(gè)分別具備產(chǎn)品自動(dòng)化過(guò)程機(jī)械化和產(chǎn)品質(zhì)量識(shí)別的控制系統(tǒng)，可以把大量的產(chǎn)品數(shù)據(jù)直接自動(dòng)放入并傳送到整個(gè)生產(chǎn)鏈中，并按照對(duì)供應(yīng)商所需的要求，客戶提出的質(zhì)量批次和產(chǎn)品規(guī)格對(duì)其產(chǎn)品運(yùn)行管理情況及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。一旦工程機(jī)械設(shè)備終端出現(xiàn)了某些問(wèn)題，信號(hào)處理傳感器和信號(hào)檢測(cè)設(shè)備終端就可能會(huì)認(rèn)為應(yīng)該自動(dòng)地向其發(fā)出工程機(jī)械設(shè)備預(yù)警，指示燈經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)變后成為了一種紅色的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這便充分表明了工程機(jī)械設(shè)備的基本解決設(shè)計(jì)方案已經(jīng)能夠與其他機(jī)械生產(chǎn)工藝基本狀況相適應(yīng)，亟待一些專(zhuān)業(yè)的工程機(jī)械裝備設(shè)計(jì)師們對(duì)其進(jìn)行重新再造。其次，電子機(jī)械自動(dòng)化控制模塊，使用戶能夠?qū)崟r(shí)地分析和評(píng)估產(chǎn)品的質(zhì)量，將一些采樣者所收集得到的數(shù)據(jù)送入監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)中，并按照數(shù)據(jù)信息的集成特點(diǎn)對(duì)機(jī)械在工藝和操作上的運(yùn)行速率進(jìn)行全面檢驗(yàn)，同時(shí)還可以模擬和計(jì)算出各個(gè)工藝的操作流程，并準(zhǔn)確地判斷其運(yùn)行的狀態(tài)。最后，智能化的機(jī)械制造體系在設(shè)計(jì)和選取所需要的材料時(shí)，我們應(yīng)該優(yōu)先考慮材料的重復(fù)利用率，并且在合理的環(huán)境下對(duì)各種產(chǎn)品的生產(chǎn)周期數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的計(jì)算，確保資源劃分的科學(xué)性。

3.5 引進(jìn)智能化技術(shù)手段

在我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)中，智能化技術(shù)的廣泛應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)中：首先，機(jī)械設(shè)計(jì)師們應(yīng)該從整體角度去綜合地考慮和突破各種機(jī)械產(chǎn)品的整體綜合功能，并將這些智能化的技術(shù)深深地滲透到機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)的各項(xiàng)步驟當(dāng)中。舉例來(lái)說(shuō)，智能化的系統(tǒng)是按照每位工作人員所輸入的指令對(duì)軟件進(jìn)行分析和操作，并且正確地選擇最恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案。以“系統(tǒng)的啟動(dòng)程序”為設(shè)計(jì)核心，設(shè)計(jì)師們應(yīng)該按照智能化平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)要求來(lái)對(duì)每一款產(chǎn)品的性能都進(jìn)行科學(xué)地測(cè)定，并對(duì)這些數(shù)據(jù)的可執(zhí)行性和效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)。一旦系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)生任何錯(cuò)誤，應(yīng)根據(jù)原材料的使用情況和需求來(lái)決定是否改變制造方式，以達(dá)到對(duì)智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了不斷提高我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)的水平，相關(guān)設(shè)計(jì)部門(mén)需要重視智能化技術(shù)的應(yīng)用和分析，并借助智能化技術(shù)手段，來(lái)提高機(jī)械制造設(shè)計(jì)的工作質(zhì)量與工作效率。