機(jī)械設(shè)計制造的數(shù)字化與智能化發(fā)展研究

歐振議

（郴州七三二零化工有限公司，湖南 郴州 423015）

在機(jī)械制造環(huán)節(jié)，機(jī)械設(shè)計直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量。在智能化和數(shù)字化技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，設(shè)計人員也需要更新自身思想，對先進(jìn)技術(shù)加以利用，以此為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，以下對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析。

1 機(jī)械設(shè)計制造與智能化技術(shù)內(nèi)涵

機(jī)械設(shè)計制造就是通過專業(yè)機(jī)械設(shè)備和機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)智能化，積極融入計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)，借助現(xiàn)代化設(shè)計理念和生產(chǎn)技術(shù)解決現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的問題。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計與制造完全由工人完成，存在工作效率低、誤差大等問題，隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等多種智能化技術(shù)的融合，能夠全面提升機(jī)械設(shè)計和制造水平，比如可以對材料大小、尺寸進(jìn)行智能化檢測，還能夠保障操作安全性，有效減少材料損耗和環(huán)境污染，最終推動我國機(jī)械制造業(yè)的智能化和綠色化發(fā)展。

2 機(jī)械設(shè)計制造中數(shù)字化和智能化優(yōu)勢

2.1 提升工作效率

傳統(tǒng)的機(jī)械制造行業(yè)中人工需求量大、資金投入較多，對大批量的生產(chǎn)任務(wù)難以快速、準(zhǔn)確地完成。隨著智能化和自動化技術(shù)的發(fā)展，可以讓機(jī)械生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量性能得到顯著提升，有效減少人力投入。具體如下：（1）可以實(shí)時監(jiān)測機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，出現(xiàn)分體后能夠及時反饋給技術(shù)人員，并加以調(diào)整；（2）利用智能化技術(shù)能夠降低出錯率，減少機(jī)械設(shè)備故障。

2.2 提升生產(chǎn)安全性

對于機(jī)械制造設(shè)計需要做好保安全生產(chǎn)管理，傳統(tǒng)的機(jī)械制造環(huán)節(jié)由于人為操作失誤和安全意識不足容易出現(xiàn)安全事故，而數(shù)字化和智能化時代的到來，讓機(jī)械設(shè)計制造安全性得到顯著提升，可以實(shí)時分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)生故障后可及時啟動應(yīng)急預(yù)案，最大程度保障生產(chǎn)安全。

3 數(shù)字化與智能化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造中的應(yīng)用

3.1 機(jī)械設(shè)計制造系統(tǒng)化

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計制造環(huán)節(jié)需要工作人員拆分設(shè)計方案，進(jìn)行獨(dú)立研究，導(dǎo)致設(shè)計方案缺乏統(tǒng)一性和權(quán)威性，并且設(shè)計效率無法得到保證。新時期通過機(jī)械設(shè)計制造系統(tǒng)化能夠完善設(shè)計體系，明確具體設(shè)計內(nèi)容，在整體上提升機(jī)械設(shè)計方案質(zhì)量。

3.2 利用先進(jìn)技術(shù)提升工作效率

在機(jī)械設(shè)計制造環(huán)節(jié)，智能CAD包括多個功能和模塊，可以高質(zhì)量完成產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)。通過智能CAD技術(shù)的利用可以合理配置系統(tǒng)框架，借助參數(shù)設(shè)計引入裝配模型，滿足機(jī)械設(shè)計過程中提升產(chǎn)品結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性需要。

4 機(jī)械設(shè)計制造行業(yè)發(fā)展形勢

4.1 數(shù)字智能化不斷發(fā)展壯大

智能化網(wǎng)絡(luò)時代的到來極大地推動了社會發(fā)展，目前智能化計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)深刻影響著各行各業(yè)發(fā)展，而數(shù)字化技術(shù)也在機(jī)械設(shè)計環(huán)節(jié)凸顯其價值，設(shè)計人員可借助計算機(jī)模擬需要設(shè)計的建筑，然后得到模型，能夠解決實(shí)際操作中遇到的多種難題，大大提升工作效率。

4.2 機(jī)械設(shè)計工作并行化

在當(dāng)前工業(yè)化水平不斷發(fā)展的背景下，機(jī)械設(shè)計產(chǎn)品內(nèi)部功能和外部條件也發(fā)生了變化，并且對機(jī)械設(shè)計工作提出了更高要求。由于機(jī)械設(shè)計制造工作環(huán)節(jié)多、步驟復(fù)雜，需要設(shè)計人員同步開展工作才能保證設(shè)計效果，而這一過程中會存在方案設(shè)計的摩擦和碰撞，需要利用智能計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加以解決，比如可以將個人的數(shù)據(jù)信息在網(wǎng)絡(luò)中分享，避免由于設(shè)計工作出現(xiàn)突發(fā)情況影響團(tuán)隊的交流。相較于傳統(tǒng)面對面的交流形式，可以利用信息交換、視頻交換等形式保證設(shè)計工作質(zhì)量。

4.3 機(jī)械自動化發(fā)展的智能化體系完善

當(dāng)前機(jī)械設(shè)計制造過程中，自動化技術(shù)得到了普及，減輕了設(shè)計人員工作量，有利于提升機(jī)械設(shè)計制造人員的工作熱情。隨著自動化技術(shù)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，也對機(jī)械自動化水平提出了更高要求，需要工作人員積極利用智能化技術(shù)完善系統(tǒng)，提升產(chǎn)品設(shè)計和制造水平，推動我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

5 機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)與數(shù)字化、智能化結(jié)合發(fā)展前景

5.1 完善設(shè)計工作系統(tǒng)化模式

進(jìn)行機(jī)械設(shè)計工作前期要求建立完善的工作內(nèi)容系統(tǒng)，之后結(jié)合系統(tǒng)步驟從主干到分支進(jìn)行逐一討論，以此確保各部分具有合理性，可以在整體上完善工作系統(tǒng)。隨著機(jī)械設(shè)計制造成果不斷增多，將會形成更為龐大的技術(shù)體系，有利于集合諸多技術(shù)的優(yōu)勢特征。在今后的機(jī)械設(shè)計制造領(lǐng)域，不僅涵蓋信息技術(shù)、計算機(jī)科學(xué)、自動化控制技術(shù)，還將涵蓋其他生產(chǎn)領(lǐng)域技術(shù)，幫助企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計、制造、認(rèn)證等各個環(huán)節(jié)獲取信息。

5.2 實(shí)現(xiàn)設(shè)計人員精簡化

在機(jī)械設(shè)計和制造環(huán)節(jié)，通過智能化、數(shù)字化技術(shù)的利用有效提升了工作效率，不過依舊需要人工的操作，并且設(shè)計人員的參與能夠有效提升生產(chǎn)創(chuàng)新水平，有利于推動智能化設(shè)備的更新，這一過程中需要對智能化機(jī)械設(shè)計人員合理布局，比如在實(shí)際生產(chǎn)過程中的可重復(fù)性操作讓智能設(shè)備完成，特別是機(jī)械設(shè)計核心內(nèi)容可以對人員合理配置，完成設(shè)計與研究，全面提升智能化機(jī)械設(shè)備的智能水平。

5.3 提升產(chǎn)品商品化性能

為了全面提升機(jī)械設(shè)計人員方案的可行性，必須在產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)分析商品性能，也就是企業(yè)在設(shè)計工作開展前期對該類產(chǎn)品的市場需求進(jìn)行調(diào)查，明確市場定位，之后由設(shè)計人員完善設(shè)計方案，由此提升客戶滿意度，為企業(yè)帶來更大經(jīng)濟(jì)效益。

5.4 推動工業(yè)設(shè)計制造的綠色化發(fā)展

當(dāng)前我國的工業(yè)行業(yè)發(fā)展過程中不僅高度重視產(chǎn)品性能，同時也在全面推動行業(yè)的綠色化發(fā)展，由此減少水污染、大氣污染，通過環(huán)保節(jié)能理念的融入能夠減少材料浪費(fèi)和能耗，也就是產(chǎn)品設(shè)計使用的整個環(huán)節(jié)選擇低污染材料，并積極推動材料的循環(huán)利用，比如應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)自動化控制液體定量控制儀表，進(jìn)而把控液體添加量，再如廢棄物排放前期通過設(shè)置過濾系統(tǒng)以及智能化監(jiān)測有效避免環(huán)境污染問題。

5.5 分解設(shè)計復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品

機(jī)械產(chǎn)品多數(shù)由大量零部件組成，功能結(jié)構(gòu)具有模塊性、可分解性等特點(diǎn)，可將整個生產(chǎn)過程視為系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的單元模塊，以此重組復(fù)雜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，在滿足同一層次上部件功能相同需求的同時，部件和零件的數(shù)據(jù)也更為多樣化，能夠?qū)C(jī)械產(chǎn)品和零部件進(jìn)行屬性知識描述，比如在數(shù)控車床生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及較多功能參數(shù)，涵蓋換刀時間、定位精度、結(jié)構(gòu)屬性，并且控制系統(tǒng)涵蓋了智能化生產(chǎn)過程的模塊化功能描述操作流程，能夠?qū)ιa(chǎn)流程進(jìn)行管控。

5.6 云制造技術(shù)的利用

通過軟件技術(shù)改革機(jī)械設(shè)計制造內(nèi)部環(huán)節(jié)促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)和電子信息的融合，也就是通過更加低成本的制造方式生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，能夠?yàn)椴煌脩籼峁┡涮追?wù)。在云制造體系結(jié)構(gòu)下，涵蓋資源層、支撐層和服務(wù)層，其中資源層整合現(xiàn)有機(jī)械設(shè)計制造資源；支撐層對資源云化處理，結(jié)合用戶需求提供解決方案；服務(wù)層面向生產(chǎn)者與服務(wù)者，使用者能夠通過平臺了解產(chǎn)品設(shè)計需求。整體看來，通過云制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了資源優(yōu)化配置，完善共享機(jī)制，打造了開放的服務(wù)模式。

6 數(shù)字化與智能化在機(jī)械設(shè)計制造中應(yīng)用的注意事項

6.1 高度重視系統(tǒng)化設(shè)計

機(jī)械設(shè)計人員進(jìn)行方案設(shè)計環(huán)節(jié)需要在整體上考慮，做好細(xì)節(jié)設(shè)計，通過完善設(shè)計體系，并加以討論可以在整體上對系統(tǒng)優(yōu)化與改進(jìn)。

6.2 重視人才的引進(jìn)和培養(yǎng)

信息時代的到來讓機(jī)械設(shè)計制造行業(yè)飛速發(fā)展，特別是大數(shù)據(jù)和智能化技術(shù)的成熟顯著提升了生產(chǎn)效率，不過行業(yè)的發(fā)展依然離不開人工操作，所以在機(jī)械制造企業(yè)今后發(fā)展過程中需要大量專業(yè)性人才，高度重視設(shè)計人員引進(jìn)工作，之后通過培訓(xùn)措施，保證數(shù)字化技術(shù)模型構(gòu)建質(zhì)量，為后續(xù)的機(jī)械制造設(shè)計提供有力保障。

7 結(jié)語

綜上所述，在我國工業(yè)制造領(lǐng)域，機(jī)械設(shè)計與制造是重要環(huán)節(jié)，而智能化和數(shù)字化技術(shù)的進(jìn)步需要極大地推動了我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在先進(jìn)技術(shù)的支持下，今后需要企業(yè)完善設(shè)計工作，系統(tǒng)化模式，推動工業(yè)設(shè)計制造的綠色化發(fā)展，積極利用云制造技術(shù)，以此提升企業(yè)市場競爭力，進(jìn)一步推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。