智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)研究

王麗霞，唐義玲

（炎黃職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 淮安 223400）

對(duì)于我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展，國(guó)家一直比較重視，也投入了許多的人力物力給予足夠的支持。在經(jīng)歷了改革開(kāi)放后，我國(guó)機(jī)械工程的發(fā)展迎來(lái)了一波新的高潮，尤其是智能制造技術(shù)在各行各業(yè)都得到了應(yīng)用與普及。而智能制造技術(shù)的有效應(yīng)用對(duì)機(jī)械制造領(lǐng)域來(lái)說(shuō)無(wú)異于一次重要革命，除此之外，機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝與自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，還能夠在最大程度上將機(jī)械損耗率降至最低，以此來(lái)保證機(jī)械設(shè)備的利用率水平得到有效的提升。

1 智能制造時(shí)代的意義

智能制造時(shí)代，是結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將5G通信技術(shù)、工業(yè)4.0技術(shù)、人工AI技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)、大數(shù)據(jù)等一系列技術(shù)進(jìn)行融合和創(chuàng)新。一方面，能夠?qū)鹘y(tǒng)制造領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和產(chǎn)業(yè)進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)，能夠最大程度降低人工的參與和影響，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量的提升；另一方面，結(jié)合多種創(chuàng)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造等技術(shù)目標(biāo)，能夠借助人工AI，對(duì)機(jī)械產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行系統(tǒng)化的分析、設(shè)計(jì)、制造、加工等一系列流程，提升產(chǎn)業(yè)的技術(shù)特性和發(fā)展?jié)摿?，能夠利用智能AI系統(tǒng)替代傳統(tǒng)人工模式，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造領(lǐng)域發(fā)展的革新和蛻變。以機(jī)械人為例，現(xiàn)代機(jī)械人產(chǎn)業(yè)能夠產(chǎn)生對(duì)創(chuàng)新自主意識(shí)的思維和想法，能夠滿足社會(huì)多種領(lǐng)域的服務(wù)需求，能夠最大程度提升產(chǎn)品的智能化水平，能夠借助時(shí)代的發(fā)展進(jìn)行革新和升級(jí)。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化技術(shù)

2.1 智能制造時(shí)代為機(jī)械制造領(lǐng)域帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)和作用

智能制造時(shí)代的到來(lái)，為傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域帶來(lái)新的改變和創(chuàng)新。一方面，基于多種創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用和研發(fā)，極大地提升了機(jī)械制造設(shè)計(jì)的效率，特別是近年來(lái)人工成本的增加，亟待智能化技術(shù)的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)人工成本的降低；另一方面，智能制造時(shí)代，能夠結(jié)合軟件技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造設(shè)計(jì)的統(tǒng)一化和流程化，對(duì)應(yīng)的制造風(fēng)險(xiǎn)始終是行業(yè)的潛在問(wèn)題，而智能制造時(shí)代的到來(lái)，為機(jī)械制造設(shè)計(jì)帶來(lái)全新的改變和突破。借助機(jī)械手臂、電子數(shù)控設(shè)備、智能操控系統(tǒng)等相關(guān)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造設(shè)計(jì)的無(wú)人化、自動(dòng)化、終端化，能夠快速完成對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)和加工，提升機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。不僅如此，作為智能制造時(shí)代的核心標(biāo)志，能夠從現(xiàn)有的機(jī)械加工模式中進(jìn)行改造，提升產(chǎn)品的加工品質(zhì)和加工速度，以產(chǎn)品損耗率為例，借助智能制造技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的快速生產(chǎn)和加工，精準(zhǔn)控制產(chǎn)品的生產(chǎn)模塊，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的有效使用，降低產(chǎn)品制造過(guò)程中的損耗和浪費(fèi)。另外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能制造時(shí)代為現(xiàn)代機(jī)械制造設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)提供了多種發(fā)展方向，包括自動(dòng)化設(shè)計(jì)、自動(dòng)化加工、自動(dòng)化生產(chǎn)等多重領(lǐng)域的改變，將傳統(tǒng)機(jī)械制造企業(yè)進(jìn)行改革和升級(jí)，能夠適應(yīng)市場(chǎng)的多種需求和標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的發(fā)展目標(biāo)與發(fā)展價(jià)值。例如，以某汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)，借助智能化設(shè)備的升級(jí)和改革，能夠是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣化的發(fā)展和變革，能夠滿足多種產(chǎn)業(yè)零部件的發(fā)展需求，將傳統(tǒng)汽車零部件產(chǎn)業(yè)進(jìn)行多樣化和豐富化，既能夠降低企業(yè)的生產(chǎn)壓力，同時(shí)還能夠?yàn)槠髽I(yè)提供多種的發(fā)展空間，具有多重領(lǐng)域的共贏意義。

2.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)

創(chuàng)新是時(shí)代發(fā)展的基石?；谥悄苤圃鞎r(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域中，顯現(xiàn)出多種具有行業(yè)革命意義的創(chuàng)新技術(shù)。其中，新技術(shù)的應(yīng)用，有效替代傳統(tǒng)技術(shù)的不足和問(wèn)題，同時(shí)大量創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)制制造產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)利潤(rùn)的增加，以及市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升。例如，Convoy與AWS合作，結(jié)合機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，并且研發(fā)出一套能夠?qū)崿F(xiàn)卡車運(yùn)輸過(guò)程中穩(wěn)定性和安全性同步提高的生產(chǎn)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品重量的精準(zhǔn)控制，提升產(chǎn)品的核心價(jià)值。由此可見(jiàn)，基于智能制造時(shí)代的發(fā)展，以智能AI模式，能夠助力傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新，借助大量新技術(shù)的應(yīng)用，改變傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的不足和問(wèn)題，能夠從創(chuàng)新的發(fā)展視野中，助力企業(yè)核心動(dòng)能的提升。不僅如此，創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展，隨著其他技術(shù)的應(yīng)用而進(jìn)一步升級(jí)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展模塊，提升機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)加工效率，降低新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)周期，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的發(fā)展速度和發(fā)展成效。

3 我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)取得了良好的成績(jī)。隨著全球化進(jìn)程的不斷加快，世界上各先進(jìn)國(guó)家也在不斷地加強(qiáng)對(duì)科研技術(shù)的研發(fā)，以此來(lái)提升自身的綜合國(guó)力。所以這也就使得科學(xué)技術(shù)成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，而智能制造系統(tǒng)則是當(dāng)前研究的重點(diǎn)，同樣也是國(guó)家改革內(nèi)容明確的目標(biāo)，以智能制造系統(tǒng)為基礎(chǔ)，全面提升機(jī)械制造行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，最終完成智能化生產(chǎn)，確保行業(yè)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定提升。但我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)的相關(guān)技術(shù)水平有待提高與改善，因此，導(dǎo)致我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的總產(chǎn)能達(dá)不到預(yù)期中的效果。基于這種明顯的差距，我國(guó)開(kāi)始致力于對(duì)機(jī)械制造的研究開(kāi)發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新，并且也取得了一定的成果?，F(xiàn)階段，我國(guó)在智能化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)方面也取得了顯著的效果。

4 智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

4.1 提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率

傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中，最主要的生產(chǎn)方式則是通過(guò)大量的勞動(dòng)力進(jìn)行操作，此方法無(wú)形中增加了生產(chǎn)企業(yè)的用人成本，但是生產(chǎn)效率卻沒(méi)有達(dá)到企業(yè)的預(yù)期的效果。現(xiàn)階段，在智能制造時(shí)代的背景影響下，智能制造逐漸在機(jī)械制造行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，自動(dòng)化制造模式的有效應(yīng)用不僅減少了企業(yè)的用人成本，還有效提高了生產(chǎn)效率。機(jī)械設(shè)備的智能化操作是機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的主要特征，其主要工作原理是在系統(tǒng)程序中進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，以此將操作模式與方法進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)變，最終將機(jī)械操作的工作效率進(jìn)行有效的提升。除此之外，一旦當(dāng)機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)任何的故障問(wèn)題，機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)收线M(jìn)行及時(shí)有效的排查，從而便于相關(guān)工作人員進(jìn)行檢修工作。

4.2 強(qiáng)化機(jī)械制造過(guò)程中的安全性

過(guò)去生產(chǎn)企業(yè)在使用人工進(jìn)行作業(yè)時(shí)，由于工作人員的疏忽或失誤，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致各種安全事故的發(fā)生，從而給各方造成巨大的傷害。但是現(xiàn)階段，智能機(jī)械制造的應(yīng)用可以大大降低生產(chǎn)過(guò)程在的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，可以最大程度地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，從而防止安全事故造成的經(jīng)濟(jì)及人員損失。與此同時(shí)，這種新型機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)模式可以編寫固定的工作程序，從而使得機(jī)械程序工作能夠有據(jù)可依，進(jìn)而可以大大減少生產(chǎn)過(guò)程中潛在的安全隱患。

4.3 加快社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度

現(xiàn)階段，由于各個(gè)行業(yè)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，將自動(dòng)化模式有效地引入自身企業(yè)生產(chǎn)中，從而將企業(yè)中大部分的勞動(dòng)力釋放出來(lái)。當(dāng)前，在制造生產(chǎn)線上，智能機(jī)器人工作取代了大量的一線勞動(dòng)力，自動(dòng)控制系統(tǒng)也漸漸取代了人工生產(chǎn)。長(zhǎng)此以往，制造生產(chǎn)線上將大量的勞動(dòng)力在枯燥乏味的生產(chǎn)工作中解放出來(lái)，此技術(shù)不僅可以減少生產(chǎn)過(guò)程中的工作失誤，還能有效提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，從而大大提高產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)力。與此同時(shí)，在情況較為復(fù)雜的地方，人工操作將會(huì)面臨嚴(yán)重的安全隱患，因此將機(jī)械化自動(dòng)填補(bǔ)到高風(fēng)險(xiǎn)崗位或短缺的崗位中代替人工完成危險(xiǎn)的工作，從而有效規(guī)避工作中的危險(xiǎn)系數(shù)。

5 智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化進(jìn)行創(chuàng)新

5.1 加強(qiáng)政策導(dǎo)向，鼓勵(lì)機(jī)械智能制造企業(yè)發(fā)展

為了確保我國(guó)機(jī)械工程行業(yè)向著智能化生產(chǎn)發(fā)展，政府部門應(yīng)不斷提升人力、物力投入，加大對(duì)智能化生產(chǎn)的激勵(lì)和支持。并為中國(guó)智能機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展指明方向，以此有效推動(dòng)我國(guó)智能生產(chǎn)領(lǐng)域保持穩(wěn)定可持續(xù)的發(fā)展。此外，由于傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)，加工方法和理念難以在短時(shí)間內(nèi)得到改進(jìn)，這也嚴(yán)重阻礙了機(jī)械制造業(yè)智能化生產(chǎn)的發(fā)展進(jìn)程。因此，必須通過(guò)長(zhǎng)期微妙的變化，以此對(duì)機(jī)械制造業(yè)制造觀念和習(xí)慣進(jìn)行優(yōu)化完善。

5.2 加強(qiáng)人才培養(yǎng)

人才的培養(yǎng)是企業(yè)的核心，為了能夠在智能制造時(shí)代實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的優(yōu)化創(chuàng)新，在教育方面，相關(guān)教學(xué)部門要做好基礎(chǔ)教育工作，加強(qiáng)人才自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此外，還要根據(jù)時(shí)代發(fā)展特點(diǎn)，科學(xué)合理地更新和調(diào)整教育體制，避免人才培養(yǎng)工作不能有效適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，要科學(xué)完善人才培養(yǎng)規(guī)劃，不斷加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化技術(shù)人才培養(yǎng)，確保人才能夠完成實(shí)踐與創(chuàng)新的有效發(fā)展，確保人才隊(duì)伍水平不斷提升。此外，企業(yè)應(yīng)科學(xué)、完善地更新人才引進(jìn)戰(zhàn)略，使企業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)更加成熟、高效。最終促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型。

5.3 提高大企業(yè)技術(shù)研發(fā)能力

目前，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)取得了重要的進(jìn)步，但在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，由于發(fā)展時(shí)間較短，相關(guān)企業(yè)有必要不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)和制造自動(dòng)化的技術(shù)水平。在此基礎(chǔ)上，開(kāi)展機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化的研究與創(chuàng)新，以滿足不同的生產(chǎn)需求。此外，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化技術(shù)的提高也需要結(jié)合我國(guó)現(xiàn)階段的實(shí)際情況，不斷提高我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化水平，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)更加智能化、現(xiàn)代化。最后，依靠其促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

5.4 促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致環(huán)境污染問(wèn)題日益突出。為了有效控制環(huán)境問(wèn)題，保持社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，國(guó)家將“節(jié)能環(huán)?！弊鳛樯鐣?huì)發(fā)展的重要指導(dǎo)思想。在此背景下，綠色產(chǎn)品成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。綠色產(chǎn)品的本質(zhì)是倡導(dǎo)綠色環(huán)保理念。其發(fā)展將始終減少生態(tài)環(huán)境污染，有效提高資源利用率。同時(shí),機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展也要沿著綠色道路發(fā)展,以環(huán)保為基本發(fā)展宗旨,更加科學(xué)合理地保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源,回收生產(chǎn)過(guò)程中的廢棄資源，從而有效實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要目標(biāo)，全面提高機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

6 智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的發(fā)展，隨著多種創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，逐步朝向全產(chǎn)業(yè)鏈、全生態(tài)鏈、綜合一體化等理念，能夠滿足市場(chǎng)多元化需求的同時(shí)，還能夠在生產(chǎn)過(guò)程中，及時(shí)調(diào)整機(jī)械制造設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)問(wèn)題或者研發(fā)目標(biāo)的有效管控，確保機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的有序建設(shè)。不僅如此，借助多種自動(dòng)化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的24小時(shí)全年無(wú)休的生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速加工和制造，并且能夠借助智能AI對(duì)設(shè)備、產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全周期的科學(xué)管理，進(jìn)一步將人工模式進(jìn)行替代，甚至?xí)霈F(xiàn)無(wú)人工廠的生產(chǎn)作業(yè)模式，完全由計(jì)算機(jī)進(jìn)行操控和管理，以多種機(jī)器人的形式進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，確保機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化生產(chǎn)和加工，確保各個(gè)零部件的運(yùn)行情況，同時(shí)保障各項(xiàng)工作的實(shí)施和安排。并且，隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，未來(lái)機(jī)械制造領(lǐng)域必然朝向尖端化、高效化、多元化的發(fā)展路徑，能夠?qū)a(chǎn)業(yè)生產(chǎn)與市場(chǎng)定制進(jìn)行融合，以市場(chǎng)需求反向影響產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。

7 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)工業(yè)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，為了滿足社會(huì)日益增長(zhǎng)的需求。機(jī)械制造領(lǐng)域也在尋求不斷的創(chuàng)新與突破。在這其中扮演重要角色的現(xiàn)代化智能技術(shù)也在逐步凸顯，作為整個(gè)機(jī)械制造領(lǐng)域的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，社會(huì)對(duì)于智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造重視程度也在與日俱增。自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的有效發(fā)展是極為重要的動(dòng)力來(lái)源，通過(guò)對(duì)自動(dòng)化化技術(shù)的合理運(yùn)用，能夠幫助機(jī)械工程將人力資源與資金的投入大大縮減，并且對(duì)于智能自動(dòng)化的應(yīng)用，也能在生產(chǎn)過(guò)程中及時(shí)有效地對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行故障的診斷，確保其穩(wěn)定運(yùn)行，為此對(duì)于機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，能夠在保證高效率和高質(zhì)量的前提下，極大地推動(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。