機(jī)械設(shè)計(jì)制造的數(shù)字化與智能化發(fā)展研究

機(jī)械設(shè)計(jì)制造的數(shù)字化與智能化發(fā)展研究摘要：近年來，我國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程有了很大進(jìn)展，在工業(yè)工程中，機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用十分廣泛。但就目前來說，機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)數(shù)字化及智能化發(fā)展水平仍有待提高，技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的研究，明確其發(fā)展?fàn)顩r，將智能化技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合，推動(dòng)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)向數(shù)字化及智能化轉(zhuǎn)型，提高我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)發(fā)展水平，強(qiáng)化綜合國(guó)力?；诖耍疚氖紫确治隽藱C(jī)械設(shè)計(jì)制造與智能化技術(shù)內(nèi)涵，其次探討了機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)，最后就在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用數(shù)字化和智能化的注意要點(diǎn)進(jìn)行研究，以供參考。關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造;數(shù)字化;智能化;前景展望引言數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，已經(jīng)成為社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展不可或缺的技術(shù)支柱。有關(guān)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的應(yīng)用較為常見，探討該方面的相關(guān)問題具有積極的現(xiàn)實(shí)意義，能夠?yàn)槲覈?guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)提供一定的借鑒。1機(jī)械設(shè)計(jì)制造與智能化技術(shù)內(nèi)涵機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)，借助現(xiàn)代化設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)和制造水平，比如可以對(duì)材料大小、尺寸進(jìn)行智能化檢測(cè)，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(dòng)我國(guó)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(jì)制造行業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)2.1完善設(shè)計(jì)工作系統(tǒng)化模式進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)制造成果不斷增多，將會(huì)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(shì)特征。在今后的機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，不僅涵蓋信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、自動(dòng)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(jì)、制造、認(rèn)證等各個(gè)環(huán)節(jié)獲取信息。2.2產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)伴隨著整體經(jīng)濟(jì)環(huán)境變化，機(jī)械制造行業(yè)所面臨的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也在不斷惡化，因此機(jī)械制造企業(yè)迫切需要提高自身的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，這就涉及在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。協(xié)同設(shè)計(jì)的主要優(yōu)勢(shì)是基于海量數(shù)據(jù)庫(kù)資源篩選出最為合適的數(shù)據(jù)用于生產(chǎn)設(shè)計(jì)。例如，企業(yè)可以使用數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于零部件的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行定期更新，除了保證生產(chǎn)設(shè)計(jì)所使用數(shù)據(jù)的時(shí)效性之外，也可以大幅度提高各種零部件的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)。另外企業(yè)也可以協(xié)調(diào)零部件供應(yīng)商，從中獲得關(guān)于零部件的各種數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存在企業(yè)的自身服務(wù)器中，方便設(shè)計(jì)工作時(shí)使用，大幅度節(jié)省零部件數(shù)據(jù)更新所消耗的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)效率提升的同時(shí)，也節(jié)約了成本。2.3云制造技術(shù)的利用通過軟件技術(shù)改革機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)制造資源；支撐層對(duì)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(tái)了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)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。2.4機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)產(chǎn)品內(nèi)部功能和外部條件也發(fā)生了變化，并且對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)工作提出了更高要求。由于機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作環(huán)節(jié)多、步驟復(fù)雜，需要設(shè)計(jì)人員同步開展工作才能保證設(shè)計(jì)效果，而這一過程中會(huì)存在方案設(shè)計(jì)的摩擦和碰撞，需要利用智能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加以解決，比如可以將個(gè)人的數(shù)據(jù)信息在網(wǎng)絡(luò)中分享，避免由于設(shè)計(jì)工作出現(xiàn)突發(fā)情況影響團(tuán)隊(duì)的交流。相較于傳統(tǒng)面對(duì)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(jì)工作質(zhì)量。2.5人機(jī)互動(dòng)機(jī)械制造智能化技術(shù)的發(fā)展核心是實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，隨著機(jī)械制造智能化的不斷發(fā)展，設(shè)備的操作也逐漸實(shí)現(xiàn)人性化。通過充分的應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)為人機(jī)互動(dòng)提供了良好的媒介，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作以及為設(shè)備操作人員提供完備的數(shù)據(jù)，不斷地推動(dòng)人機(jī)交流快捷化發(fā)展。與此同時(shí)，可以運(yùn)用一些設(shè)計(jì)軟件來代替之前人工繪圖的形式，這樣不僅僅能夠提高設(shè)備設(shè)計(jì)的效率，也能夠在很大程度上提高設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度。2.6分解設(shè)計(jì)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(gè)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(shí)，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(shí)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(shí)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。2.7虛擬原型技術(shù)該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)融合，包括CAD、CAE和CAM等，因此，其適用范圍十分廣泛。通常虛擬原型技術(shù)需要遵循從上到下的開發(fā)模式進(jìn)行運(yùn)作，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)制造的過程中，關(guān)于虛擬原型技術(shù)的應(yīng)用較多，可以在多個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用，甚至能夠改變產(chǎn)品的生命周期，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程的融合。2.8現(xiàn)代數(shù)字設(shè)計(jì)主要發(fā)展方向國(guó)內(nèi)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)逐漸向虛擬化、智能化、簡(jiǎn)便化方向發(fā)展，這使得其相關(guān)的各種設(shè)計(jì)技術(shù)處于持續(xù)完善狀態(tài)。受到機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)上述發(fā)展趨勢(shì)的影響，國(guó)內(nèi)的現(xiàn)代數(shù)字設(shè)計(jì)技術(shù)也呈現(xiàn)出以下的發(fā)展規(guī)律。首先，在智能化水平方面的提升，例如其相關(guān)的曲面建模、實(shí)體建模或者是大型組件設(shè)計(jì)等各項(xiàng)記錄都在快速發(fā)展中；其次，呈現(xiàn)出封裝接口集成應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)；最后，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)和虛擬制造技術(shù)之間，將呈現(xiàn)出深度融合的發(fā)展趨勢(shì)。3數(shù)字化與智能化在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用的注意事項(xiàng)（1）高度重視系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)人員進(jìn)行方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要在整體上考慮，做好細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，通過完善設(shè)計(jì)體系，并加以討論可以在整體上對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化與改進(jìn)。（2）重視人才的引進(jìn)和培養(yǎng)。信息時(shí)代的到來讓機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)提供有力保障。結(jié)語綜上所述，在生產(chǎn)與制造過程中合理應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化技術(shù)可以進(jìn)一步提升生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率，并且有利于創(chuàng)新多項(xiàng)生產(chǎn)工藝或制造工藝使其更加經(jīng)濟(jì)化發(fā)展。以汽車制造行業(yè)為例，利用機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)汽車零部件或重點(diǎn)部位的智能化生產(chǎn)與自動(dòng)化制造。具體而言，在新階段汽車零部件與整車的制造過程中，應(yīng)用自動(dòng)化工藝可以有效應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)車間從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化管理，有利于生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效益的雙提高。除此之外，在汽車制造過程中，應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)定制化生產(chǎn)的目標(biāo)，通過對(duì)生產(chǎn)與加工的過程實(shí)時(shí)跟蹤與管理實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新研發(fā)。參