機械設計制造的數(shù)字化與智能化發(fā)展研究

機械設計制造的數(shù)字化與智能化發(fā)展研究摘要：近年來，我國的工業(yè)化進程有了很大進展，在工業(yè)工程中，機械設備的應用十分廣泛。但就目前來說，機械設計制造業(yè)數(shù)字化及智能化發(fā)展水平仍有待提高，技術(shù)人員應加強對機械設計制造業(yè)的研究，明確其發(fā)展狀況，將智能化技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合，推動我國機械設計制造業(yè)向數(shù)字化及智能化轉(zhuǎn)型，提高我國機械設計制造業(yè)發(fā)展水平，強化綜合國力?；诖?，本文首先分析了機械設計制造與智能化技術(shù)內(nèi)涵，其次探討了機械設計制造行業(yè)未來的發(fā)展趨勢，最后就在機械設計制造中應用數(shù)字化和智能化的注意要點進行研究，以供參考。關(guān)鍵詞：機械設計制造;數(shù)字化;智能化;前景展望引言數(shù)字技術(shù)和計算機網(wǎng)絡的快速發(fā)展，已經(jīng)成為社會生產(chǎn)發(fā)展不可或缺的技術(shù)支柱。有關(guān)數(shù)字化設計技術(shù)在機械設計制造領(lǐng)域的應用較為常見，探討該方面的相關(guān)問題具有積極的現(xiàn)實意義，能夠為我國機械設計制造行業(yè)提供一定的借鑒。1機械設計制造與智能化技術(shù)內(nèi)涵機械設計制造就是通過專業(yè)機械設備和機電設備實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)智能化，積極融入計算機技術(shù)、信息技術(shù)，借助現(xiàn)代化設計理念和生產(chǎn)技術(shù)解決現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的問題。傳統(tǒng)的機械設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，能夠全面提升機械設計和制造水平，比如可以對材料大小、尺寸進行智能化檢測，還能夠保障操作安全性，有效減少材料損耗和環(huán)境污染，最終推動我國機械制造業(yè)的智能化和綠色化發(fā)展。2機械設計制造行業(yè)未來的發(fā)展趨勢2.1完善設計工作系統(tǒng)化模式進行機械設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)。隨著機械設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。在今后的機械設計制造領(lǐng)域，不僅涵蓋信息技術(shù)、計算機科學、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)品設計、制造、認證等各個環(huán)節(jié)獲取信息。2.2產(chǎn)品協(xié)同設計伴隨著整體經(jīng)濟環(huán)境變化，機械制造行業(yè)所面臨的市場競爭也在不斷惡化，因此機械制造企業(yè)迫切需要提高自身的競爭實力，這就涉及在產(chǎn)品設計領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。協(xié)同設計的主要優(yōu)勢是基于海量數(shù)據(jù)庫資源篩選出最為合適的數(shù)據(jù)用于生產(chǎn)設計。例如，企業(yè)可以使用數(shù)據(jù)庫中關(guān)于零部件的各種數(shù)據(jù)進行定期更新，除了保證生產(chǎn)設計所使用數(shù)據(jù)的時效性之外，也可以大幅度提高各種零部件的設計水準。另外企業(yè)也可以協(xié)調(diào)零部件供應商，從中獲得關(guān)于零部件的各種數(shù)據(jù)，儲存在企業(yè)的自身服務器中，方便設計工作時使用，大幅度節(jié)省零部件數(shù)據(jù)更新所消耗的時間，實現(xiàn)設計效率提升的同時，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)改革機械設計制造內(nèi)部環(huán)節(jié)促進傳統(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，能夠為不同用戶提供配套服務。在云制造體系結(jié)構(gòu)下，涵蓋資源層、支撐層和服務層，其中資源層整合現(xiàn)有機械設計制造資源；支撐層對資源云化處理，結(jié)合用戶需求提供解決方案；服務層面向生產(chǎn)者與服務者，使用者能夠通過平臺了解產(chǎn)品設計需求。整體看來，通過云制造技術(shù)實現(xiàn)了資源優(yōu)化配置，完善共享機制，打造了開放的服務模式。2.4機械設計工作并行化在當前工業(yè)化水平不斷發(fā)展的背景下，機械設計產(chǎn)品內(nèi)部功能和外部條件也發(fā)生了變化，并且對機械設計工作提出了更高要求。由于機械設計制造工作環(huán)節(jié)多、步驟復雜，需要設計人員同步開展工作才能保證設計效果，而這一過程中會存在方案設計的摩擦和碰撞，需要利用智能計算機網(wǎng)絡加以解決，比如可以將個人的數(shù)據(jù)信息在網(wǎng)絡中分享，避免由于設計工作出現(xiàn)突發(fā)情況影響團隊的交流。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計工作質(zhì)量。2.5人機互動機械制造智能化技術(shù)的發(fā)展核心是實現(xiàn)人機互動，隨著機械制造智能化的不斷發(fā)展，設備的操作也逐漸實現(xiàn)人性化。通過充分的應用計算機技術(shù)為人機互動提供了良好的媒介，通過計算機技術(shù)實現(xiàn)自動化操作以及為設備操作人員提供完備的數(shù)據(jù)，不斷地推動人機交流快捷化發(fā)展。與此同時，可以運用一些設計軟件來代替之前人工繪圖的形式，這樣不僅僅能夠提高設備設計的效率，也能夠在很大程度上提高設計的精準度。2.6分解設計復雜的機械產(chǎn)品機械產(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，可將整個生產(chǎn)過程視為系列化、標準化的單元模塊，以此重組復雜產(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械產(chǎn)品和零部件進行屬性知識描述，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)流程進行管控。2.7虛擬原型技術(shù)該技術(shù)實現(xiàn)了多種技術(shù)的優(yōu)勢融合，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)模式進行運作，在進行機械設計制造的過程中，關(guān)于虛擬原型技術(shù)的應用較多，可以在多個環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用，甚至能夠改變產(chǎn)品的生命周期，實現(xiàn)設計和生產(chǎn)過程的融合。2.8現(xiàn)代數(shù)字設計主要發(fā)展方向國內(nèi)的機械設計制造技術(shù)逐漸向虛擬化、智能化、簡便化方向發(fā)展，這使得其相關(guān)的各種設計技術(shù)處于持續(xù)完善狀態(tài)。受到機械設計制造技術(shù)上述發(fā)展趨勢的影響，國內(nèi)的現(xiàn)代數(shù)字設計技術(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、實體建?；蛘呤谴笮徒M件設計等各項記錄都在快速發(fā)展中；其次，呈現(xiàn)出封裝接口集成應用的發(fā)展趨勢；最后，數(shù)字化設計技術(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。3數(shù)字化與智能化在機械設計制造中應用的注意事項（1）高度重視系統(tǒng)化設計。機械設計人員進行方案設計環(huán)節(jié)需要在整體上考慮，做好細節(jié)設計，通過完善設計體系，并加以討論可以在整體上對系統(tǒng)優(yōu)化與改進。（2）重視人才的引進和培養(yǎng)。信息時代的到來讓機械設計制造行業(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，高度重視設計人員引進工作，之后通過培訓措施，保證數(shù)字化技術(shù)模型構(gòu)建質(zhì)量，為后續(xù)的機械制造設計提供有力保障。結(jié)語綜上所述，在生產(chǎn)與制造過程中合理應用機械設計制造與自動化技術(shù)可以進一步提升生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率，并且有利于創(chuàng)新多項生產(chǎn)工藝或制造工藝使其更加經(jīng)濟化發(fā)展。以汽車制造行業(yè)為例，利用機械設計制造與自動化技術(shù)可以實現(xiàn)汽車零部件或重點部位的智能化生產(chǎn)與自動化制造。具體而言，在新階段汽車零部件與整車的制造過程中，應用自動化工藝可以有效應用于各個生產(chǎn)車間從而實現(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，應用機械設計制造與自動化技術(shù)可以有效實現(xiàn)定制化生產(chǎn)的目標，通過對生產(chǎn)與加工的過程實時跟蹤與管理實現(xiàn)創(chuàng)新研發(fā)。參