机械设计制造的数字化与智能化发展研究

机械设计制造的数字化与智能化发展研究

曹磊

中节能润达（烟台）环保股份有限公司，山东烟台 264006

摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，在工业工程中，机械设备的应用十分广泛。但就目前来说，机械设计制造业数字化及智能化发展水平仍有待提高，技术人员应加强对机械设计制造业的研究，明确其发展状况，将智能化技术与数字化技术相结合，推动我国机械设计制造业向数字化及智能化转型，提高我国机械设计制造业发展水平，强化综合国力。基于此，本文首先分析了机械设计制造与智能化技术内涵，其次探讨了机械设计制造行业未来的发展趋势，最后就在机械设计制造中应用数字化和智能化的注意要点进行研究，以供参考。

关键词：机械设计制造;数字化;智能化;前景展望

引言

数字技术和计算机网络的快速发展，已经成为社会生产发展不可或缺的技术支柱。有关数字化设计技术在机械设计制造领域的应用较为常见，探讨该方面的相关问题具有积极的现实意义，能够为我国机械设计制造行业提供一定的借鉴。

1机械设计制造与智能化技术内涵

机械设计制造就是通过专业机械设备和机电设备实现工业产品生产智能化，积极融入计算机技术、信息技术，借助现代化设计理念和生产技术解决现代化工业生产中的问题。传统的机械设计与制造完全由工人完成，存在工作效率低、误差大等问题，随着大数据、物联网等多种智能化技术的融合，能够全面提升机械设计和制造水平，比如可以对材料大小、尺寸进行智能化检测，还能够保障操作安全性，有效减少材料损耗和环境污染，最终推动我国机械制造业的智能化和绿色化发展。

2机械设计制造行业未来的发展趋势

2.1完善设计工作系统化模式

进行机械设计工作前期要求建立完善的工作内容系统，之后结合系统步骤从主干到分支进行逐一讨论，以此确保各部分具有合理性，可以在整体上完善工作系统。随着机械设计制造成果不断增多，将会形成更为庞大的技术体系，有利于集合诸多技术的优势特征。在今后的机械设计制造领域，不仅涵盖信息技术、计算机科学、自动化控制技术，还将涵盖其他生产领域技术，帮助企业在产品设计、制造、认证等各个环节获取信息。

2.2产品协同设计

伴随着整体经济环境变化，机械制造行业所面临的市场竞争也在不断恶化，因此机械制造企业迫切需要提高自身的竞争实力，这就涉及在产品设计领域的创新发展。协同设计的主要优势是基于海量数据库资源筛选出最为合适的数据用于生产设计。例如，企业可以使用数据库中关于零部件的各种数据进行定期更新，除了保证生产设计所使用数据的时效性之外，也可以大幅度提高各种零部件的设计水准。另外企业也可以协调零部件供应商，从中获得关于零部件的各种数据，储存在企业的自身服务器中，方便设计工作时使用，大幅度节省零部件数据更新所消耗的时间，实现设计效率提升的同时，也节约了成本。

2.3云制造技术的利用

通过软件技术改革机械设计制造内部环节促进传统制造业和电子信息的融合，也就是通过更加低成本的制造方式生产高附加值产品，能够为不同用户提供配套服务。在云制造体系结构下，涵盖资源层、支撑层和服务层，其中资源层整合现有机械设计制造资源；支撑层对资源云化处理，结合用户需求提供解决方案；服务层面向生产者与服务者，使用者能够通过平台了解产品设计需求。整体看来，通过云制造技术实现了资源优化配置，完善共享机制，打造了开放的服务模式。

2.4机械设计工作并行化

在当前工业化水平不断发展的背景下，机械设计产品内部功能和外部条件也发生了变化，并且对机械设计工作提出了更高要求。由于机械设计制造工作环节多、步骤复杂，需要设计人员同步开展工作才能保证设计效果，而这一过程中会存在方案设计的摩擦和碰撞，需要利用智能计算机网络加以解决，比如可以将个人的数据信息在网络中分享，避免由于设计工作出现突发情况影响团队的交流。相较于传统面对面的交流形式，可以利用信息交换、视频交换等形式保证设计工作质量。

2.5人机互动

机械制造智能化技术的发展核心是实现人机互动，随着机械制造智能化的不断发展，设备的操作也逐渐实现人性化。通过充分的应用计算机技术为人机互动提供了良好的媒介，通过计算机技术实现自动化操作以及为设备操作人员提供完备的数据，不断地推动人机交流快捷化发展。与此同时，可以运用一些设计软件来代替之前人工绘图的形式，这样不仅仅能够提高设备设计的效率，也能够在很大程度上提高设计的精准度。

2.6分解设计复杂的机械产品

机械产品多数由大量零部件组成，功能结构具有模块性、可分解性等特点，可将整个生产过程视为系列化、标准化的单元模块，以此重组复杂产品结构，在满足同一层次上部件功能相同需求的同时，部件和零件的数据也更为多样化，能够对机械产品和零部件进行属性知识描述，比如在数控车床生产环节涉及较多功能参数，涵盖换刀时间、定位精度、结构属性，并且控制系统涵盖了智能化生产过程的模块化功能描述操作流程，能够对生产流程进行管控。

2.7虚拟原型技术

该技术实现了多种技术的优势融合，包括CAD、CAE和CAM等，因此，其适用范围十分广泛。通常虚拟原型技术需要遵循从上到下的开发模式进行运作，在进行机械设计制造的过程中，关于虚拟原型技术的应用较多，可以在多个环节发挥重要作用，甚至能够改变产品的生命周期，实现设计和生产过程的融合。

2.8现代数字设计主要发展方向

国内的机械设计制造技术逐渐向虚拟化、智能化、简便化方向发展，这使得其相关的各种设计技术处于持续完善状态。受到机械设计制造技术上述发展趋势的影响，国内的现代数字设计技术也呈现出以下的发展规律。首先，在智能化水平方面的提升，例如其相关的曲面建模、实体建模或者是大型组件设计等各项记录都在快速发展中；其次，呈现出封装接口集成应用的发展趋势；最后，数字化设计技术和虚拟制造技术之间，将呈现出深度融合的发展趋势。

3数字化与智能化在机械设计制造中应用的注意事项

（1）高度重视系统化设计。机械设计人员进行方案设计环节需要在整体上考虑，做好细节设计，通过完善设计体系，并加以讨论可以在整体上对系统优化与改进。（2）重视人才的引进和培养。信息时代的到来让机械设计制造行业飞速发展，特别是大数据和智能化技术的成熟显著提升了生产效率，不过行业的发展依然离不开人工操作，所以在机械制造企业今后发展过程中需要大量专业性人才，高度重视设计人员引进工作，之后通过培训措施，保证数字化技术模型构建质量，为后续的机械制造设计提供有力保障。

结语

综上所述，在生产与制造过程中合理应用机械设计制造与自动化技术可以进一步提升生产质量与生产效率，并且有利于创新多项生产工艺或制造工艺使其更加经济化发展。以汽车制造行业为例，利用机械设计制造与自动化技术可以实现汽车零部件或重点部位的智能化生产与自动化制造。具体而言，在新阶段汽车零部件与整车的制造过程中，应用自动化工艺可以有效应用于各个生产车间从而实现生产过程的智能化管理，有利于生产质量与生产效益的双提高。除此之外，在汽车制造过程中，应用机械设计制造与自动化技术可以有效实现定制化生产的目标，通过对生产与加工的过程实时跟踪与管理实现创新研发。

参考文献

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