智能制造时代机械设计制造及其自动化技术研究

智能制造时代机械设计制造及其自动化技术研究

刘清陆

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摘要：近些年，随着数字技术、云计算技术及人工智能技术与机械制造业的深度融合，一个崭新的工业智能化时代正悄然来临。机械制造业是我国非常重要的一项支柱产业，对我国的经济发展有着积极的推进作用，促使我国的国民生产总值有了明显的提高，然而，随着人工智能时代的来临，使得该产业也面临着极大的机遇与挑战。文章概述了机械工程自动化领域的智能化技术，分析了其技术优势，并进一步探讨了智能化技术在机械工程自动化领域的具体应用。

关键词：智能制造；机械设计制造；自动化技术

引言

信息时代的到来为机械设计制造带来了新的发展机遇和挑战。在此情况下，机械设计制造领域必须基于行业特点充分发挥新兴技术优势，推动机械设计制造实现新时代转型发展，进而实现把握机遇、应对挑战的效果。人工智能技术作为信息时代中的一种新兴技术，其在当前机械设计制造领域中也有着较为广泛的运用，并推动机械设计制造实现智能化、自动化发展。为能够进一步加强人工智能技术在机械设计制造中的运用成效，提高企业市场竞争能力，应对人工智能技术的运用进行深入研究分析，并由此带动企业，乃至行业实现进一步发展。

1 智能制造时代意义

智能制造时代，是结合现代科学技术的发展，将5G通信技术、工业4.0技术、人工AI技术、电子计算机技术、物联网技术、云技术、大数据等一系列技术进行融合和创新。一方面，能够将传统制造领域的设计和产业进行优化和升级，能够最大程度降低人工的参与和影响，同时还能够实现产能和产品质量的提升；另一方面，结合多种创新技术，实现智能化机械设计、机械制造等技术目标，能够借助人工AI，对机械产业链进行系统化的分析、设计、制造、加工等一系列流程，提升产业的技术特性和发展潜力，能够利用智能AI系统替代传统人工模式，实现机械制造领域发展的革新和蜕变。以机械人为例，现代机械人产业能够产生对创新自主意识的思维和想法，能够满足社会多种领域的服务需求，能够最大程度提升产品的智能化水平，能够借助时代的发展进行革新和升级。

2 机械设计制造现状分析

近几年，我国机械设计制造水平在产品开发能力及生产制造能力方面都取得了重大突破与进步，产品创新能力也有所提升，但与国外发达国家相比仍有诸多不足之处。当下我国机械制造产业现状特点大体体现在以下几方面：一是数字化设计制造技术水平不足，机械产品设计与数字化技术未能深度融合，并且还缺乏自主创新能力；二是机械设计产品功能缺乏创新性，导致在实际应用过程中表现乏力。随着智能化产业转型升级发展的不断推进，今后机械设计制造需要进一步加强产品设计，优化产品功能，相信智能化、数字化技术将会是机械制造产业发展的重要方向，充分利用数字化、智能化技术引领机械产业的快速发展，着力发挥数字化技术的优势，为我国社会经济发展保驾护航。历史经验教训已告诉我们，传统粗放型、低端技术的发展模式不适用于现代化机械制造产业实际需求，为此，要全面发挥现代数字化设计制造技术的优势，确保国产机械产品向着智能化方向发展。

3 机械制造设计及自动化技术的应用

3.1 故障识别

在日常的机械生产制造作业过程中，由于传统的机械工程自动化系统自身存在技术缺陷，容易受到各类影响因素的限制，在机械生产制造作业过程中容易出现各种故障，导致机械制造的相关工作无法正常开展。如果在传统的机械工程自动化系统的运转过程中引入先进的智能化故障诊断技术，不但可以有效地解决相关的问题，同时可以有效地防止机械生产制造受到不利因素的约束和影响。并且，通过对先进的人工智能技术进行灵活的实际应用，可以实时监管和控制机械生产制造作业的工作流程，保障相关的机械设备和生产工具运行的安全性和可靠性，大幅改善机械工程自动化生产建设工作的质量和水平。

3.2 虚拟仿真技术

虚拟仿真技术是机械设计制造中普遍应用的数字技术之一，是通过建设虚拟环境来为机械产品设计与生产提供实验平台。一直以来，仿真技术在机械产品制造中作出了巨大贡献，利用仿真技术可搭建三维实体模型，便于将机械产品内部构造、尺寸及质量等参数更加直观、系统和准确地展示在设计人员面前，减少了设计过程中的出错率，节约了机械产品的设计开发经费。同时，仿真技术还能够通过建立模型，将机械设备的数据信息进行处理、分析和存储，同时也能够为后期的设计及修改提供数据支撑，从而保证机械产品制造过程中的精准度。另外，相比于普通的三维模型，虚拟仿真模型具有不可比拟的优势，可以对设计的虚拟产品进行动态效果展示，具有良好的灵活性。可见，将虚拟仿真技术合理运用到机械产品的各个阶段，可对机械产品生产制造过程动态观测，控制生产进度，保证生产安全，最终达到提高产品生产效率和质量的目的。

3.3 人工神经网络

神经网络是当前人工智能技术的重要组成内容，其在机械设计制造中运用时，不仅可将机械设计制造相关数据进行高效化分析及共享，还能够对数据信息实现动态化处理，进而多方面结合共同保障人工智能技术在机械设计制造领域中的运用成效。其中神经网络的数据高效化分析及共享可以确保机械设计制造相关人员之间数据信息的高效、精准传递，方便设计环境与制造环境的相互沟通交流，进而全面提高机械设计效果及产品质量；数据信息的动态化处理则是指机械设计可根据机械制造需求，通过人工神经网络实时数据信息的动态化模拟及处理。此过程中需要需求信息录入人工神经网络模型中，进而通过模型实现机械设计方案的优化及挑战，避免不合理方案设计所引发的设计返工以及资源浪费等情况。最后，运用人工神经网络还可以对现有结果数据实施进一步分析处理，并将其中有价值数据存储到数据库，构建机械设计制造专家系统，为后续机械设计制造提供重要的支持和参考。

3.4 三维数字化技术

UG软件是目前应用较广泛的一款三维建模软件，其中曲面拟合造型与三维实体造型技术不再局限于基本的曲线设计，可对产品的造型及尺寸灵活调整，针对各曲面机械零件利用不同视图轮廓线，完成曲面造型，最后，再进行细节方面的精细化处理，具有高度的灵活性和自主性。另外，实体造型技术还能够全方位、多角度地观察产品的造型，并反映出机械产品的特性，可辅助技术人员进行更复杂、系统化的机械产品设计，并且还能够帮助设计人员更细致地观察和调整设计产品的功能、质量与零件属性。

4 结束语

自动化技术对于机械设计制造领域的有效发展是极为重要的动力来源，通过对自动化化技术的合理运用，能够帮助机械工程将人力资源与资金的投入大大缩减，并且对于智能自动化的应用，也能在生产过程中及时有效地对机电设备进行故障的诊断，确保其稳定运行，为此对于机械工程自动化技术的不断创新发展，能够在保证高效率和高质量的前提下，极大地推动企业经济的发展。

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