机械设计制造的数字化与智能化探析

机械设计制造的数字化与智能化探析

李巍,李亚林,王自英

郑州宏拓精密工具有限公司 

摘要：现阶段，当代企业的发展速度加快，传统手工作业方式已无法满足企业需求，取而代之的是数字化与智能化操作，大幅提升了机械设计制造技术的水平，提高企业核心竞争力。因此，数字化与智能化发展已成为当代机械设计制造行业必然的发展趋势。本文阐述了机械设计制造中数字化和智能化的优势，对机械设计制造的数字化与智能化进行探析，旨在为我国机械设计制造业的智能化发展提供理论借鉴。

关键词：机械设计制造；数字化；智能化；应用

引言

随着市场竞争的不断升级，我国机械制造产业要理念创新、技术革新，以智能制造为重要发展方向，推动产业技术的升级。近几年，基于各项高新技术的快速发展，将现代数字化设计制造技术融入机械制造领域势在必行。因此，我国要充分发挥大数据、机器人等新技术的优势，打造个性化、柔性化和低能耗的机械设备产品，推动智能机械制造产业的高质量发展。

1机械设计制造中数字化和智能化的优势

1.1提高工作效率

在传统的机械设计制造过程中，会受到各个方面因素的影响，导致机械设计行业在实际发展中技术比较繁杂，因此影响到了实际的生产效率，在此背景下广大技术人员的工作难度高、工作时间长，导致工作人员流失率高，从而形成了对机械设计制造行业发展的不良影响。随着智能化技术和数字化技术的不断发展，将其融入机械设计制造中，不仅能够提高机械设计制造产品的生产效率，还能够更好地优化工作人员的工作环境。在机械设计制造产品的生产过程中，开发出自动化生产线路，能够让繁杂的技术工艺得到有效简化，节约了大量的人力、物力以及财力资源，让原本需要复杂环节完成的工作，只需要一人一设备就能够完成生产，从而大大地提高了产品的生产效率。智能化技术和数字化技术的不断应用过程中，能够实现对产品的智能化检测，帮助产品解决实际的质量问题，从根本上保证了产品的质量，所以说智能化技术和数字化技术的有效应用，提高了产品生产工艺的标准，能够让机械设计制造工作中的产品质量得以保证，并同时全面提高相关的工作效率。

1.2提高生产安全

在传统机械设计制造生产工作中，生产产品的生产线检测和管控都是由人工操作完成的，其中肯定会涉及到各个部位零件的故障问题，因此需要开展零件维修工作，维修工作具有复杂性和危险性等特点，会在一定程度上威胁到机械设计制造生产技术人员的人身安全。全面有效地保护技术人员的安全，是机械设计制造生产工作中需要重点落实的问题，也是保证产品顺利生产的重要条件。通过应用智能化技术和数字化技术，能够全面优化产品的工艺生产流程，能够以更加先进的智能设备去监控产品的生产流程，这样一来能够迅速地找到产品的故障原因，然后针对故障问题进行及时有效的维修，从而保证产品生产的安全性。

2机械设计制造中数字化、智能化关键技术

2.1神经网络技术

神经网络系统与人类大脑中神经系统处理信息十分相似，具有非线性、适用性及存储性等特点。近些年，神经网络技术在智能制造领域体现出重要的应用价值，一是充分利用神经网络系统中的神经元，在多种渠道分享数据资源，实现资源共享及对机械产品数据信息的系统化管理，并且可以优选高价值的数据信息并存储，推动整个机械制造自动化的健康发展；二是神经网络还具有一定的记忆功能，一旦机械设备运转出现异常时立即做出诊断，达到对设备故障自动诊断的目的；三是可高效处理动态数据，将机械设计制造中涉及的数据进行深度分析，结合数据分析结果来发出指令，完成制造。例如，在机械产品加工制造过程中，设备误差补偿、安全管理及热变形控制是企业中的常见问题，针对这类问题都可以应用神经网络技术，利用神经网络技术来对机械产品加工工艺、参数设定进行评定，有效预测加工中产生的误差，为制造企业自动化生产提供重要的技术支持。

2.2KBE技术

随着CAX与专家系统技术研究的不断深入，KBE技术逐步发展起来。KBE技术在机械产品设计与制造中的应用越来越广泛，KBE技术特点主要包括知识性、领域性和智能性。近几年，国内外大型公司和研究机构对KBE技术开展了大量研究工作来全面提升产品开发的创新能力。但目前KBE技术还基本处于起步研发阶段，一些理论体系与技术方法还缺乏系统性和精准性，对于机械制造业而言，KBE技术已经给机械设计产业数字化、智能化发展提供新方向，势必会为制造产业带来更多的方便。

3数字化与智能化在机械设计制造中的应用

3.1机械设计制造系统性能

在传统的机械设计制造过程中，需要工作人员全面参与设计方案，进行全面有效的独立研究，这样一来能够让设计方案保证一定的权威性和统一性，从而全面保证机械设计的工作效率。在如今阶段中，机械设计制造系统能够完善系统性能，并同时完善机械设计制造系统的体系，从而全面明确设计内容，在整体上保证机械设计方案的质量。

3.2故障诊断的应用

在机械设计制造的过程中，出现各种各样的机电设备等等方面的故障是普遍存在的，这也是造成机械制造业不能实现连续生产的一个重要因素，如果这些故障单纯的依赖人工去进行诊断、排查和处理，不仅效率低、成本高，同时还带有一定的危险性，而智能化技术的应用，不仅可以使故障诊断的过程变得更加快捷和方便，而且精确度高、可靠性强，还能够保证工作人员的安全。同时智能化技术的应用，能够使故障诊断变得更加具有直观性，通过线上监测，取得各项运行数据，再对这些数据信息进行分析和研究，就能够找到设备运行的最佳状态，更有利于故障的预防、排查和处理，让机械设计制造工作变得更加有条不紊。

3.3设计人员精炼简化

在机械设计制造的环节当中，利用数字化技术和智能化技术能够有效提高工作效率，但是在实际的工作当中依旧离不开人工操作，在实际的机械设计制造工作中融入设计人员的有效参与，能够更好地提高生产水平，并创新工作质量，更有利于实现智能化技术的不断更新和发展。在上述过程中更需要智能化机械设计人员对机械设计制造工作的过程进行全面的把控，比如在机械设计合作工作中合理配置好人员责任，还比如在实际生产中完成可重复性操作的智能设备，这样一来通过设计和研究，能够全面提高机械设备的智能化水平。

3.4复杂机械产品设计

大多数机械产品多是由各个零件来组成的，机械产品功能结构具有一定的可分解性和模块性，能够将整个机械产品生产过程全面实现标准化、系列化和模块化，以此能够重复组建产品的结构，以此满足产品复杂性的特性。复杂的机械产品能够满足同一层次产品功能需求的同时，还能够让零件数据呈现出更丰富的多样化，并同时能够对机械产品和机械零件进行全面的描述，比如涵盖产品的功能参数，全面涵盖定位、换刀、结构等，并有效控制机械设计制造系统中的智能化和数字化生产过程，这样一来能够对机械设计制造生产过程进行全面的掌握管理。

结束语

综上所述，机械设计制造行业当中全面引入智能化技术和数字化技术，是时代发展的需求，也是时代发展的必然趋势，将先进科学技术的有效融入，不仅能够改变传统机械化生产中的缺陷，还能够从产品入手全面改善产品的质量和效率，在机械设计制造领域具有广阔的发展前景。但是就目前智能化技术和数字化技术的发展情况来看，仍然有需要注意的因素，有必要进行不断的改进，这是机械设计制造行业发展的必然选择。

参考文献

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