浅析机械设计制造的数字化与智能化发展

浅析机械设计制造的数字化与智能化发展

郑宇轩

131025198809060010

摘要：目前，传统的机械设计制造方式已经无法满足国内发展要求，基于此，对机械设计制造行业实行改造与升级变得愈发迫切，所以，数字化和智能化发展必定会成为国内该行业以后的主要发展趋向，同时具备非常广阔的发展空间。本文重点分析了机械设计制造发展现状，探讨了机械设计制造的数字化和智能化应用方式以及发展前景。

关键词：机械设计制造；数字化智能化发展

引言

机械设计制造公司不仅要求控制好产品生产质量，还要进行新产品的开发、性能研究、外观设计等，从而不断改进产品质量和价值，让自身在市场中具有强有力的竞争优势。目前，随着国内数字化、智能化技术的不断发展，开始将其引入机械设计制造行业，基于对此技术的合理应用，能够有效提升设计与制造效果，生产出功能更强、更丰富且品质更优秀的机械产品。

1 机械设计制造发展现状

长期以来，我国过于重视人力资源，而相对忽视了自动化技术的推广和普及。此种传统的管理思维制约了机械制造和设计水平的提升。与发达国家相比，我们缺乏充分合理应用各种计算机软件的实践，过于依赖人工计算，从而导致机械设计效率较低。发达国家在机械设计和制造过程中广泛使用各类先进计算软件，能够创建立体模型，并结合具体状况进行迅速调整和优化，从而切实提升设计和制造的总体效率。

2 机械设计制造数字化应用

2.1 数字化设计在农业机械设计中的应用

数字化设计技术的应用在农业机械设备设计中具有极大的优势。借助计算机辅助设计软件如CAD和CAE，设计师可以更方便地进行图纸绘制和输出。CAD技术能够快速生成精确的二维和三维模型，帮助设计师直观地了解产品的结构和外观。同时，CAE技术可以进行有限元分析、模拟测试等，帮助设计师评估产品的性能和可靠性，提前排除潜在的问题。在农业机械设备设计中，要求考虑到众多因素，如土壤基本条件、农作物种类、气候环境等。通过将这些因素纳入数字化设计系统中，设计师可以对不同条件下的设计方案进行模拟和比较，从而找到最佳的设计方案。这样的优化设计能够全方位提升设备的具体运用性能，并充分保障设计过程的质量和经济性。传统的手工绘图需要大量的时间和劳动力投入，而数字化设计技术可以快速生成和修改设计方案。通过CAD软件，设计师可以直观地进行设计，并且可以实时调整参数和尺寸。

2.2 工业机械设计制造中的应用

工业作为中国经济的关键支柱，一直以来都扮演着至关重要的角色。近年来，随着中国工业的不断发展和进步，工业领域的数字化、智能化技术的应用变得越来越重要。例如，在矿山机械设备的生产制造方面，由于矿山机械设备通常需要承受极其恶劣的工作环境，如高温、高压、强腐蚀等。因此，在设计过程中，必须对机械设备的结构进行精确的检测和分析，以确保其能够在恶劣环境下正常运行并具有足够的耐久性。数字化设计技术可以通过有限元分析、结构模拟等手段，对机械设备的结构进行全面的检测和评估，提前发现潜在问题并进行优化设计，从而提升机械设备的性能和寿命。

3 机械设计制造智能化应用

3.1 产品智能化与人工智能化

通过将人工智能技术融入机器制造过程中，企业可以开发出具有智能化特点的产品，为用户提供全新的体验。智能产品不仅能够提供更高水平的功能和性能，还能与人进行互动、理解和响应用户需求。通过安装各种传感器，如温度传感器、压力传感器等，智能工程产品能够实时感知和监测外部环境的变化，并根据这些信号做出相应的反应。这样，产品可以更好地满足用户的需求，并提供更加个性化的服务。通过将机器学习、数据分析等人工智能技术应用于机械工程中，可以提高生产效率、减小生产成本、优化产品设计，并改善整个制造过程的质量控制。这些技术的应用不仅可以提升机械工程的水平，还能够推动整个行业的创新和发展。

3.2 智能故障检测

传统的制造生产中，机械设备的故障检测通常依赖于派遣专业人员。这种方法存在一些局限性，比如，人力资源有限、检测过程烦琐、容易出现人为误差等。智能故障检测系统通过把机械设备的检测程序输入系统中，实现了自动化和智能化的故障检测。其利用先进的数据分析和算法技术，可以对大量的数据进行快速处理和分析，准确地确定故障根源，并且可以及时采取措施排除故障，从而提高了故障检测的效率和准确性。智能故障检测系统具有高度的灵敏度，可以对微小的变化和异常进行敏锐的感知，并能够迅速做出响应，可以实时监测机械设备的运行状态，一旦检测到异常情况，系统能够立即发出警报并采取相应的措施，避免故障发展或蔓延，保障机械设备的正常运行。

4 机械设计制造与数字化、智能化结合的发展前景

4.1 设计人员精英化发展

当前，尽管已经取得了一些进展，但仍有一部分设计人员未能掌握数字化和智能化技术的相关知识、技巧，无法充分发挥这些技术在机械设计制造中的优势，无法实现数字化和智能化发展目标。技术人员应该深入了解数字化和智能化技术对提高机械企业生产水平所带来的益处，包括成本降低、效率提高、产品质量提升等。只有充分认识这些技术的优势和价值，设计人员才能更加积极主动地应用这些技术，并推动机械设计制造领域向着数字化和智能化的方向迈进。技术人员应当强化自身的学习和专业背景的提升，不断跟进数字化和智能化技术的最新发展动态，积极参与培训和学习课程，提升自己在数字化和智能化领域的技术水平。

4.2 云制造技术利用

云制造技术主要包括支撑层、资源层和服务层，能够为整个机械制造过程提供全方位的支持。（1）支撑层，通过云平台，用户可以实时获取所需的解决方案和技术支持。这样一来，制造企业可以更加高效地进行生产规划和资源调配，提高生产效率和质量。（2）资源层，是云制造的关键之一，它整合了机械设计制造过程中所需要的各种资源，包括制造设备、物料、技术知识等。通过云平台，企业可以方便地获取所需的资源，并进行灵活的配置和管理。（3）服务层，基于云平台，使用者可以清楚了解自己的产品需求，并与制造企业进行直接沟通。服务层提供了一个开放的平台，使设计者能够更加准确地进行产品设计和定制。同时，制造企业可以根据用户需求进行灵活生产，实现小批量个性化生产，提高用户的满意度。

4.3 设计复杂机械产品

设计复杂的机械产品是一项具有挑战性的任务，同时，机械产品的可分解性和模块性也给设计者提供了很大的灵活性和便利性。设计者可以根据不同的功能要求，选择合适的模块和零部件组合来构建机械产品，从而满足客户的个性化需求。同时，这种特性还使得机械产品呈现出丰富的多样性，能够适应不同行业和应用领域的需求。在设计过程中，对机械产品和零部件进行全面描述是非常重要的，除了基本的物理参数外，还包括功能参数、定位、换刀和结构等方面的描述。这些描述信息可以帮助设计者更好地理解和控制机械产品的特性和性能，确保设计结果符合设计要求。

结语

将数字化和智能化技术引入机械设计制造行业，既是时代发展潮流推动下的必然走向，更是行业内部各公司维持自身竞争力的重要措施，基于对数字化和智能化技术的合理使用，既可以解决传统制造模式下的缺陷问题，还可以大幅提升产品生产效率和质量水平，能带来极大的经济、社会效益。因此，相关研发部门要提高对先进技术的研究、引进和使用，将其和已有的产品设计模式、生产流程进行有机整合，推动整个行业的进一步发展。

参考文献

[1]姚雪莲.基于智能化的机械制造技术及发展思考[J].科技创新与应用,2022,12(34):162-164+168.

[2]王彦诚.数字化技术在机械设计制造中的应用[J].造纸装备及材料,2022,51(10):82-84.