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

代志伟

410725198909165738

摘要：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。

关键词：机械设计制造；数字化；智能化；发展策略

1 机械设计制造数字化与智能化的特点

（1）提高生产效率和质量。数字化和智能化技术可以大量减少人工操作，实现生产自动化，自动化系统通过用自动化机器代替人工来帮助行业节省大量成本，从而降低单位生产成本。自动化系统还通过以自动化操作代替劳动力来减少劳动力短缺。通过数字化的数据分析和智能化的控制系统，对生产制造过程进行管理和优化，可以准确把握生产过程的各个环节，实现生产过程的数据化、标准化和可视化，从而提高生产效率、降低成本和产品质量。（2）提高设计效率和精度。在机械设计方面，数字化和智能化技术可以帮助设计师更加快速、通过分析大量历史数据和资料，精确地完成设计任务，用数字化的设计软件模拟各种机械设计，实现虚拟设计，减少实物制作，从而降低制造成本。同时，数字化的设计工具可以大大提高设计效率和精度，实现全流程数字化设计和产品开发，减少设计过程中的错误，提高产品质量和设计效率。（3）减少人工误差和事故。数字化和智能化技术可以大量减少人工操作，避免了人工干预带来的错误和延误，降低人为因素造成的事故和误差。智能化设备可以自动识别并纠正生产过程中的问题，减少人工干预的需求，从而提高了生产效率。（4）提高安全性。通过实施数字化和智能化技术系统，将工人从流程中的积极参与位置转移到监督角色，从而使工作更安全。自动化机器能够在危险环境和其他极端环境中工作。（5）改善生产环境。数字化和智能化技术可以实现工厂的自动化、智能化和环保化，改善生产环境，减少对环境的污染和浪费，保护自然资源。

2 机械设计制造数字化与智能化的优势

2.1 提升工作效率，缩短工作时间

传统的机械设计制造业，由于多方因素的限制，整个行业在其发展过程中存在工作工艺繁琐，效率低下，技术人员工作时间明显延长等问题，影响整个行业的进一步发展。但是随着技术手段的不断提升，数字化技术和智能化技术在机械设计制造行业中的应用，极大的改善了技术工作人员的工作环境，提高了工作效率。在产品生产过程中，大量自动化生产线的加入，不仅简化了工艺流程，节约了大量的人力资源，同时还大幅提高了产品生产的效率。此外智能化的管理体系，可以对于生产过程中出现的问题进行智能化的检测和解决，进而对于产品生产的质量有进一步的保证。

2.2 提高产品生产流程的安全性

在传统的机械设计制造过程中，主要依靠人工进行生产线的管控检测，但是一些较为危险的故障修理环节，会对于技术工作人员的安全产生严重威胁。生产的安全性是机械设计制造过程中的关键，保障技术生产人员的安全是产品生产过程中的首要问题。因而在工艺流程中引入数字化和智能化的技术，对于生产线进行升级改进，利用先进的智能化设备对于生产过程中故障出现的环节进行有效的检测，并进行及时的维修，是提高生产安全性的有效手段。数字化技术的检测可以及时发现问题所在并进行预警，提高问题的检出率。进一步保证生产人员的安全和生产产品的质量。

3 机械设计制造的数字化与智能化发展策略

3.1 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。

3.2 产品智能化与人工智能化

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。当机械设备在发生故障时，智能系统便能及时响应并提供解决方案，让工作人员能够快速采取解决措施，并保证施工的安全性和可靠性。这种及时响应和故障诊断的能力显著提高了设备的可靠性和维护效率，有效地规避了生产中的事故和损失。

3.3 数据采集与分析技术

在机械设计制造中，数据采集与分析技术扮演着重要的角色。通过传感器、数据采集设备等数码化工具，我们可以实时获取机械系统的各种运行状态数据。这些数据可以包括温度、压力、振动等各种参数。然后，通过对这些数据进行分析，我们可以准确地了解机械系统的工作状况，并可以根据分析结果做出相应的调整和优化。例如，如果某一部件的温度过高，我们可以通过数据分析找出原因，并及时采取措施，防止机械故障发生。因此，数据采集与分析技术为机械设计制造提供了更加精细化的监测和管理手段。

3.4 基于机械设计制造及其自动化的智能机器人应用方案

基于机械设计制造及其自动化技术，智能机器人在生产线优化、自动化作业、质量检测等方面得到广泛应用。通过利用自动化技术，可以设计出适应各种生产线需求的智能机器人，实现物料的自动化搬运、装配和焊接等操作，提高生产效率并降低人工成本和出错率。同时，智能机器人还可以通过机械臂、真空吸盘等装置进行自动化作业，如自动分拣、自动包装等，大幅提高生产效率并减少人工操作环节，进一步降低成本。此外，通过机器视觉等技术的应用，智能机器人可以进行产品质量检测，如表面缺陷和尺寸检测，提高检测效率并减少人为因素对检测结果的影响。这些应用方案不仅有助于提高生产效率和产品质量，还能降低成本并减少人为因素对生产过程的影响，为现代制造业的发展提供了强有力的支持。随着技术的不断进步和应用场景的不断扩展，智能机器人的应用前景将更加广阔。

4 结束语

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]黎昌龙. 浅析机械设计制造的数字化与智能化发展 [J]. 中国设备工程, 2024, (08): 28-30.

[2]李江. 机械设计制造中的数字化与智能化技术分析 [J]. 集成电路应用, 2024, 41 (01): 180-181.

[3]刘魁. 机械设计制造的数字化与智能化探析 [J]. 科技创新与应用, 2023, 13 (12): 193-196.