智能機械設(shè)計制造自動化特點與發(fā)展趨勢研究

付鵬

摘要：計算機技術(shù)以及人工智能技術(shù)的發(fā)展使得機械設(shè)計制造自動化技術(shù)的智能化與自動化程度得到了極大的提升，在這樣的背景下，我國工業(yè)獲得了極大的提升，智能自動化技術(shù)一方面降低了我國工業(yè)機械設(shè)計制造過程中的資源浪費，提升了我國工業(yè)機械設(shè)計制造的生產(chǎn)效率，另一方面使得生產(chǎn)過程中的安全性得到了保障，因此近年來智能機械設(shè)計制造成為了一大研究熱點。本文主要介紹了智能機械設(shè)計制造自動化的特征，分析了當(dāng)前使用智能機械設(shè)計制造自動化的優(yōu)勢，并對未來智能機械設(shè)計制造自動化的發(fā)展趨勢進行預(yù)測。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計與制造;自動化技術(shù);特點分析;發(fā)展趨勢

隨著當(dāng)前社會工業(yè)以及科學(xué)技術(shù)的進步，一方面，人們追求更高的工業(yè)設(shè)計水平和工業(yè)機械生產(chǎn)產(chǎn)品使用感受，另一方面，先進科技能夠幫助機械設(shè)計制造提升智能化和自動化程度，進而滿足人們對于工業(yè)機械產(chǎn)品提出的新要求。因此，在相關(guān)技術(shù)研發(fā)人員的努力下，出現(xiàn)了自動化機械生產(chǎn)線，通過應(yīng)用自動化機械臂，自動化產(chǎn)品傳送帶實現(xiàn)自動化機械制造與生產(chǎn)。

一、智能機械設(shè)計制造自動化的特征

（一）綜合性

智能機械設(shè)計與制造自動化技術(shù)是一個綜合性的工程，從技術(shù)角度來看，智能機械設(shè)計與制造自動化不僅設(shè)計到傳統(tǒng)的工業(yè)機械設(shè)計技術(shù)與工業(yè)機械制造技術(shù)，同時還設(shè)計到了計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)以及信息化技術(shù)等方面，因此，要提升智能機械設(shè)計與制造自動化水平需要綜合運用上述技術(shù)，使其相互協(xié)調(diào)與配合。從智能機械設(shè)計與制造自動化技術(shù)所產(chǎn)生的影響來看，智能機械設(shè)計與制造自動化技術(shù)的進步不僅能夠提升機械設(shè)計與制造方面的自動化與智能化程度，而且還能夠提升我國工業(yè)制造的整體經(jīng)濟價值，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟收益，除此之外，發(fā)展智能機械設(shè)計與制造自動化技術(shù)對于提升我國工業(yè)機械行業(yè)在國際上的競爭力乃至對于我國綜合國力的提升都有重大幫助。

（二）系統(tǒng)性

智能機械設(shè)計與制造自動化在發(fā)展過程中已經(jīng)建立強大的工程體系，在智能機械設(shè)計與制造自動化構(gòu)建過程中，系統(tǒng)地運用了各類技術(shù)確保整個智能機械設(shè)計與制造自動化體系能夠正常運轉(zhuǎn)，首先，原型設(shè)計、相關(guān)的設(shè)備制造以及零件加工中多種技術(shù)構(gòu)建了智能機械設(shè)計與制造自動化的發(fā)展基礎(chǔ)，其次，信息化技術(shù)、人工智能技術(shù)是實現(xiàn)機械制造自動化系統(tǒng)信息傳輸?shù)幕A(chǔ)，這些技術(shù)相互配合保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行狀態(tài)。

（三）智能性

智能性是智能機械設(shè)計與制造自動化技術(shù)的又一大特征，盡管傳統(tǒng)自動化技術(shù)能夠在一定程度上節(jié)省人工勞動時間，并提高勞動效率，但需要人工監(jiān)督相關(guān)自動化操作和運行，并對機械在自動化運行過程中出現(xiàn)意外狀況時進行及時干預(yù)，而智能機械設(shè)計與制造自動化技術(shù)在應(yīng)用過程中，當(dāng)機械自動化操作出現(xiàn)問題時，通過傳感器系統(tǒng)能夠及時檢測到相關(guān)情況，并對相關(guān)情況進行自動分析和判斷，并按照預(yù)定的程序自動處理不同類型的問題，除此之外，通過傳感器和傳感器信息網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，還能夠?qū)⑸a(chǎn)線設(shè)備潛在的故障進行提前預(yù)警，進而方便相關(guān)人員對生產(chǎn)線及設(shè)備進行維護和修理。

二、智能機械設(shè)計制造自動化的優(yōu)勢

（一）提升安全性

機械在設(shè)計制造過程中的安全問題主要分為兩個方面，一方面是人員安全，而另一方面則是生產(chǎn)線及產(chǎn)品安全，在過去由于缺乏自動化技術(shù)，機械生產(chǎn)過程中所有的操作都需要人工來完成，而機械生產(chǎn)過程中存在部分危險操作，給員工的生命安全造成了威脅，因此過去關(guān)于機械生產(chǎn)過程中的人員傷亡事故層出不窮，而如今通過采用自動化技術(shù)代替人工進行危險操作，能夠有效保障人員安全;另一方面，在機械生產(chǎn)過程中，員工進行操作時，可能會操作失誤，進而導(dǎo)致生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題，而機械自動化操作應(yīng)用后，則消除了機械生產(chǎn)過程中認(rèn)為操作失誤，提升了產(chǎn)品質(zhì)量安全。

（二）降低資源浪費

過去生產(chǎn)線主要由人工操作來完成，一旦生產(chǎn)線中某一個環(huán)節(jié)的工人出現(xiàn)操作問題則可能影響整批產(chǎn)品的質(zhì)量，而一旦產(chǎn)品質(zhì)量不達標(biāo)，則需要重新生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，而這無疑造成了較大的浪費，相關(guān)產(chǎn)品的原材料資源、人力資源以及能源均被浪費，而機械智能化技術(shù)則能夠消除生產(chǎn)過程中的人為失誤，降低資源的浪費。

（三）提高生產(chǎn)效率

過去機械生產(chǎn)過程中由人工生產(chǎn)還存在效率較低的問題，首先，企業(yè)需要對新員工進行相關(guān)操作培訓(xùn)，且新員工在剛開始工作的過程中尚不能熟練操作機械，因此生產(chǎn)效率相對較低;其次，即便是操作熟練的工人也難免在工作中出現(xiàn)操作失誤，進而影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，導(dǎo)致整體生產(chǎn)效率降低，而機械自動化則沒有熟練生產(chǎn)線的過程，也不會出現(xiàn)操作失誤，不僅如此，機械自動化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)線穩(wěn)定持續(xù)地高速運轉(zhuǎn)，提升生產(chǎn)效率。

三、智能機械設(shè)計制造自動化的發(fā)展趨勢

（一）綠色化發(fā)展趨勢

近年來，隨著霧霾、水污染事件和現(xiàn)象的出現(xiàn)，人們越來越重視對于環(huán)境的保護，而智能機械設(shè)計與制造自動化技術(shù)在發(fā)展過程中也需要順應(yīng)這一趨勢，為此，首先，智能機械設(shè)計與制造自動化技術(shù)在能源及生產(chǎn)原材料的選擇方面，需要在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的前提下盡量選擇環(huán)保性較強的原材料和能源;其次，在機械設(shè)計階段，需要對機械結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，進而減少機械生產(chǎn)過程中對于能源的消耗，提升對能源的利用效率，進而減少相關(guān)污染物的排放，除此之外，還需要在機械設(shè)計的過程中融入自動化污染物處理體系，避免將污染物直接排放到外界，對外界環(huán)境造成破壞。

（二）數(shù)字化發(fā)展趨勢

智能機械設(shè)計與制造自動化技術(shù)呈現(xiàn)數(shù)字化發(fā)展趨勢具體表現(xiàn)在：首先，在圖紙設(shè)計方面，智能機械設(shè)計與制造自動化技術(shù)主要通過計算機三維建模進行機械設(shè)計，設(shè)計過程及設(shè)計圖紙呈現(xiàn)數(shù)字化特征;其次借助傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)以及人工智能技術(shù)，智能機械設(shè)計與制造自動化能夠?qū)崿F(xiàn)對機械生產(chǎn)全過程進行監(jiān)控，進而實現(xiàn)對可能存在的故障進行提前預(yù)警以及遠(yuǎn)程控制工業(yè)機械生產(chǎn)線。

參考文獻：

[1]張寶坤，王淑霞，王艷. 機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向[J]. 化工裝備技術(shù)，2011，32（04）：48-54+57.

[2]李嫚. 信息技術(shù)背景下機械設(shè)計制造及其自動化研究[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2018，36（12）：69+71.

[3]孟辛酉. 自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的運用[J]. 科技風(fēng)，2020（12）：179+189.