信息技术支持下的机械设计制造及其自动化

胡志斌，宋沛宇

[摘    要]社会经济的不断发展帮助信息化技术水准不断提升，与此同时很多信息技術都逐渐应用在人们的日常生活生产中，成为不可缺少的元素。在机械制造业中也是如此，高水准的信息技术帮助传统机械制造生产模式发生了改变，使得自动化生产成为现实，整个企业的生产成本大大降低，企业对于市场的发展速度也有了更强的适应能力。所谓的机械设计自动化相关技术指的是人们实际在进行相关机械生产任务落实的过程中将计算机控制的相关技术融入其中从而解放人力，实现生产上的自动化。这一生产过程中，信息技术与电子技术有机融合，促使整个的机械生产有了更高的质量，也帮助机械制造变得更加智能化发展。以下文章中对信息技术对于机械设计制造的帮助作用以及因这些技术带来的行业自动化发展等进行了简单分析，并对未来机械制造的自动化发展前景进行了展望，期望机械设计制造的整个产业都能够发展得越来越好。

[关键词]信息技术;机械设计制造;自动化技术

[中图分类号]TH122 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）12–00–02

Mechanical Design， Manufacturing and Automation

Supported by Information Technology

Hu Zhi-bin，Song Pei-yu

[Abstract]The continuous development of social economy helps to improve the level of information technology. At the same time， many information technologies are gradually applied in people's daily life and production and become indispensable elements. The same is true in the machinery manufacturing industry. The high-level information technology has helped the traditional machinery manufacturing production mode change， making automatic production a reality， greatly reducing the production cost of the whole enterprise， and the enterprise has a stronger adaptability to the development speed of the market. The so-called mechanical design automation related technology refers to that people actually integrate the computer-controlled related technology into the implementation of relevant mechanical production tasks， so as to liberate manpower and realize production automation. In this production process， the organic integration of information technology and electronic technology not only promotes the whole mechanical production with higher quality， but also helps the mechanical manufacturing become more intelligent. The following article briefly analyzes the help of information technology to mechanical design and manufacturing and the development of industry automation brought by these technologies， and looks forward to the development prospect of automation of mechanical manufacturing in the future. It is expected that the whole industry of mechanical design and manufacturing can develop better and better.

[Keywords]information technology; mechanical design and manufacturing; automation technology

1 机械设计制造及其自动化的优势

信息技术支撑下，机械设计制造的整个过程中有了更多相关技术的融合。近年来，机械设计制造的整个行业都在向着人力参与更少的方向发展，与电子设备逐渐结合有了机械电子一体化的新型设备生产模式，通过人力以及机器设备之间的合作管理，整个机械设备制造的过程就能够有更周全的划分，从而帮助相应生产的实时效率变得远超预期，设备生产变得更加批量化、集约化，所在生产企业的经济发展也能越来越好。

相较于传统的机械设计制造技术来讲，信息技术支撑下的自动化机械设备生产是有着显著的自动化特征以及超出过往极多的品质的，是对不断发展的高新技术的一种最高级应用。借助于信息化技术的支撑，将多重设计方式进行巧妙融合，从而帮助机械制造的生产效率获得极大提升[1]。自动化应用在机械设备生产的控制系统中促使相关系统的设计发生了突破性的改革升级，也因此自动化生产才能在整个机械设计制造的行业中遍地生花。当然对于相关系统进行设计的设计者也可以借助信息技术的手段来对相关的设计信息进行收集，从过往数据中获得与机械设计相关的更多精准信息。

过去工厂在进行机械设计制造的过程中对于整个的生产过程是无法做到全方位的监控的，尤其是对于一些生产中的突发意外难以實现实时地预报警示，以至于当实际的生产中真的出现设备故障问题时或者出现其他的危害，难以第一时间采取有效措施对其进行弥补，这对于操作人员的生命财产安全问题是有着极大的潜在威胁的。机械设计制造与社会一样不断在发展的过程中禹禹前行，落后的设计理念以及机械制造技术都已经逐渐无法满足来自社会市场的发展需求，于是就有了整个行业的自动化发展[2]。借助机械设计制造自动化的技术可以帮助生产者截取任意生产时刻的监控图像，对控制系统故障进行预测与排除，及时发现整个生产系统中可能存在的故障因子，再经过一系列的修复维护，机械设计制造就能够在更安全的环境下运转。这种全方位的生产监控能够帮助相应的生产设备得到最好的维护，使其使用寿命变得更长。

2 信息技术支持系自动化技术在机械设计制造中的应用

信息技术在整个机械设计制造中的应用是有一个相当漫长的发展过程的，最开始并没有当前这般便捷的集成控制方式，而是在单一生产环节进行计算机技术的应用，整个的生产过程进行监督检测，确保能及时发现生产过程中的隐患故障。但这些辅助性的计算机技术虽然能够帮助对生产的各个流程进行检测从而提升最终的生产效率，但并没有帮助构建出足够完整的计算机监测辅助系统，这对于整个机械设计制造效率的进一步提升还是有极大限制的。

随着信息技术的不断发展，逐渐有了针对全过程机械设计制造的计算机综合制造系统，相较于过往的检测系统来讲，综合系统在辅助生产方面能够发挥出的作用更大，所具备的功能也更加完善，通过综合控制的形式对整个机械设计制造的过程进行更一键化地把控，于是就有了我们当前功能更加强大全面的集成控制系统。该系统是对计算机信息技术的一种综合应用，同时还融合了其他的材料学，如传感器等相关的技术，构成复杂，但应用起来尤为便捷。

柔性自动化相关技术是当前机械设计制造领域中已经比较成熟的一项自动控制所包含的技术，这项从英国传入的控制技术的工作原理是对信息的有效存储以及对信息的整体搬运，整个系统运转过程中借助于信息的处理来帮助整个的生产加工得到更加精密的控制，同时再借助于一定的组成技术去对要控制的对象进行排列组合，如此整个生产的质量得到提升。这种控制技术的模式类似于金字塔，每一层级都会对信息进行处理并不断将这些信息向上进行传递。机械设计制造过程中的系统程序应用的是专家系统，这一系统中存储着极多的专家研究成果以及行业领先者在机械设计制造方面的过往经验，这些存储着的专家经验能够帮助对紧急突发的一些事件进行妥善处理[3]。同时，专家系统还会建立相关的故障检测数据库，将生产过程中遇到的不同类型的故障数据进行存储分析，以便在后期生产中遇到时可以进行更妥善地处理。

随着科学技术的不断发展，计算机相关的技术变得越来越成熟，尤其是近年来智能化技术发展迅速，有了人际一体化的概念，这对于整个的机械设计制造发展是有着极大的促进作用的。将这种技术应用在相应的生产中，机械制造的生产水准陡然提升。智能化的机械设计制造是将当前最为热门的人工智能，计算机系统工程等技术与传统机械制造生产等行业进行融合。因此，从本质上来讲其综合性要比以往其他技术更高一些，借助于多个领域、行业、学科、技术等的深度融合，才能有最终系统化的集成以及自动化的演变。当然，机械制造的智能化发展必须要以人工智能为基础依据，将相关的技术不断融入机械设计制造的系统中，发现其中存在的生产相关的缺陷，根据数据库数据获取解决方式，启动已经指定的应对方案。此外，还有虚拟技术，虚拟技术应用在机械设计制造过程中将其本身与相应的电子集成，人体感应等技术结合起来，最终在模拟仿真的层面实现更高一级的机械自动化，而一旦生产中出现了意外因素造成生产停滞无法继续进行，就可以借助虚拟空间通过模拟去寻求故障原因，再针对原因获取更有针对性的解决措施，帮助整个生产重新运转起来。

3 机械设计制造及其自动化的发展

关于机械设计以及机械自动化生产相关行业中最早出现自动化相关技术大概是在1920年左右，最开始相关的自动化技术是极为落后的，且其在整个机械设计制造过程中的应用发展也比较缓慢。但等到了1960年左右，我国的经济发展水准开始提升，工业在整个国民经济中的占比一直稳步提升，同时高新科技也成果喜人，自动化技术也有了明显的发展。但总体上相关的机械自动化仍然对于国外先进技术有较大的依赖性，自主研发的相关技术与国内机械制造的实际生产其实还是有一定差距的。社会行业的发展形势迫使机械设计相关的自动化技术必须要再次进行创新改革，必须要有独属于自己的技术能力，要做大做强。

改革开放的政策不断落实之后，我国经济开始发展，机械设计制造这一行业也与更多国际先进技术有了接轨融合，与之相关的学术交流也变得更加频繁。借着这股东风，国内相关研究人员不断对机械设计制造的相关技术进行研究创新，使得自动化的研究深入度有了比较理想的成果，有一小部分机械自动化技术已经超越国际发达国家的水准，进入世界领先的行业。比如，我国自主研发的数控技术就对整个机械设计制造行业的发展带去了不小的推动，这项技术目前在很多城市的电网系统中都有应用，是国民生活的极大保障。

随着全球人口的不断增加，能源问题逐渐受到更多人的关注，国内外都开始提倡环保节能的理念。因此，机械设计制造及其自动化的发展过程中也必须要更注重资源的消耗问题，在每一个设计环节都考虑到与环保相关的因素，做到生产的绿色循环，使得整个的生态环境变得更加自然，确保在发展经济以及人类自己的同时自然环境也没有被过度消耗。虽然事实的确是我国机械设计制造以及相应自动化相关技术的研究方面起步的比较晚，也有些技术是落后于国外的，但在实际进行技术发展的过程中我们应该更多考虑的是我国本身的国情问题，对于西方更先进的技术可以进行借鉴，但不能过度搬用，要不断加强在自主创新方面的精力投入，帮助发展相关制造技术的同时也确保其对于自然环境的危害能够不断被降低，注重科技、人、自然三者之间的和谐统一，促进整个社会的更长远发展。

除了向着更加亲近自然的方向发展之外，随着社会信息化技术水准的不断提升，机械设计制造在不断满足社会经济发展需求的过程中也开始向着智能化的方向更进一步。近年来，人们对于人工智能的关注度是与日俱增，研究越发深入，对其应用也开始在各行业尝试探索，所以机械设计制造的未来发展与人工智能也会有非常令人期待的汇合。譬如，可以将CAD制图相关技术与人工智能结合，帮助机械设计的图纸设计与输出变得更加智能化，同时还能为设计的优化提供更多的可能性。

4 结束语

信息技术支持下机械设计制造行业正在飞速发展，将相关的信息技术应用在机械设计制造的过程中，使得整个设计制造过程都变得更加自动化，减少了人力资源在其中的投入，也避免了一些人力不可及的潜在不稳定因子，这对于整个机械设计以及其制造的行业发展益处较多。当前，我国在机械设计制造及其自动化发展有取得一定的成果，但与社会需求相比还有一定距离，未来根据时代发展的新需求，机械设计制造及其自动化将向着智能环保的方向持续迈进，不断进行技术的升级创新，从而寻求更加光明的未来。

参考文献

[1] 许自航.信息技术背景下机械设计制造及其自动化探讨[J].山东工业技术，2018（2）：44.

[2] 朱生辉.信息技术背景下机械设计制造及其自动化研究[J].内燃机与配件，2020（9）：2.

[3] 杨麟康.信息技术背景下机械设计制造及其自动化分析[J].中国化工贸易，2020，12（1）：32-33.