机械设计制造的智能化发展趋势探讨

王建同 李成意

摘 要：我国工业建设的快速发展推动我国整体经济建设发展迅速，为我国快速进入现代化发展阶段贡献力量。现阶段中国工业进程正朝着智能化和数字化的方向发展，时至今日我国的机械设计制造行业也更加关注技术层面改革和创新。然而工程机械种类繁多，系统比较复杂，传统设计方法无论是在效率还是在工作性能上都存在显著缺陷。对此，如何将新技术融入机械设计制造领域，满足市场需求和产品功能需求就成为今后工作的重点环节。

关键词：机械设计制造;智能化发展趋势

引言

科学技术的快速发展加速我国各行业的发展进程，为我国经济建设的不断进步奠定了非常坚实的基础。随着智能化发展的应用，人们的工作和生活都开始变得更加便捷，这对于社会中各个行业的发展也都带来了更多的动力。在智能化发展的带动下，机械设计和制造实现了飞速发展。由此可见，对于机械设计和制造而言，智能化发展的发展对其产生了巨大影响意义，而随着智能化良好发展，机械设计和制造也将实现更好的发展。

1并行化工作模式

并行化工作模式的出现原因在于工业化水平的稳步提高，机械产品无论是在外观还是在性能上都有着新的要求。因为机械设计制造工作所需要完成的内容难度差异较大，很多比较繁琐的工作需要大量的人员支持，很多情况下我们需要竭力避免多人在同一空间内部进行工作的情况。特别是计算机网络的高度发达，在网络层面进行的资源信息共享机制更加完善，不仅能让传统的信息传递方式不受时间和空间的束缚，让不同位面空间的设计者们共同完成工作，还可以实现资源的共享和并行化，工作效率得到稳定提高。总而言之，自动化和并行化工作模式的应用让对应的机械自动化程度水准增加，机械设计工作人员也会考虑到整个大局设计的细节要求，制定出智能化和全面化的设计体系，然后逐一研究子系统要求。

2人工智能在机械设计制造及其自动化中机械设计的应用

在现代机械设计制造及其自动化发展过程中，传统的设计理念与现代化设计理念在各个层面上都有着很大的不同，尤其现代机械设计中，其每个层面都对计算机技术进行了融入应用，而传统设计模式已经无法满足当前快速发展和日渐提升的实际需求，机械设计领域需要根据实际要求和多元化发展趋势，运用人工智能技术进行系统的多元化开发，在设计过程中，要力求能够实现整个过程的自动化，降低设计中主观因素所造成的影响。另外，相比传统设计模式，现代机械设计中人工智能技术的应用能够长期连续的工作，降低对人力资源的成本，而且其储存空间较大，有着不同的信息存储方法，便于信息的调阅和各项数据的学习应用。目前，汽车制造行业、飞机制造行业都已经开始使用人工智能技术进行机械设计，并完成创造性机械设备零件的设计，在一定程度上摒弃了人类设计师思维的局限性，而且引入人工智能技术后，机械设计领域也开始向新的方向迈进。

3计算机辅助集成应用

计算机辅助设计是以计算机为工具，应用科学的方法辅助人在特定应用领域内完成任务的软件。这些软件既可以在宏观上进行总体系统设计，也可以在微观上用于详细设计，又能够建立三维模型，并可以快速地进行相关参数的标注和修改，制图效果更加清晰可视化。在进行机械设计制造时，通过计算机的辅助工具不仅能增加机械设计的规范化及精准度，而且也可以减少人工操作，极大地简化了机械设计的流程，大大地提高了工作效率。另外通过计算机辅助设计，还能够真实地展现机械设计的动态效果，便于项目组成员之间的商榷，提高机械设计的整体水平和效率。例如SolidWorks软件，能够多视角地展示不同设计方案，便于项目组成员之间的便捷沟通，减少设计过程中的错误，提高产品设计的效率，它便捷的操作及独有的拖拽功能可以在比较短的时间内完成大型装配联合设计，提高了工作效率，完善了产品质量，更及时高效地服务市场。

4由“线性自动化”转向“模块自动化”

目前，随着环保理念在世界各国的不断深入人心，新能源汽车行业不断发展，而在新能源汽车当中，占比最高的莫过于电动汽车，其在很多国家的保有量都在不断上升，随着电动汽车的大量普及和传统燃油车辆的逐渐减少，作为能源补充设施，加油站也将逐渐为充电桩所取代。预计，随着自动化技术的不断发展，未来的汽车设计中，将以模块化设计为主要设计形式，而在能源补充上，也很可能会采取模块化的能源替换形式，以解决现存的“充电焦虑”问题。由此可见，自动化技术也会随之更具备灵活可调的性能，以满足更高的发展需求。

5虚拟化发展

在通过传统模式的机械设计和制造中，首先需要进行对产品图纸的设计与绘制，然后再按照绘制好的设计图来进行修整，在确定了设计图纸之后，再通过专业的技术人员严格按照设计图纸进行机械产品的制作。一旦样品在试验检测中出现了任何问题，都需要通过不断的试验来查明问题来源，并使其得到有效的解决。如果样品一直不能符合标准，就需要进行重新设计和制作。在这一过程中，将会耗费掉大量的资源、人力、时间等成本，进而为企业带来不必要的经济负担，甚至在产品研制成功之后也难以弥补之前的一系列消耗。基于此，将信息技术应用到机械设计和制造中，以此来替代传统机械设计和制造中的人工方式，就可以有效节约资源和成本。具体应用中，可借助于信息技术中的虚拟化技术来进行电子图纸的设计，然后将图纸作为依据，对产品的属性及其性能进行虚拟化，同时也可以直接借助于电子技术来进行设计图纸的修改，使其操作得以进一步完善，这样就可以有效缩短样品检测和试验过程中的时间消耗，实现产品生产效率的进一步提升。

6云制造技術

云制造技术的核心在于将智能化的数字手段应用在传统制造业内部，让制造业在提供产品的同时以更加低成本的方式提供比较高附加值的产品服务。这种制造模式可以根据不同用户提出的要求来实现产品生命周期内的资源配置和全配套服务工作。整个云制造体系结构可以被划分为资源层、支撑层和服务层。资源层负责将现有的机械设计制造资源进行整合，而支撑层负责将资源展开“云化”处理，定位用户的需求和解决方案，将其全部展示在平台之上完成监控管理工作。而服务层则主要面向产品的生产者和使用者，其中使用者可以通过平台说明自己对于产品设计的具体要求，例如制造参数、产品功能能、产品定位等，生产方通过平台获取这些信息之后，就能够按照需求为使用方提供相应的设计服务。整体来看，云制造技术实现了资源内部的行业共享机制，最大程度地利用了现有的资源完成了配置和服务优化，且整个产品的生命周期从提出需求开始直到最后的投入应用都实现了整合，打造了全新的开放服务模式。我国的机械设计制造行业已经从生产型朝着服务型的方向转变，分散的设计制造资源在系统化的管理之后也能实现资源共享，大幅度地提升了管理工作的效率。

结语

在工业改革发展的时代，机械设计制造需要深化数字化和智能化的发展进程，将人工智能、云计算等技术应用至机械设计制造领域内部，完成生产过程的规划和设计，一方面实现设计制造环节的集成化和精确化，另一方面可以提升劳动效率减少劳动强度。

参考文献

[1]任忠妍.机械设计制造及其自动化的发展前景之我见[J].中小企业管理与科技，2018（03）：190-191.

[2]刘晓阳，王金业，刘恩福，等.面向并行装配规划的层级化装配关系矩阵研究[J].河北工业科技，2019，36（03）：32-38.

[3]李强，汝渴，刘计良，等.面向大规模个性化的交互式云制造模式[J].中国机械工程，2020，31（07）：788-796.