机械设计制造的数字化与智能化发展研究

2023-01-02欧振议

中国设备工程 2022年4期

欧振议

（郴州七三二零化工有限公司，湖南郴州 423015）

在机械制造环节，机械设计直接影响着产品质量。在智能化和数字化技术不断进步的今天，设计人员也需要更新自身思想，对先进技术加以利用，以此为企业创造更大的经济效益，以下对相关内容进行分析。

1 机械设计制造与智能化技术内涵

机械设计制造就是通过专业机械设备和机电设备实现工业产品生产智能化，积极融入计算机技术、信息技术，借助现代化设计理念和生产技术解决现代化工业生产中的问题。传统的机械设计与制造完全由工人完成，存在工作效率低、误差大等问题，随着大数据、物联网等多种智能化技术的融合，能够全面提升机械设计和制造水平，比如可以对材料大小、尺寸进行智能化检测，还能够保障操作安全性，有效减少材料损耗和环境污染，最终推动我国机械制造业的智能化和绿色化发展。

2 机械设计制造中数字化和智能化优势

2.1 提升工作效率

传统的机械制造行业中人工需求量大、资金投入较多，对大批量的生产任务难以快速、准确地完成。随着智能化和自动化技术的发展，可以让机械生产产品质量性能得到显著提升，有效减少人力投入。具体如下：（1）可以实时监测机械设备运行状态，出现分体后能够及时反馈给技术人员，并加以调整；（2）利用智能化技术能够降低出错率，减少机械设备故障。

2.2 提升生产安全性

对于机械制造设计需要做好保安全生产管理，传统的机械制造环节由于人为操作失误和安全意识不足容易出现安全事故，而数字化和智能化时代的到来，让机械设计制造安全性得到显著提升，可以实时分析设备运行状态，发生故障后可及时启动应急预案，最大程度保障生产安全。

3 数字化与智能化技术在机械设计制造中的应用

3.1 机械设计制造系统化

传统的机械设计制造环节需要工作人员拆分设计方案，进行独立研究，导致设计方案缺乏统一性和权威性，并且设计效率无法得到保证。新时期通过机械设计制造系统化能够完善设计体系，明确具体设计内容，在整体上提升机械设计方案质量。

3.2 利用先进技术提升工作效率

在机械设计制造环节，智能CAD包括多个功能和模块，可以高质量完成产品设计任务。通过智能CAD技术的利用可以合理配置系统框架，借助参数设计引入装配模型，满足机械设计过程中提升产品结构稳定性需要。

4 机械设计制造行业发展形势

4.1 数字智能化不断发展壮大

智能化网络时代的到来极大地推动了社会发展，目前智能化计算机网络深刻影响着各行各业发展，而数字化技术也在机械设计环节凸显其价值，设计人员可借助计算机模拟需要设计的建筑，然后得到模型，能够解决实际操作中遇到的多种难题，大大提升工作效率。

4.2 机械设计工作并行化

在当前工业化水平不断发展的背景下，机械设计产品内部功能和外部条件也发生了变化，并且对机械设计工作提出了更高要求。由于机械设计制造工作环节多、步骤复杂，需要设计人员同步开展工作才能保证设计效果，而这一过程中会存在方案设计的摩擦和碰撞，需要利用智能计算机网络加以解决，比如可以将个人的数据信息在网络中分享，避免由于设计工作出现突发情况影响团队的交流。相较于传统面对面的交流形式，可以利用信息交换、视频交换等形式保证设计工作质量。

4.3 机械自动化发展的智能化体系完善

当前机械设计制造过程中，自动化技术得到了普及，减轻了设计人员工作量，有利于提升机械设计制造人员的工作热情。随着自动化技术应用范围的扩大，也对机械自动化水平提出了更高要求，需要工作人员积极利用智能化技术完善系统，提升产品设计和制造水平，推动我国工业经济发展。

5 机械设计制造技术与数字化、智能化结合发展前景

5.1 完善设计工作系统化模式

进行机械设计工作前期要求建立完善的工作内容系统，之后结合系统步骤从主干到分支进行逐一讨论，以此确保各部分具有合理性，可以在整体上完善工作系统。随着机械设计制造成果不断增多，将会形成更为庞大的技术体系，有利于集合诸多技术的优势特征。在今后的机械设计制造领域，不仅涵盖信息技术、计算机科学、自动化控制技术，还将涵盖其他生产领域技术，帮助企业在产品设计、制造、认证等各个环节获取信息。

5.2 实现设计人员精简化

在机械设计和制造环节，通过智能化、数字化技术的利用有效提升了工作效率，不过依旧需要人工的操作，并且设计人员的参与能够有效提升生产创新水平，有利于推动智能化设备的更新，这一过程中需要对智能化机械设计人员合理布局，比如在实际生产过程中的可重复性操作让智能设备完成，特别是机械设计核心内容可以对人员合理配置，完成设计与研究，全面提升智能化机械设备的智能水平。

5.3 提升产品商品化性能

为了全面提升机械设计人员方案的可行性，必须在产品设计环节分析商品性能，也就是企业在设计工作开展前期对该类产品的市场需求进行调查，明确市场定位，之后由设计人员完善设计方案，由此提升客户满意度，为企业带来更大经济效益。

5.4 推动工业设计制造的绿色化发展

当前我国的工业行业发展过程中不仅高度重视产品性能，同时也在全面推动行业的绿色化发展，由此减少水污染、大气污染，通过环保节能理念的融入能够减少材料浪费和能耗，也就是产品设计使用的整个环节选择低污染材料，并积极推动材料的循环利用，比如应用内燃机自动化控制液体定量控制仪表，进而把控液体添加量，再如废弃物排放前期通过设置过滤系统以及智能化监测有效避免环境污染问题。

5.5 分解设计复杂的机械产品

机械产品多数由大量零部件组成，功能结构具有模块性、可分解性等特点，可将整个生产过程视为系列化、标准化的单元模块，以此重组复杂产品结构，在满足同一层次上部件功能相同需求的同时，部件和零件的数据也更为多样化，能够对机械产品和零部件进行属性知识描述，比如在数控车床生产环节涉及较多功能参数，涵盖换刀时间、定位精度、结构属性，并且控制系统涵盖了智能化生产过程的模块化功能描述操作流程，能够对生产流程进行管控。

5.6 云制造技术的利用

通过软件技术改革机械设计制造内部环节促进传统制造业和电子信息的融合，也就是通过更加低成本的制造方式生产高附加值产品，能够为不同用户提供配套服务。在云制造体系结构下，涵盖资源层、支撑层和服务层，其中资源层整合现有机械设计制造资源；支撑层对资源云化处理，结合用户需求提供解决方案；服务层面向生产者与服务者，使用者能够通过平台了解产品设计需求。整体看来，通过云制造技术实现了资源优化配置，完善共享机制，打造了开放的服务模式。