智能制造在机械设计技术中的应用分析

李晓红

摘 要：随着计算机技术进步与发展，智能制造技术逐渐完善，在机械领域中得到广泛应用，显著提升机械设计与制造效率，满足现代化工业发展需求。因此，有必要做好机械设计技术中智能制造的应用，进一步提高机械设计质量与效率。文中通过分析机械设计技术中智能制造的优势，总结机械设计现状及面临的问题，深入讨论如何发挥智能制造技术优势，促进机械制造行业稳步发展。

关键词：机械设计 智能制造 技术应用

1 机械设计技术中智能制造的应用优势

机械设计技术中应用智能制造，可以提高机械设计技术运行效率，准确控制使用成本，形成一定学习能力，具体内容如下：

1.1 显著提升运行效率

机械设计技术应用智能制造，可以精准化、高效率的处理相关数据。尤其是当前部分领域中人工方式逐渐被智能制造技术取代，有助于节省人工成本支出，分析其根本原因，就是通过融入智能制造技术实现用户的自主学习。通过分类处理与整理海量数据，提高这些数据的可用性。与此同时，企业生产运行过程中机械设计技术中融入智能制造，可以提高生产效率，帮助企业获得更多的经济效益，实现社会经济的稳步发展[1]。如，智能制造技術使用时，需要提前设定参数与具体指令。不同行业的智能制造技术，结构形态不相同，较为常见的就是具有机械臂且能简单移动操作的机器人。根据工作性质差别，智能制造技术主要焊接类、运输类、制造类等。生产工作过程中操作人员只需要输入或调整数据，就可以让机器人投入到生产中，与传统制造技术相比，具有极高的灵活性。

1.2 有效控制资金成本

机械设计技术建设时需要进行数据处理，传统模式下需要人工操作，这种模式存在明显不足：工作人员工作量增加、较高的人力成本支出及数据处理误差存在。通过引入智能制造技术，可以弥补传统处理方式的不足，高效处理机械设计技术建设中获得的数据信息。尤其是数据处理速度、数据挖掘深度出现明显变化，进一步提高机械设计技术的使用效率。同时，智能制造技术的融入可以给企业创造更多的利润。智能制造技术技术优势之一，可以从繁重劳动中将人解放出来，提高工业生产效率，方便人们的工作生活[2]。如，运输机器人使用时，传统需要人工方式搬运大型工业设备，实际工作效率偏低，还有可能损坏设备。工业运输机器人则可以长时间工作，不会感觉到疲累，只需要有充足能源供给，可以实现不简单的连续性工作，有着较强的生产效率。

1.3 具有一定学习能力

机械设计技术建设过程中会产生海量的信息与数据，其中包含一些相对较低的数据信息与数据概念，这些往往没有经过深层次的开发与利用，无法发挥数据作用。通过引入智能制造技术，可以挖掘出更多具有价值的信息，提高机械设计技术应用效果，帮助用户顺利解决问题。智能制造可以利用非线性思维方式模拟人类思维，顺利解决实际问题。此外，操作人员可以通过学习系统，确保系统处于高效运行状态，实现自主运行[3]。如，智能制造技术结构设计精密且安全，可以独立预测故障并简单处理。加之有着较高运算精度，能最大程度降低设备故障产生率，避免因为故障造成的人员伤害。除此之外，智能制造技术对外在环境要求不高，可以在偏远地方工作，或是进行一些人工难以胜任的岗位，提高生产的安全性与稳定性，显著降低劳动强度，提高制造生产效率。

2 机械设计技术中智能制造的应用分析

机械设计过程中合理应用智能制造技术，可以提高设计质量与效率，降低能耗，实现机械制造企业的长远发展。

2.1 满足绿色设计需求，提高机械设计质量

在针对机械制造工艺进行设计时，为有效提升设计质量，保证产品性能，满足当前社会所提出的绿色设计理念。在整个设计过程中一定要遵循可持续发展的制造理念，并以此为基准展开设计，坚持绿色设计理念，避免整个设计制造过程中存在并可能发生污染问题[4]。首先，从绿色环保理念入手，在进行3D建模设计时，对于材料类别要仔细甄选，保证所有材料都符合环保要求。同时对机械产品的可回收问题进行思考，确保其能进行再次回收和利用。其次，站在设计者角度，整个设计过程一定要实现理念和技术的创新，在针对设计过程进行完善的同时，保证机械设计的每一个环节都能秉承绿色、环保理念，以此实现对传统设计思想的转变，全面适应并满足色绿发展需求，将机械设计和绿色环保理念真正进行融合。最后，站在生产制造角度，就其中可能存在的浪费和污染问题进行全面了解，综合分析，结合和绿色环保设计理念，将对环境的保护纳入设计要点，在企业经济效益提升的同时关注环境问题，真正实现双赢。

一般情况下，人们对于机械零部件本身光滑度并不甚关心，认为其不会对使用造成多大影响。但经过试验证实，机械零件表面光滑度会对设备使用产生严重影响，且其光滑度直接决定其使用寿命。因此，在设计环节，一定要就零件表面光滑度进行提升，保证整体质量[5]。对此，刀具的选择十分关键，就机械零部件表面光滑度而言，表面越光滑，其使用寿命越长，反之则越短。这也为人们在刀具的选择和制造上提供一定思路，为提高零件表面光滑度，在道具选择上尽量选择圆弧半径较大或者副偏角较小的刀具，如此才能确保在实际加工时刀具的使用符合当前机械零部件加工的属性要求，不会出现质量问题。同时在刀具使用过程中，为保证零件表面加工质量，对于削切速度也要进行适当控制。为不用影响零件使用寿命，通常是削切速度越快，表面光滑度越高，零件使用寿命越长，反之则越短。所以，为提高零件使用寿命，在选择合适刀具的同时对于削切速度也要进行有效控制。

2.2 借助智能机器人，提高机械设计的质量

在机械制造中，工业机器人应用最多的工种就是焊接处理，这其中又以点焊和弧焊技术应用最多。因此工业机器人又被分为点焊机器人和弧焊机器人两类。鉴于汽车制造过程的复杂性，每辆车身上至少有4000个焊点，甚至更多，如果将这些工作全部交由工人来完成，不仅要耗费极大的人力，其加工完成所要的时间也非常久，而且对于质量却不能完全保证。但若将这些工作全部交由工业机器人来完成，不论是点焊还是弧焊工业机器人，不仅能够根据要求做到精准控制，合理施工，而且能够按照程序设置好的要求完美作业，保证质量的同时提高效率，相比传统人工操作可谓精细，最关键省时省力。智能制造中应用工业机器人，融合过程中人们要意识到工业机器人对社会发展产生的深刻影响。相关技术人员需要考虑到工业机器人使用过程中的安全性，采取有效预防措施避免出现信息泄露等安全问题[6]。同时，利用工业机器人技术进行安全方式，及时发现存在的安全隐患，全面发挥工业机器人的作用。随着智能制造与工业机器人的发展，提高智能制造的处理效率。

相比普通工人，应用工业机器人进行机械整体装配，不仅专业化水平更高，而且精确程度明显提升。最关键的，机械装配专用机器人能够应用于各种不同工作环境，比如高温环境，低温环境、高空作业等等，而且即使任务难度、需求等增加，也不影响其完成工作的质量和效率。近些年，随着我国机械制造产业的快速发展以及生产水平的大幅度提升，很多零部件的体积不断缩小，性能不断优化，产量不断增加，单纯的人工装配以及不能满足其在精度方面的要求，而且人工装配费时费力，无法满足生产要求。但是机械装配专用机器人能够给按照程序设定对机械零配件进行完美组装，包括车座电池、仪表、方向盘、车灯、车窗以及座椅等的装配与安装工作。在具体安装过程中，不仅误差系数小、速度快，而且整体性能得到优化，更加放心[7]。

2.3 智能制造的集成化

智能制造将传统生产制造行业和现代化技术相接轨，企业在生产制造机械产品时，能根据产品自身特点，选取合适的生产理念，再加上先进的自动化技术，使整个生产活动变得十分轻松。当今社会，计算机科技的发展为其与自动化技术融合创造时机，形成了集自动化技术为一体的集成自动化技术。而这所谓的集成化是指将机械设计技术环节的所涉及的所有数据信息进行整理、收集、分类处理等，建立数据库系统，利用计算机辅助对数据进行系统分析，实现对机械加工环节的数字化控制和不断优化。在机械制作中，通过应用智能制造集成技术，能明显提升其自动化水平，提高生产效率和质量。最关键的，集成化技术能够针对各种机械设计技术因素进行高效整合，展开集成化处理，实现对各制造环节的优化。为加快机械设计技术行业集成化发展，在提升工作人员专业能力的基础上，对于相关设备也要及时更新，提升其性能指数。通过对设备信息的各项数据进行记录，为日后机械设计技术集成化提供指引。总结以往经验，可以发现，真实可靠的实践数据是机械设计制造质量的支持和保障。所以，为确保机械设计技术业顺利推进，需要加强对各环节细节的把控，对所有影响因素能够了然于心[8]。

在智能制造的机械设计技术中心包含了人工智能、自动化技术以及机械设计技术技术等先进科学技术，这不仅是智能制造技术机械设计发展趋势，更是整个行业未来发展趋势。传统人工操作的机械设计技术环节不仅生产效率低、精度低，而且产品质量参差不齐，人员花销大等等。但是依托于智能制造的自动化技术，不仅对所制造的产品的精密度和准确度进行严格统一把控，提升生产效率的同时，对参与生产的人员数量进行有效控制，减少了因人工参与其中而帶来各种不确定因素。最关键的，智能制造的机械设计发展，能够在机械生产的各个不同环节全面应用人类的智慧，比如系统自动进行数据程序编制、进行仿真人试验模拟、利用机器人代替真人完成一些复杂、危险且繁琐的工作等。如此操作不仅完成效率高、投入少；而且有效节省时间、降低人工成本、缩短工作周期，对于企业生产效率的提高意义重大。推进机械设计技术应用，要考虑自身实际情况，制定科学合理的方案，提高机械设计技术效率。

2.4 降低机械制造能耗

将智能制造应用于机械设计制造及自动化中，主要是根据当前技术发展以及设备使用需求对其中的发动机结构以及机械自动液压系统设计进行必要且合理的优化。发动机是机械系统最为关键的且重要的部位，相当于人类心脏，针对其结构进行优化，不仅能有效降低油耗，减少不必要的资源浪费，还能保护环境，提升社会效益，可谓一举多得。实际上，发动机作为机械制造设备的一个重要组成部位，在实际运转时不仅会因为频繁震动而发出大量噪音，随着燃料消耗还会排出一定废料，污染周围空气，造成环境污染。在这样一个糟糕的环境下工作，对设备操作者而言，也是一种折磨。因此，在实际设计时针对传统发动机性能和结构进行改进，降低其噪音，减少污染物排放，使其朝着更加环保、节能方向发展是社会发展的必然[9]。

将智能制造应用于产品结构方面，可以通过减少或降低产品结构中不必要的高能耗设备的使用来实现节能目的。正常情况下，由于机械制造设备内部结构的复杂性，导致其内部结构与能源消耗关系紧密，因此对于能源的需求也在不断增大。但是随着设计优化，其内部结构不断精简，制造过程也在不断优化，因此对于能源的需求和消耗也在不断降低。相关人员在针对机械自动化设备部件展开设计时，一定要结合智能制造，按照要求和标准，对其内部结构不断优化和完善，实现能源节约。为提升对资源的利用效率，在设备实际运行中可以结合和设备实际运行情况，通过能源转化的形式提升其利用率。同时结合实际，对动力系统具体类别进行分析和判断，结合具体参数选取低能耗设备，确保其稳定运行。

将智能制造应用于生产工艺中，需要注意对生产工艺流程的优化，在实际操作中，需要根据实际选择恰当且合适的生产工艺，减少不必要的资源输出和流程操作，使整个产生更加高效、完美。比如，在针对单个零部件进行加工时，需要对各设备间的运行关系进行全面分析，通过各设备之间的协调配合，实现对零件的高效加工。同时，根据当前市场发展，对设备上旧零部件的拆卸、清洗、回收以及回收后的处理工艺、物流管理、寿命预测、失效预测、失效机理等再制造工艺流程处理方案以及再制造工艺编制详细流程。相信在不久的将来，通过技术人员对生产工艺的不断优化，整个生产流程会更加简洁，运行效率会越来越高，维修和养护的难度也会越来越低，生产环节能耗过高这一难题将不复存在。

3 结束语

总之，机械设计技术中合理应用智能制造，满足行业发展需求，有助于提高设计质量与效率，显著降低能耗。同时，需要机械设计领域中合理应用智能制造技术，根据自身需求选择合适技术，切实发挥智能制造技术优势，推进行业健康发展。

参考文献：

[1]李洋.智能制造背景下机械设计制造及自动化技术发展趋势分析[J].科技资讯，2022，20（18）：57-59.

[2]刘雷. 智能制造背景下机械设计及自动化技术发展方向[C]//.Proceedings of 2022 Shanghai Forum on Engineering Technology and New Materials（ETM2022）（VOL.2）.，2022：94-96.

[3]蔡佳丽，蔡丽娟.智能制造背景下机械设计及自动化技术发展方向[J].时代汽车，2022（11）：145-146.

[4]周慧芳.智能制造时代机械设计制造及其自动化技术研究[J].内燃机与配件，2022（05）：202-204.

[5]段俊霞.智能制造时代机械设计技术思考[J].科技创新与应用，2021，11（28）：164-166.

[6]李峰.智能制造背景下机械设计及自动化技术发展方向研究[J].农机使用与维修，2021（07）：45-46.

[7]曾锡琴.智能制造环境下的机械设计技术和应用[J].河北农机，2021（07）：82-83.

[8]沈晓辉.关于智能制造时代机械设计技术的几点思考[J].中国设备工程，2021（12）：19-20.

[9]李海洋.探究智能制造时代机械设计技术的几点研究[J].中国金属通报，2020（12）：245-246.