机械设计制造的数字化与智能化探析

机械设计制造的数字化与智能化探析

宋志科

身份证号：370282198901315612

摘要：社会的进步，促进了制造业的发展。在机械制造企业的日常生产工作当中，除了需要做好机械产品生产工作外，还应当全面保证产品的合理性和科学性，从性能设计、外观设计上出发，全面提高机械产品的质量和价值。在如今阶段，随着我国智能化技术与数字化技术的不断发展，技术人员在机械设计制造领域更应加大对智能技术乃至数字技术的有效应用，全面有效地提高机械设计制造的效果，这样一来能够让机械产品能够满足社会的需求。

关键词：机械设计制造；数字化；智能化；探析

引言

随着市场竞争的不断升级，我国机械制造产业要理念创新、技术革新，以智能制造为重要发展方向，推动产业技术的升级。近几年，基于各项高新技术的快速发展，将现代数字化设计制造技术融入机械制造领域势在必行。因此，我国要充分发挥大数据、机器人等新技术的优势，打造个性化、柔性化和低能耗的机械设备产品，推动智能机械制造产业的高质量发展。

1机械设计制造中数字化和智能化的优势

1.1提高工作效率

在传统的机械设计制造过程中，会受到各个方面因素的影响，导致机械设计行业在实际发展中技术比较繁杂，因此影响到了实际的生产效率，在此背景下广大技术人员的工作难度高、工作时间长，导致工作人员流失率高，从而形成了对机械设计制造行业发展的不良影响。随着智能化技术和数字化技术的不断发展，将其融入机械设计制造中，不仅能够提高机械设计制造产品的生产效率，还能够更好地优化工作人员的工作环境。在机械设计制造产品的生产过程中，开发出自动化生产线路，能够让繁杂的技术工艺得到有效简化，节约了大量的人力、物力以及财力资源，让原本需要复杂环节完成的工作，只需要一人一设备就能够完成生产，从而大大地提高了产品的生产效率。智能化技术和数字化技术的不断应用过程中，能够实现对产品的智能化检测，帮助产品解决实际的质量问题，从根本上保证了产品的质量，所以说智能化技术和数字化技术的有效应用，提高了产品生产工艺的标准，能够让机械设计制造工作中的产品质量得以保证，并同时全面提高相关的工作效率。

1.2简化生产流程

在传统的机械设计制造生产工作当中，由于生产方式主要是以人工为主的，因此对每一位工作人员的生产操作都有较高的要求。随着数字化技术和智能化技术的不断应用和发展，需要推动机械设计制造产品在生产过程中的不断升级，这样一来既能够减少技术人员的数量，也减少了对工作人员的技术要求，从而让机械设计制造产品的生产过程变得更加简单；从另外一方面看，工作生产流程有了数字化和智能化的加持，能够让质量标准得到有效的统一，这样能够更好地提高机械设计制造产品的生产质量。

2我国机械设计制造现状分析

近几年，我国机械设计制造水平在产品开发能力及生产制造能力方面都取得了重大突破与进步，产品创新能力也有所提升，但与国外发达国家相比仍有诸多不足之处。当下我国机械制造产业现状特点大体体现在以下几方面：一是数字化设计制造技术水平不足，机械产品设计与数字化技术未能深度融合，并且还缺乏自主创新能力；二是机械设计产品功能缺乏创新性，导致在实际应用过程中表现乏力。随着智能化产业转型升级发展的不断推进，今后机械设计制造需要进一步加强产品设计，优化产品功能，相信智能化、数字化技术将会是机械制造产业发展的重要方向，充分利用数字化、智能化技术引领机械产业的快速发展，着力发挥数字化技术的优势，为我国社会经济发展保驾护航。历史经验教训已告诉我们，传统粗放型、低端技术的发展模式不适用于现代化机械制造产业实际需求，为此，要全面发挥现代数字化设计制造技术的优势，确保国产机械产品向着智能化方向发展。

3机械设计制造中应用的数字化、智能化关键技术

3.1计算机辅助设计软件

在机械设计制造领域常用的计算机辅助软件主要有计算机辅助设计软件CAD，可完成机械设计制造的图形变换与实体造型，软件提供的功能有特征计算、几何造型、绘图，以及数据的存储、检索与处理等；计算机辅助工程软件CASE，支持规约、设计、实现、测试、建模、过程管理等，支持机械产品开发的全过程；计算机辅助工艺过程设计软件CAPP，主要用于设计零件机械加工工艺过程，补齐手工工艺设计的短板，主要的功能模块有控制模块、零件信息输入模块、工艺过程设计模块、工序决策模块、NC加工指令生成模块、加工过程动态仿真模块等，从零件的毛坯阶段开始至零件制造结束进行工艺过程的设计及加工过程的模拟，确保机械零件制造工艺的可行性；计算机辅助制造软件CAM，主要功能包括高速加工、数控编程、多轴加工、仿真验证等，用于机械产品生产设备管理控制，实现快速高效的加工流程。

3.2虚拟技术

虚拟技术是一种新型的数字化技术技术，可以模拟声音、图形等，让人们的视觉体验越来越接近真实环境。该技术是近几年最受人们关注的新兴技术，业界、学界都对该技术高度重视。虚拟技术是把CAD、CAE、CAM等技术进行大融合，从而形成的实用性更强的新技术，该技术可以把信息、制造、设计等多个部分进行多元结合，在机械设计制造中应用该技术可以让整个设计过程技术含量更高。虚拟技术为机械设计制造带来更多的可能性，尤其是在结构、性能等的设计方面，比如一些现实生活中建造过程比较复杂、建造成本比较高的机械设计，工作人员可以先在计算机中利用相关软件在全仿真的环境下对机械的运行过程进行一定程度的模拟，让人们了解部门使用参数、性能等来分析机械设计中是否存在问题，有利于修改、降低成本、节省时间和原材料等。

3.3并行设计技术

并行设计技术是在机械产品设计的初始阶段，针对机械产品设计、分析、制造、装配、检验、质量等进行综合性的考虑，对机械产品进行并行、集成和一体化的设计，可以缩短产品开发的周期。并行设计技术与异地协同设计系统有着相同之处，但并行设计技术进行的是产品全生命周期的设计，参与设计的主体有多个学科小组与多个相关部门，实现方案论证与需求分析、方案设计的协同，方案设计与工程分析、技术设计及设计反馈的协同推进，以及技术设计与施工设计、工艺规划、制造装配、加工反馈等的并行。技术运用的关键点是并行设计过程建模、机械产品数据的集成、建立产品的数字模型。机械产品设计涉及多个领域与多个部门，需基于计算机网络建立网络协同作业组，以及建立集成化的机械产品模型，满足协同合作对产品动态修改的需要。

34KBE技术

随着CAX与专家系统技术研究的不断深入，KBE技术逐步发展起来。KBE技术在机械产品设计与制造中的应用越来越广泛，KBE技术特点主要包括知识性、领域性和智能性。近几年，国内外大型公司和研究机构对KBE技术开展了大量研究工作来全面提升产品开发的创新能力。例如，Jaguar汽车公司运用KBE技术来对某车型的发动机盖进行设计开发，与常规CAD软件相比，应用KBE技术后显著提升了工作效率，缩短了产品设计周期，该机盖产品由之前的2个月设计时长缩短为2h，体现出了良好的实用性。国内方面，上海交大CAD国家工程中心与大型汽车制造企业合作，开发模具设计KBE系统，已取得了阶段性的进展，但目前KBE技术还基本处于起步研发阶段，一些理论体系与技术方法还缺乏系统性和精准性，对于机械制造业而言，KBE技术已经给机械设计产业数字化、智能化发展提供新方向，势必会为制造产业带来更多的方便。

结语

机械设计制造行业当中全面引入智能化技术和数字化技术，是时代发展的需求，也是时代发展的必然趋势，将先进科学技术的有效融入，不仅能够改变传统机械化生产中的缺陷，还能够从产品入手全面改善产品的质量和效率，在机械设计制造领域具有广阔的发展前景。

参考文献

[1]欧振议.机械设计制造的数字化与智能化发展研究[J].中国设备工程，2022（4）：26-27.

[2]黄星森.机械设计制造的数字化与智能化发展前景分析[J].内燃机与配件，2021（2）：167-168.