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

王坤

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摘要：改革后，在我国社会经济水平不断提升下，科学技术得到进步。近些年，随着数字技术、云计算技术及人工智能技术与机械制造业的深度融合，一个崭新的工业智能化时代正悄然来临。机械设计制造产业是我国的支柱性产业，在国民经济建设与发展过程中占据关键位置，在计算机技术、信息技术的加持下，加快推动新技术与机械制造产业的有机结合，促进机械制造业的智能化发展，实现转型升级，具有重要的现实意义。该文立足机械设计制造业实际情况，分析现代数字化、智能化设计系统关键技术，阐述数字化与智能化技术在机械设计制造中的具体应用，最后通过实际案例介绍数字化与智能化技术的应用效果，旨在为我国机械设计制造业的智能化发展提供理论借鉴。

关键词：机械设计制造；数字化技术；智能化发展；应用

引言

随着现阶段机械制造行业的竞争力越来越大，提高机械设计制造及其自动化水平能够有效提高机械产品的质量和效率，还能及时发现设备工作过程中所存在的问题，并找到有效的解决方法，较好地解决传统机械设计的低效和故障问题。但是，由于我国的机械行业需要不断提高创新能力和机械设备的市场竞争力，需要进一步提升机械的真正价值，保障企业的经济效应。

1机械设计制造与数字化、智能化技术的内涵

机械设计制造就是通过专业的机械设备，有效实现机械产品的智能化生产，能够借助高新技术的理念全面解决现代工业设计生产中的问题。传统的机械设计制造中，全程的机械制造工艺都是由工作人员完成的，但是存在工作效率低、工作误差大等问题。但是随着物联网、大数据等科学技术的不断发展，其逐渐融入机械设计制造工作当中，全面有效地提高了机械设计水平，对机械产品也同样实施了智能化检测，同时全面保证了机械设计制造的安全性，最终实现我国机械设计制造行业的智能化发展。

2机械设计制造中应用的数字化、智能化关键技术

2.1计算机辅助设计技术

计算机辅助设计技术是依托计算机技术对机械产品进行结构、功能方面的设计。在机械产品生产制造过程中，通常需要依靠精确的设计图纸来保障机械产品设计与加工的进行，传统的手绘图纸方式存在工作量大、易出错和效率低等问题，影响了机械产品设计阶段的工作时效性，在应用CAD、CAM等绘图软件后，显著提升了绘制的质量与效率，保障了产品加工的精准度，还有利于设计人员清晰掌握产品内部构造及尺寸参数信息等，方便技术人员及时发现产品内部缺陷并进行方案优化，保证了机械产品的质量可靠性。近几年，在人工智能技术的快速发展下，专家系统技术推动了CAD技术朝着人工智能和知识工程方向发展，即所谓的ICAD（IntelligentCAD）。ICAD技术主要包含3方面内容，即知识利用、相关设计知识的表示、建模方法及ICAD体系的整体构建。而支持变型设计及概念设计是ICAD中的关键技术，在机械产品设计与制造中引入ICAD技术，可有效解决企业设计开发人员在设计过程当中面临的信息资源整体利用不高、重复性设计等问题，可有效缩短产品设计周期，具有良好的经济性。

2.2管理设计模块化

随着科学技术水平的不断提高，我国的机械制造水平也有了很大提高，特别是机械设备设计显得更加的模块化和系统化，并且随着计算机技术的不断融入，进一步提高了机械设计的整体质量。为了实现机械设计过程的模块化，必须制定一套合理、有效的设计理念。首先，应尽量确保生产过程的低消耗、低排放，充分做到资源的合理应用。另外，还应充分考虑设备的工作特点，从而有针对性地设计和生产机械设备，逐渐形成一个固定的生产模式。由于不同的机械公司用于不同的发展优势，同时对机械设备的具体需求有很大的不同，对机械设备的内部结构设计也有很大的差异，如果没有形成一套模块化的设计，会严重影响机械设备的生产质量和效率。通过建立一套合理、有效的机械设备自动化模式，能够有效避免机械设计和生产过程出现的相关问题，从而保证机械设计和生产的高效性。

2.3云制造技术利用

通过云制造技术能够有效改变机械设计制造环节，并同时促进传统制造行业和电子信息的有效融合，这样一来能够让机械制造成本形成更高水平的附加值，从而为不同的用户提高机械设计制造的配套服务。其中云制造技术的应用，在实际利用过程中涵盖了多个方面，比如支撑层、资源层、服务层等，其中支撑层就是对所有资源进行全面的线上云处理，并结合用户的实际需求来提供有效的解决方案；资源层则是全面整合现有的机械设计制造中的资源；服务层则是根据服务者和生产者，让使用者能够通过平台全面了解产品设计需求，从而根据需求来设计所需要的产品。从整体上来看，通过云制造技术能够实现共享机制，并实现了资源优化配置，全面打造了开放性的机械设计制造行业中的服务模式。

2.4环保技术的应用

当前，构建环境友好型社会已经成为主要的发展战略，这也使得在农机制造领域中，环保成为了主要的发展方向。在农机设计制造阶段，通过数字化技术可以开展仿真实验，在充分结合实验结果后对设计参数进行调整优化，降低农机制造阶段所产生的能源消耗，从而制造节能效果更好的机械设备，这也是数字化设计的主要发展趋势。在社会发展进程中，为了实现可持续发展，机械制造产业必须紧紧跟随时代发展步伐，将智能化及数字化作为主要的发展方向，以一种更加积极主动的态度来迎接数字化设计技术的融合发展，通过数字化设计技术优势，促进机械制造稳定发展，在提升机械制造效率与制造质量的同时，为中国社会经济的稳步发展奠定坚实基础。

2.5有限元的应用与最优化设计应用

有限元设计在各个行业的应用越来越广泛，在机械设计制造行业，有限元设计是通过结构离散方式将优先单元进行规制处理后，在计算阶段将解决问题的难度控制在合理范围之内。有限元设计技术可以有效实现工作内容和实际需求的有机结合。最优化设计虽然起步较晚，但是其优点是可以充分利用工作模型来明确工作目标，使得生产过程中的内容和难度有所下降，传统机械设计制造生产过程中主要是对设计对象进行综合研究，但是未来机械设计制造行业在系统工学理念应用背景下，将机械设计制造生产过程看作一个完整的系统，以该系统作为研究对象然后将各个单元进行关联性分析，具有广阔的发展前景。机械制造产品的最终目标是实现最优化和市场化，因此在产品设计初始就需要确定最优的设计模式，同时要结合客户需求这样才能使产品比市场同类产品更具竞争力，满足市场发展需求的同时实现经济效益、社会效益的完美统一，为机械设计制造行业的健康可持续发展提供支持。

结语

综上所述，随着数字化设计技术在机械领域的深度应用，有利于推动机械设计制造产业的高质量、智能化发展。今后，随着机械设备结构、功能需求类型的多样化与复杂化，企业要进一步缩短机械产品设计周期、节约开发成本和保证产品质量可靠性，充分发挥现代数字化设计制造技术的先天优势，树立先进的制造理念，全面提升我国机械设计制造的智能化水平，为我国社会经济高质量发展贡献绵薄之力。

参考文献

[1]段小东，顾立志.机械产品的数字化设计特点与技术进展[J].机械工程师，2017（12）：37-40.

[2]石鹏，邓嫄媛，周黎明，等.现代数字化设计制造技术在机械设计制造上的应用[J].农业装备研发，2022（7）：146-148.