計算機多媒體技術在機械制造業的應用研究

陸 怡

（常州紡織服裝職業技術學院，常州 213001）

0 引言

計算機多媒體技術指的是，在計算機平臺中集合聲音、圖像、文本以及影像等處理的多媒體綜合應用，這里所談及的聲音、圖像、文本以及影像，也就是多媒體技術的處理對象，稱作數據。多媒體數據處理技術與之前的計算機處理相比，最明顯的特點就是多元化及多維化的數據類型及處理方式。隨著現代化計算機信息技術的迅猛發展，計算機多媒體及相關技術也取得長足進步，影響越來越大，并廣泛涉及社會的各個領域和行業。本文主要闡述機械制造業中多媒體及相關技術的應用[1]。

1 計算機多媒體及相關技術對機械制造業的影響

計算機多媒體及相關技術對機械制造業的發展產生了巨大的推動作用。這種促進性影響主要體現在以下三方面：

第一，計算機多媒體及相關技術促進了機械制造企業管理模式的轉變。管理現代化適宜自動化流水線的正式使用為標志的，而企業網為其提供了最佳平臺。企業管理信息因管理過程網絡化而得以共享，并可以隨時處理管理數據，確保機械制造業生產過程自動化現實需求的切實滿足。企業網平臺涉及到諸如產品研發、生產過程控制、市場營銷等企業管理過程中的方方面面[2]；

第二，計算機多媒體技術是機械制造業設計制造技術革命的重要標志。隨著計算機輔助設計、輔助制造以及輔助工程等相關技術應用范圍的不斷擴大，為自動化流水線的實際運用創造了有利的技術條件，這也在一定意義上預示著機械制造業在產品研發、生產技術、生產能力等方面發生巨大變革。自動化流水線適宜信息作為導向，以現代化信息技術為動力，同時依托于計算機多媒體技術，影響范圍廣泛涉及到機械制造企業生產過程的各個環節；

第三，計算機多媒體技術對機械制造業世界一體化交流及互動起到巨大的促進作用。當前很多機械制造企業已經對交互式多媒體網絡的重要性有了充分認識，借助連接技術，進一步強化了與供應商以及承包商之間的交流和溝通；不少制造企業依托于互聯網這一現代化交流平臺，使產品研發制造周期大大縮短，諸如新產品研發、生產安排及控制、人力資源配置等均離不開信息交換，而借助計算機多媒體及相關技術可以在很大程度上減輕工作負擔及壓力。隨著世界經濟一體化趨勢的不斷強化，借助計算機多媒體會議系統這一現代化“以太”會場，全球各地的機械制造廠家進行交流變得更加密切[3]。多媒體會議作為網絡系統，可以實現對聲音、數據以及視頻等的實時準確描述，在工業領域的影響越來越大。世界一體化交互以及網絡會議系統實施的重要基礎就是計算機多媒體傳輸及處理技術占據主流地位。

2 機械制造業中計算機多媒體及相關技術的應用

2.1 產品研發

隨著信息時代的到來，計算機輔助設計為機械制造業中計算機多媒體及相關技術的應用提供了有力的技術支持。利用處理能力優異的計算機，可以促進傳統產品研發設計過程中的繁重工作量的大大降低。在計算機輔助設計中利用多媒體技術，圖像圖形處理將會變得十分輕松，新產品的研發設計效率也會得到很大程度的提升。在計算機輔助設計方面，比較具有代表性的一個軟件就是AUTOCAD，此軟件不論是在之前的DOS版本上還是目前的32位平臺中，一致都是計算機輔助設計的領軍者[4]。

CAD在機械產品的設計之中的應用流程如圖1所示。

圖1 CAD在機械產品的設計之中的應用流程

比如要設計一套能滿足港口木材卸船效率、工作流程和裝置較為簡單的桉木分、理、集、裝的工藝設備，主要的設計指標參數要求分、理、集、裝效率為45t/h-60t/h。設備名稱為2000型桉木成組機。2000型桉木成組機為港口用原木堆疊設備，用于將卸船的桉木堆疊整理，編組裝入木制框式集裝箱，便于叉車和平板車的運輸。設備適用的桉木直徑在60～150mm之間，長度1800～2100mm，卸料抓斗每一斗抓取桉木50～70根，總重約1.5t，每一動作循環完成時間不大于2min。框式集裝箱外形尺寸1.5×2.8×（1.5～1.8）m，承載能力5～6t。

根據桉木堆放分揀整理工藝過程的分析，該設備主要包括進料機構、分揀機構、裝箱機構和運動控制機構等部分。控制系統主要包括分揀速度控制、行程控制和作業時間控制等部分。初步考慮概念設計方案。

首先，運用CAD進行設計計算，確定主要幾何參數，受力分析、強度和壽命計算、剛度計算，然后根據給定的設計條件和功能要求對機械部件的許多主要參數進行數值選擇。最后，合理布置各部件的相對位置，繪制二維或三維圖形。

包含產品生命周期理念在內的計算機輔助工程實現了產品單一研發向系統工程管理的過渡，立足于產品生命周期對諸如成本、利潤以及價值等技術經濟因素相互間的關系進行深入研究，在此基礎上分析預測產品的市場競爭力，確保在當前條件下，通過全面評估，獲取最大效益。在此背景下，計算機多媒體及相關技術勢必充當新產品研發利器。從一定意義上講，計算機多媒體及相關技術為計算機輔助設計及計算機輔助工程的發展奠定了堅實的技術基礎，并為二者占據計算機輔助設計軟件的基礎性地位提供有力保障。

在機械制造業的新產品研發過程中，對應于虛擬設計技術的虛擬現實技術通過與計算機多媒體及相關技術的有效結合，對虛擬產品設計帶來了極為深遠的影響，使該過程中人于計算機的交互方式得到一定程度的改善。舉例來說，在計算機輔助設計中引入虛擬現實技術，一方面，可以在進行模擬開發時對新產品的部分性能加以模擬提供便利，另一方面，對于設計人員而言，修改產品設計方案的難度也會有很大程度的降低。對于具備技術條件的企業而言，在設計虛擬產品的過程中，設計人員可以以當前的計算機輔助設計系統構建起相應的模型，之后再向虛擬環境轉移，并為設計人員及準客戶提供體驗機會；除此之外，設計人員還可以在虛擬現實系統基礎之上對新產品的設計方案進行相應的調整和完善。比如，在設計汽車時，設計人員所處的就屬于交互式環境，借助頭盔顯示器、專業數據手套以及位置追蹤儀等專業化設備，可以將視覺、聽覺以及觸覺等連接到虛擬概念產品上，不但能夠有身臨其境的感受，而且可以十分便捷的檢查并評估虛擬產品設計方案，對于發現的不足之處及時加以調整和完善。

2.2 生產控制

在機械制造領域，比較具有代表性的生產控制就是圍繞產品質量控制這一中心內容的有限次PDCA循環，對生產過程的能力、質量以及產品質量實施有效控制是其主要目的。簡單而言，借助計算機多媒體及相關技術實現的機械制造業新產品生產過程的控制可以歸結為：輸入、轉換、檢查、及時反饋、修正以及輸出等。對于批量生產自動化流水線而言，計算機控制系統實時反饋性能具有重要意義。對信息及數據進行反饋，也就是對數據的自動化處理以及對加工參數的及時修正是計算機控制系統的中心內容。通過向計算機控制系統中引入多媒體及相關技術，將會在很大程度上提升系統描述性能，這樣，之前極為抽象乏味的數字描述形式將會被更加直觀和形象的圖形圖像以及仿語音形式所代替，從而在一定程度上提高生產人員及控制人員對實際生產過程、過程質量以及產品質量的變化掌握能力，一旦發現問題及時采取相應的解決對策，以確保機械制造生產過程狀態的穩定性及最佳性。舉例來說，在計算機多媒體及相關技術占據計算機控制系統主流地位的背景之下，模具的加工控制過程的難度將會大大降低。在之前諸如凹面加工等掌握及控制難度相當大的信息及數據，如今可以比較輕松的在控制終端以相應的截面圖形或者是三維影像的形式準確的展示出來，這樣對于生產及控制人員，整個生產工序將會變得更加直觀。

對于機械制造業的生產過程而言，借助計算機多媒體信息系統，即使是非同一領域的工作人員也可以為實現相同工作目標而合作。比較具有代表性的計算機集成制造系統遠程監控主要是借助多媒體技術得以實現的，對于操作人員而言，能夠在同一時間對處于相同制造單元中的幾臺機器進行操控。借助圖形用戶界面以及一套能夠具備互相作用性能的多媒體信息傳輸機制，可以達到對交換結果進行適當強化的效果，除此之外，還可以針對具體產品設計制造過程給出相應的解釋。比如，借助計算機多媒體音像視頻可以較為詳細的進行操作示范；同時，如果在運行過程中發生超差情況，多媒體控制系統還會自動向操作人員發出通知，使其可以及時采取措施，確保設備可以處于正常的狀態。

除此之外，機械制造行業中計算機多媒體及相關技術的實際應用還體現在企業員工的培訓方面，利用計算機多媒體及相關技術針對企業員工進行技能培訓主要具有以下幾方面的優勢：可以組織大量員工開展專業技能培訓，效果也更加明顯；教學方式及手段有所改進；員工對培訓的興趣得以激發，參與積極性高。

3 結束語

綜上所述，隨著現代化計算機多媒體及相關技術的飛速發展，其影響范圍日益擴大，對傳統機械制造業的發展產生了極為深遠的影響。機械制造業中計算機多媒體及相關技術的實際運用，為制造業實現進一步發展提供了動力；與此同時，機械制造業現代化及自動化程度也不斷提高，從而對計算機多媒體及相關技術的要求也相應提升。當前形勢下，應努力尋求傳統產業與高新技術產業的有效結合點，促進二者實現有機結合，相輔相成，進而實現健康穩步發展，機械制造業的世界一體化趨勢也會逐步加強，在今后發展過程中，占據主流地位的將會是集成化程度以及自動化程度均更高的產品研發、生產以及營銷模式，而計算機多媒體及相關技術為這一目標的順利實現奠定了堅實的技術基礎。

[1]李文正.淺談機械制造中的計算機技術[J].科技資訊,2011,29.

[2]劉毛毛,徐帆穎.電子計算機輔助技術在機械領域的應用[J].電腦知識與技術(學術交流),2007,22.

[3]熊南峰.計算機圖形技術在機械制造領域的應用[J].裝備維修技術,2004,04.

[4]歐江.試論計算機圖形技術在機械制造中的應用[J].科技資訊,2006,10.

[5]謝會娜.淺談多媒體技術及應用[J].華章,2011,29.

[6]王寧.計算機多媒體技術及其應用[J].考試周刊,2010,11.