基于智能制造要求的機械設計技術探討

蔣可為

（江蘇省設備成套有限公司，江蘇南京210009）

0 引言

進入新世紀以來，在經濟快速發展的同時，我國科學技術領域也取得了長足的突破，諸如智能機械制造等相關技術取得了令人矚目的進步，對我國經濟社會發展起到了重要而關鍵的促進作用。雖然取得了可喜的成績，但筆者認為，我國的智能機械制造技術同西方發達國家相比，仍然存在著非常明顯的差距，這一方面是由于西方國家對我國所實行的技術壁壘而造成的，另一方面也是因為我國改革開放前對智能機械制造領域投入不足所導致的。長期來看，我國必須要掌握全球領先的智能機械制造技術，唯有這樣，才能實現轉型發展，實現從制造到智造的轉變，才能確保我國經濟繼續保持高速增長的態勢。因此，開展基于智能制造要求的機械設計技術的研究和探討，就有著非常重要的理論意義和現實指導意義。

下文筆者將在介紹我國機械制造技術發展現狀的基礎上，論述智能機械制造發展的特點與必然性以及機械設計技術的要點，希望能夠起到拋磚引玉的作用，為我國機械智能制造技術的發展提供一定的借鑒。

1 當前我國機械制造技術的發展現狀

隨著我國產業轉型改革活動的開展，機械發揮了顯著的作用，其極大地提高了生產力和生產效率。據權威統計數據表明，我國機械產業產值逐年大幅攀升。以2016年的數據為例，產值一舉突破23萬億元，同比2015年的數據來說，增長比例達到了3.32%，遠高于工業增長速度的0.8%。基于規模層面的分析而言，行業年均增長速度達到了12.02%，增長勢頭喜人；基于產出的層面分析而言，年均增長速度超過10.51%。

以上多方面的數據，充分表明了現階段我國機械制造行業已進入發展的快車道，初步表現出規模效應。然而，需要注意的是，由于我國機械行業的發展較之歐美等西方發達國家來說，起步相對較晚，還存在著較為明顯的差距和不足，還需要奮起直追，才能為實現中華民族偉大復興夢奠定堅實的基礎。

2 智能機械制造發展的特點與必然性

2.1 智能機械制造的特點

較之過去的機械制造來說，智能機械制造表現出非常明顯的優勢和特點，具體如下：

第一，能夠實現更高的精準性。基于智能制造理念開展機械設計工作的過程中，必須通過相應的應用軟件設計所需的制造參數、制造流程和制造工藝等，以此為基礎來開展后續的設計制造工作。另外，如果制造環節表現出相應的不足和弊端，那么制造設備會實時發出相關的警報信息，將問題部位以及問題信息告知設計者，以便及時有針對性地解決所出現和產生的問題，從而極大地提升機械制造的準確性。

第二，能夠有效避免資源浪費情況的出現。在生產智能機械的活動中，一方面可以大幅減少生產過程中制造機械設備所需的資源；另一方面，在機械設備內部安裝了變壓器等相關設備，從而實現了不同零部件之間的有效配合，降低了摩擦情況出現的概率，并有效地避免了機械設備使用過程中的磨損情況。

第三，提高了操作的便捷性。在智能機械制造的過程中，操作者僅需設置相應的參數和指令，就可以讓制造設備智能化地完成整個制造環節的要求。

2.2 智能機械制造的必然性

縱觀人類發展的歷程，每次科學技術的進步都極大地解放了生產力，推動著人類社會的進步和文化的發展。當前，智能機械制造作為最具代表的科技方式之一，有著直接而積極的意義。細而言之，主要包含下列內容：

首先，基于我國政府提出的可持續發展的理念，滿足產業轉型改革活動的要求，推動智能機械制造應用的發展，企業可以更多地采用綠色環保的材料來開展制造活動，如此一來，一方面大幅提升了產品的各項性能指標；另一方面，通過制造活動的經驗積累，幫助企業大幅提升了自身的制造能力和制造水平。

其次，可以實現更為靈活的控制方式。正如前文所述，在生產和制造智能機械設備的活動中，事先輸入相關的參數后，后續的制造活動基本上就不需要過多的人為控制，制造活動及監管活動全部自動完成。如此一來，極大地增強了控制的靈活性。

3 基于智能制造要求的機械設計技術要點

3.1 更加強調環保理念和節能要求

進入新世紀后，我國改革開放活動的成果和紅利日益顯現，但在經濟長期快速增長的同時，也存在著諸多的問題和弊端。其中，增長過度依賴資源的消耗，高耗能、低附加值的產業和企業大量存在，使我國的生態環境受到了極大的破壞。黨和國家的領導人習近平同志提出：綠水青山就是金山銀山，經濟社會的發展決不能以破壞生態環境為代價。與此同時，我國社會大眾對于環境保護的理念也發生了巨大的變化，更為迫切地渴望節能環保的生產方式。

具體而言，需要重點關注以下內容：

第一，對于設計制造活動來說，必須重視材料的研發和升級換代，必須基于可重復持續利用的視角來加以考慮，選用使用性能和環保性能最優的產品來開展機械設備的制造活動。

第二，設計機械產品的過程中，必須事先考慮到機械在達到相應使用年限后，對使用者、附近人群和財物造成人身傷害和財產損害的可能性；對生態環境造成破壞的可能性以及破壞程度的大小；回收價值的高低等相關內容，在全面、充分考慮的基礎上，選擇更為現代化的技術方式，盡最大可能提升設備的環保水平。

3.2 基于智能制造理念的資源分類

顯然，必須將先進的科學技術方式與智能機械產品的制造活動緊密地聯系起來，只有這樣，才能真正實現機械設計制造的智能制造要求。

第一，對于智能系統的運行活動來說，可以實現對相關數據信息的自主采集，在此基礎上，通過已掌握的數據信息開展制造流程的模擬活動，搭建智能數據共享中心，為智能機械設備的打造奠定堅實的基礎，將標識模塊置于控制器中，利用標識模塊的功能，在智造鏈之內儲存相關的信息，基于收集到的有關材料信息，全面、科學地分析機械設備的活動情況，如果信號產生之后，指示燈響應動作，則充分說明機械設備的設計同實際制造有著巨大的差異，必須針對差異點采取針對性的調整。反之，機械設備處于正常運行狀態，沒有必要開展優化活動。

第二，由于將先進的控制軟件安裝在系統之中，可以全面、準確地分析機械設備的運行狀態，企業的監控部門在收集到結果數據之后，可以完成狀態的驗證和制造流程的模擬活動，決定是否采取相應的調整。

3.3 積極主動地采用智能技術

筆者的觀點是，基于智能制造要求的機械設計技術，企業必須要積極主動地采用智能技術。需要重點關注下列內容：

第一，必須基于全局性、綜合性的視角入手，積極開展智能機械設備的設計和制造活動，在整個設計生產活動中，大規模地應用智能技術。舉例說明，對于智能系統的運行活動來說，可以基于制造者事先設置的參數和程序，對制造活動的全流程進行全面而智能的分析，嚴格遵照流程標準，實現制造流程的科學操作，最終在完成方案制定的同時，最大限度地提升方案的科學性和可操作性。將“系統啟動程序”作為基礎，企業可以基于相關標準要求，全面、嚴格地檢驗檢測制造機械的狀態，以判別所生產出來的機械產品有無達到標準要求。如果在設計環節出現了問題，系統將會根據事先設定的程序和參數進行推導，并通過輸出設備向設計人員進行展示。

第二，必須關注節能化智能技術的應用。企業在采用智能技術的過程中，應當注重監測相關信號，將存在利用價值的數據信息過濾出來，以此為基礎進行有針對性的優化，最終實現避免資源浪費的目的。

3.4 大力引入創新思維

當前，我國政府持續加大對科教研發領域的投入，所占GDP的比重逐年呈現出大幅提升的態勢，使得我國科學技術水平同發達國家之間的差距逐漸縮小。在此背景下，我國政府積極倡導創新發展的理念。所以，對于智能機械制造來說，也不應置身事外，而是應當大力引入創新思維，只有這樣，才能完成更為先進和現代化的智能技術的研發工作。在理論結合實際的基礎上，實現智能機械制造設計方法的創新、優化和完善，提出具有前瞻性的設計理念，從而為我國機械工業的發展注入強勁的動力。需要注意的是，在引入西方發達國家先進技術的過程中，不能只是簡單的應用和模仿，而是必須要強化對其的研究、吸收和創新，充分學習和掌握引入技術的本質和精髓，在此基礎上，完成設計技術的創新和再發展。

4 結語

總的來說，我國在進入新世紀后，科學技術水平取得了長足的進步，對我國社會經濟的可持續發展以及中華民族偉大復興夢的實現，起到了積極而重要的作用。對于智能機械制造設計技術來說，該項技術已成為我國其他相關行業轉型發展的重要基礎，是不可或缺的強勁助推劑。筆者認為，要想進一步提升智能機械制造設計技術的地位以及作用，必須要高度重視環保節能設計理念、重視資源分類的重要性，并在積極引入先進技術的同時，主動應用創新思維，只有這樣，才能夠真正地實現智能制造要求下機械設計技術的創新式發展，才能推動我國機械制造行業的進步。

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