探析信息化背景下的機械設計制造及其自動化

陳洋洋

（銅陵學院，安徽 銅陵 244002）

隨著計算機技術和信息科技的不斷發(fā)展，信息化已滲透了各行各業(yè)的生產(chǎn)、加工過程，并帶來了原流程的調(diào)整和生產(chǎn)工藝的革新。在機械工程領域，在設計、制造和自動化建設領域進引入信息技術與“中國智造”的理念不謀而合，已成為生產(chǎn)實踐的主流，并具有廣闊的發(fā)展前景。

一、機械設計制造及其自動化概述

機械設計制造及其自動化與傳統(tǒng)的機械生產(chǎn)方式和理念存在較大差別，是一個跨學科、多門類、不斷發(fā)展的綜合技術學科，其研究的內(nèi)容覆蓋了機械設備和機電產(chǎn)品從設計、制造、運行控制到投產(chǎn)運營的全過程。其主要任務是利用先進的設計制造理論與方法，解決當前工業(yè)領域中的復雜技術問題，提升機械生產(chǎn)效率，促進產(chǎn)品的質(zhì)量升級，推動產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整，促進我國經(jīng)濟社會的進一步發(fā)展。

二、將信息科技引入機械設計制造中的作用

（一）提升機械設計制造的生產(chǎn)效率

信息技術的發(fā)展與自動化水平的高低是直接相關的，通過將信息技術引入機械設計制造領域，可以將很多原來需要人工操作的環(huán)節(jié)，替換為機械自動化生產(chǎn)，從而實現(xiàn)時間、物料上的精確控制，在降低因人為操作誤差導致的成本浪費基礎上，可以大幅提升生產(chǎn)效率，推動生產(chǎn)規(guī)模的擴大。此外，在機械設計的試驗階段以及新設備的投產(chǎn)階段，通過自動化控制可以提升生產(chǎn)設計的精度水平，降低廢品率，大大縮短機械設計所需的時間和周期。在對機械設計進行革新時，將信息技術與新的機械設計結合起來，可以豐富產(chǎn)品的使用性能，進一步滿足顧客的需求，在獲得更高市場份額的同時，逐步推進我國機械設計與制造能力的提升。

（二）提高機械設計制造的安全性

信息自動化技術的應用可以使機械設計與制造過程中的安全隱患極大的降低，由于自動化生產(chǎn)模式的介入，機械設計與制造中人類操作越來越少，從而使生產(chǎn)者通過計算機和信息技術來進行制造，使機械制造生產(chǎn)線與制造者保持了安全距離，可極大降低機械生產(chǎn)中安全事故的發(fā)生概率，并且提高了機械設計與制造的安全性。同時，在信息化的運用中，在機械設計制造上，可減少其生產(chǎn)過程中的由于電力問題所產(chǎn)生的故障，對電力故障可以自動監(jiān)測和發(fā)出警報，并且可以及時斷開電源，提高了機械生產(chǎn)時故障處理效率。

三、信息化背景下機械設計制造及自動化的發(fā)展趨勢

（一）智能化發(fā)展

智能化發(fā)展伴隨著我國計算機技術的進步應運而生。計算機技術日新月異，新的方法和技術被不斷應用于實體經(jīng)濟，智能化加速了機械設計和設備制造行業(yè)的發(fā)展。智能化與機械設計和設備制造的融合成就了新行業(yè)的崛起。CAD制圖是設計智能化的典范，而人工智能技術的應用造就了設備自動化的天地，二者結合是時代發(fā)展的必然產(chǎn)物。針對設計制造業(yè)的發(fā)展，依靠計算機技術的支撐，成就機械自動化的發(fā)展，使設計生產(chǎn)條件更為優(yōu)渥。

（二）生態(tài)化發(fā)展

在黨的十六屆五中全會中，明確提出要建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。機械設計與制造作為重工業(yè)的典型代表，也有必要踐行綠色生產(chǎn)，以綠色科技作為發(fā)展的動力。要實現(xiàn)這一目標，就離不開信息化技術的應用，通過信息技術對產(chǎn)品設計和流程管理的強化控制，實現(xiàn)對原料、能源、時間的有效利用，從而降低無謂的損耗，提升資源利用效率的同時，降低對環(huán)境的污染。此外，除生產(chǎn)過程的生態(tài)化以外，在機械產(chǎn)品的功能設計上也要突出綠色的屬性，使用戶在應用該產(chǎn)品的過程中減少能源的耗用，降低對環(huán)境的壓力，真正實現(xiàn)機械工程的生態(tài)友好。

（三）虛擬化發(fā)展

在傳統(tǒng)的機械設計和制造流程中，首先在圖紙上進行機械產(chǎn)品的整體功能設計，并體現(xiàn)各個構件的尺寸和三視圖，確認投產(chǎn)制造時，需先對圖紙進行解析，再進行樣品的制造和試驗，只有多次試驗通過的樣品才會進行批量生產(chǎn)。但是，無論是機械制圖的繪制過程還是樣品的試驗過程，都具有復雜性、煩瑣性的特點，需要耗費大量的人力和實際進行測試，若樣品試驗失敗次數(shù)眾多，還會導致大量的資金投入。在競爭日趨激烈的情況下，此種模式因生產(chǎn)流程上、耗費時間久，已經(jīng)難以跟上瞬息萬變的市場環(huán)境，難以滿足機械設計、制造企業(yè)獲取經(jīng)濟利潤的訴求。在引入信息技術以后，上述的流程環(huán)節(jié)都可以通過計算機來實現(xiàn)，利用專業(yè)軟件進行產(chǎn)品設計的制圖，并通過3D效果實現(xiàn)對產(chǎn)品外形和性能的模擬，進而彌補傳統(tǒng)機械設計模式準確率不高的問題，降低試驗成本的同時，推動機械設計制造的虛擬化發(fā)展。

四、結語

在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術迅猛發(fā)展的今天，信息技術改變著生產(chǎn)、生活的各個領域，我國的機械設計制造及其自動化技術也在信息化的背景下取得了相應的提升。與傳統(tǒng)的機械設計制造技術相較，信息化背景下的機械設計制造及其自動化，既有繼承，又有發(fā)展。相關領域研究者除關注當前的機械制造生產(chǎn)力水平外，還需對未來的發(fā)展方向做出規(guī)劃，確保機械設計制造能夠沿著智能化、生態(tài)化、虛擬化的方向持續(xù)、穩(wěn)定、健康的發(fā)展。