智能制造背景下機械設計相關探究

吳慧霞 劉調調 徐霞霞 周鈺寶

[摘? ? 要]隨著我國社會科技飛速發展，智能化已經成為一種逐漸顯化的趨勢，在制造業領域中，借助于智能化技術優勢，逐漸形成了智能制造，也成為社會發展中重要的推動力量。與西方發達國家相比，我國智能機械設計技術還存在一定的差距，這主要是由于我國智能制造起步晚，但發展相對較快。為了促進我國智能制造發展，必須明確智能機械設計技術要點，滿足社會發展實際需求。基于此，加強對智能制造時代機械設計技術的研究具有十分現實的意義。從我國智能機械設計技術的現狀、機械智能設計存在的問題以及智能機械設計技術要點等幾個方面進行分析，如何在智能指導時代提高機械設計技術，為我國智能機械制造領域提供參考價值。

[關鍵詞]智能制造;機械設計;技術要點;有關研究

[中圖分類號]TH122 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）10–00–03

Research on Mechanical Design Technology in the era of intelligent Manufacturing

Wu Hui-xia， Liu Tiao-tiao， Xu Xia-xia， Zhou Yu-bao

[Abstract]With the rapid development of social science and technology in our country， intelligence has become a gradually manifesting trend. In the manufacturing industry， with the help of intelligent technology advantages， intelligent manufacturing has gradually formed， and it has become an important driving force in social development. . Compared with western developed countries， my country's intelligent machinery design technology still has a certain gap， which is mainly due to the late start of my country's intelligent manufacturing， but the development is relatively fast. In order to promote the development of intelligent manufacturing in my country， it is necessary to clarify the key points of intelligent machine design technology to meet the actual needs of social development. Based on this， it is of great practical significance to strengthen the research of mechanical design technology in the era of intelligent manufacturing. From the current situation of my country's intelligent machine design technology， the existing problems of machine intelligent design and the key points of intelligent machine design technology， how to improve machine design technology in the era of intelligent guidance provides reference value for the field of intelligent machine manufacturing in my country.

[Keywords]intelligent manufacturing; mechanical design; technical points; related research

智能機械制造是基于新一代信息通信技術與先進制造技術深度融合，貫穿于設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節，具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等功能的新型生產方式。智能機械制造優勢明顯，不但能夠有效縮短產品研制周期，從而提高生產效率和產品質量、降低運營成本和資源能源消耗，并促進基于互聯網的眾創、眾包、眾籌等新業態、新模式的孕育發展。智能機械制造通常以智能工廠為載體，通過對關鍵制造環節智能化的改造，以端到端數據流為基礎、以網絡互聯為支撐等特征。在我國科學技術發展迅速的今天，智能機械制造技術的發展起著無可替代的作用，是推動我國社會發展的主要動力。通過對智能機械設計技術的應用，促進機械制造行業同步發展，是我國經濟轉型的重要部署，也是相關企業發展的必然趨勢。

1 智能制造背景下我國機械設計技術的現狀

機械制造是推動我國經濟發展的主要動力，同時也是社會建設的關鍵行業。機械制造行業中，機械制造設計近些年發展迅速，據國家機械指導行業發展相關統計數據顯示，2018年我國機械制造行業創造約30萬億元的產值，相比前一年增長明顯。2019年中國制造業產值約為34萬億元，占GDP30%左右，是當之無愧的第一大產業。在這34萬億元產值中，以機電、化工、機械設備等工業產值占到了83%以上，高端產業貢獻率不到20%。從數據變化中能夠發現，我國機械行業發展迅速，這其中離不開機械設計技術發展與升級的支持。但是我國機械技術與智能制造發展相對較晚，加上智能制造時代的發展還需要進一步優化和社會產業鏈的同步協調，所以相較于發達國家的機械設計技術還存在一些距離，對此還要端正發展態度，積極從智能機械時代角度出發，突破機械設計技術發展的局限性，推動機械制造行業的發展。

2 智能制造背景下我國機械設計技術存在的問題

2.1 機械設計工藝水平較低

智能機械設計工藝時在傳統的制造行業基礎中，融入智能科學技術產生的新型機械行業，是未來機械制造行業發展的趨勢。但我國機械制造也起步較晚，工藝基礎薄弱，很多工藝水平落后于世界水平，導致在發展智能機械制造的過程中，由于工藝基礎薄弱，出現核心技術不足，創新能力較弱的問題，嚴重影響我國智能機械制造行業的發展。同時也會影響我國機械元件的生產與加工，目前，我國大部分機械制造企業使用外國的先進設備進行元件生產和加工，很難形成自主的產業控制環節，限制智能機械制造行業的發展空間。而外國先進的機械制造已經全面實行納米技術、高分子復合技術以及微型機械的生產和加工工藝，基本實現生產自動化以及產品設計自主研發的機械生產規模。輔助設計技術CAD繪圖工藝已經廣泛應用到工業發達國家加的企業中，其覆蓋比例已經達到六成以上，而我國CAD繪圖工藝覆蓋比例僅為半成，如此巨大的差距讓智能機械制造工藝發展舉步維艱，也是亟需我國智能機械制造工程人員需要解決的問題。

2.2 機械設計缺乏核心技術

隨著5G技術的廣泛應用，機械設計越來越趨于網絡化、智能化。未來將實現互聯網一體化的制造領域，也是各行機械設計企業極力發展的目標。5G時代是我國首次獨立開發第五代網絡通信技術，能夠有效應用于機械設計的核心芯片技術，提升我國自主研發的科技創新。而在我國大多數機械制造企業仍采用國外的核心芯片技術，購買成本較高，導致眾多機械設計研發項目受到芯片成本影響無法實現。在未來的機械設計中，需要企業利用5G技術，進行核心芯片的研究，從而降低開發成本，爭取早日實現我國機械制造業自主研發工作。

2.3 機械生產以人工為主

目前，我國機械制造行業仍然以人工制造為主，但在智能機械制造行業，工藝水平要求更高，納米機械原件和微型機械產品生產眾多，人工難以進行精密機械的加工和生產工作，引發很多機械制造企業生產力嚴重不足，而人工生產的方式效率較低，影響企業的生產能力，需要機械制造企業極力發展智能工業生產，代替人工進行機械制造，提高企業產品的精密程度以及生產力，保障智能機械技術的順利發展。

3 智能制造背景下提升機械設計技術的相關的策略

3.1 日常生產中融入環保節能技術

隨著社會建設的發展，人們逐漸認識到環保節能的重要性。作為科技領先行業的智能機械設計技術，也應該將環保節能理念融入到實際的機械產品的研發工作中。在實際設計過程中，機械設計人員在保障產品能夠達到智能高效的前提下，減少產品的能源消耗，采用可回收利用的環保材料進行主體結構的制造。首先，在機械設計中加入對機械產品原材料研發工作，開發出符合現在環保要求的材料，加大對新型材料實驗工作，早日將新型材料應于實際產品中，從而提高智能機械產品的環保性能。其次，要考慮機械產品達到使用壽命后。能否對周圍環境和人們的健康造成影響，在生產過程中減少能夠造成環境污染的原材料使用，避免機械產品的造成污染。最后，在機械產品設計過程中，保持產品的性能的同時，降低能源消耗，提高產品的節能性，在生產過程中也要降低生產車間的能源消耗，節約產品生產的成本，從而加強智能機械設計的環保節能技術。

3.2 提高企業的智能分配能力

對于整體智能機械產品的進行資源分類，能夠有效推動機械制造行業的發展。其主要分類方式有以下幾點。

（1）對機械設計中的智能系統進行資源分類，將系統收集的信息進行整理和分類，提取有效的信息應用在系統的開發和日常維護工作中，反饋給設計人員，確保系統信息收集的有效性。

（2）對智能機械制造過程進行資源分類，制造鏈中包含各種信息數據，機械識別模塊會結合材料供應商所提供的材料，分析機器的功能。進行分析后，信號傳感器發出信號，指示燈變動的時候，說明設計的技術與生產需求不相同，需要人員對智能機械進行調整，假如指示燈不變動，則證明機械技術和生產需求相符合，可以直接進行生產。

3.3 增強企業的智能技術

在機械企業產品生產過程中，融入智能技術，提高機械制造的智能性，促進企業的發展。首先，在產品設計中，增加智能技術，將核心芯片技術融入在產品的中，利用系統的智能性提高機械產品的自主工作和運行能力，確保機械產品能夠在人們的日常生活和生產中提供方便。提高機械產品的工作效率。其次，在產品生產過程中融入智能技術，利用智能生產設備進行企業加工和生產工作，降低人工使用，智能設備的使用能夠提高企業生產精密性，幫助企業進行微型機械元件以及納米機械的生產，開發符合機械產品的系統應用在產品中，提高產品的性能，促進企業的智能化生產，為企業創造更多收益，開拓其發展前景。

3.4 提高企業的創新能力

在智能制造時代下，機械制造企業需要引進創新的思維方式，提高設計人員的創新理念。為生產設計出更多的智能機械設計方案。由于，我國機械制造行業相對落后，需要企業設計人員研究西方發達國家的機械理念，改善企業產品的自身缺點，進行設計創新，融入智能系統增加產品的智能性，幫助企業進行產品創新。企業經營理念的創新，改變傳統的生產方向，開展現代智能市場進行調研，了解產品行情，以及國內的行業的空缺，增加對此類產品的研發力度，滿足智能市場需求，從而增加企業生產收益，提高創新能力。在生產過程中融入創新理念，進行生產規劃的智能性，將產品精密部分進行智能機械生產，主體安裝使用人工進行，人工與智能的創新結合才能符合我國機械企業發展需求。

4 結束語

總之，智能化機械制造設計技術的研究目的是為了提高機械制造設計的智能化建設水平，更是為了能夠通過智能化建設提升中國的整體經濟實力，進而推動其他行業的發展。伴隨著時代的發展和科技的進步，機械制造的技術水平也在不斷地攀升，尤其從總體水平來看，我國在智能機械設計水平和智能機械制造的生產水平上都取得了極大的進步。雖然還不能遠超于發達國家，可以說我國已經在某種程度上實現了高度的智能自動化，不過依據我國現在的技術發展水平，還有很大的上升空間及廣闊的發展前景。所以，當前的首要任務就是解決機械設計的技術性難題，將為我國的智能機械制造設計做出重大貢獻。

參考文獻

[1] 李聯貴.智能制造時代機械設計制造及其自動化技術研究[A].中國環球文化出版社、華教創新（北京）文化傳媒有限公司.2020年南國博覽學術研討會論文集（一）[C].中國環球文化出版社、華教創新（北京）文化傳媒有限公司：華教創新（北京）文化傳媒有限公司，2020：4.

[2] 黃志堅.智能制造時代背景下機械設計技術問題及措施分析[J].內燃機與配件，2020（12）：219-220.

[3] 黃少華.智能制造時代背景下機械設計技術問題及措施研究[J].世界有色金屬，2020（1）：189，192.

[4] 高松林.關于智能制造時代機械設計技術的幾點研究[J].湖北農機化，2019（24）：148.

[5] 蔡志容.智能制造時代機械設計制造及其自動化技術研究[J].內燃機與配件，2019（22）：195-196.

[6] 鄭添春.智能制造時代機械設計技術的幾點分析[J].冶金與材料，2019，39（5）：126-127.

[7] 陳海燕，邵博，孫旋.關于智能制造時代機械設計技術的研究分析[J].科技創新與應用，2019（21）：157-158.