提高機(jī)械設(shè)計自動化水平的有效辦法分析

景輝

摘要：在企業(yè)生產(chǎn)過程中，機(jī)械設(shè)計自動化水平直接關(guān)系著企業(yè)的生產(chǎn)效率、自動化程度及經(jīng)濟(jì)利潤獲得情況等。不斷提升機(jī)械設(shè)計自動化水平，是促進(jìn)現(xiàn)代企業(yè)快速、健康發(fā)展的重要支撐，更好的迎合新形勢下社會發(fā)展的現(xiàn)實要求，當(dāng)然這也是機(jī)械設(shè)計行業(yè)亟待應(yīng)對的現(xiàn)實問題之一。文章在闡述機(jī)械設(shè)計自動化現(xiàn)實意義的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)下機(jī)械設(shè)計自動化現(xiàn)狀，分析其存在的問題，探討了幾種較為有效的提升辦法。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計;自動化;現(xiàn)狀分析;提升辦法

0 ?引言

和傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計相比較，機(jī)械設(shè)計自動化的典型特征是融合了電子、自動化及人工智能等諸多技術(shù)，其較明顯的提升了機(jī)械設(shè)計的人性化與智能化水平。現(xiàn)如今，系統(tǒng)觀點(diǎn)依然是機(jī)械設(shè)計自動化的基礎(chǔ)，較好的整合了機(jī)械、接口、計算機(jī)等諸多技術(shù)，促進(jìn)技術(shù)能效的最大化。我國對機(jī)械設(shè)計自動化的研究起步相對較晚，但業(yè)內(nèi)專家學(xué)者在艱苦實踐中不斷改進(jìn)方法，已經(jīng)初步取得一定成效[1]。但我們必須清晰的認(rèn)識到，目前國內(nèi)機(jī)械設(shè)計自動化有很多不完善之處，亟待改進(jìn)，進(jìn)而保證機(jī)械使用效率及過程安全性。

1 ?機(jī)械設(shè)計自動化的必要性

一是提升了機(jī)械生產(chǎn)效率，若能在機(jī)械設(shè)計中實現(xiàn)自動化，則能較明顯的調(diào)整傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)模式，提高機(jī)械行業(yè)運(yùn)作效率與質(zhì)量，降低人力、物力等資源的投用量（見圖1），機(jī)械設(shè)備也將會大批量生產(chǎn)，減縮了產(chǎn)品加工生長的時間長度，且還有益于提升機(jī)械生產(chǎn)的精密度。

二是促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)作業(yè)更安全的推進(jìn)。機(jī)械設(shè)計自動化，能使設(shè)備在生產(chǎn)產(chǎn)品過程中自動感知異常情況，及時傳送出預(yù)警信息，在這樣的工況下，機(jī)械設(shè)備始終維持著較高的靈敏度。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)階段，一旦突發(fā)異常情況，那么設(shè)備則會快速響應(yīng)，及時發(fā)出警報，這樣工作人員便能在較短的時間內(nèi)解除問題，消除所有安全隱患，促進(jìn)機(jī)械設(shè)備安全生產(chǎn)過程，同時也實現(xiàn)對作業(yè)人員生命安全的有效維護(hù)[2]。

2 ?機(jī)械設(shè)計自動化現(xiàn)狀及存在的主要問題

首先，不同企業(yè)發(fā)展水平參差不齊。業(yè)態(tài)不同的企業(yè)運(yùn)營階段對機(jī)械設(shè)備自動化水平提出的要求也有一定差異，這就提示機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)商應(yīng)為各個行業(yè)發(fā)展提供差異性服務(wù)。近些年，國內(nèi)陸續(xù)涌現(xiàn)出諸多機(jī)械生產(chǎn)商，不同生產(chǎn)商的運(yùn)作模式不同，技術(shù)水平也存在一定差異，持有高端生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)寥寥無幾，難以形成“樣板力量”增強(qiáng)整個行業(yè)的自動化設(shè)計水平，業(yè)內(nèi)技術(shù)水平整體偏低，且尚未建設(shè)平衡性。

其次，設(shè)備相對落后。生產(chǎn)商數(shù)額繁多，企業(yè)間生產(chǎn)實力有別，部分生產(chǎn)商長期沿用功能落后的生產(chǎn)設(shè)備裝置，這類裝置在很大程度上制約了高端自動化機(jī)械的研究、設(shè)計及制造過程。另外，國內(nèi)市場對機(jī)械設(shè)備的需求量較大，但生產(chǎn)商能提供的機(jī)械類型卻較少，精度也偏低，難以為機(jī)械設(shè)計自動化水平整體提升提供支撐。

最后，我國尚未建設(shè)功能完善的計算機(jī)輔助系統(tǒng)，難以保證設(shè)備綜合信息的升級與利用效率，這是國外機(jī)械設(shè)計自動化更具前瞻性的主要原因之一[3]。目前國內(nèi)機(jī)械設(shè)計多停滯在單機(jī)與剛性自動化層面上，在工藝制造水平上長期沒有創(chuàng)新、突破。

3 ?提高機(jī)械設(shè)計自動化水平的辦法

3.1 創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計自動化結(jié)構(gòu)

在機(jī)械設(shè)計的自動化領(lǐng)域中，結(jié)構(gòu)創(chuàng)新對應(yīng)的工作內(nèi)容主要是改進(jìn)與完善是硬件設(shè)施條件。不論是部分基礎(chǔ)型元器件的規(guī)劃設(shè)計，還是那些較關(guān)鍵主控芯片的選用環(huán)節(jié)，均需要擬編與之相配套的標(biāo)準(zhǔn)要求，其務(wù)必符合現(xiàn)實的施工需求，而后方能投用到真實的生產(chǎn)場景內(nèi)。而以上目標(biāo)的達(dá)成絕非是一蹴而就的，需要設(shè)計人員積極摒除過往一些實用性偏低、過程冗長且繁瑣的設(shè)計，加大各種優(yōu)勢資源的整合力度，并且要考慮到機(jī)械設(shè)備的現(xiàn)實運(yùn)作環(huán)境條件，還要確保其能具備較強(qiáng)的兼容性。立足于現(xiàn)實需求，有針對性的、循序漸進(jìn)的調(diào)整與優(yōu)化機(jī)械設(shè)計方案，確保設(shè)計故障能朝著自動化方向持續(xù)前行。

3.2 整合人工智能

在深度研究機(jī)械設(shè)計自動化內(nèi)的關(guān)鍵與核心內(nèi)容的基礎(chǔ)上，相關(guān)人員也要重視不同地區(qū)不同機(jī)械設(shè)計自動化特征，加強(qiáng)研究、分析力度，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建一個系統(tǒng)性、完善性水平高的技術(shù)整合模型。現(xiàn)如今，人工智能作為信息社會內(nèi)的新生事物逐漸闖入人們的視線范圍中，且在快速發(fā)展進(jìn)程中小有成就。為確保我國機(jī)械設(shè)計水平能緊隨時代發(fā)展腳步，就需要以人工智能為支撐進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，力爭在自動化生產(chǎn)中將智能化系統(tǒng)優(yōu)勢發(fā)揮至最大化，將人工智能與自動化技術(shù)能效疊加，最大限度的提升機(jī)械設(shè)計水平。人工智能可以使機(jī)械設(shè)備實現(xiàn)智能化操作，且可以智能化的檢測出機(jī)械設(shè)備運(yùn)行階段的常見故障，使原本較為單一的自動化技術(shù)富有更強(qiáng)大的活力，運(yùn)作模式復(fù)雜化但不失系統(tǒng)性，逐漸形成融合式的管理系統(tǒng)。人工智能有診斷機(jī)械故障的功能，其先把機(jī)械監(jiān)測到數(shù)據(jù)經(jīng)人機(jī)界面整合至系統(tǒng)內(nèi)，而后基于正向推理機(jī)制和規(guī)則獲得相關(guān)的診斷結(jié)果，并作出專家意見，最后經(jīng)減縮獲得既往和最相似的案例，測算出相似度，完成機(jī)械設(shè)備故障的診斷任務(wù)。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是機(jī)械設(shè)計自動化領(lǐng)域中人工智能應(yīng)用的典型代表，該系統(tǒng)實質(zhì)上就是效仿人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)建的一類電子信息系統(tǒng)，存儲量大且能夠確保存儲數(shù)據(jù)信息精度是該系統(tǒng)的典型特征。該系統(tǒng)用于機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域中，通過模擬仿真結(jié)構(gòu)的形式解讀部分?jǐn)?shù)據(jù)信息，而后基于分析結(jié)果獲得參與值[4]。從結(jié)構(gòu)上分析，神經(jīng)元結(jié)構(gòu)具備高度的穩(wěn)定性、緊湊性，其較有效的提升整個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的智能化水平，能精確無誤的處理龐大的信息數(shù)據(jù)，這就表明可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)計算、存儲機(jī)械設(shè)計自動化過程中涉及到的多種信息。

3.3 重視配套產(chǎn)品的設(shè)計

機(jī)械制造企業(yè)在采用自動化技術(shù)生產(chǎn)作業(yè)階段，控制理論相關(guān)內(nèi)容發(fā)揮重要的導(dǎo)向性作用。為最大限度的提升機(jī)械設(shè)計的自動化水平，在設(shè)計實踐中就要做到有側(cè)重點(diǎn)，予以配套產(chǎn)品的設(shè)計較高重視，促進(jìn)其協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程，進(jìn)而為機(jī)械自動化設(shè)計過程提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。綜合分析人力、物力等特征，將機(jī)械制造理論知識作為指導(dǎo)思想，有效整合電子、信息機(jī)計算機(jī)等現(xiàn)代化技術(shù)，持續(xù)探究深化機(jī)械自動化設(shè)計效果的方法，助推自動化設(shè)計良性運(yùn)轉(zhuǎn)過程[5]。在規(guī)劃設(shè)計配套產(chǎn)品過程中，企業(yè)要尋覓到適宜的切入位點(diǎn)，在系統(tǒng)軟件、控制系統(tǒng)、傳感器等現(xiàn)代化設(shè)備裝置的輔助下，不斷完善自動化設(shè)計水平。

3.4 重視完善機(jī)械設(shè)計的過程

在機(jī)械設(shè)計進(jìn)程中，需要借助自動化技術(shù)提供多樣化、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，這就需要設(shè)計人員在實踐中積極洞察不同機(jī)械產(chǎn)品存在的差異性。任何一個零部件質(zhì)量均會影響到整個機(jī)械設(shè)備自動化設(shè)計水平與成效，為取得良好的自動化設(shè)計效果，就需要設(shè)計人員主動探析設(shè)計實踐中存在的各類問題，擬定可執(zhí)行度偏高的應(yīng)對措施，采用最適宜的方法完成設(shè)計任務(wù)，重視細(xì)微之處設(shè)計效果的管理與優(yōu)化。為確保機(jī)械設(shè)備能處于適宜的環(huán)境下高效率運(yùn)作，就需要設(shè)計人員加強(qiáng)調(diào)控策略的設(shè)計，將設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)階段零部件磨損情況發(fā)生率降至最低。

針對機(jī)械設(shè)計過程，可以做出如下闡釋：首先，在機(jī)械設(shè)計早期，設(shè)計關(guān)注人員要確立整體思維，把自動化設(shè)計工作細(xì)化為幾個不同時期和流程，擬定較為完善的設(shè)計計劃，勾畫計劃圖、草案圖、零件圖等，在機(jī)械產(chǎn)品加工制造工序結(jié)束后，應(yīng)對其關(guān)鍵性能指標(biāo)作出檢測檢查，扎實掌握機(jī)械具體設(shè)計與指導(dǎo)內(nèi)容[6]。其次，在圖紙上繪制好與之相配套的方案簡圖，清晰設(shè)定與機(jī)械生產(chǎn)活動相關(guān)信息，進(jìn)而更科學(xué)的指導(dǎo)機(jī)械自動化設(shè)計過程。最后，在加工制造機(jī)械產(chǎn)品階段，一定要嚴(yán)格依照設(shè)計圖紙進(jìn)行，并要檢驗機(jī)械自動化設(shè)計是否存在不足，認(rèn)真反思與歸納，確保機(jī)械自動化設(shè)計任務(wù)能順利落實。

3.5 加大綠色機(jī)械設(shè)計理念的落實力度

近些年，國內(nèi)機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)在發(fā)展中取得很大進(jìn)步，而與之相伴隨的是環(huán)境污染、破壞等現(xiàn)實問題，綠色化生產(chǎn)已演變成社會各個行業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作的硬性條件之一。這就提示機(jī)械自動化設(shè)計階段在擬編技術(shù)方案時，應(yīng)積極融合該理念。綠色化理念強(qiáng)調(diào)提高資源的利用率，這就要求生產(chǎn)制造出的機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)階段有降低原材料耗用量的特性，當(dāng)機(jī)械生產(chǎn)模式和綠色標(biāo)準(zhǔn)要求相吻合后，也有節(jié)省成本的作用，使機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程對社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展有更強(qiáng)大的助推作用，也減輕經(jīng)濟(jì)運(yùn)作階段環(huán)境污染、破壞等現(xiàn)實問題。

4 ?結(jié)束語

總之，為全面提升機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量與效率，就一定要重視機(jī)械設(shè)計自動化設(shè)計，合理應(yīng)用人工智能技術(shù)，促進(jìn)智能化和自動化兩者有機(jī)融合進(jìn)程，整體完善機(jī)械設(shè)計的自動化結(jié)構(gòu)，重視機(jī)械設(shè)計過程的改進(jìn)等。相信在機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域?qū)＜壹凹夹g(shù)人員等協(xié)同努力下，我國機(jī)械設(shè)計自動化水平將會大幅度提升。

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