信息時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化分析

袁哲

摘要：將自動(dòng)化納入機(jī)械設(shè)計(jì)過程對(duì)整個(gè)機(jī)械行業(yè)具有跨時(shí)代意義，并從展望和發(fā)展角度分析近年來開發(fā)和使用的一些新技術(shù)設(shè)備，如3D打印技術(shù)和電子商務(wù)。自動(dòng)化是機(jī)械設(shè)計(jì)未來發(fā)展的主要途徑，需要進(jìn)行多層次、多角度的分析，以預(yù)測(cè)機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化的未來發(fā)展，從而對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)產(chǎn)生積極影響。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);軟件技術(shù);工業(yè);機(jī)械設(shè)計(jì);自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的現(xiàn)代性特點(diǎn)

1.1信息自動(dòng)記錄存儲(chǔ)共享

當(dāng)前是信息時(shí)代，也是信息社會(huì)，很多領(lǐng)域中成功的關(guān)鍵就是依靠信息的掌握與及時(shí)共享。作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化，信息不僅能夠得到記錄還能得到妥善的保存與共享，為今后同樣類型的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造提供可使用的參數(shù)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造在信息技術(shù)上不斷推陳出新，其自動(dòng)化技術(shù)能夠利用儲(chǔ)存記錄的信息完成完全自動(dòng)化的設(shè)計(jì)與制造，并且這樣的生產(chǎn)模式可以依靠信息的共享而擺脫設(shè)計(jì)與制造的空間限制，實(shí)現(xiàn)不同地方也可設(shè)計(jì)制造同樣精度的產(chǎn)品。現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化，開創(chuàng)了全自動(dòng)的生產(chǎn)模式，通過高效的輔助設(shè)計(jì)和信息管理軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的收集和儲(chǔ)存，不僅對(duì)設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)品參數(shù)有儲(chǔ)存和記錄，對(duì)于整個(gè)制造的流程與環(huán)節(jié)可以做到精準(zhǔn)化的信息共享，使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造變得相對(duì)容易，更容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的量產(chǎn)化，便于企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大。

1.2網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)整體機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的規(guī)模化

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的技術(shù)壁壘較高，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)缺少網(wǎng)絡(luò)化和標(biāo)準(zhǔn)化，受地域影響很大，很難實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的規(guī)模化和標(biāo)準(zhǔn)化。而機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)恰巧能夠解決傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造過程中的這一不足。自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)計(jì)制造，能夠通過網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)的形式，完成技術(shù)參數(shù)傳輸與遠(yuǎn)程控制，這樣就解決了地域限制，通過網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的標(biāo)準(zhǔn)化與系統(tǒng)化，依靠較為成熟的自動(dòng)化加工系統(tǒng)，以此作為核心，通過穩(wěn)定高效的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，甚至是跨國控制。通過網(wǎng)絡(luò)傳輸指令，通過控制系統(tǒng)不斷對(duì)機(jī)械發(fā)出各種命令，不斷監(jiān)督和數(shù)據(jù)監(jiān)控，做到整個(gè)流水線上產(chǎn)品質(zhì)量的把控與監(jiān)督，降低因地域和規(guī)模擴(kuò)大而帶來的風(fēng)險(xiǎn)因素，降低人為操作帶來的風(fēng)險(xiǎn)，有效保障了生產(chǎn)任務(wù)的質(zhì)量以及制造的工期，是現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)與制造能夠大規(guī)模開展的前提。

2信息時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化分析

2.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件在機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用

過去的機(jī)械生產(chǎn)全靠人工計(jì)算、繪制草圖，工作難度巨大，工程量高，也容易出現(xiàn)出錯(cuò)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的誕生，一些復(fù)雜的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可以依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。而隨著信息化時(shí)代的到來，計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了更大的突破，基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)的工業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)軟件出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造，工藝規(guī)劃，測(cè)試，質(zhì)量控制等內(nèi)容，這些技術(shù)的作用為高端機(jī)械設(shè)計(jì)與制造提供了重要的生產(chǎn)基礎(chǔ)。雖然基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)的這些技術(shù)可以有效降低人力、物力成本，提高設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度，但在提高機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的生產(chǎn)效率上并不突出。因此，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提升，在高端的機(jī)械制造領(lǐng)域，出現(xiàn)了更為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，而這種制造系統(tǒng)就結(jié)合了計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)功能并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一化，數(shù)據(jù)的參數(shù)化，為制設(shè)計(jì)制造人員提供更全面的模型數(shù)據(jù)，并且可以實(shí)現(xiàn)每一個(gè)單一的有效溝通協(xié)調(diào)。在高端的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，全面性提高了設(shè)計(jì)的效率與精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)更高難度功能的整合。而在應(yīng)用計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)的過程中，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備在研發(fā)、設(shè)計(jì)領(lǐng)域中也積極嘗試更先進(jìn)的材料與前衛(wèi)的功能設(shè)計(jì)，充分集成計(jì)算機(jī)運(yùn)算平臺(tái)，并配合更先進(jìn)的電子信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化。

2.2仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的應(yīng)用

目前，仿真技術(shù)在航天、航空、汽車、船舶制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，這是一種更為先進(jìn)的虛擬技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)生更全方位的模擬，對(duì)目前的機(jī)械設(shè)計(jì)制造而言，有著重要的意義。仿真技術(shù)可以借助虛擬技術(shù)、計(jì)算機(jī)掃描技術(shù)對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、輪廓進(jìn)行掌握，在借助計(jì)算機(jī)龐大的數(shù)據(jù)運(yùn)算處理能力，通過仿真軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模擬調(diào)試并修改。

對(duì)于目前的機(jī)械制造與自動(dòng)化技術(shù)而言，是一門綜合性很高的學(xué)科，這其中涉及的知識(shí)廣，需要結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子集成技術(shù)、控制技術(shù)共同參與，才能滿足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與研發(fā)。對(duì)于此類人才的培養(yǎng)，需要掌握良好的數(shù)學(xué)計(jì)算能力，同時(shí)也需要具備良好的物理基礎(chǔ)，后期更需要具備良好的信息化能力。其中高等數(shù)學(xué)（線性代數(shù)，概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)）、大學(xué)物理（理論力學(xué)、物理實(shí)驗(yàn)、機(jī)械原理、電子技術(shù)）、機(jī)械制造（機(jī)械設(shè)計(jì)、材料加工、電子技術(shù)）、信息技術(shù)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、CAM等平臺(tái)系統(tǒng)、軟件）都需要相關(guān)人才熟練的掌握與應(yīng)用。目前我國在機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面的人才稀缺，需要我國高等學(xué)府培養(yǎng)此類綜合性素質(zhì)高的人才，才能有效推進(jìn)我國工業(yè)制造水平的發(fā)展。

我國現(xiàn)代工業(yè)正逐步踏入工業(yè)2.0階段，而工業(yè)2.0將實(shí)現(xiàn)我國工業(yè)由傳統(tǒng)單一、落后的制造轉(zhuǎn)向更高端、更自主、更智能、自動(dòng)化的工業(yè)方向發(fā)展。而要實(shí)現(xiàn)工業(yè)2.0的發(fā)展，我國還需要在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。不管是高精度產(chǎn)品的加工、還是相關(guān)設(shè)備的研發(fā)與設(shè)計(jì)，我國還有很長(zhǎng)的路要走。目前全球高端的智能機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備被歐美西方國家所壟斷，如工業(yè)生產(chǎn)集成系統(tǒng)、數(shù)控加工系統(tǒng)、生產(chǎn)材料、制造設(shè)計(jì)工藝等，都需要我們國家不斷努力，培養(yǎng)這方面的人才來應(yīng)對(duì)。

結(jié)束語

機(jī)械設(shè)備現(xiàn)階段在操作效率、安全、控制、操作和故障預(yù)警處理方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。所以需要不斷擴(kuò)大機(jī)械自動(dòng)化的智能利用空間，深化智能自動(dòng)化的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并展望未來機(jī)械制造的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

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