信息時代機械設(shè)計制造及自動化分析

袁哲

摘要：將自動化納入機械設(shè)計過程對整個機械行業(yè)具有跨時代意義，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)。自動化是機械設(shè)計未來發(fā)展的主要途徑，需要進行多層次、多角度的分析，以預(yù)測機械設(shè)計和自動化的未來發(fā)展，從而對機械設(shè)計行業(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);機械設(shè)計;自動化

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A

1機械設(shè)計制造及其自動化的現(xiàn)代性特點

1.1信息自動記錄存儲共享

當前是信息時代，也是信息社會，很多領(lǐng)域中成功的關(guān)鍵就是依靠信息的掌握與及時共享。作為機械設(shè)計制造及其自動化，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械設(shè)計與制造提供可使用的參數(shù)。機械設(shè)計制造在信息技術(shù)上不斷推陳出新，其自動化技術(shù)能夠利用儲存記錄的信息完成完全自動化的設(shè)計與制造，并且這樣的生產(chǎn)模式可以依靠信息的共享而擺脫設(shè)計與制造的空間限制，實現(xiàn)不同地方也可設(shè)計制造同樣精度的產(chǎn)品。現(xiàn)代化機械設(shè)計制造及其自動化，開創(chuàng)了全自動的生產(chǎn)模式，通過高效的輔助設(shè)計和信息管理軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)對于設(shè)計數(shù)據(jù)的收集和儲存，不僅對設(shè)計制造的產(chǎn)品參數(shù)有儲存和記錄，對于整個制造的流程與環(huán)節(jié)可以做到精準化的信息共享，使得機械設(shè)計制造變得相對容易，更容易實現(xiàn)產(chǎn)品的量產(chǎn)化，便于企業(yè)規(guī)模的擴大。

1.2網(wǎng)絡(luò)化實現(xiàn)整體機械設(shè)計與制造的規(guī)模化

傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造領(lǐng)域的技術(shù)壁壘較高，設(shè)計與生產(chǎn)缺少網(wǎng)絡(luò)化和標準化，受地域影響很大，很難實現(xiàn)機械設(shè)計與制造的規(guī)模化和標準化。而機械設(shè)計制造及其自動化的特點恰巧能夠解決傳統(tǒng)機械設(shè)計及制造過程中的這一不足。自動化的機械設(shè)計制造，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)傳輸與遠程控制，這樣就解決了地域限制，通過網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)整個機械設(shè)計與制造的標準化與系統(tǒng)化，依靠較為成熟的自動化加工系統(tǒng)，以此作為核心，通過穩(wěn)定高效的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，實現(xiàn)遠程控制，甚至是跨國控制。通過網(wǎng)絡(luò)傳輸指令，通過控制系統(tǒng)不斷對機械發(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)模擴大而帶來的風(fēng)險因素，降低人為操作帶來的風(fēng)險，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)代化機械設(shè)計與制造能夠大規(guī)模開展的前提。

2信息時代機械設(shè)計制造及自動化分析

2.1計算機輔助設(shè)計軟件在機械行業(yè)的應(yīng)用

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

2.2仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造及自動化的應(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，這是一種更為先進的虛擬技術(shù)，實現(xiàn)對產(chǎn)生更全方位的模擬，對目前的機械設(shè)計制造而言，有著重要的意義。仿真技術(shù)可以借助虛擬技術(shù)、計算機掃描技術(shù)對產(chǎn)品數(shù)據(jù)、輪廓進行掌握，在借助計算機龐大的數(shù)據(jù)運算處理能力，通過仿真軟件對產(chǎn)品進行模擬調(diào)試并修改。

對于目前的機械制造與自動化技術(shù)而言，是一門綜合性很高的學(xué)科，這其中涉及的知識廣，需要結(jié)合計算機技術(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)計與研發(fā)。對于此類人才的培養(yǎng)，需要掌握良好的數(shù)學(xué)計算能力，同時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）、大學(xué)物理（理論力學(xué)、物理實驗、機械原理、電子技術(shù)）、機械制造（機械設(shè)計、材料加工、電子技術(shù)）、信息技術(shù)（計算機輔助設(shè)計CAD、CAM等平臺系統(tǒng)、軟件）都需要相關(guān)人才熟練的掌握與應(yīng)用。目前我國在機械設(shè)計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、自動化的工業(yè)方向發(fā)展。而要實現(xiàn)工業(yè)2.0的發(fā)展，我國還需要在機械設(shè)計與制造領(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，我國還有很長的路要走。目前全球高端的智能機械生產(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。

結(jié)束語

機械設(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。所以需要不斷擴大機械自動化的智能利用空間，深化智能自動化的社會和經(jīng)濟價值，并展望未來機械制造的發(fā)展方向。

參考文獻

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