基于信息技術背景下機械設計制造

王 勇

（江蘇甬金金屬科技有限公司，江蘇 南通 226300）

機械設計制造與很多行業的發展息息相關，在當下的發展條件下，機械設計制造的總體水平決定著機械設備的功能與性能，如果在機械設計制造中可以采用最為新型的設計制造工藝，就可以保持機械設備的可靠性，發揮機械設備的功能、性能優勢。信息化背景下的機械設計制造表現出了現代化的特征，尤其是自動化、智能化技術在設計制造中的應用，不僅提升了設計效率，更使得整體的設計制造水平有了質的飛躍，改進了機械設備性能。隨著信息技術的進一步發展，機械設計制造必將迎來更大的技術進步。

1 信息技術背景下機械設計制造及其自動化的優勢

（1）人工智能化。信息時代到來以后，我國各行各業都進入了嶄新的發展階段，尤其是對于機械設計制造而言，其對于工藝技術的要求非常高，信息時代的到來可以給機械設計制造提供更多的技術選擇，計算機信息技術的應用，使得機械設計制造表現出了智能化特點，使得在相應的工作開展中，可通過對人類思維和反應的模擬，來完成相應的設計制造工作。

（2）遠程操控。當下的機械設計制造領域，信息技術的應用范圍顯著擴大，且技術應用深度也逐步增大，專業的技術人員在開展機械設計制造的過程中，可直接將工業生產作為對象，利用對應的計算機裝置來實現遠距離操作、控制與監督。因此，信息技術下的機械設計制造也表現出遠程操控方面的優勢，可從用戶的切實需求出發來進行設計制造的全面優化。

（3）虛擬化。信息時代下的機械設計制造呈現出了一定的自動化特點，可利用自動化來完成對應的設計和制造，具體的設計制造中，可將生產車間作為對象，利用虛擬化來開展對應的模擬，這種模擬流程也就可以實現對生產數據的全面整合，經由圖形處理等多種技術的綜合，也就可以快速在模擬的同時發現機械設計制造中所存在的不足之處，從這些角度來進行對應的設計制造改進，提升機械設備的總體性能。

（4）小型化。信息技術的快速發展也刺激了微電子技術的進步，在多年的微電子技術發展中，機械設計制造中可利用的技術越來越多，機械設計呈現出了小型化的特點，微電子機械設備基于其技術、性能等優勢，在當下的市場中廣受人們的青睞。就市場上的微電子機械而言，主要指的是其中的部分機械設備，其體積在1cm2以內，體積小且攜帶方便，具有很高的靈活性[1]。我國的微電子機械設備發展還相對滯后，與發達國家之間還存在著一定的差距，未來隨著技術的進一步發展，機械設備的小型化趨勢將越來越明顯，小型化機械設備必將被應用到更多的領域。

（5）安全性更高。傳統的機械設計制造中，因為存在著技術方面的諸多限制，導致所設計的機械設備本身存在著一定的安全風險，而信息技術在應用到了機械設計制造以后，有效消除了其中的很多安全隱患，使得機械設備的安全性能得以有效提升。信息技術下的機械設計制造實現了一定的自動化，自動化設計制造模式的形成使得需要人工實現的內容越來越少，不僅減少了人員投入，還降低了人員的工作壓力，專業的設計制造人員只需要在計算機系統內開展相應的操作即可[2]。此外，信息技術下的機械設計制造，還可以有效消除一些不穩定因素對機械設備設計和制造的干擾，如針對電子因素所引起的機械設備設計和制造故障，完全可以來信息管理平臺的自我診斷功能來快速發現和處理，避免了故障所引起的各種事故。

（6）提高效率與質量。現階段的生產生活領域，人們對機械設備的功能、性能都有了更高的要求，為達到這一標準，機械設計制造企業都在積極探索現代化技術，信息技術基于其技術優勢越來越受到了人們的歡迎。整體來看，信息技術在機械設計制造中的應用，可提升整體的設計制造效率和質量，使得機械設備的精細化程度顯著提高。因為機械設備成為了生產領域的關鍵性要素，信息技術支持下的機械設計制造，使得機械設備的整體性能顯著提升，也就可以刺激企業生產方式的變革，使得企業的生產規模大大提升，降低其總體的生產成本，提高產品附加值和企業競爭力。

2 信息技術背景下機械設計制造的發展趨勢

（1）“智能化”發展。信息技術背景下的機械設計制造突破了傳統的技術限制，在未來信息技術深入發展的過程中，機械設計制造將朝著智能化的方向邁進。信息時代到來以后，我國信息技術的發展迅猛，尤其是在機械設計制造領域的信息技術，人們加大了在這一方面的技術研發與創新，完全克服了傳統的設計和制造模式限制，形成了嶄新的設計制造模式。如智能制圖軟件的出現，使得傳統的人工繪圖方式陸續被淘汰，智能制圖下的制圖流程更為簡單且高效，不論是圖紙的修改還是補充，都可直接利用計算機系統中的指定功能來完成，產圖效率高，時間消耗短。現階段，CAD制圖的普及率已經非常高了，但隨著用戶反饋和現實需求的增多，CAD制圖也在原有基礎上進行了大量的技術改進，尤其是智能化技術的出現，必將給CAD制圖帶來新的方向，在先進算法的支持下，可結合用戶的現實需求來進行自動制圖，保障機械設計和制造的整體工作創新，使得專業的設計和制造人員能夠結合用戶的現實需求，來更為科學、合理地進行資源分配，提升設計制造的整體水平[3]。

（2）“生態化”發展。隨著可持續發展概念的提出，在各行各業的發展中，都越來越關注生態性和環保性，在機械設計制造中的信息技術應用，也加快了生態性發展趨勢。現階段我國的經濟社會發展迅猛，各行各業在生態化發展方面都投入了巨大的資金和資源，尤其是對于工業生產而言，傳統的生產方式下，表現出高污染、高能耗的情況，不符合生態可持續發展的總體要求。從生產的角度，為保持生產的綠色性和環保性，也可機械設計和制造的角度出發，利用信息技術來提升機械產品的生態效益。未來的各個機械設計和制造廠家，都要緊跟時代發展趨勢，不斷在設計制造的全過程中樹立綠色化理念，堅持探索可持續發展的道路，在實現設計制造中的成本控制時，減少資源浪費，提升設計制造中的資源利用率。

（3）“模塊化”發展。模塊化同樣是信息技術背景下機械設計制造的一大方向，因為在社會經濟水平日漸提高的過程中，人們對機械設計制造也同步提出了新要求，各個機械設計和制造廠家在開展機械設計制造時，都應該加強信息技術的應用，以通過信息技術的應用來改變傳統的設計和制造方式。通常情況下，對于絕大多數的機械設計制造任務而言，對于作業系統、模式數量等都有著特定的規定，針對這一特點，在將信息技術應用在機械設計制造時，應注重模塊化發展，結合機械設計制造的整體流程，細分為多個模塊，經由不同模塊的設計制造協調，也就保障了機械產品的性能優化。

（4）“機電一體化”發展。傳統的機械設計制造工作中，因為技術條件的限制，在開展設計和制造工作的全過程中，所需要消耗的人工成本是非常大的，因為人員參與眾多，導致在開展設計制造工作時，很多的設計標準難以達到，最終所設計和制造的機械產品難以達到預期的標準。在信息技術的深入發展中，設計制造業表現出了自動化的發展趨勢，未來將朝著機電一體化的方向邁進。現階段，機電一體化同樣也是機械設計制造中的關鍵方向，機電一體化技術的支持下，機械設計和制造將達到數字化控制的目標，在機械產品中集成了多種的技術，提升了產品功能。

（5）“虛擬化”發展。機械設計制造中的信息技術應用已相對普遍，但因為市場上的機械設計和制造廠家數量非常多，部分廠家深受傳統設計制造理念、模式的限制，其思維相對固化，更多地關注的是機械設計工作，后續制造則是在設計圖紙的基礎上進行的，只有當樣品的質量達標后，企業才可組織規模化生產。這種傳統的生產模式下，整體的生產工序復雜，一整套流程執行下來，需要消耗的人力、物力資源都非常龐大，且時間消耗非常多，產品生產周期較長，因此，這一傳統設計制造模式下，機械產品的前期投入非常大，產品制造精度無法保障[4]。信息時代到來后的機械設計制造有了更高的精度要求，為與現代化生產的整體需求相一致，必須要積極加大信息技術在設計和制造中的應用，以全面發揮信息技術的優勢。在信息技術下的虛擬化發展方向也日趨明顯，因為不論是在設計還是制造環節，都可以直接利用計算機來進行全過程的監督，也就減小了誤差，提高了機械產品的精細化程度。未來隨著虛擬化的深入發展，必將使得機械設計制造的經濟成本和時間成本都大大降低，提升資源利用率。

（6）“微型化”發展。信息技術背景下的機械設計制造業表現出明顯的微型化特征，這一發展趨勢有效克服了傳統設計和制造技術下的巨大限制，降低了機械產品的運行成本。就當下我國工業生產領域的機械設備配置情況來看，其多數都為大型機械設備，雖可滿足產品生產的需求，但機械設備在運行的過程中也伴隨著巨大的能量消耗。而未來的微型化發展趨勢，恰好可以使得機械設備的能耗顯著降低，符合工業現代化的切實需求，可加快行業可持續發展的總體要求[5]。微型化的機械設計制造，不僅降低了機械能耗，還對產品質量優化和性能提升有著重要的作用，可幫助企業和行業創造極高的經濟和社會效益。

（7）向網絡化方向發展。機械設計制造本身就具有極高的專業性，在開展設計和制造的過程中，往往有著較高的技術要求，經由當下信息技術的廣泛和深入應用，未來的機械設計制造也將邁向網絡化的發展方向，在實現了網絡化以后，就可以直接利用信息技術來實現對設計、制造全過程的網絡遠程控制，突破了傳統的時間、空間限制。在對應的網絡環境下，計算機信息人員、管理人員和技術人員之間可就機械設備的設計和制造開展相應的溝通，經由信息共享機制，也就能夠確保問題的及時發現和處理。

3 機械設計制造及其自動化在信息技術背景下的應用范圍

（1）在可視技術領域的應用。機械設計制造及其自動化在當下的生產生活領域已經有了廣泛的應用，如在可視技術領域的應用，可有效實現對產品的優化和整修，且這些過程呈現出明顯的動態性。可視技術的優勢多樣，計算機信息技術支持下，也就能夠實現技術方面與機械設計方面的高度融合，進而發揮計算機的輔助作用，使得計算機信息技術下的機械設計和制造誤差大大減小。其次，計算機視覺技術因為所呈現的效果更為直觀，也就能夠在機械設計和制造中發揮這一技術特點，給人以更為直觀的感受，進而提升設計和制造效率，實現部分流程的自動化。

（2）在仿真技術領域的應用。在信息技術不斷發展的今天，各類信息技術與虛擬技術的有效結合，逐步衍生出來了一種新型的仿真技術，仿真技術在機械設計和制造中的應用，使得整體的設計制造結果可以以更具直觀感受。如在電氣設備行業中的柜體原件排布上，就可以利用仿真技術來完成，經由對各類元器件安裝尺寸等基本信息的整合，也就可以保障其在柜體中安裝位置的準確性，基本不會出現安裝中的元器件打架問題；機械部件的建模工作中，排水、冷卻系統的設計合理性，也同樣可以利用仿真技術來檢驗。

（3）在三維建模技術領域的應用。在對應的模型建好后，可直接通過計算機系統來給自動化機械傳輸相應的信息，而此時，自動化機械會自動對計算機中所傳輸過來的信息加以分析，進而了解每個零部件的具體生產流程。現階段的信息技術發展中，3D建模技術在機械設計制造中已經有了廣泛的應用，經由計算機三維建模所形成的實體和線性模型，使得機械產品的設計和制造都有了更高的精度。

4 結語

伴隨著各行各業對機械產品需求的增加，我國機械設計制造行業有了更大的市場空間，但信息技術顯著發展的今天，傳統的機械設計和制造技術顯然難以與行業現代化發展相適應，各個機械設計和制造企業都要在當下的發展下加大信息技術的應用，以提升設計制造的整體水平。