現代數字化設計在機械設計制造技術中的運用

宋秀強 李冰

摘要：現代社會的人們對生產、生活、工作等各個方面的要求逐漸提高，在保障科學性、高效性、便捷性的前提之下，推動科學技術發展已經成為行業發展共同關注的問題。在信息化、科技化的背景之下，機械設計有了良好的技術條件的支持。

關鍵詞：數字化設計;機械設計制造;技術

1機械設計制造中應用的數字化設計技術

1.1計算機輔助技術

計算機輔助技術是計算機輔助概念設計技術的簡稱，該技術的開展既需要邏輯理論的支持，還需要程式內容的支撐，該技術有著比較開放的理念，開發產品的程序也具有規范性。在明確任務、設計概念和施工過程中應用數字化技術，并不斷的調節完善數字技術，可以將更優質的服務提供給產業發展，如設計產品、方案、改進等服務。站在整體角度分析可以發現，建立在計算機輔助技術之上的產品設計需要重點考慮的內容只有兩點，分別是對產品進行概念設計以及對產品構型進行設計，概念設計就是對設計方案進行確定，對構型進行設計就是確定具體步驟，將二者結合起來就可以對產品質量進行確定，還可以明確產品功能和交易價格等[1]。將該技術運用到機械設計制造中能夠對產品模型進行準確構建，從而可以更快速的完成機械設計和制造工作，而且制造的機械質量也會有顯著提高。

1.2KBE技術

數字化設計制造系統中KBE的應用越來越普遍?，F代設計與傳統設計的差別是因為市場、競爭與技術發展環境的改變，更為依賴對新知識的獲得，而非依靠經驗。在AI技術與KBE等方面產生的依靠框架、設計、模型以及本體等諸多建模技術知識，目的在于獲得計算機自動推理知識，提升計算機自動服務水平。針對新知識的獲得，一般有以下幾個來源：現有知識及市場數據、數字虛擬和仿真現實、物理模型測試、樣機測試、現有產品工作表現。

1.3虛擬原型技術

在最近幾年中可以被稱作先鋒的數字化技術就是該技術，而且業界對該技術越來越重視。將CAD、CAE和CAM等技術融合后產生了該技術，應用該技術可以有效結合信息、制造、生命周期和制造技術，并在設計產品原型中進行應用。站在系統層次對該技術進行分析可以發現，該技術的開發模式可以按照從上到下的順序進行。作為數字技術中的先進技術，該技術對產品信息設計和概念設計進行了組合，并在性能、感官和行動方面對物理原型進行了優化。在產品設計過程可以分為幾個階段應用該技術，并且它在產品生命周期改變過程中可以發揮重要作用，通過融合設計和生產過程，可以推動工農業實現進一步發展[2]。將該技術運用到機械設計和制造中可以對機械運行狀況進行模擬，從而可以對機械運行中存在的問題進行及時調整，還可以對機械在各種不同環境和地勢的運作情況進行虛擬展示，從而讓制造出的機械能夠適應各種不同的環境和地勢。

1.4VP技術

VP技術是數字化設計系統的一個關鍵分支，獲得了人們的廣泛關注。VP技術是基于CAX等技術研發出來的，其把信息系統、先進制造系統與先進虛擬系統等用在復雜系統的整個壽命周期，且展開整體管理，從系統方面研究復雜系統，支撐“從上到下”的復雜系統研發方式。VP技術是結合產品設計資料和產品概念出現的，在功能、行為與感官特性等層面同物理原型盡量類似的能虛擬的計算機模型。VP技術通過約10年的發展，已能夠取代部分物理原型，在設備設計方面獲得了普遍應用。

2現代數字化設計在機械設計制造中的應用

2.1應用到工業機械設計制造中

工業在國家經濟體系中處于重要地位，而且隨著工業進程的不斷加快，工業起到的作用變得越來越大，已經成為了對國家實力進行判斷的指標。將該技術應用到工業機械設計制造中，可以有效提升機械設備設計水平。下面就以礦山機械設備為例對該技術的應用方式進行具體介紹。礦山一般都會處于十分復雜的環境中，因此需要確保機械設備的安全性，這樣才能在礦山開采中平穩的進行運行。數字技術可以利用三維軟件規劃產品三維模型，還可以對產品模型規格是否規范進行簡單檢測，還可以對結構是否合理進行科學檢測，這對于確保礦山機械設計的嚴謹性和科學性以及零件機構的精密性都可以發揮出很大作用。另外，還可以利用仿真模擬功能對機械工作環境進行模擬，從而可以對產品質量進行有效檢測，對設計中存在的不足也能及時發現和改正[3]。

2.2應用到農業機械設計制造中

隨著數字化設計技術在農業機械領域的運用，農業機械設計和制造的信息化程度不斷提升，很多設計人員都會利用計算機輔助技術來完成輔助設計工作，還有的設計人員會借助計算機對產品功能進行估測，并利用虛擬還原技術對設計好的產品進行虛擬運行，從而對產品運行中存在的缺陷進行準確發現和調試，最終制造出來的農業機械就可以達到最佳運行狀態。

通過對計算機互聯網的充分利用，可以在更短的時間內完成設計工作，通過應用數字技術可以同時開展多個零部件的設計工作，還可以在完成整體設計之前先進行制造，這樣生產周期和制造所用時間就會變得比較少，企業的經濟利益也會有很大提升。而且將數字技術應用到農業機械創新中，可以將創新思路更快的變為實物，也可以快速的進行實際測試，還可以對設計方案進行優化，這樣就可以給設計技術創新工作帶來更大的推動力量。

2.3應用到汽車機械設計制造中

經濟水平的增長使得越來越多的家庭擁有了汽車，近幾年國內汽車市場不斷擴大，汽車行業快速增長。而在汽車的設計和制造中，有關數字化設計技術的應用也十分常見。通過數字化設計技術的應用來提高汽車的質量，確保其對負荷需求的滿足。此外，節能環保是當前重要的發展理念，而數字化設計技術的應用，同樣有利于汽車制造中節能功能的設計，例如關于能源的最大化利用，以及減少汽車尾氣對環境的污染等，這些都是數字化設計技術在汽車制造領域的主要應用方向，除了推動汽車制造產業的向前發展之外，也能夠體現出對環境的保護作用[1]。

2.4產品協同設計在機械設計制造中的應用

當前機械設計制造行業的競爭越來越激烈。跨部門、跨企業協同設計成為機械制造企業提升競爭力，尋求發展的必然選擇。而在協同設計過程中怎么從海量的數據庫資源中快速篩選出最合適的數據成為核心問題。如企業可以在Web服務器中存儲零部件的相關數據并進行定期更新，這也的方式可以保持數據的時效性，但實現起來難度不小。

當前比較切實可行的方案是有零部件供應商將零部件相關數據上傳到自己的服務器中提供給設計單位使用，這樣一來選用怎么樣的數據特征來加快數據搜索速度，以有效確保在機械設計過程中企業可以對及時準確地獲取相關零件參數，以提高機械設計效率，降低機械設計成本，縮短機械設計制造周期[2]。

結語

綜上所述，在新的時代背景之下，機械制造產業相關的設計工作也應當緊跟時代發展步伐，以數字化和智能化作為主要發展方向，積極主動地迎接數字化設計技術的融合，更好地借助該項技術的優勢，推動機械制造的發展，在不斷追求高質量制造工藝的同時，也為我國整體經濟的發展提供有力支持。

參考文獻

[1]馬超.現代數字化設計制造技術在農業機械設計制造上的應用分析[J].內燃機與配件，2020（02）：232-233.

[2]王朝陽.現代數字化設計在機械設計制造技術中的應用與發展[J].信息記錄材料，2019，20（08）：17-18.

[3]歐潛.現代數字化設計制造技術在農業機械設計制造上的應用[J].中國高新區，2017（17）：192.