智能制造時代機械設計制造及其自動化技術研究

朱宏宇

（黑龍江工商學院 黑龍江哈爾濱 150000）

在智能制造時代背景下，我國機械設計制造和自動化設計水平不斷提升，為機械設計制造、自動化行業在現代化社會下的深入發展創造了良好的環境。要想體現機械設計制造、自動化技術的作用，應該從智能制造這一維度切入，剖析智能機械制造、機械設計制造、自動化技術的聯系，為機械設計制造、自動化技術協同發展提供助力。

1 智能機械設計和自動化技術應用現狀

智能機械設計與機械制造行業的發展對機械設計創新發展提供了良好條件。近幾年，在當前社會發展中，機械制造行業在其中起到了關鍵性作用，展現出穩定的發展地位。從全國工業快速發展角度來說，當前，我國機械制造行業已經發展到一定規模，獲得良好的發展成果。但是，也需要審視我國機械制造行業和西方發達國家之間有著一定的差距，在智能機械制造方面有待優化［1］。

2 機械設計制造及其自動化技術的優勢

2.1 提升機械生產效率

在之前機械制造生產中，通常采用的是傳統機械設計制造生產方式，但是這種生產方式在實際應用中需要投放大量的資源和物力，獲得的生產制造效果并不理想。現階段，隨著智能制造時代的來臨，把智能制造模式應用在機械設計制造生產，切實提升機械制造生產實力與機械制造生產質量，并且還能幫助機械制造生產企業節約更多的成本。隨著自動化技術在當前機械制造生產行業中普及與發展，有效保證了自動化技術在各個行業產品生產中的合理應用，制定了相應的使用標準，將機械化生產價值充分發揮，有效提高機械生產制造精度和效率，從根源上減少了人工生產過程中產品質量標準不統一的問題。通過使用機械制造生產技術，使產品質量高度統一，滿足生產要求，有利于促進工業化發展。

2.2 確保機械生產安全性

在傳統機械生產中，需要投放大量的人力與物力，但是在實際生產中，人員安全問題是較難控制的因素，可能會產生各種安全事故，生產一線的工作人員生命與財產安全將會受到威脅。而在智能化制造模式下，把生產環節中的安全風險因素控制在合理范疇內，有效減少生產環節中各種安全問題的出現，有效保證了人員生命和財產安全［2］。并且，在自動化生產模式中，提前設定了對應的生產流程，從根源上防止人為操作失誤問題的發生。

2.3 解放人力資源

隨著機械化模式在人們生活中的普及和應用，人們普遍使用更加便利和高效的生產方式，在部分領域中，通過采用機械制造生產及自動化技術，有效解放人力。在制造行業中，智能機器人的出現取代了傳統人工作業方式，在這種環境下，可以把更多的勞動力從比較重復的工作中抽離出來；同時，有效減少人工失誤問題的發生，保證生產質量和效率。與此同時，減少生產制造過程的危險性，通過施工機械自動化技術取代一些高風險作業，尤其是高空作業、探險作業等。

3 智能機械制造的主要特點

3.1 安全性

智能機械制造生產過程實操難度較大，而且面臨非常嚴格的技術性要求，生產周期長，在機械制造設計過程中，可能會伴隨一些細節問題，容易面臨風險。以往總結的機械制造生產模式主要通過人工監控協助智能化機械制造，但實際上，人工并不能保證實時動態監控效果，監控質量、制造生產關系非常緊密，若工作人員綜合素養無法保證，必然會產生制造風險。此外，在智能機械制造生產中，也會伴隨安全事故，還有可能會威脅到機械制造生產人員人身安全。智能機械制造環中的機械設計制造利用智能化機械設備實現動態監督與遠程操控；同時，也可以通過數據傳遞對機械制造生產過程進行監督和管理，有效保證機械制造生產過程安全，減少安全事故的發生［3］。

3.2 節能性

智能機械制造實踐中逐漸形成的機械制造設計流程利用自動化技術可以完成各項操作，自動化技術按照代碼要求，自動運行相關設備，控制制造全過程。在機械制造生產期間，器件難免會發生一些摩擦，導致設備出現一定磨損和經濟損失。在此情況下，利用智能機械制造技術，可以使所有器件在軌道中規范運行，以免安器件發生摩擦，從而達到節約資源的效果。

3.3 便捷性

便捷性指的是在智能機械制造環境下，機械制造生產流程展現出便捷性，以內智能機械制造，把人為控制升級為自動化控制，工作人員操作智能機械制造設備，所有工作流程都可以在機械設備的作用下進行操作，無需安排專業人員專門進行監管，使得機械制造生產更加快捷。

4 智能制造時代下促進機械設計制造及自動化技術發展的相關對策

4.1 對機械制造及其自動化有深入認識

在機械自動化產生初始階段，出現了一種思想，也就是其能夠有效解放勞動力，讓勞動力能力不斷下降。筆者認為，機械自動化發展只是簡單地將勞動力從重復的工作中抽離出來，表現上好像造成大部分失業，但是，從長遠發展角度來說，有利于促進新興產業建設與發展。例如，機械制造行業監控、信息采集等這些工作需要由專人完成，在這種情況下，將會產生一些新興崗位，給更多的人提供了就業機會。雖然在一定程度上解放了雙手，但是并不代表會讓人體的機能退化，在人的大腦高速運轉下，促進科技創新發展［4］，只有給予機械制造及其自動化有新的認識，才能將機械制造及其自動化價值充分發揮，有利于促進我國制造行業的更好發展。

4.2 以節能為重點節約生產制造成本

如今機械設備制造行業的產品類型增多，而且制造流程也更加的復雜，因此，生產制造過程中會導致大量資源和材料耗損。機械制造行業智能化發展的當下，機械制造行業產品、生產流程面臨的要求更加嚴格。國家有關部門在環境保護、可持續發展方面給予高度重視，而機械制造是消耗能源比較高的產業，為了實現機械制造行業的更好發展，在國家政策引導下，積極迎合發展戰略，響應智能制造的號召，在生產中，減少能源投放、資源耗損，以此提高資源使用率。部分機械制造產品以批量生產為主，而且生產環節需要投放非常多的原材料，企業應該針對所有投放的原材料采取分類管理方法，了解可以二次使用的材料，針對這些可回收利用材料，應用于實際生產中，防止資源的惡意消耗。并且，材料使用需要進行優化，按照制造產品類型、具體要求，挑選相應的可回收材料，這樣不但能夠實現材料的二次利用，結合采購生產成本，同時，也能降低污染物的排放，在某種程度上達到了環境保護的效果好。

另外，加強污水處理。機械設計生產必然產生大量污染物，基于傳統生產模式的部分企業并未認識到環境保護的重要性，還是采用直接排放污染物的方式，這種模式將會造成水源、土壤、空氣等污染，特別是重金屬污染，將會給人們身體健康造成威脅。對于這種狀況，機械設計制造為了達到智能制造要求，機械設計、制造生產在自動化技術的作用下，機械設計制造應加強污染物處理。例如，在機械制造中，盡可能采用自動化技術將污染物進行處理，對于可以回收利用的材料融入循環系統中，達到二次利用的效果。很多不能再次回收利用材料，建議應用清潔處理方式。對于污水和廢棄物的排放，需要檢測污染成分，再選擇合適的處理方法。處理期間，按照國家要求，在指定地點排放，合理排放。常規污水、污染物一般可由智能化制造系統自動化檢測、處理，相關工作人員無需參與；特殊的污染及污染物也會由系統將會自動發出預警信息，通知相關人員著手檢測污水及污染物實際成分，通過清潔方法予以處理，符合國家規定的排放標準。特殊污水及其污染物指定了處理方案后，需要轉變為代碼，上傳智能化系統，由系統數據庫處理。

機械制造行業在智能制造環境下，制造流程日漸自動化，需要將重點集中在清潔生產，最大限度地減少機械制造產品耗損的能源。在選擇清潔能源過程中，需要結合智能制造發展要求，機械設計行業可以積極引進各種自動化技術，加強行業之間信息交流，提高生產實力，達到清潔生產目標。此外，改進制造生產流程非常必要［5］。部分機械制造產品在制造流程不斷優化與改進的情況下，所排放的污染物數量隨之增多，在智能化制造環境下，機械設計制造和自動化技術也更加完善，生產制造水平不斷提高。一些制造流程沒有做到有效縮減，因此，在智能化制造環境下，應該以技術創新為重點，深入剖析機械制造與自動化技術，立足于技術維度達到清潔生產目的。為了完成清潔生產目標，需要優化機械設計流程，由專業人員負責制訂機械制造方案，嚴格把控機械設計方案的具體內容，在確保機械設計質量基礎上達到清潔生產的目的。

4.3 結合時代發展，創新機械設計形式

在智能制造發展環境下，數字化機械設計形式發生一定變化，給機械設計制造行業的更好發展提供了有利條件。

第一，通過數字化機械生產，促進信息傳遞與共享。機械設計制造流程相對比較復雜，大部分機械設計制造產品都會出現跨部門生產現象，如包含材料、生產、管理等諸多部門。傳統模式多采用人力生產，所以信息要在部門之間通過人為傳遞方式共享。該共享方法也可以推動機械制造生產，但人為溝通效率比較低，從而影響機械生產效率。在信息溝通中，一些部門對接人對信息二次加工處理，在某種程度上無法保證信息的真實性和有效性，容易造成信息失真，給機械設計制造帶來一定影響。隨著數字化機械設計模式的出現，在該技術作用下，有利于信息傳遞與共享。在機械設計制造環節中，自動化技術能夠將生產中各種問題進行采集，把信息轉變成擁有的數據，傳遞到平臺以免人員二次加工信息，提高了信息真實性，信息上傳到平臺之后，工作人員登錄平臺便可以得到信息。此方法一方面可以縮短信息傳遞時間，另一方面發揮自動化技術優勢，準確識別信息。現階段，在智能時代下，機械設計制造、自動化技術的應用非常成熟，但依然有部分數據不能采用自動化技術進行捕捉，為此還需要相關人員通過手動方式處理，詳細備注。

第二，數字化機械設計新增了信息整理、歸納的功能。機械設計制造產品生產流程比較多，將會產生各種數據信息。在傳統工作模式下，都是通過人為的方式處理生產制造流程，處理效率不高，同時也會受到人為因素影響，因此，在記錄中將會產生各種問題，無法保證數據信息的真實性與完整性，將會給后續生產工作開展帶來影響。隨著數字化機械設計模式的出現，通過該技術實現生產信息的采集與整理，并且相關人員能夠在智能化系統中錄入相關信息，系統自動化采集、整理數據，并且向指定部門傳輸。可見，智能制造時代數字化機械設計的應用切實提高了信息處理效率，起到信息有效交流的作用。

4.4 合理使用電子化圖紙技術

圖紙作為產品設計生產的根本，可以給后續的生產環節提供指導作用。傳統模式主要采用紙質版，在機械設計制造產品需求量顯著增加的當下，出現了越來越多元化的定制產品，若依然選用紙質版設計圖紙，必然會降低效率，也會伴隨一些弊端，如紙質版圖紙在攜帶方面并不便利。一些機械制造產品涉及的設計圖紙比較多，因此，相關人員在整理和攜帶方面將會十分不便，并且也會面臨紙質設計圖紙被損壞、污染等問題，加之部分機械設計制造環境質量不高，攜帶紙質版設計圖紙也會面臨一些不便。此外，修改環節也存在一定的難度，市場定制化產品規模較大，當用戶需求出現改變之后，設計人員需要及時修改圖紙，然而紙質版圖紙被修改的可能性高，而且圖紙面積大，不能做到隨時修改。在智能制造背景下，需要利用電子化圖紙進行設計。

第一，電子化圖紙設計的效率比較高。大量智能化設計軟件產生的軟件知識伴隨一些設計模板，因此，讓產品設計效率更加高效。并且，通過智能設計軟件繪制圖紙，還可以保證精準性，規避外界因素的干擾修改設計圖紙。

第二，電子化圖紙攜帶的便捷性比較高。智能手機、電腦在辦公中廣泛應用，智能化制造時代下也可以進行設計工作，用戶提出新的要求下，設計人員可以利用手機或者電腦對圖紙進行修改，并且把修改后的設計圖可以直接傳遞給用戶，用戶結合設計圖內容提出自己的想法和意見［6］。電子化圖紙存檔之后依然可以保存，確保檔案安全性。電子化圖紙只需虛擬空間保存，并且隨著智能化制造時代的來臨，大部分機械制造企業都開發了自己的網絡平臺與網站，因此安全方面更強，可以通過智能化方式來保證電子化圖紙的安全。

5 結語

總而言之，隨著時代的快速發展，我國市場經濟發展水平不斷提高，在帶動各個行業穩定發展的同時，也加劇了行業之間的競爭。所以，對于企業來說，在機械生產制造標準上更加嚴格。從機械設計制造及其自動化技術發展角度來講，隨著我國正式進入智能制造發展背景下，制造企業中負責生產工作的相關人員已經結合時代發展要求，對機械制造及其自動化技術有一定的認識，并且通過不斷學習，提高自身機械制造及其自動化技術水平，有利于促進機械制造及其自動化技術的更好發展，讓其更好地滿足智能制造發展要求。