智能制造在機械設計技術中的應用分析

李曉紅

摘 要：隨著計算機技術進步與發展，智能制造技術逐漸完善，在機械領域中得到廣泛應用，顯著提升機械設計與制造效率，滿足現代化工業發展需求。因此，有必要做好機械設計技術中智能制造的應用，進一步提高機械設計質量與效率。文中通過分析機械設計技術中智能制造的優勢，總結機械設計現狀及面臨的問題，深入討論如何發揮智能制造技術優勢，促進機械制造行業穩步發展。

關鍵詞：機械設計 智能制造 技術應用

1 機械設計技術中智能制造的應用優勢

機械設計技術中應用智能制造，可以提高機械設計技術運行效率，準確控制使用成本，形成一定學習能力，具體內容如下：

1.1 顯著提升運行效率

機械設計技術應用智能制造，可以精準化、高效率的處理相關數據。尤其是當前部分領域中人工方式逐漸被智能制造技術取代，有助于節省人工成本支出，分析其根本原因，就是通過融入智能制造技術實現用戶的自主學習。通過分類處理與整理海量數據，提高這些數據的可用性。與此同時，企業生產運行過程中機械設計技術中融入智能制造，可以提高生產效率，幫助企業獲得更多的經濟效益，實現社會經濟的穩步發展[1]。如，智能制造技術使用時，需要提前設定參數與具體指令。不同行業的智能制造技術，結構形態不相同，較為常見的就是具有機械臂且能簡單移動操作的機器人。根據工作性質差別，智能制造技術主要焊接類、運輸類、制造類等。生產工作過程中操作人員只需要輸入或調整數據，就可以讓機器人投入到生產中，與傳統制造技術相比，具有極高的靈活性。

1.2 有效控制資金成本

機械設計技術建設時需要進行數據處理，傳統模式下需要人工操作，這種模式存在明顯不足：工作人員工作量增加、較高的人力成本支出及數據處理誤差存在。通過引入智能制造技術，可以彌補傳統處理方式的不足，高效處理機械設計技術建設中獲得的數據信息。尤其是數據處理速度、數據挖掘深度出現明顯變化，進一步提高機械設計技術的使用效率。同時，智能制造技術的融入可以給企業創造更多的利潤。智能制造技術技術優勢之一，可以從繁重勞動中將人解放出來，提高工業生產效率，方便人們的工作生活[2]。如，運輸機器人使用時，傳統需要人工方式搬運大型工業設備，實際工作效率偏低，還有可能損壞設備。工業運輸機器人則可以長時間工作，不會感覺到疲累，只需要有充足能源供給，可以實現不簡單的連續性工作，有著較強的生產效率。

1.3 具有一定學習能力

機械設計技術建設過程中會產生海量的信息與數據，其中包含一些相對較低的數據信息與數據概念，這些往往沒有經過深層次的開發與利用，無法發揮數據作用。通過引入智能制造技術，可以挖掘出更多具有價值的信息，提高機械設計技術應用效果，幫助用戶順利解決問題。智能制造可以利用非線性思維方式模擬人類思維，順利解決實際問題。此外，操作人員可以通過學習系統，確保系統處于高效運行狀態，實現自主運行[3]。如，智能制造技術結構設計精密且安全，可以獨立預測故障并簡單處理。加之有著較高運算精度，能最大程度降低設備故障產生率，避免因為故障造成的人員傷害。除此之外，智能制造技術對外在環境要求不高，可以在偏遠地方工作，或是進行一些人工難以勝任的崗位，提高生產的安全性與穩定性，顯著降低勞動強度，提高制造生產效率。

2 機械設計技術中智能制造的應用分析

機械設計過程中合理應用智能制造技術，可以提高設計質量與效率，降低能耗，實現機械制造企業的長遠發展。

2.1 滿足綠色設計需求，提高機械設計質量

在針對機械制造工藝進行設計時，為有效提升設計質量，保證產品性能，滿足當前社會所提出的綠色設計理念。在整個設計過程中一定要遵循可持續發展的制造理念，并以此為基準展開設計，堅持綠色設計理念，避免整個設計制造過程中存在并可能發生污染問題[4]。首先，從綠色環保理念入手，在進行3D建模設計時，對于材料類別要仔細甄選，保證所有材料都符合環保要求。同時對機械產品的可回收問題進行思考，確保其能進行再次回收和利用。其次，站在設計者角度，整個設計過程一定要實現理念和技術的創新，在針對設計過程進行完善的同時，保證機械設計的每一個環節都能秉承綠色、環保理念，以此實現對傳統設計思想的轉變，全面適應并滿足色綠發展需求，將機械設計和綠色環保理念真正進行融合。最后，站在生產制造角度，就其中可能存在的浪費和污染問題進行全面了解，綜合分析，結合和綠色環保設計理念，將對環境的保護納入設計要點，在企業經濟效益提升的同時關注環境問題，真正實現雙贏。

一般情況下，人們對于機械零部件本身光滑度并不甚關心，認為其不會對使用造成多大影響。但經過試驗證實，機械零件表面光滑度會對設備使用產生嚴重影響，且其光滑度直接決定其使用壽命。因此，在設計環節，一定要就零件表面光滑度進行提升，保證整體質量[5]。對此，刀具的選擇十分關鍵，就機械零部件表面光滑度而言，表面越光滑，其使用壽命越長，反之則越短。這也為人們在刀具的選擇和制造上提供一定思路，為提高零件表面光滑度，在道具選擇上盡量選擇圓弧半徑較大或者副偏角較小的刀具，如此才能確保在實際加工時刀具的使用符合當前機械零部件加工的屬性要求，不會出現質量問題。同時在刀具使用過程中，為保證零件表面加工質量，對于削切速度也要進行適當控制。為不用影響零件使用壽命，通常是削切速度越快，表面光滑度越高，零件使用壽命越長，反之則越短。所以，為提高零件使用壽命，在選擇合適刀具的同時對于削切速度也要進行有效控制。

2.2 借助智能機器人，提高機械設計的質量

在機械制造中，工業機器人應用最多的工種就是焊接處理，這其中又以點焊和弧焊技術應用最多。因此工業機器人又被分為點焊機器人和弧焊機器人兩類。鑒于汽車制造過程的復雜性，每輛車身上至少有4000個焊點，甚至更多，如果將這些工作全部交由工人來完成，不僅要耗費極大的人力，其加工完成所要的時間也非常久，而且對于質量卻不能完全保證。但若將這些工作全部交由工業機器人來完成，不論是點焊還是弧焊工業機器人，不僅能夠根據要求做到精準控制，合理施工，而且能夠按照程序設置好的要求完美作業，保證質量的同時提高效率，相比傳統人工操作可謂精細，最關鍵省時省力。智能制造中應用工業機器人，融合過程中人們要意識到工業機器人對社會發展產生的深刻影響。相關技術人員需要考慮到工業機器人使用過程中的安全性，采取有效預防措施避免出現信息泄露等安全問題[6]。同時，利用工業機器人技術進行安全方式，及時發現存在的安全隱患，全面發揮工業機器人的作用。隨著智能制造與工業機器人的發展，提高智能制造的處理效率。

相比普通工人，應用工業機器人進行機械整體裝配，不僅專業化水平更高，而且精確程度明顯提升。最關鍵的，機械裝配專用機器人能夠應用于各種不同工作環境，比如高溫環境，低溫環境、高空作業等等，而且即使任務難度、需求等增加，也不影響其完成工作的質量和效率。近些年，隨著我國機械制造產業的快速發展以及生產水平的大幅度提升，很多零部件的體積不斷縮小，性能不斷優化，產量不斷增加，單純的人工裝配以及不能滿足其在精度方面的要求，而且人工裝配費時費力，無法滿足生產要求。但是機械裝配專用機器人能夠給按照程序設定對機械零配件進行完美組裝，包括車座電池、儀表、方向盤、車燈、車窗以及座椅等的裝配與安裝工作。在具體安裝過程中，不僅誤差系數小、速度快，而且整體性能得到優化，更加放心[7]。

2.3 智能制造的集成化

智能制造將傳統生產制造行業和現代化技術相接軌，企業在生產制造機械產品時，能根據產品自身特點，選取合適的生產理念，再加上先進的自動化技術，使整個生產活動變得十分輕松。當今社會，計算機科技的發展為其與自動化技術融合創造時機，形成了集自動化技術為一體的集成自動化技術。而這所謂的集成化是指將機械設計技術環節的所涉及的所有數據信息進行整理、收集、分類處理等，建立數據庫系統，利用計算機輔助對數據進行系統分析，實現對機械加工環節的數字化控制和不斷優化。在機械制作中，通過應用智能制造集成技術，能明顯提升其自動化水平，提高生產效率和質量。最關鍵的，集成化技術能夠針對各種機械設計技術因素進行高效整合，展開集成化處理，實現對各制造環節的優化。為加快機械設計技術行業集成化發展，在提升工作人員專業能力的基礎上，對于相關設備也要及時更新，提升其性能指數。通過對設備信息的各項數據進行記錄，為日后機械設計技術集成化提供指引。總結以往經驗，可以發現，真實可靠的實踐數據是機械設計制造質量的支持和保障。所以，為確保機械設計技術業順利推進，需要加強對各環節細節的把控，對所有影響因素能夠了然于心[8]。

在智能制造的機械設計技術中心包含了人工智能、自動化技術以及機械設計技術技術等先進科學技術，這不僅是智能制造技術機械設計發展趨勢，更是整個行業未來發展趨勢。傳統人工操作的機械設計技術環節不僅生產效率低、精度低，而且產品質量參差不齊，人員花銷大等等。但是依托于智能制造的自動化技術，不僅對所制造的產品的精密度和準確度進行嚴格統一把控，提升生產效率的同時，對參與生產的人員數量進行有效控制，減少了因人工參與其中而帶來各種不確定因素。最關鍵的，智能制造的機械設計發展，能夠在機械生產的各個不同環節全面應用人類的智慧，比如系統自動進行數據程序編制、進行仿真人試驗模擬、利用機器人代替真人完成一些復雜、危險且繁瑣的工作等。如此操作不僅完成效率高、投入少；而且有效節省時間、降低人工成本、縮短工作周期，對于企業生產效率的提高意義重大。推進機械設計技術應用，要考慮自身實際情況，制定科學合理的方案，提高機械設計技術效率。

2.4 降低機械制造能耗

將智能制造應用于機械設計制造及自動化中，主要是根據當前技術發展以及設備使用需求對其中的發動機結構以及機械自動液壓系統設計進行必要且合理的優化。發動機是機械系統最為關鍵的且重要的部位，相當于人類心臟，針對其結構進行優化，不僅能有效降低油耗，減少不必要的資源浪費，還能保護環境，提升社會效益，可謂一舉多得。實際上，發動機作為機械制造設備的一個重要組成部位，在實際運轉時不僅會因為頻繁震動而發出大量噪音，隨著燃料消耗還會排出一定廢料，污染周圍空氣，造成環境污染。在這樣一個糟糕的環境下工作，對設備操作者而言，也是一種折磨。因此，在實際設計時針對傳統發動機性能和結構進行改進，降低其噪音，減少污染物排放，使其朝著更加環保、節能方向發展是社會發展的必然[9]。

將智能制造應用于產品結構方面，可以通過減少或降低產品結構中不必要的高能耗設備的使用來實現節能目的。正常情況下，由于機械制造設備內部結構的復雜性，導致其內部結構與能源消耗關系緊密，因此對于能源的需求也在不斷增大。但是隨著設計優化，其內部結構不斷精簡，制造過程也在不斷優化，因此對于能源的需求和消耗也在不斷降低。相關人員在針對機械自動化設備部件展開設計時，一定要結合智能制造，按照要求和標準，對其內部結構不斷優化和完善，實現能源節約。為提升對資源的利用效率，在設備實際運行中可以結合和設備實際運行情況，通過能源轉化的形式提升其利用率。同時結合實際，對動力系統具體類別進行分析和判斷，結合具體參數選取低能耗設備，確保其穩定運行。

將智能制造應用于生產工藝中，需要注意對生產工藝流程的優化，在實際操作中，需要根據實際選擇恰當且合適的生產工藝，減少不必要的資源輸出和流程操作，使整個產生更加高效、完美。比如，在針對單個零部件進行加工時，需要對各設備間的運行關系進行全面分析，通過各設備之間的協調配合，實現對零件的高效加工。同時，根據當前市場發展，對設備上舊零部件的拆卸、清洗、回收以及回收后的處理工藝、物流管理、壽命預測、失效預測、失效機理等再制造工藝流程處理方案以及再制造工藝編制詳細流程。相信在不久的將來，通過技術人員對生產工藝的不斷優化，整個生產流程會更加簡潔，運行效率會越來越高，維修和養護的難度也會越來越低，生產環節能耗過高這一難題將不復存在。

3 結束語

總之，機械設計技術中合理應用智能制造，滿足行業發展需求，有助于提高設計質量與效率，顯著降低能耗。同時，需要機械設計領域中合理應用智能制造技術，根據自身需求選擇合適技術，切實發揮智能制造技術優勢，推進行業健康發展。

參考文獻：

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