机械设计制造的数字化与智能化发展研究

机械设计制造的数字化与智能化发展研究

尹国勇

山东兴泰机械装备工程有限责任公司　　山东　临沂　　 276000

摘 要：企业的设计人员与技术人员在机械设计制过程中，需要通过合理利用智能化和数字化的信息科技，优化机械产品的生产加工流程，有效地提升机械企业的生产加工效率，同时为机械制造企业创造了经济利润，机械制造企业可以利用现代的信息技术实现信息科技的资源共享，体会到数字化和智能化的优势属性，并且积极组织技术人员参与相关的技术培训活动，提升设计人员与技术人员的技术能力，提升企业的生产效率。

关键词：机械设计制造；数字化；智能化发展

一、在机械设计制造领域应用智能化技术
　　首先，设计人员需要综合数字技术、计算机技术与互联网AI技术等，将其融入机械产品的设计制造过程中，在机械设计制造过程中实现完全的智能化生产，同时设计人员需要熟练掌握新型的信息科技，并且吸收学习现代化的设计理念，充分了解现代化的机械制造产业生产加工程序，只有这样才能在产品的设计过程中，充分融入现代化的设计理念，并且使设计产品完全符合适应现代化机械制造工艺的生产需求。在以前的机械生产加工过程中，在其机械生产的前期设计阶段，以及后期的生产组装的阶段，不仅需要消耗大量的人力资源和物力资源，而且生产工作效率较低，在生产加工过程存在安全隐患问题。然而机械制造企业在现阶段，可以有效整合利用现代的信息科技，将其应用于机械的生产加工过程中，可以有效规避机械生产过程中的安全隐患，降低机械生产过程中的出错率，减少机械零件的生产误差，促使机械生产设计的整个流程更加智能化。除此之外，通过利用智能化的机械设计制造体系，可以对机械生产的整个流程进行有效的监督管理，例如，可以全方面的检查测量机械加工产出的各个零部件。

二、数字化与智能化设计制造技术分析
1.计算机设计
　　在数字化设计制造技术中，计算机设计主要包括了CAD（计算机辅助设计）、CAE（计算机辅助工程分析）、CAM（计算机辅助制造）、CAPP（计算机辅助工艺规划）与PDM（产品数据管理）。CAD主要为产品的构思、功能设计、结构分析与制造加工等等，用于协助创建、修改、分析和优化的设计技术。
　　CAE是指有限元分析和机构的运动学与动力学分析，主要在于机械的运动模拟与参数的优化设计。CAM是对机械零件的加工设计，主要在于数控技术。PDM是在计算机辅助设计之前对各类文档、图纸、生产单、成本核算单等进行统一管理的技术，能够对整个生产周期内的全部数据进行管理与分析，主要关注于产品的研發设计环节，能够支持产品计算机设计系统。
2.虚拟设计与制造
　　虚拟技术主要在于利用计算机创设虚拟环境，具有实时性、交互性、沉浸性与感知性等，就目前的数字化设计制造技术而言，虚拟设计与制造主要以建模、测试与装配为主，设计人员通过计算机创设虚拟环境，完成产品感知与设计操作的调整，进行设计优化。
　　在传统的机械制造技术当中，机械的零件装配主要由仿真软件来实现，完成机械的模拟装配与产品分析，而数字化虚拟技术可实现设计人员的人机交互，控制零件并观察零件的装配过程，来预计产品的性能与机械的可加工性，实现产品的设计与制造，对设计制造过程中各种可能存在的问题进行检验，实现过程的管理与控制，提升机械制造效率。
3.异地协同设计
　　异地协同设计是当下数字化设计行业的一大发展方向，是当前技术发展的必然趋势。当需要多人、异地进行机械设计制造时，异地协同设计能够从流程、协作与管理三方面提供帮助，流程类主要是根据机械设计人员的设计习惯进行常规的设计与校审工作，协作类则是负责在设计制造过程当中的信息交流、共享与合作等问题，管理类则是帮助相关的设计工作人员及时了解与掌握设计过程中的情况。
　　异地协同设计是计算机协同工作与数字化制造技术对设计过程的支持设计，可融合不同的设计任务，对信息数据进行综合协调，满足各个阶段对产品数据模型的不同需求，保证在产品的开发过程当中满足客户的应用需求。

三、机械设计制造行业未来的发展趋势

1.相应国家“绿色发展”的号召

近年来，随着生产建设的不断扩大，对于环境的破坏程度也逐渐增加。为了实现可持续发展，国家制定了“绿色发展”的相关政策，在机械设计制造行业未来的发展进程中，必然也要将“绿色发展”的理念融入进发展的规划中。在数字化和智能化与传统生产流程进行结合的过程中，要充分考虑到其发展的可持续性，尽量采用一些环保的材料，或者减少产品生产过程中对于环境的破坏。国家对于“绿色发展”有着明确的规定，为了积极响应国家号召，在数字化技术和智能化技术与机械设计制造过程结合的过程中，要制定出完善的实施技术，对于产品生产线中存在的，可能对于环境造成破坏的环节和技术手段，进行改进升级，从根源解决产品生产过程中出现的污染问题。

2.完善机械设计制造数字化和智能化体系

随着科学技术的不断发展，以及机械设计制造行业发展的需要，建立完善的数字化、智能化体系十分必要。在过去一段时间的发展过程中，产品生产过程中的一些工艺技术已经进行了智能化的改进升级，或者是在传统的生产线中引入了一些先进的智能化设备。但是都尚未形成完善的数字化、智能化体系，难以实现集中化、统一化管理。因而为了实现更加优质、便捷的生产管理，对于现阶段的生产流程进行数字化、智能化体系的完善化建设十分关键。只有将整个生产过程中的各相对独立的部分串联起来，利用先进的数字化管理模式，大数据管理技术，才可能实现统一化管理，加强各部分之间的数据交流共享，进一步提高产品的生产效率，提高企业的经济效益。

3.招聘高科技人才

传统的机械设计制造过程需要技术型人才，但是在为了该行业的发展过程中，由于先进数字化、智能化技术的引入，简单的技术型人才已经难以满足时代发展的需求，为了实现行业优质、高效的发展，需要招聘更多的高科技人才。一方面，高科技人才接受过更加优质的教育，拥有更高的素质水平，对于一些先进理念的接受程度更高，可以保持企业发展的活力，另一方面，由于先进数字化、智能化技术的引入，更加需要高科技人才对其进行维护、管理和合理使用，并且优秀的高科技人才的引入，还可以实现对于技术的升级改进，使技术不断的优化升级，进而提高企业的市场竞争力，不仅可以为企业的发展带来更大的成本回报率，优质的市场竞争还可以促进整个行业的发展，推动先进科学技术的不断升级完善。

4.构造机械设计模型的数字化发展

在传统的机械设计产品制造过程中的设计模型，一般采用电子版的模型并进行人工的搭建，不仅耗费时间，而且存在数据之间的误差，进而对于产品的质量产生影响。但是有了数字化和智能化技术的辅助，就可以实现电子模型的三维打印效果，完整的对于电脑中的数据设计进行展现，进而实现提高产品质量的目标。不仅如此，设计模型的数字化发展，还可以实现数据的进一步精细化，技术人员只需要了解设备的操作技术，就可以实现优质的产品模型设计，降低了对于技术人员操作能力的要求，进而提高产品设计的效率。

结束语

综上所述，机械设计制造行业中引入数字化和智能化技术是时代发展的必然选择。先进技术的融入不仅可以有效改善传统生产过程中的不足，还可以有效提高生产产品的效率和质量，具有诸多优势，拥有广阔的发展前景。但是就目前的数字化技术和智能化技术的改进过程而言，仍然有一些需要注意的关键因素。有效进行不足的改善，是机械设计制造行业实现优质发展的必然选择。

参考文献：

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[2]林丹.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].数码设计(上),2018(7):209.

[3]孙骞.机械设计制造技术与数字化智能化发展分析[J].湖北农机化,2019,23:25.