李曉紅

摘 要：隨著計算機技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展，智能制造技術(shù)逐漸完善，在機械領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，顯著提升機械設(shè)計與制造效率，滿足現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展需求。因此，有必要做好機械設(shè)計技術(shù)中智能制造的應(yīng)用，進(jìn)一步提高機械設(shè)計質(zhì)量與效率。文中通過分析機械設(shè)計技術(shù)中智能制造的優(yōu)勢，總結(jié)機械設(shè)計現(xiàn)狀及面臨的問題，深入討論如何發(fā)揮智能制造技術(shù)優(yōu)勢，促進(jìn)機械制造行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計 智能制造 技術(shù)應(yīng)用

1 機械設(shè)計技術(shù)中智能制造的應(yīng)用優(yōu)勢

機械設(shè)計技術(shù)中應(yīng)用智能制造，可以提高機械設(shè)計技術(shù)運行效率，準(zhǔn)確控制使用成本，形成一定學(xué)習(xí)能力，具體內(nèi)容如下：

1.1 顯著提升運行效率

機械設(shè)計技術(shù)應(yīng)用智能制造，可以精準(zhǔn)化、高效率的處理相關(guān)數(shù)據(jù)。尤其是當(dāng)前部分領(lǐng)域中人工方式逐漸被智能制造技術(shù)取代，有助于節(jié)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(shù)實現(xiàn)用戶的自主學(xué)習(xí)。通過分類處理與整理海量數(shù)據(jù)，提高這些數(shù)據(jù)的可用性。與此同時，企業(yè)生產(chǎn)運行過程中機械設(shè)計技術(shù)中融入智能制造，可以提高生產(chǎn)效率，幫助企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展[1]。如，智能制造技術(shù)使用時，需要提前設(shè)定參數(shù)與具體指令。不同行業(yè)的智能制造技術(shù)，結(jié)構(gòu)形態(tài)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(jù)工作性質(zhì)差別，智能制造技術(shù)主要焊接類、運輸類、制造類等。生產(chǎn)工作過程中操作人員只需要輸入或調(diào)整數(shù)據(jù)，就可以讓機器人投入到生產(chǎn)中，與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，具有極高的靈活性。

1.2 有效控制資金成本

機械設(shè)計技術(shù)建設(shè)時需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，傳統(tǒng)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(shù)據(jù)處理誤差存在。通過引入智能制造技術(shù)，可以彌補傳統(tǒng)處理方式的不足，高效處理機械設(shè)計技術(shù)建設(shè)中獲得的數(shù)據(jù)信息。尤其是數(shù)據(jù)處理速度、數(shù)據(jù)挖掘深度出現(xiàn)明顯變化，進(jìn)一步提高機械設(shè)計技術(shù)的使用效率。同時，智能制造技術(shù)的融入可以給企業(yè)創(chuàng)造更多的利潤。智能制造技術(shù)技術(shù)優(yōu)勢之一，可以從繁重勞動中將人解放出來，提高工業(yè)生產(chǎn)效率，方便人們的工作生活[2]。如，運輸機器人使用時，傳統(tǒng)需要人工方式搬運大型工業(yè)設(shè)備，實際工作效率偏低，還有可能損壞設(shè)備。工業(yè)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(xiàn)不簡單的連續(xù)性工作，有著較強的生產(chǎn)效率。

1.3 具有一定學(xué)習(xí)能力

機械設(shè)計技術(shù)建設(shè)過程中會產(chǎn)生海量的信息與數(shù)據(jù)，其中包含一些相對較低的數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù)概念，這些往往沒有經(jīng)過深層次的開發(fā)與利用，無法發(fā)揮數(shù)據(jù)作用。通過引入智能制造技術(shù)，可以挖掘出更多具有價值的信息，提高機械設(shè)計技術(shù)應(yīng)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(xué)習(xí)系統(tǒng)，確保系統(tǒng)處于高效運行狀態(tài)，實現(xiàn)自主運行[3]。如，智能制造技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計精密且安全，可以獨立預(yù)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(shè)備故障產(chǎn)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(shù)對外在環(huán)境要求不高，可以在偏遠(yuǎn)地方工作，或是進(jìn)行一些人工難以勝任的崗位，提高生產(chǎn)的安全性與穩(wěn)定性，顯著降低勞動強度，提高制造生產(chǎn)效率。

2 機械設(shè)計技術(shù)中智能制造的應(yīng)用分析

機械設(shè)計過程中合理應(yīng)用智能制造技術(shù)，可以提高設(shè)計質(zhì)量與效率，降低能耗，實現(xiàn)機械制造企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

2.1 滿足綠色設(shè)計需求，提高機械設(shè)計質(zhì)量

在針對機械制造工藝進(jìn)行設(shè)計時，為有效提升設(shè)計質(zhì)量，保證產(chǎn)品性能，滿足當(dāng)前社會所提出的綠色設(shè)計理念。在整個設(shè)計過程中一定要遵循可持續(xù)發(fā)展的制造理念，并以此為基準(zhǔn)展開設(shè)計，堅持綠色設(shè)計理念，避免整個設(shè)計制造過程中存在并可能發(fā)生污染問題[4]。首先，從綠色環(huán)保理念入手，在進(jìn)行3D建模設(shè)計時，對于材料類別要仔細(xì)甄選，保證所有材料都符合環(huán)保要求。同時對機械產(chǎn)品的可回收問題進(jìn)行思考，確保其能進(jìn)行再次回收和利用。其次，站在設(shè)計者角度，整個設(shè)計過程一定要實現(xiàn)理念和技術(shù)的創(chuàng)新，在針對設(shè)計過程進(jìn)行完善的同時，保證機械設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)都能秉承綠色、環(huán)保理念，以此實現(xiàn)對傳統(tǒng)設(shè)計思想的轉(zhuǎn)變，全面適應(yīng)并滿足色綠發(fā)展需求，將機械設(shè)計和綠色環(huán)保理念真正進(jìn)行融合。最后，站在生產(chǎn)制造角度，就其中可能存在的浪費和污染問題進(jìn)行全面了解，綜合分析，結(jié)合和綠色環(huán)保設(shè)計理念，將對環(huán)境的保護(hù)納入設(shè)計要點，在企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提升的同時關(guān)注環(huán)境問題，真正實現(xiàn)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(guān)心，認(rèn)為其不會對使用造成多大影響。但經(jīng)過試驗證實，機械零件表面光滑度會對設(shè)備使用產(chǎn)生嚴(yán)重影響，且其光滑度直接決定其使用壽命。因此，在設(shè)計環(huán)節(jié)，一定要就零件表面光滑度進(jìn)行提升，保證整體質(zhì)量[5]。對此，刀具的選擇十分關(guān)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(dāng)前機械零部件加工的屬性要求，不會出現(xiàn)質(zhì)量問題。同時在刀具使用過程中，為保證零件表面加工質(zhì)量，對于削切速度也要進(jìn)行適當(dāng)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(jìn)行有效控制。

2.2 借助智能機器人，提高機械設(shè)計的質(zhì)量

在機械制造中，工業(yè)機器人應(yīng)用最多的工種就是焊接處理，這其中又以點焊和弧焊技術(shù)應(yīng)用最多。因此工業(yè)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(fù)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(zhì)量卻不能完全保證。但若將這些工作全部交由工業(yè)機器人來完成，不論是點焊還是弧焊工業(yè)機器人，不僅能夠根據(jù)要求做到精準(zhǔn)控制，合理施工，而且能夠按照程序設(shè)置好的要求完美作業(yè)，保證質(zhì)量的同時提高效率，相比傳統(tǒng)人工操作可謂精細(xì)，最關(guān)鍵省時省力。智能制造中應(yīng)用工業(yè)機器人，融合過程中人們要意識到工業(yè)機器人對社會發(fā)展產(chǎn)生的深刻影響。相關(guān)技術(shù)人員需要考慮到工業(yè)機器人使用過程中的安全性，采取有效預(yù)防措施避免出現(xiàn)信息泄露等安全問題[6]。同時，利用工業(yè)機器人技術(shù)進(jìn)行安全方式，及時發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患，全面發(fā)揮工業(yè)機器人的作用。隨著智能制造與工業(yè)機器人的發(fā)展，提高智能制造的處理效率。

相比普通工人，應(yīng)用工業(yè)機器人進(jìn)行機械整體裝配，不僅專業(yè)化水平更高，而且精確程度明顯提升。最關(guān)鍵的，機械裝配專用機器人能夠應(yīng)用于各種不同工作環(huán)境，比如高溫環(huán)境，低溫環(huán)境、高空作業(yè)等等，而且即使任務(wù)難度、需求等增加，也不影響其完成工作的質(zhì)量和效率。近些年，隨著我國機械制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及生產(chǎn)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(yōu)化，產(chǎn)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(chǎn)要求。但是機械裝配專用機器人能夠給按照程序設(shè)定對機械零配件進(jìn)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(shù)小、速度快，而且整體性能得到優(yōu)化，更加放心[7]。

2.3 智能制造的集成化

智能制造將傳統(tǒng)生產(chǎn)制造行業(yè)和現(xiàn)代化技術(shù)相接軌，企業(yè)在生產(chǎn)制造機械產(chǎn)品時，能根據(jù)產(chǎn)品自身特點，選取合適的生產(chǎn)理念，再加上先進(jìn)的自動化技術(shù)，使整個生產(chǎn)活動變得十分輕松。當(dāng)今社會，計算機科技的發(fā)展為其與自動化技術(shù)融合創(chuàng)造時機，形成了集自動化技術(shù)為一體的集成自動化技術(shù)。而這所謂的集成化是指將機械設(shè)計技術(shù)環(huán)節(jié)的所涉及的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理、收集、分類處理等，建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，利用計算機輔助對數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，實現(xiàn)對機械加工環(huán)節(jié)的數(shù)字化控制和不斷優(yōu)化。在機械制作中，通過應(yīng)用智能制造集成技術(shù)，能明顯提升其自動化水平，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。最關(guān)鍵的，集成化技術(shù)能夠針對各種機械設(shè)計技術(shù)因素進(jìn)行高效整合，展開集成化處理，實現(xiàn)對各制造環(huán)節(jié)的優(yōu)化。為加快機械設(shè)計技術(shù)行業(yè)集成化發(fā)展，在提升工作人員專業(yè)能力的基礎(chǔ)上，對于相關(guān)設(shè)備也要及時更新，提升其性能指數(shù)。通過對設(shè)備信息的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，為日后機械設(shè)計技術(shù)集成化提供指引。總結(jié)以往經(jīng)驗，可以發(fā)現(xiàn)，真實可靠的實踐數(shù)據(jù)是機械設(shè)計制造質(zhì)量的支持和保障。所以，為確保機械設(shè)計技術(shù)業(yè)順利推進(jìn)，需要加強對各環(huán)節(jié)細(xì)節(jié)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(shè)計技術(shù)中心包含了人工智能、自動化技術(shù)以及機械設(shè)計技術(shù)技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，這不僅是智能制造技術(shù)機械設(shè)計發(fā)展趨勢，更是整個行業(yè)未來發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)人工操作的機械設(shè)計技術(shù)環(huán)節(jié)不僅生產(chǎn)效率低、精度低，而且產(chǎn)品質(zhì)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(shù)，不僅對所制造的產(chǎn)品的精密度和準(zhǔn)確度進(jìn)行嚴(yán)格統(tǒng)一把控，提升生產(chǎn)效率的同時，對參與生產(chǎn)的人員數(shù)量進(jìn)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(guān)鍵的，智能制造的機械設(shè)計發(fā)展，能夠在機械生產(chǎn)的各個不同環(huán)節(jié)全面應(yīng)用人類的智慧，比如系統(tǒng)自動進(jìn)行數(shù)據(jù)程序編制、進(jìn)行仿真人試驗?zāi)M、利用機器人代替真人完成一些復(fù)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(jié)省時間、降低人工成本、縮短工作周期，對于企業(yè)生產(chǎn)效率的提高意義重大。推進(jìn)機械設(shè)計技術(shù)應(yīng)用，要考慮自身實際情況，制定科學(xué)合理的方案，提高機械設(shè)計技術(shù)效率。

2.4 降低機械制造能耗

將智能制造應(yīng)用于機械設(shè)計制造及自動化中，主要是根據(jù)當(dāng)前技術(shù)發(fā)展以及設(shè)備使用需求對其中的發(fā)動機結(jié)構(gòu)以及機械自動液壓系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行必要且合理的優(yōu)化。發(fā)動機是機械系統(tǒng)最為關(guān)鍵的且重要的部位，相當(dāng)于人類心臟，針對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，不僅能有效降低油耗，減少不必要的資源浪費，還能保護(hù)環(huán)境，提升社會效益，可謂一舉多得。實際上，發(fā)動機作為機械制造設(shè)備的一個重要組成部位，在實際運轉(zhuǎn)時不僅會因為頻繁震動而發(fā)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(huán)境污染。在這樣一個糟糕的環(huán)境下工作，對設(shè)備操作者而言，也是一種折磨。因此，在實際設(shè)計時針對傳統(tǒng)發(fā)動機性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，降低其噪音，減少污染物排放，使其朝著更加環(huán)保、節(jié)能方向發(fā)展是社會發(fā)展的必然[9]。

將智能制造應(yīng)用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面，可以通過減少或降低產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中不必要的高能耗設(shè)備的使用來實現(xiàn)節(jié)能目的。正常情況下，由于機械制造設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與能源消耗關(guān)系緊密，因此對于能源的需求也在不斷增大。但是隨著設(shè)計優(yōu)化，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不斷精簡，制造過程也在不斷優(yōu)化，因此對于能源的需求和消耗也在不斷降低。相關(guān)人員在針對機械自動化設(shè)備部件展開設(shè)計時，一定要結(jié)合智能制造，按照要求和標(biāo)準(zhǔn)，對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化和完善，實現(xiàn)能源節(jié)約。為提升對資源的利用效率，在設(shè)備實際運行中可以結(jié)合和設(shè)備實際運行情況，通過能源轉(zhuǎn)化的形式提升其利用率。同時結(jié)合實際，對動力系統(tǒng)具體類別進(jìn)行分析和判斷，結(jié)合具體參數(shù)選取低能耗設(shè)備，確保其穩(wěn)定運行。

將智能制造應(yīng)用于生產(chǎn)工藝中，需要注意對生產(chǎn)工藝流程的優(yōu)化，在實際操作中，需要根據(jù)實際選擇恰當(dāng)且合適的生產(chǎn)工藝，減少不必要的資源輸出和流程操作，使整個產(chǎn)生更加高效、完美。比如，在針對單個零部件進(jìn)行加工時，需要對各設(shè)備間的運行關(guān)系進(jìn)行全面分析，通過各設(shè)備之間的協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)對零件的高效加工。同時，根據(jù)當(dāng)前市場發(fā)展，對設(shè)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(yù)測、失效預(yù)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(xì)流程。相信在不久的將來，通過技術(shù)人員對生產(chǎn)工藝的不斷優(yōu)化，整個生產(chǎn)流程會更加簡潔，運行效率會越來越高，維修和養(yǎng)護(hù)的難度也會越來越低，生產(chǎn)環(huán)節(jié)能耗過高這一難題將不復(fù)存在。

3 結(jié)束語

總之，機械設(shè)計技術(shù)中合理應(yīng)用智能制造，滿足行業(yè)發(fā)展需求，有助于提高設(shè)計質(zhì)量與效率，顯著降低能耗。同時，需要機械設(shè)計領(lǐng)域中合理應(yīng)用智能制造技術(shù)，根據(jù)自身需求選擇合適技術(shù)，切實發(fā)揮智能制造技術(shù)優(yōu)勢，推進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李洋.智能制造背景下機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)發(fā)展趨勢分析[J].科技資訊，2022，20（18）：57-59.

[2]劉雷. 智能制造背景下機械設(shè)計及自動化技術(shù)發(fā)展方向[C]//.Proceedings of 2022 Shanghai Forum on Engineering Technology and New Materials（ETM2022）（VOL.2）.，2022：94-96.

[3]蔡佳麗，蔡麗娟.智能制造背景下機械設(shè)計及自動化技術(shù)發(fā)展方向[J].時代汽車，2022（11）：145-146.

[4]周慧芳.智能制造時代機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)研究[J].內(nèi)燃機與配件，2022（05）：202-204.

[5]段俊霞.智能制造時代機械設(shè)計技術(shù)思考[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2021，11（28）：164-166.

[6]李峰.智能制造背景下機械設(shè)計及自動化技術(shù)發(fā)展方向研究[J].農(nóng)機使用與維修，2021（07）：45-46.

[7]曾錫琴.智能制造環(huán)境下的機械設(shè)計技術(shù)和應(yīng)用[J].河北農(nóng)機，2021（07）：82-83.

[8]沈曉輝.關(guān)于智能制造時代機械設(shè)計技術(shù)的幾點思考[J].中國設(shè)備工程，2021（12）：19-20.

[9]李海洋.探究智能制造時代機械設(shè)計技術(shù)的幾點研究[J].中國金屬通報，2020（12）：245-246.