黨藝歌 李陽凡 李秋秋

洛陽科技職業(yè)學(xué)院 河南 洛陽 471000

引言

對(duì)于我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展，國(guó)家一直比較重視，也投入了許多的人力物力給予足夠的支持。在經(jīng)歷了改革開放后，我國(guó)機(jī)械工程的發(fā)展迎來了一波新的高潮，尤其是智能制造技術(shù)在各行各業(yè)都得到了應(yīng)用與普及。而智能制造技術(shù)的有效應(yīng)用對(duì)機(jī)械制造領(lǐng)域來說無異于一次重要革命，除此之外，機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝與自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，還能夠在最大程度上將機(jī)械損耗率降至最低，以此來保證機(jī)械設(shè)備的利用率水平得到有效的提升。

1 新時(shí)代背景下機(jī)械智能制造概述

1.1 機(jī)械智能制造的特征

機(jī)械智能制造具有十分明顯的精準(zhǔn)性，這是因?yàn)闄C(jī)械智能制造過程中需要通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)科學(xué)設(shè)計(jì)機(jī)械制造工藝、流程以及相關(guān)參數(shù)等，通過在系統(tǒng)中設(shè)置相關(guān)指令，借助智能化操作系統(tǒng)自動(dòng)開展機(jī)械制造生產(chǎn)活動(dòng)，有效降低機(jī)械制造出現(xiàn)的誤差，為制造精準(zhǔn)性與制造質(zhì)量的提升提供更為充分的保障。此外，智能化機(jī)械制造應(yīng)用能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，提升機(jī)械制造效率。

1.2 機(jī)械智能制造的意義

機(jī)械智能制造能夠節(jié)省資源，降低成本。機(jī)械智能制造能夠從本質(zhì)上強(qiáng)化機(jī)械制造產(chǎn)品的整體性能與質(zhì)量，確保機(jī)械制造行業(yè)整體可持續(xù)發(fā)展，為我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供更為充分的保障。從機(jī)械智能制造行業(yè)產(chǎn)值規(guī)模來看，在我國(guó)相關(guān)政策體系的推動(dòng)下，機(jī)械制造行業(yè)正逐漸朝著智能制造的方向不斷發(fā)展著。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化技術(shù)

2.1 智能制造時(shí)代為機(jī)械制造領(lǐng)域帶來的優(yōu)勢(shì)和作用

智能制造時(shí)代的到來，為傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域帶來新的改變和創(chuàng)新。一方面，基于多種創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用和研發(fā)，極大地提升了機(jī)械制造設(shè)計(jì)的效率，特別是近年來人工成本的增加，亟待智能化技術(shù)的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)人工成本的降低；另一方面，智能制造時(shí)代，能夠結(jié)合軟件技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造設(shè)計(jì)的統(tǒng)一化和流程化，對(duì)應(yīng)的制造風(fēng)險(xiǎn)始終是行業(yè)的潛在問題，而智能制造時(shí)代的到來，為機(jī)械制造設(shè)計(jì)帶來全新的改變和突破[1]。借助機(jī)械手臂、電子數(shù)控設(shè)備、智能操控系統(tǒng)等相關(guān)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造設(shè)計(jì)的無人化、自動(dòng)化、終端化，能夠快速完成對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)和加工，提升機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

2.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)

創(chuàng)新是時(shí)代發(fā)展的基石?；谥悄苤圃鞎r(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域中，顯現(xiàn)出多種具有行業(yè)革命意義的創(chuàng)新技術(shù)。其中，新技術(shù)的應(yīng)用，有效替代傳統(tǒng)技術(shù)的不足和問題，同時(shí)大量創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)制制造產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)利潤(rùn)的增加，以及市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升[2]。例如，Convoy與AWS合作，結(jié)合機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，并且研發(fā)出一套能夠?qū)崿F(xiàn)卡車運(yùn)輸過程中穩(wěn)定性和安全性同步提高的生產(chǎn)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品重量的精準(zhǔn)控制，提升產(chǎn)品的核心價(jià)值。不僅如此，創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展，隨著其他技術(shù)的應(yīng)用而進(jìn)一步升級(jí)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展模塊，提升機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)加工效率，降低新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)周期，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的發(fā)展速度和發(fā)展成效。

3 智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

3.1 提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率

傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)過程中，最主要的生產(chǎn)方式則是通過大量的勞動(dòng)力進(jìn)行操作，此方法無形中增加了生產(chǎn)企業(yè)的用人成本，但是生產(chǎn)效率卻沒有達(dá)到企業(yè)的預(yù)期的效果。現(xiàn)階段，在智能制造時(shí)代的背景影響下，智能制造逐漸在機(jī)械制造行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，自動(dòng)化制造模式的有效應(yīng)用不僅減少了企業(yè)的用人成本，還有效提高了生產(chǎn)效率。機(jī)械設(shè)備的智能化操作是機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的主要特征，其主要工作原理是在系統(tǒng)程序中進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，以此將操作模式與方法進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)變，最終將機(jī)械操作的工作效率進(jìn)行有效的提升。除此之外，一旦當(dāng)機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)任何的故障問題，機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)收线M(jìn)行及時(shí)有效的排查，從而便于相關(guān)工作人員進(jìn)行檢修工作。

3.2 加快社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度

現(xiàn)階段，由于各個(gè)行業(yè)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，將自動(dòng)化模式有效地引入自身企業(yè)生產(chǎn)中，從而將企業(yè)中大部分的勞動(dòng)力釋放出來。當(dāng)前，在制造生產(chǎn)線上，智能機(jī)器人工作取代了大量的一線勞動(dòng)力，自動(dòng)控制系統(tǒng)也漸漸取代了人工生產(chǎn)。長(zhǎng)此以往，制造生產(chǎn)線上將大量的勞動(dòng)力在枯燥乏味的生產(chǎn)工作中解放出來，此技術(shù)不僅可以減少生產(chǎn)過程中的工作失誤，還能有效提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，從而大大提高產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)力。與此同時(shí)，在情況較為復(fù)雜的地方，人工操作將會(huì)面臨嚴(yán)重的安全隱患，因此將機(jī)械化自動(dòng)填補(bǔ)到高風(fēng)險(xiǎn)崗位或短缺的崗位中代替人工完成危險(xiǎn)的工作，從而有效規(guī)避工作中的危險(xiǎn)系數(shù)。

4 我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)取得了良好的成績(jī)。隨著全球化進(jìn)程的不斷加快，世界上各先進(jìn)國(guó)家也在不斷地加強(qiáng)對(duì)科研技術(shù)的研發(fā)，以此來提升自身的綜合國(guó)力。所以這也就使得科學(xué)技術(shù)成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，而智能制造系統(tǒng)則是當(dāng)前研究的重點(diǎn)，同樣也是國(guó)家改革內(nèi)容明確的目標(biāo)，以智能制造系統(tǒng)為基礎(chǔ)，全面提升機(jī)械制造行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，最終完成智能化生產(chǎn)，確保行業(yè)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定提升。基于這種明顯的差距，我國(guó)開始致力于對(duì)機(jī)械制造的研究開發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新，并且也取得了一定的成果。現(xiàn)階段，我國(guó)在智能化系統(tǒng)的開發(fā)與生產(chǎn)方面也取得了顯著的效果。

5 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

5.1 虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)也是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的一種，在機(jī)械制造中應(yīng)用時(shí)，主要是以系統(tǒng)建模和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、現(xiàn)代機(jī)械制造工藝、并行工程、多媒體技術(shù)、人工智能、信息技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的虛擬化和三維立體化。在機(jī)械制造中應(yīng)用虛擬化技術(shù)，可對(duì)機(jī)械設(shè)備和零部件進(jìn)行三維可視化設(shè)計(jì)和模擬制造，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)和制造中存在的問題和不。比如：通過虛擬化技術(shù)，可建立起機(jī)械零部件的三維可視化模型，設(shè)計(jì)人員通過肉眼就能看到進(jìn)行零部件的尺寸、規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)等是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。并進(jìn)行仿真模擬制造，調(diào)整制造中存在交叉碰撞的工序，保證機(jī)械制造工藝的合理性和可行性。這對(duì)降低機(jī)械制造成本、縮短研發(fā)周期、提升制造合格率、增強(qiáng)機(jī)械制造企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有非常重要的意義。如結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和信息控制技術(shù)，在機(jī)械設(shè)備制造中，可實(shí)現(xiàn)完全模擬設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，能快速有效地發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備制造中存在的隱藏問題和細(xì)節(jié)問題。然后再采取科學(xué)有效的方法進(jìn)行處理和解決，可在設(shè)計(jì)階段和制造階段，解決好存在的問題，更好的保證機(jī)械設(shè)備制造質(zhì)量及效率。總而言之，在機(jī)械制造領(lǐng)域科學(xué)合理的應(yīng)用虛擬化技術(shù)，既能有效降低設(shè)計(jì)和制造成本，縮短產(chǎn)品的生長(zhǎng)周期，提升機(jī)械制造企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)持續(xù)健康的發(fā)展。

5.2 集成化技術(shù)

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，很多高新技術(shù)和設(shè)備被廣泛應(yīng)用到機(jī)械制造領(lǐng)域中，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、輔助制造技術(shù)、輔助測(cè)試技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等。為促使這些新技術(shù)能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用和價(jià)值，就需要用到集成化技術(shù)。將眾多新技術(shù)集成到一個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)上，借助系統(tǒng)工程理論的有效指導(dǎo)和信息技術(shù)對(duì)企業(yè)的制造流程進(jìn)行整體上的優(yōu)化，再用精簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)和過程重組等技術(shù)手段，既能促進(jìn)適度自動(dòng)化。在大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、5G技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，就可以將機(jī)械制造企業(yè)的各種要素和經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)集成為一個(gè)有機(jī)的整體，達(dá)到機(jī)械制造以人為中心的柔性化制造，在提升機(jī)械制造質(zhì)量、降低研發(fā)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面都有非常重要的意義。此外，集成化技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵技術(shù)，集成化主要體現(xiàn)在技術(shù)經(jīng)營(yíng)和技術(shù)功能的集成之上，先進(jìn)的技術(shù)全部集成應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)對(duì)制造全過程的精準(zhǔn)控制和優(yōu)化，此外，大規(guī)模的集成運(yùn)算，還能讓網(wǎng)絡(luò)技術(shù)控制數(shù)據(jù)庫(kù)，所有要素全部整合在一起，優(yōu)化各個(gè)生產(chǎn)要素。集成化的組合模式能制造新產(chǎn)品，開發(fā)新技術(shù)，節(jié)約制造成本，提升科技含量。

6 智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化進(jìn)行創(chuàng)新

6.1 加強(qiáng)政策導(dǎo)向，鼓勵(lì)機(jī)械智能制造企業(yè)發(fā)展

為了確保我國(guó)機(jī)械工程行業(yè)向著智能化生產(chǎn)發(fā)展，政府部門應(yīng)不斷提升人力、物力投入，加大對(duì)智能化生產(chǎn)的激勵(lì)和支持[3]。并為中國(guó)智能機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展指明方向，以此有效推動(dòng)我國(guó)智能生產(chǎn)領(lǐng)域保持穩(wěn)定可持續(xù)的發(fā)展。此外，由于傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)，加工方法和理念難以在短時(shí)間內(nèi)得到改進(jìn)，這也嚴(yán)重阻礙了機(jī)械制造業(yè)智能化生產(chǎn)的發(fā)展進(jìn)程。因此，必須通過長(zhǎng)期微妙的變化，以此對(duì)機(jī)械制造業(yè)制造觀念和習(xí)慣進(jìn)行優(yōu)化完善。

6.2 加強(qiáng)人才培養(yǎng)

人才的培養(yǎng)是企業(yè)的核心，為了能夠在智能制造時(shí)代實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的優(yōu)化創(chuàng)新，在教育方面，相關(guān)教學(xué)部門要做好基礎(chǔ)教育工作，加強(qiáng)人才自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此外，還要根據(jù)時(shí)代發(fā)展特點(diǎn)，科學(xué)合理地更新和調(diào)整教育體制，避免人才培養(yǎng)工作不能有效適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。對(duì)企業(yè)來說，要科學(xué)完善人才培養(yǎng)規(guī)劃，不斷加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化技術(shù)人才培養(yǎng)，確保人才能夠完成實(shí)踐與創(chuàng)新的有效發(fā)展，確保人才隊(duì)伍水平不斷提升。此外，企業(yè)應(yīng)科學(xué)、完善地更新人才引進(jìn)戰(zhàn)略，使企業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)更加成熟、高效。最終促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型。

6.3 提高大企業(yè)技術(shù)研發(fā)能力

目前，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)取得了重要的進(jìn)步，但在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，由于發(fā)展時(shí)間較短，相關(guān)企業(yè)有必要不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)和制造自動(dòng)化的技術(shù)水平。在此基礎(chǔ)上，開展機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化的研究與創(chuàng)新，以滿足不同的生產(chǎn)需求。此外，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化技術(shù)的提高也需要結(jié)合我國(guó)現(xiàn)階段的實(shí)際情況，不斷提高我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化水平，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)更加智能化、現(xiàn)代化。最后，依靠其促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

7 結(jié)束語

自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的有效發(fā)展是極為重要的動(dòng)力來源，通過對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的合理運(yùn)用，能夠幫助機(jī)械工程將人力資源與資金的投入大大縮減，并且對(duì)于智能自動(dòng)化的應(yīng)用，也能在生產(chǎn)過程中及時(shí)有效地對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行故障的診斷，確保其穩(wěn)定運(yùn)行，為此對(duì)于機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，能夠在保證高效率和高質(zhì)量的前提下，極大地推動(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。