何秀穎

摘 要：機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身生產(chǎn)目標(biāo)及需求，借助信息技術(shù)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)模式，以提升產(chǎn)品制造效率及質(zhì)量，從而推動機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化的發(fā)展?；诖?，探究信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化的概念，總結(jié)開展相關(guān)工作應(yīng)遵循的原則，分析信息技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的優(yōu)勢以及應(yīng)用情況，提出相應(yīng)的優(yōu)化策略，展望未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)制造；自動化；應(yīng)用

中圖分類號：TH122? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2024）05-0043-03

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化的概念

在各類信息技術(shù)及自動化控制技術(shù)不斷進(jìn)步的背景下，機(jī)械制造企業(yè)已廣泛應(yīng)用對生產(chǎn)有助益的技術(shù)。將信息技術(shù)與機(jī)械制造相結(jié)合，加強(qiáng)對能量系統(tǒng)和動力系統(tǒng)及電力系統(tǒng)的控制，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，有助于提高機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的自動化水平[1]。為了提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)在生產(chǎn)中積極應(yīng)用信息技術(shù)，深入研究機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化相關(guān)的技術(shù)。

2機(jī)械設(shè)計(jì)制造的原則

2.1 技術(shù)性原則

技術(shù)性原則是指生產(chǎn)的設(shè)備指標(biāo)必須符合要求，指標(biāo)包含設(shè)備的強(qiáng)度、內(nèi)部抗摩擦性、振動穩(wěn)定性。大多數(shù)設(shè)備在制造過程中會產(chǎn)生振動，進(jìn)而形成動態(tài)負(fù)荷。若設(shè)備的整體動態(tài)負(fù)荷頻率接近于內(nèi)部某些零件的頻率，或者某一設(shè)備的動態(tài)負(fù)荷頻率與其他設(shè)備頻率接近，就會出現(xiàn)共振的情況，并在一定程度上對零件和設(shè)備造成損壞，導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)行。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化原則

機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的標(biāo)準(zhǔn)化原則是指機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)流程必須規(guī)范化，以保證工作人員按照既定模式開展生產(chǎn)和產(chǎn)品性能檢驗(yàn)工作。若未遵循標(biāo)準(zhǔn)化原則，極易出現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品性能指標(biāo)不一致的情況，影響企業(yè)聲譽(yù)和經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等級劃分，機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)可分為國家級標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)，和企業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)。如果按照性質(zhì)劃分，可分為推薦使用和必須執(zhí)行兩類標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際設(shè)計(jì)和制造過程中，機(jī)械產(chǎn)品通常受到各種因素的影響，再加上設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相對復(fù)雜，其設(shè)計(jì)及制造時(shí)常遭遇意外情況。

為減少意外情況對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的干擾，企業(yè)必須遵循標(biāo)準(zhǔn)化原則，確保設(shè)計(jì)方案和制造流程中的各項(xiàng)術(shù)語、計(jì)量單位均與實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)一致[2]。在選擇機(jī)械產(chǎn)品的零部件、制作原料和生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，需要按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。

2.3 可靠性原則

可靠性原則指的是選用安全的零部件、合適的熱管理技術(shù)，并采取正確的內(nèi)部電路設(shè)計(jì)和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以確保機(jī)械產(chǎn)品達(dá)到相關(guān)部門的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，滿足市場對機(jī)械產(chǎn)品的要求。某些機(jī)械設(shè)計(jì)人員過于關(guān)注機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，而忽略了關(guān)鍵部件的安全性冗余和熱管理技術(shù)。關(guān)鍵部件的安全性能保證了當(dāng)機(jī)械產(chǎn)品的其他部件發(fā)生故障時(shí)，其能夠繼續(xù)維持正常的運(yùn)行狀態(tài)。

熱管理技術(shù)關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品的能耗和運(yùn)行的穩(wěn)定性。為了確保機(jī)械產(chǎn)品的運(yùn)行穩(wěn)定性，降低其能耗，設(shè)計(jì)人員需采取科學(xué)合理的熱傳導(dǎo)和熱輻射方法，并選擇適用于機(jī)械設(shè)備的冷卻系統(tǒng)。

3機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化的主要優(yōu)勢

3.1 提高機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和效率

一些機(jī)械設(shè)備企業(yè)應(yīng)用了自動化控制技術(shù)，有效提高了機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，在一定程度上降低了生產(chǎn)成本，從而獲得了更多的經(jīng)濟(jì)效益。信息技術(shù)和自動化控制技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，使得企業(yè)在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中有了更大的探索空間，有助于企業(yè)開創(chuàng)新型生產(chǎn)模式，進(jìn)一步縮短機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的時(shí)間。隨著各行業(yè)對機(jī)械產(chǎn)品的要求逐漸提高，企業(yè)應(yīng)積極探索各類信息技術(shù)和自動化控制技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用，并不斷優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)，以進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

3.2 有效減少機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品制造過程中的風(fēng)險(xiǎn)

信息技術(shù)和自動化控制技術(shù)可降低人員參與實(shí)際制造的幾率，減少企業(yè)員工在制造過程中受傷的可能性。在信息技術(shù)和自動化控制技術(shù)廣泛應(yīng)用的企業(yè)中，員工通過遠(yuǎn)程操作設(shè)備進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)，與生產(chǎn)線保持一定距離。信息技術(shù)和自動化控制技術(shù)使人員能夠更好地了解產(chǎn)線的情況，提高人員對產(chǎn)線的控制能力，進(jìn)而幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)對機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的深度控制。如果產(chǎn)線中的某一設(shè)備出現(xiàn)問題，企業(yè)員工即可通過管理系統(tǒng)進(jìn)行診斷，了解問題的具體情況和嚴(yán)重程度，從而采取恰當(dāng)有效的解決措施。

4機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化現(xiàn)狀

4.1 自主創(chuàng)新能力相對較弱

目前，機(jī)械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域仍有不足，自主創(chuàng)新能力相對較弱。一些零件仍依賴進(jìn)口，無法實(shí)現(xiàn)獨(dú)立生產(chǎn)，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的整體效率不高。這些問題可能是缺乏相關(guān)部門的支持，或人才培養(yǎng)體系不夠健全導(dǎo)致。想要提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域整體的創(chuàng)新能力，相關(guān)部門需要給予足夠的支持，企業(yè)也要盡力完善機(jī)械設(shè)計(jì)制造人才培養(yǎng)制度。

4.2 污染問題較為嚴(yán)重

大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)可以為企業(yè)和群眾帶來經(jīng)濟(jì)利益，改善群眾的物質(zhì)生活。但若不注重環(huán)保措施，大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)將會對自然環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此，機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的生產(chǎn)模式理應(yīng)發(fā)生改變，機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品企業(yè)必須面對制造過程中的各類污染問題，采取相應(yīng)措施，構(gòu)建綠色低碳的機(jī)械產(chǎn)品制造體系。

4.3 信息化水平不高

目前，一些企業(yè)在生產(chǎn)中采用了信息技術(shù)和自動化控制技術(shù)，但仍有一些企業(yè)因管理者對信息技術(shù)的理解不正確、內(nèi)部人才儲備不足等，以至于機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品制造的信息化水平不高。

5 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化的優(yōu)化策略

5.1 加強(qiáng)政策支持

為了提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)整體的創(chuàng)新能力，推動部分關(guān)鍵零部件擺脫對進(jìn)口的依賴，相關(guān)部門必須對機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)加以重視，結(jié)合實(shí)際情況為機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)指明方向，并為推動機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品企業(yè)向智能化生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型提供政策支持。機(jī)械設(shè)計(jì)制造屬于較為傳統(tǒng)的行業(yè)，一些企業(yè)管理者缺乏接受新事物能力。相關(guān)部門應(yīng)與其進(jìn)行積極溝通，了解智能化生產(chǎn)的益處，并提供適當(dāng)?shù)膸椭?/p>

5.2 加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造人才的培養(yǎng)

高水平的人才是機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作的核心，參與機(jī)械設(shè)計(jì)制造的員工如果不具備專業(yè)素質(zhì)，將無法設(shè)計(jì)制造出滿足市場需求的機(jī)械產(chǎn)品，從而影響機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品企業(yè)的未來發(fā)展。企業(yè)應(yīng)不斷完善人才培養(yǎng)體系，并制定相應(yīng)的人才引進(jìn)計(jì)劃，形成科學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造人才隊(duì)伍建設(shè)體系。鑒于人才培養(yǎng)和技術(shù)研發(fā)均需要資金，若企業(yè)的資金條件相對薄弱，則不足以聘用大量高水平的人才。企業(yè)應(yīng)構(gòu)建合理的融資機(jī)制，為人才培養(yǎng)和技術(shù)研發(fā)工作提供資金支持。相關(guān)部門也應(yīng)進(jìn)入機(jī)械設(shè)計(jì)制造人才培養(yǎng)體系建設(shè)，適當(dāng)為機(jī)械設(shè)計(jì)制造人員提供補(bǔ)助，幫助企業(yè)尋找融資渠道、構(gòu)建融資體系，提高其資金利用水平。

5.3 盡可能實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的生產(chǎn)模式需使用大量能源，并會產(chǎn)生諸多污染問題。隨著群眾和國家對環(huán)境保護(hù)的日益重視，機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)應(yīng)主動安裝污染物控制設(shè)備，以減少各類污染物的危害，最大限度地降低對周邊環(huán)境和居民的影響[3]。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)還應(yīng)不斷發(fā)展自動化控制技術(shù)，優(yōu)化機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，減少機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)的損耗和污染物，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中達(dá)到高水平環(huán)保。

5.4 加大可編程控制器及無線設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用力度

5.4.1加快可編程控制系統(tǒng)和機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)融合

在各類信息技術(shù)中，基于可編程技術(shù)的控制系統(tǒng)具備較多功能。其可協(xié)助企業(yè)員工收集大量生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)，并且高效計(jì)算實(shí)際生產(chǎn)所涉及的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，還可依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行建模。企業(yè)在調(diào)整不同模型的關(guān)鍵系數(shù)后，即可直觀了解機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的生產(chǎn)情況，并且評估各項(xiàng)因素對生產(chǎn)的具體影響。

一些機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)將可編程控制系統(tǒng)與自動化控制技術(shù)融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效編碼，進(jìn)一步提升了機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品制造的智能化和自動化水平。在將兩項(xiàng)技術(shù)融合后，企業(yè)員工即可通過可編程系統(tǒng)完成指令設(shè)計(jì)和編碼工作，并且不易受到其他人員操作的干擾。在可編程控制系統(tǒng)發(fā)出指令時(shí)，相關(guān)設(shè)備即可按照指令完成加工。鑒于一些傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備不兼容信息技術(shù)，企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身資金情況購置一定數(shù)量的新型設(shè)備，以確?？删幊碳夹g(shù)與產(chǎn)品生產(chǎn)過程的密切融合。

5.4.2擴(kuò)大無線監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋范圍

無線監(jiān)控系統(tǒng)由分布在產(chǎn)線的計(jì)算機(jī)和監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成。應(yīng)用該系統(tǒng)的主要目的是加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品制造的監(jiān)管，確保相關(guān)人員盡早發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的隱患，并在第一時(shí)間獲知生產(chǎn)線問題的某些信息。

在實(shí)際應(yīng)用中，一旦某些指標(biāo)達(dá)到預(yù)警界限，該系統(tǒng)則會立即通知相關(guān)人員及時(shí)采取措施，如關(guān)閉設(shè)備或其他措施，以避免對生產(chǎn)造成更大影響。一些企業(yè)應(yīng)用無線監(jiān)控系統(tǒng)后，為進(jìn)一步發(fā)揮作用，通過觀察機(jī)械產(chǎn)品制造各個環(huán)節(jié)的情況，進(jìn)行深入分析，優(yōu)化生產(chǎn)流程，最終促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高。隨著5G技術(shù)的展，企業(yè)應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大無線監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋范圍，以實(shí)現(xiàn)對機(jī)械產(chǎn)品制造過程的全周期控制。

6信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

6.1 智能化

在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品制造模式中，樣機(jī)試制需消耗一定的人力物力。而且，進(jìn)入量產(chǎn)階段后，可能會出現(xiàn)原料不足的問題，需要企業(yè)重新規(guī)劃產(chǎn)品制造流程。為了降低樣機(jī)試制的人力物力成本，并預(yù)測量產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題，機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)應(yīng)積極借助各類信息技術(shù)。例如，虛擬建模技術(shù)可以幫助企業(yè)員工快速繪制設(shè)計(jì)圖紙，并以三維的形式呈現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品。通過應(yīng)用人工智能技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，企業(yè)可以模擬大規(guī)模生產(chǎn)，并預(yù)測量產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的問題，結(jié)合問題采取相應(yīng)的預(yù)防措施，可以有效避免企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的受損[4]。

6.2 環(huán)保化

工業(yè)的高速發(fā)展雖改善了群眾的物質(zhì)條件，但由于部分企業(yè)隨意排放污染物，導(dǎo)致一些地區(qū)的自然生態(tài)受到了一定影響。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式向高質(zhì)量增長模式轉(zhuǎn)變后，機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)應(yīng)積極響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，拋棄“先生產(chǎn)后治理”的錯誤理念，利用信息技術(shù)加強(qiáng)對產(chǎn)品制造的控制，盡可能減少制造過程中的損耗，并盡量使用新能源開展生產(chǎn)工作，努力實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備制造的環(huán)?；痆5]。

6.3 人性化

機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的人性化體現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可視化和用戶界面圖形化。在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造模式中，相關(guān)人員無法直觀了解各方面的數(shù)據(jù)，只能在樣機(jī)試做完成后才了解一些問題。然而，利用信息技術(shù)將數(shù)據(jù)可視化，可以讓相關(guān)人員直觀了解不同類型的數(shù)據(jù)，有效地減少了設(shè)計(jì)人員之間的溝通阻礙，避免設(shè)計(jì)人員對一些數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯誤認(rèn)識，有利于縮短機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。

在機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品制造領(lǐng)域中，數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用極為廣泛。以往的數(shù)控系統(tǒng)用戶界面具有一定復(fù)雜性，阻礙了一些企業(yè)員工使用該系統(tǒng)。通過可視化數(shù)控系統(tǒng)用戶界面，則可呈現(xiàn)快速編程和藍(lán)圖編輯等功能，還可讓數(shù)控系統(tǒng)操作人員直接從窗口和菜單選擇其他功能。

7結(jié)束語

在各行業(yè)對機(jī)械產(chǎn)品的需求不斷增加、要求不斷提高的條件下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)應(yīng)積極在實(shí)際制造中應(yīng)用先進(jìn)信息技術(shù)，以形成智能化生產(chǎn)模式，使得生產(chǎn)規(guī)模及效率進(jìn)一步提高，并構(gòu)建科學(xué)合理的人才培養(yǎng)機(jī)制，以建設(shè)高水平的機(jī)械設(shè)計(jì)制造人才隊(duì)伍。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬儲林.電子信息技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的發(fā)展前景[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2023，13（4）：38-40.

[2] 趙志霞.信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化探討[J].造紙裝備及材料，2023，52（3）：44-46.

[3] 韓東旭.信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020（9）：89-90.

[4] 胡曉承，康雨涵.人工智能技術(shù)在機(jī)械電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2023（11）：130-132.

[5] 鄭宗慧.信息技術(shù)背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2020（12）：135-136.