智能制造在机械设计技术中的应用研究.docx

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1、智能制造在机械设计技术中的应用研究才商要：智能制造是新时代科技发展的重要突破，智能制造让社会发展进入了一个全新的高速发展时期。本文分析了智能制造的特点，以及智能制造在机械设计技术中的优势所在。同时，针对性地提出了我国目前智能制造存在的问题和不足之处。最后，重点论述了智能制造在机械设计技术中的应用范围以及前景，主要研究了自动识别技术的应用、虚拟现实技术的应用、故障诊断技术的应用，希望通过本文的分析希望为我国智能制造的普及和发展提供一些建设性建议。关键词：智能制造；机械设计；应用1前言智能化一直是机械设计行业发展的目标。而目前我国的智能化技术以及智能化系统己经被广泛应用于机械设计行业，并取得了不错

2、的成绩。在智能化技术取得成功的同时机械设计行业也面临着一些挑战。例如，一些企业仅仅引进了智能化设备，但是并未对与此相关的技术进行充分的掌握，而且自身不具备掌握此技术的客观条件，依赖外部条件和技术成为制约企业发展的瓶颈，也是智能制造难以大规模推广开来的主要难题。研究智能制造在机械设计技术中的应用，能够将智能制造的相关问题进行深入地分析，对企业的实际应用提供一些参考。这对于充分发挥智能制造的作用，促进智能制造的进一步发展以及促进机械设计行业的深层次改革和发展将起到极大的推动作用。2智能制造的特点智能制造是智能技术发展到一定程度的产物，也是智能技术与机械制造相结合形成的全新的制造新模式。2015年我

3、国政府签发了中国制造2025战略文件。该战略文件旨在通过提高我国的产业技术创新能力，推动我国的制造业向强国行列迈进。在文件中将我国的制造业凝炼成了五大工程，其中智能制造工程位居其一。在政府的引导下，各级政府也积极响应大力发展智能制造相关产业，不断在生产过程中融入智能制造技术,为我国的战略目标实现作出了巨大努力。智能制造的机械设计技术相对于传统的机械设计技术具有以下特点：首先，智能制造具有操作灵活的特点。传统的机械设备必须严格遵循把控设计时的参数设置，当参数调整出错时，设备就会停止运转或者直接损坏，而要设备重新启动就必须调出初期设计时的参数进行修正，这个工程不仅耗时且浪费了人力资源，而且现代社会

4、节奏较快，设备故障带来的经济损失也不可估量。智能制造在进行参数设置时，只需要向设备输入正确的指令，就可以对设备进行自动化管理，当出现突发状况时，设备也会进行自动预警并启用保护程序，且企业技术人员可以通过自行检修发现问题所在，极大地提高了设备维修效率，节约了成本。因此，智能制造的灵活性特征能够减少企业损失，提高企业的生产效率。其次，智能制造还具有能耗低的特点。企业设备进入智能制造管理模式后，企业的技术人员只需要通过控制面板就可以关注到各个生产流程的情况，并通过生产细节发现生产过程中存在的问题，及时进行调整，让企业的生产品质更加优质，让管理更加完善和智能。企业也在智能制造管理模式下减少了不必要的人

5、力资源和节约了能耗。最为重要的是智能化技术参与到生产过程当中，企业能够让生产环节更加紧凑，更加透明，生产管理人员可以通过智能化设备更加精准地计算出需要的消耗，减少不必要的成本损耗,可以说智能制造为我国企业的健康可持续发展作出了巨大贡献。再次，智能制造的安全性较高。智能设备最为重要的点在于让生产环节变得更为人性化。一些企业生产过程安全系数较低，尤其是一些机板制造行业，几乎上每个生产环节都需要工作人员进行作业和进行监测，否则稍不注意就会出现严重的安全事故。而在智能化技术运用中，企业通过管控一些危险系数较高的工作岗位，在智能设备上实现了远程工作,远程管理，当设备达到一定危险标准时自动停止运行或者自动

6、消除危险因素，这大大保护了工作人员的人身安全。因此，智能制造让员工的工作环境得到了极大的改善，让生产过程更加安全，提高了员工的工作积极性，促进了企业生产效率的提高。从以上智能制造的这些特点可以看出，智能制造的这些特点能够使机械设计更符合企业发展需要。这也为机械设计技术的长远发展提供了思路和技术支持。3智能制造在机械设计技术中的优势3.1 优化机械设计制造地流程机械设计需要严谨的运算流程和精细的制作过程，在这期间，技术人员需要对机械的功能进行反复地确认和校对，才能真正地让方案得以进行批量化的生产。而在批量生产之后又会增添某些功能，再进一步生产符合其要求的设备。这个流程不仅工期长，也造成了大量的资

7、源浪费，而整个过程对技术人员的能力和专业素养也要求极高。而智能制造带来的智能化技术让整个过程变得更加科学和简便。例如，智能制造可以运用VR模拟技术，模拟出机械设计的实际效果，甚至对机械的功能效果进行展示，及时地发现其中不合理或者需要升级的地方，对设备在方案的初期就有一个完善的生产流程；技术人员还可以通过智能制造将设备的一些功能进行简化或者合并，让流程变得更加简洁便利，方便操作，节省设备的运行损耗。可以说智能制造让传统机械设计一些不能实现的方案得以实现，优化了机械设计制造的流程，让机械设备更符合现代企业发展的需求。3.2 提高了机械设备生产效率在我国传统的机械设计技术中，某一些流程是必须存在的，

8、即使设备不断地更新，但是一些固定流程仍然必须存在才能保证机械的正常运行，因此传统机械设计很难大幅度地提高设备的生产效率。但是智能制造解决了这一难题。例如，一些技术性较强的智能机械设备已经能够全天24小时自行运转，不需要人的参与，这就大大提高了企业的生产效率，扩大了产能，让企业能够发展更加广阔的市场。还有一些精细的需要调试参数的智能设备，技术人员只需要将设备调整到合适的参数，就可以设计出需要的模具或者一些精细化的零部件，不需要依赖很多的员工对生产的模具进行监督和检验，也不需要生产工人核对图纸。这种生产模式也提高了机械设备生产效率，避免了由于人员的失误产生不必要的经济损失，同时由于参数设置精确，模

9、具及零部件的质量得以保证，大大满足了市场的需求，为我国的生产建设提供了有力保障。3.3 促进机械设计行业的转型智能制造发展至今，让传统机械设计行业受到了很大的冲击，尤其是机械设备属于企业重要的资产，关系到企业的发展，因此企业在设备的选择上非常重视。而智能优越的性能，灵活的技术把控，更高的安全性等优势让企业得以在生产上解放了生产力，将发展重点放在了管理和产品更新上，不仅促进了企业的产业转型，也树立了轻松愉悦的生产氛围，让企业得以长远地发展下去。因此，智能制造助力了企业的发展，而企业对智能机械设备的需求也随之越来越高，促进了机械设计行业的转型。最后，由于目前很多行业产品更迭更加快速，企业竞争日益加

10、剧，企业也在对内提高自身的竞争力，这对于机械设计行业来说无疑是一次机遇。智能制造设备的加入，为企业的产品更新换代提供了更多可能性，在传统的机械中，一些企业的产品创新往往受限于设备的功能，智能机械设备很大程度上满足了企业的创新需求，当企业之间进行竞争时，智能制造水平成为影响企业之间竞争的关键性因素，谁的产品品质和生产效率乃至产品灵活创新力更能满足客户需求，就能抓住客户，抓住市场，从而占据巨大的市场份额。可以说，智能制造影响的不仅仅是各个用户的产品更新换代，更影响了自身机械设计制造行业本身的产业升级和转型，这种发展和转型将会带领机械设计制造行业向着更远，更好的方向发展。4我国智能制造的现状我国的智

11、能制造技术通过近几年的努力，已经形成了较为完整的体系，并且有着许多的技术专利可供参考。但是由于智能制造的运用时间短，一些高精尖的机械设计仍然需要进行进一步的完善和开发,在智能制造的细节和管理方面也存在着一些问题也需要进一步的研究。4.1 容易发生故障由于智能制造属于高精度的机械制造，因此其所用的零部件也相对较多，在操作时流程也较为复杂，当一个零部件损坏或者操作失误时就会导致故障的发展。在这些故障中，最为直接的是机械故障，例如，当机械在运转时有较硬异物掉入操作台或者卡住齿轮就会直接导致机械停止运转。这类故障发生的频率较低，但是一旦发生就需要专业的技术人员排查原因，所需时间较多，造成的直接影响也较

12、大。智能制造设备在进行工作时操作失误也会造成一定的操作故障。一些工作人员在进行面板操作时，由于误碰或者操作不熟练导致流程出错，都会造成这种故障的发生。这种故障发生一般生产设备的厂家会有专门的人员指导恢复设备运行。为了防止这种故障的发生，一方面需要企业员工严格按照操作流程进行操作，另外一方面也需要智能机械设备本身设定相关的防误触提醒，以降低因为操作故障引发的事故。智能制造机械设备由于长时间地运行，也会出现保养故障。由于智能机械本身运行时间较长，运行过程中造成的零部件损耗，热量引发的设备摩擦力增强,零部件变形等问题也随之大大增加。如果不能进行及时科学的保养,机械的精度将会大受影响，机械的使用寿命也

13、会大大地降低。总之，智能制造的这些故障都是可以通过进行细节的提升来避免的，这就需要智能制造机械设计进一步提高专业水平，降低智能制造的风险。4.2 发展环境比较差由于智能制造需要大量的资金和技术支撑，而其转换为资本的周期较长，因此一些小的制造企业没有足够的资金支撑带动智能制造的长远发展。而一些大型企业虽然有足够的科研资金,但是大型企业生产的智能设备往往对应的客户是一些实力较为雄厚的企业，且很多设备基本上处于永久使用的状态，对一些中小企业并没有对应的产品来进行研发。因而整个市场就处于小企业科研力量弱，无法发展下去，大企业有足够的资金,科研力量却不能供应有需求的市场这样尴尬的境地。市场经济下份额较多

14、的小企业发展不下去必然会造成市场活力下降，智能制造也随之出现了发展缓慢，甚至停滞不前的状态。这就需要国家通过宏观调控，加大对中小企业的扶持力度，鼓励中小企业进行智能制造的研发，进而改善由大型企业垄断的市场环境，促进机械设计行业向着智能制造的方向进行快速转变。4.3 理念高于技术我国大力发展信息技术的同时，一些高新技术理念也随之渗透到了各行各业中。智能制造中也出现了很多诸如电子标签技术、云计算技术等，这些信息技术属于高新技术理念,而这些高新技术理念与工业制造相结合则是一大难题,存在着一定的壁垒。虽然，一些高新技术理念被运用到机械设计的实验研发上,但是要规模的使用还有很长的路要走。而且由于很多高新

15、技术理念有互通且重叠的部分，在进行智能制造的应用时其功能也需要进行仔细的甄别，否则就容易产生错误的融合。例如，当运用智能制造进行机械设计时,这个机械需要增强一些感知方面的能力，而在高新技术理念中，虚拟现实技术、视觉模拟技术都可以实现其功能，那么如何进行选择就成了一个难题。因此，我国在进行智能制造的科技研发时，需要将高新技术理念进行一个细致地划分，并将其在智能制造时的应用领域进行规范，从而提高智能制造的具体技术，让这些理念能够真正与智能制造同步为机械设计技术的发展提供技术支持。4.4 管理体系比较落后我国的智能制造管理体系比较落后主要体现在以下两个方面。第一，智能制造的管理方法不够专业。目前，我

16、国的智能制造管理方法依靠的是数据，即智能制造是依靠信息系统进行管理的，而系统的运行依靠的是大量的数据，这些数据的运行往往是企业根据自身情况自行开发或者购买的数据平台。因此，整个的管理流程并不统一，这就导致了智能制造没有办法形成闭环管理流程，导致在管理方面有所欠缺。第二，我国的智能制造的装备跟不上机械设计技术的发展步伐。智能制造在整个机械制造过程中属于管理体系，需要相应的制造装备的配合，但是由于我国的智能制造发展时间短，机械制造的机床相对落后，制造精度远远达不到智能制造的要求。总的来说机械制造产业的客观条件严重阻碍了智能制造发展出较为先进的现代管理模式。因此，需要加强完善智能制造的管理体系模块的

17、建设，进一步改善智能制造的组织管理方法，让智能制造的管理更有深度，更能适应现代企业的智能管理发展需求。5智能制造在机械设计技术中的具体应用智能制造依托现代数字化、智能化发展起来，机械设计与智能制造的强强联合，不仅增加了智能制造的应用范围，扩展了智能制造的应用水平，也为机械设计开拓了全新的发展方向，增强了机械制造的核心竞争力，让机械设计焕发了新的生机和活力。5.1 自动识别技术的应用在传统的机械设计中往往是先建立控制模型然后再进行动态控制。这种动态控制虽然具有很强的稳定性，但是却没有较高的适应性，在操作上会出现难以识别的问题。而智能化技术能够将自动识别功能延伸到机械设计制造的各项设备，并对其进行

18、实时监控,当出现设备参数异常时，会自动触发报警系统,提示技术人员立即停止相关设备的运行。这将大大降低管理难度，并保护工作人员的人身安全。而且通过自动识别技术，能够对设备上的产品设置独一无二的“二维码”，将产品的生产信息进行精准地识别，提高了产品的防伪功能，保护了企业的权益。5.2 虚拟现实技术的应用智能制造的虚拟现实技术在机械设计制造行业非常实用，能够发挥很多作用。首先，虚拟现实技术能够帮助技术人员模拟出产品的外观和功能，人们不仅可以通过虚拟现实技术观察到产品的各个细节，对产品的细节进行进一步的优化升级，还能够模拟产品的使用效果，对产品的效果进行测试，为提高产品质量，进行产品的创新提供了强有力

19、的辅助。其次，虚拟现实技术能够还原在进行机械设计时的全部环节，形成立体的模型。这样就保证了技术人员即使不在生产车间，也能够开展相关的研究工作，并制定出与之匹配的生产、销售和推广计划。而机械的应用方也可以根据机械设计模型制定相关的管理方案、发展方案，提前规划好企业的各项工作，保障企业在进行生产时的生产效率，提高企业的综合竞争力。5.3 故障诊断技术的应用智能制造的故障诊断技术的应用能够很好地帮助企业减少因为机械故障造成的不必要损失。在进行智能系统进行时，机械的全部运行过程被记录下来，当某一地方出现错误时，可以通过查看使用记录找到故障并给予针对性的维修措施。而且通过对这些故障的汇总和分析，可以提出

20、一些改进方案，以避免类似故障频发的现象，进而进一步优化机械的使用性能。相对于传统的故障诊断模式，智能制造不仅更加快捷，也避免了因为不能及时发现故障原因而造成的人员和经济损失。极大地降低了企业的生产成本。而且在进行故障处理过程中，企业也可以对机械进行进一部分的智能化处理，例如，当出现类似故障时，智能系统会先一步地进行初步诊断，并将诊断信息反馈给技术人员，由技术人员对故障进行深层次的原因分析，从而发现造成故障的确切原因，并提出科学的解决方案。整体来说，智能故障诊断系统让机械的维修更加便捷和精准，提高了企业技术人员的智能灵活操控能力，为机械设计制造业的发展提供了保障。结论从以上可以看出，我国的机械设

21、计制造业中，智能制造已经成为一项重要战略和主流。将智能制造应用到机械设计基础上不仅可以提高企业的生产效率和质量，也有助于企业将更多的精力放到产品创新和企业管理上。而智能制造的发展不是-蹴而就的，需要企业跟进智能制造的研究进度，在管理制度和硬件上为智能制造开辟道路。另外，企业需要积极地开展智能制造相关培训工作，使得员工对智能制造有一个清楚的认知，并能够熟练地操控智能制造系统以及提高智能制造方面的实际应用水平。最后，在机械设计技术中运用智能制造是我国的长期发展规划，因此必须在国家政策的指导下，有序科学地进行智能化设施的配备，避免盲目引进和扩张造成不必要的损失。参考文献山吕成升.智能制造背景下机械设

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