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智能机械制造设计技术的问题分析黄大朋

发表时间：2020/6/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：黄大朋

[导读] 摘要：智能机械制造优势明显，不但能够有效缩短产品研制周期，从而提高生产效率和产品质量、降低运营成本和资源能源消耗，并促进基于互联网的众创、众包、众筹新业态、新模式的孕育发展。

        大连金鼎石油化工机器有限公司辽宁大连 116103
        摘要：智能机械制造优势明显，不但能够有效缩短产品研制周期，从而提高生产效率和产品质量、降低运营成本和资源能源消耗，并促进基于互联网的众创、众包、众筹新业态、新模式的孕育发展。目前，智能化技术取得了突飞猛进的发展，在机械制造领域，智能化设计也越来越得到人们的高度重视和进一步关注。基于此，本文有针对性的分析和探究智能制造时代机械设计技术的相关内容，希望通过本文的简要论述，可以为相关从业者提供参考和借鉴。
        关键词：智能机械；机械制造；机械设计
        1智能制造时代机械设计制造及其自动化的优势
        1.1保证企业生产过程的安全
        在过去企业使用人工工作时，常常会由于工人的疏忽而造成一些安全事故问题，让各方都承受了巨大的损失，然而使用智能的机械制造能够把危险系数明显的降低，甚至不会出现任何安全事故，以防止因为安全事故造成损失。因为智能制造机械设计及其自动化可以编设固定的程序，然后让机器根据程序去工作，这样可以明显的降低安全隐患。
        1.2使社会发展加快速度
        伴随智能制造时代机械设计及其自动化在人们日常生活中的普及开来，企业也拥有了更加有效率的生产模式，在很多行业中，通过自动化的生产模式释放了非常多的劳动力。在目前制造生产线中智能机器人对一线生产工人的替换、自动控制系统对手工生产的替换等等。通过这种方式不但能够把大量的劳动力释放出来安置当更需要的岗位中，并且还可以提高工作效率，降低工作中出现错误的概率，也让整个生产工作更加安全合理。
        2我国智能机械制造设计存在问题
        2.1技术力量薄弱且开发成本较大
        从生产企业的发展来看，由于核心技术没有掌握，一些电气控制系统和机械元器件不得不从国外购买，进而导致了成本问题无法控制。同时，随着我国对环境问题、安全问题的逐步重视，操作人员工程部进一步降低、远程操作技术、数据即时采集技术等需求逐渐增多，造机械制造过程中与智能网络信息化技术的结合是企业稳步发展的主要手段，在产品制造的同时，还能整合出科学合理化的方案，以程序为主，智能解析设计人员可以根据系统内部设置，检测制造机械，从而来确定产品性能是否达标的一整套智能机械制造流程将是未来生产制造型企业主要的转型方向。
        2.2人机工程理念有待增强
        受我国整体行业发展的影响，智能机械制造设计人员在进行设计时，往往仅从设备功能性及实用性来进行设计，而忽略了设备在生产环境中实际情况，未形成把人-机-环境系统的思维，很多细节上的设计落后先进国家较多，通常企业都委派大量的客户服务人员到现场进行多次调试，造成人力资源上的浪费。目前我国人机工程理论下处于探索阶段，在未来的机械制造中，方便、舒适、可靠、价值、安全和效率等指标将更受用户的重视。如何更好的满足用户体验感，是智能机械制造设计的发展方向之一。
        2.3智能机械制造工艺基础较弱
        我国目前在工艺制造上比较落后，机械自动化方面尚处在单机的自动化、刚性的自动化的阶段，且未真正掌握核心技术，进而无法自己生产控制系统，只能从国外购买先进的设备来加工机械元件。相比较而言，而世界机械制造工艺水平发达的国家已经采用高精度加工，微型机械和微米/纳米技术、复合加工技术等先进工艺，实现了柔性自动化生产，为产品设计性能的实现奠定基础[1]。工业发达国家早已普遍使用计算机辅助设计技术（CAD），目前覆盖率已经超过60％，但是在中国CAD的覆盖率目前仅为5％左在。还有发达国家在六十年代初就已经普遍使用优质高效低耗的工艺及设备，而中国的很多企业还是在采用落后的工艺设备进行着生产，而优质高效并且低耗的先进工艺的普及程度还不足10%。

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        3智能机械制造设计问题解决思路
        3.1以数据分析为突破且提升机械制造工艺水平
        改造传统机械制造工艺模式，采用智能系统对机械制造工艺进行转型升级。通过控制器的标识单元进行全生产链的数据存储及数据分析，严格把控机械制造全流程。首先在计算机软件数据准确性的保障，进行制造工艺相关参数的设置，并按照设置好的步骤工序逐步实行，从而来确保机械制造的精确性[2]。同时，制造装备通过传感器的使用也可以在第一时间找出制造过程中的问题，发出报警，为提升机械制造准确性提供双重保障。
        3.2利用5G网络环境且融合网络信息技术
        3.2.1加强识别技术集成
        智能机械制造设备所有功能的实现都是基于识别技术基础之上发展而来的。从目前我国发展情况来看，识别技术主要通过射频原理结合三维图像开展工作，对设备缺陷的探伤识别、明确物体具体位置与方向起重要作用[2]。在进行智能机械制造设计的时候，应该在原有机械设计基础之上，充分利用计算机科学和信息科学数据统计的优势，利用三维建模技术，识别物体几何情况。
        3.2.2加强实时定位跟踪功能
        生产制造全流程把控，材料、零件、工具、设备状态的实时跟踪是目前生产制造行业发展的趋势。而良好的网络系统为智能机械设计提供了合适的运行环境[3]。在进行智能机械制造设计时，需要充分结合设备所处的网络环境，了解产品生产流程，进行实时位置跟踪，方便客户使用。
        3.2.3改变传统制造业逻辑
        在传统制造业中，设计者往往先进行设计，在装配过程中进行相应的修改。造成成本浪费。在智能机械制造中，应充分利用信息化技术，建立所有工件根据整体装配“虚拟网络-实体物理”生产系统。在这样的系统中，一个工件就能算出自己需要哪些服务，实现生产制造数字化升级。
        3.2.4实现多系统融合
        在5G发展的今天，为智能机械制造者提出了更高的要求，机械制造设计应该以工程化思维，充分考虑自动化系统整体方案设计技术、安装调试技术、统一操作界面和工程工具的设计技术、统一事件序列和报警处理技术、一体化资产管理技术各自的特点，保障产品功能实现。
        3.3加强市场了解且融合人机工程理念
        人机工程理念以数据分析为基准的理念与智能机械制造理念相吻合，根据现场实际情况，进行最优设计的判断。智能机械制造设计者在设计时，应通过对相关数据的提取，进行相关机构及部件的匹配[4]。比如工业机器人就是可以实现直接操控机器人或通过模拟制造系统来间接实施生产或加工的产品，作为设计者，首要任务就是根据用户实际情况预设一个生产策略或加工工艺路线，进行工艺建模。设备的自主或自治生产过程中实时按照“工艺建模”中的数据进行，而人对生产的监督也以“工艺建模”的数据为标准，当生产的数据与预先设定的数据之间出现偏差时，线体会自动报警或出现相关提升，人机交互的纠错的过程，更是人机相互协调的过程。
        结语：
        人们对制造技术水平及智能机械的使用要求越来越高，既是机遇也是挑战，作为机械设计者，应不畏艰难，改善在机械设计过程中遇到的问题。制造型企业也必须制定明确的战略发展规划，发展以技术为核心的智能制造基地。同时，应该放开视野，积极接触国外先进技术，将从国外引进的先进技术和现有的技术相结合，以创新的思维进行智能机械制造设计，不断督促机械设计技术的整体化改造，达到理想的效果。
        参考文献：
        [1]夏建荣.浅谈智能制造时代机械设计技术的研究[J].内蒙古煤炭经济，2019（21）：190.
        [2]郑添春.智能制造时代机械设计技术的几点分析[J].冶金与材料，2019，39（05）：126-127.
        [3]李雪琴.信息化时代机械设计制造中人工智能技术浅析[J].信息与电脑（理论版），2019（16）：130-131.
        [4]陈海燕，邵博，孙旋.关于智能制造时代机械设计技术的研究分析[J].科技创新与应用，2019（21）：157-158.