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煤炭企业机械设计中数字化技术的作用分析

发表时间：2021/6/29 来源：《基层建设》2021年第6期作者：张铭宣

[导读] 摘要：如今，传统的煤矿生产手段已经无法满足市场发展的需求，机械化的设备代替了传统的作业，大大提高了生产效率和产量。

        中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原 030006
        山西天地煤机装备有限公司山西太原 030006
        摘要：如今，传统的煤矿生产手段已经无法满足市场发展的需求，机械化的设备代替了传统的作业，大大提高了生产效率和产量。数字化技术的到来更是为煤矿机械的制造和发展带来了契机，设备的设计与制造也正向着自动化和智能化的方向进一步发展。行业中的技术人员还需加强研究，将数字化技术充分利用起来，发挥优势，推动煤矿行业的发展。基于此，本文就煤炭企业机械设计中数字化技术的作用进行详细探究。
        关键词：煤炭企业；机械设计；数字化技术；作用
        1 引言
        数字化设计在煤矿机械化上的应用可以良好提高器械的功能和质量，站在企业竞争力的角度而言，产品的设计是机械制造的灵魂，现代化的设计技术才能良好适应现阶段煤矿发展的需求，目前数字化设计研究的技术方面主要有并行设计、绿色设计、稳键设计、虚拟设计、模糊设计以及优势设计等数字化设计理念，涵盖了当前现代化数字设计技术的最新科技技术，其在煤矿机械化生产上的合理应用可以科学促进我国煤矿机械化水平的进步。
        2 数字化技术
        2.1 概述
        对数字化设计技术来说，主要基于电脑技术本身，并在产品设计之中进行应用，从而发挥出相应的效果。其辅助设计CAD便是按照数字化设计的最初应用向导。伴随技术的快速进步，内容也有了一定程度拓展，其范围也有所扩大，不再仅仅在CAD层面，而是额外加入了许多新型技术内容。也就是基于平台技术本身，围绕产品模型，不断对开发方式持续优化。通过上述内容可以了解，该技术属于一类能够有效降低模型应用的全新开发模式[1]。
        2.2 特点及作用
        数字化设计的特点是首先需要统一的产品定义模型，通过建立产品设计到制造数字化产品的定义模型也是实现产品生命周期管理的基础。现阶段通过产品信息集成的产品模型种类出现了很多不同的模式，常见的模型种类包括集成产品模型、灵巧产品模型、全局产品模型以及全息产品模型等，每一种不同的产品模型对于产品信息集成以及功能作用有所不同，例如数字化全息产品模型主要强调的是产品模型和设计环境模型之间的相互作用，数字化灵巧产品模型主要是面向产品设计的虚拟仿真技术。产品模型的定义需要以信息构建抽象的功能概念框架，根据不同的需求选择合理、配套的数字化设计方式。数字化设计的并行化设计可以将多个产品设计工作同时进行，有效地提高完成一项设计工作的效率。多个数字化设计团队可以通过在不同的地域分头进行并行设计，最后完成共同的装配，达到一种完成良好产品质量、产品制造性，产品成本以及功能测试等方面完善的一种数字化设计模型。数字化设计在煤矿机械设计上的应用同样可以帮助实现煤矿机械产品的装配设计，达到面向机械制造的设计或者面向煤矿机械维修的设计等方面，对于提高煤矿机械设计的质量以及设计的速度均有显著的改善作用。
        3 机械设计中的数字化技术
        3.1 智能CAD技术
        （1）煤矿机械中智能CAD的有效实践。过去的CAD技术对于符号推理方面一直没有给予重视和关注，导致智能CAD技术在此方面停滞不前，这就需要不断弥补和有效整合，才能实现智能CAD技术的有效落实。在煤矿机械设计和制造中落实智能CAD技术，可以明显看出整体信息的整合利用水平得到一定程度上的进步、产品设计使用时效效率更高、反复设计状况逐渐减少，有效减少产品设计的使用时间做到设计完成的基本工作，从而进一步提高煤矿机械化和制造的进步和发展。（2）煤矿机械设计中参数设计的有效应用。

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煤矿机械是一种需要结合环境等因素进行设计和操作的一种实用性应用技术，要想真正实现设计理念和实践应用操作有效结合，就要对煤矿机械参数、指标等基本变量做合理有效、可行性的分析和调整，及时考虑到与智能CAD相结合之后出现的不合理性的变数，保证整个煤矿产品设计具有很好的可实行性。（3）煤矿机械中模型的实际效果。为了让操作人员真正明确对煤矿机械设计理念的快速了解和认知，模型就是一个非常直观、立体的设计理念展示和呈现，通过对煤矿机械中小部件的组合和搭配，做到基本的组装和调试，从而能够对煤矿机械有全面的认识和了解，对于提高煤矿机械的生产速度。
        3.2 知识工程技术
        知识工程技术能够算作是数字化设计技术中应用率最高，且最具特色的技术形式。通过应用之后，能够对未来市场技术的发展变化予以提前预测，因此对新知识内容有着较高依赖性，而并非只是参照早期的工作经验。未来在应用数字化设计技术时，该技术模式同样有着一定的应用效果，无论是在知识展示还是信息传递方面，都有着非常好的效果[2]。客观来看，该技术可以单独建立显性和隐性知识统一建模的，能够实现知识之间、知识和人、知识和过程之间的多方面集成方法优化。长此以往，技术发展就能找到全新的方向，并达到更高的高度。
        3.3 虚拟现实技术
        数字化设计技术中的虚拟现实技术是煤矿机械生产中一种革命性的创新，通过使用 3D 图形、声音以及多媒体功能等方面的良好集成，让用户可以在产品的设计过程中感受产品的性能，进而有效提高了煤矿机械产品设计的成功率。同时对于部分结构复杂，设计较为困难，设计时间需要较长的煤矿机械产品，采用虚拟现实技术模拟产品的部分性能，便于设计人员的及时修改，加快了煤矿机械产品设计的成熟以及产品投入生产使用的效率。
        4 煤炭企业机械设计中数字化技术的应用
        4.1 电子装备
        电子装备是数字化技术的首要应用领域，因为对于煤矿机械领域来说，导致煤炭产量低下的最直接原因是原有的煤矿机械较为落后、不易使用，因此，要想对煤矿机械进行数字化改造，那么首先需要对原有的煤矿机械进行改造和优化。比如，在煤矿机械装置上安装各式各样的电子监控系统，或者在煤矿机械上安装先进的电子控制系统和各类数字化技术。随着我国科学技术的不断发展，现代很多采煤机已相应实现了一定程度的智能网络化，这种改变大大提升了生产效率，而且减少了工作人员的工作量，从而有效缩短了工作周期。
        4.2 设备创新
        为了推动我国煤炭产业不断进步，自然需要做好煤矿机械设备的设计优化。诸如，早期应用的采煤机，其功率分布就存在一定的问题，整个市场中几乎全都是低功率采煤机，很少有高功率采煤机，如此就会对煤矿的整体发展带来限制，为了改善这一情况，当前许多基于数字化设计的煤矿机械就此出现。诸如，在近些年之中，我国便研究出了数字化同步器以及动力换挡配合静液压传动的新型采煤机。此类设备在实际生产的过程中，可以直接将相关生产数据展示出来，并和早期的数据资料予以对比。在操控部分，其系统显然更为灵活，有着很强的操作性，同时还附有独立的控制面板和控制机构，从而使得操控效果更为便捷[3]。从整体来看，在对煤矿设备创新时，主要能从技术扫描、技术分析以及材料优选层面入手，结合最新的数字技术，让其有着较强的知识表达效果。因此，无论是数据建立还是组织应用，都有着非常好的效果，以此能够将决策技术和知识表达全面融合。
        5 结束语
        总而言之，数字化技术在我国煤矿机械领域发挥着极为重要的作用。对此，为了进一步推进我国煤矿机械数字化进程，促进煤矿现代化发展，需要不断优化数字化技术在煤矿机械领域中的应用。
        参考文献：
        [1]黄龙.煤炭企业机械设计中数字化技术的应用[J].机械管理开发，2017，32（02）：63-65.
        [2]郭强.数字化技术推进煤炭企业机械设计的作用初探[J].技术与市场，2014，21（08）：292+294.
        [3]郝鹏程.数字化技术对煤炭企业机械设计的促进作用[J].数字化用户，2013，19（11）：45+126.