朱 磊

（銅陵學(xué)院新校區(qū)，銅陵 244000）

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分析

朱 磊

（銅陵學(xué)院新校區(qū)，銅陵 244000）

近年來，隨著我國社會(huì)的發(fā)展速度不斷增快，各行各業(yè)對(duì)于機(jī)械設(shè)備的需求量也在不斷增加，尤其是在競爭和經(jīng)濟(jì)全球化的影響下，我國企業(yè)從國外引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備的成本也在逐漸增加，從某種意義上促進(jìn)了我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域的快速發(fā)展。雖然客觀來講，我國在機(jī)械設(shè)計(jì)制造機(jī)器自動(dòng)化方面仍滯后于發(fā)達(dá)國家，但隨著我國計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高，未來我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化有著非常廣闊的發(fā)展前景。

機(jī)械設(shè)計(jì) 自動(dòng)化 計(jì)算機(jī) 技術(shù)應(yīng)用

1 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

科學(xué)技術(shù)水平的提高是社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，而隨著我國近年來對(duì)科學(xué)技術(shù)改革與創(chuàng)新的重視程度不斷提高，在很多領(lǐng)域獲得了喜人的成績。尤其是在機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化領(lǐng)域，盡管我國在這方面與發(fā)達(dá)國家仍存在一定的差距，但相較于過去，我國在機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化領(lǐng)域已上升了不止一個(gè)層次。計(jì)算機(jī)技術(shù)的引進(jìn)不僅推動(dòng)我國社會(huì)進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代，而且計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用也極大地推動(dòng)了我國機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化領(lǐng)域的全面發(fā)展。

在對(duì)我國機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化領(lǐng)域所獲得的成果表示肯定的同時(shí)，也必須清楚我國在高新科技領(lǐng)域還存在明顯的劣勢(shì)，特別是有許多國家已將納米技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光整合技術(shù)等諸多先進(jìn)技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域相結(jié)合，進(jìn)一步提高了傳統(tǒng)機(jī)械制造領(lǐng)域的效率和質(zhì)量。而我國起步較晚，所以在研究的范圍和深度上仍有一定的欠缺，雖說很多企業(yè)已實(shí)現(xiàn)基本的機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展，但對(duì)于相關(guān)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用還存在明顯的欠缺，尤其是在教育方面。目前我國機(jī)械專業(yè)的教育更多的還是停留在機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化領(lǐng)域，并未囊括計(jì)算機(jī)技術(shù)，造成懂得計(jì)算機(jī)專業(yè)技術(shù)的人才在機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化方面存在弱勢(shì)，而機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)器自動(dòng)化方面的專業(yè)人才對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的掌握也十分有限。由于缺乏綜合型人才的支持，我國機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)技術(shù)遲遲無法實(shí)現(xiàn)改革與創(chuàng)新，只能跟隨發(fā)達(dá)國家的腳步，缺乏主動(dòng)性。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 輔助功能分析

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的領(lǐng)域，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)制造需經(jīng)過十分繁瑣復(fù)雜的過程，因此從發(fā)展的角度上來看，以計(jì)算機(jī)技術(shù)替代人工操作，不僅能有效保障設(shè)計(jì)、制造的效率和質(zhì)量，而且能更好地節(jié)省人力成本，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)應(yīng)用可以說是時(shí)代選擇的結(jié)果，也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域發(fā)展的必經(jīng)之路。

首先從設(shè)計(jì)上來看，機(jī)械設(shè)計(jì)本身是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，不僅要對(duì)所有的零部件進(jìn)行描述，同時(shí)要清晰地刻畫出機(jī)械設(shè)備的整體構(gòu)造，才能更好地促進(jìn)生產(chǎn)線的生產(chǎn)。而人工作圖不僅時(shí)間長、效率低，更重要的是機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)圖紙往往存在明顯的復(fù)雜性，會(huì)留下潛在的操作風(fēng)險(xiǎn)，無論繪圖人員有意與否都可能會(huì)產(chǎn)生誤差，而這種誤差很可能就是造成機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)問題的主要源頭。而計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用能有效地規(guī)避這種操作風(fēng)險(xiǎn)，CAD、CAM等軟件都能幫助設(shè)計(jì)人員更好地把握相關(guān)數(shù)據(jù)，確保繪制過程中的準(zhǔn)確性，在一定程度上減少誤差。其次在機(jī)械設(shè)計(jì)制造之初，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)機(jī)械的工作原理、構(gòu)造、形狀等進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)分析，而該方面的計(jì)算量十分巨大，只有通過計(jì)算機(jī)技術(shù)才能更好、更快、更精準(zhǔn)的計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)值，從而推動(dòng)整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)的完善。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)不僅能設(shè)計(jì)各種機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品，還有利于對(duì)既有的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行改革與創(chuàng)新，譬如利用不同的功能的計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠形成9大類型的系統(tǒng)產(chǎn)品，見表1。

表1 不同主功能及輸入的組合

2.2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用

除在設(shè)計(jì)方面計(jì)算機(jī)技術(shù)會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化產(chǎn)生非常良好的作用外，計(jì)算機(jī)技術(shù)中的仿真技術(shù)還能幫助所要設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)備建立客觀、真實(shí)的三維模型，而相應(yīng)的設(shè)計(jì)人員可根據(jù)模型的實(shí)際情況對(duì)原有的機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和完善。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)建立出的模型更加適合與計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳導(dǎo)的作用，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造提供真實(shí)有效的科學(xué)依據(jù)。從機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用來看，在汽車制造的過程中，許多機(jī)械配件的設(shè)計(jì)存在很大的難度，如果沒有計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的支持，單就多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)就需要經(jīng)歷無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)和推導(dǎo)，不僅要浪費(fèi)大量的制造成本，且修改起來也相對(duì)困難，但有了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)后，通過仿真模型，設(shè)計(jì)師可簡化對(duì)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)過程，因?yàn)橛?jì)算機(jī)仿真技術(shù)能模仿機(jī)械在運(yùn)動(dòng)中所呈現(xiàn)出的各種狀態(tài)，從而幫助設(shè)計(jì)師在實(shí)驗(yàn)的過程中找到機(jī)械設(shè)計(jì)的弊端，使機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)更加完備。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化中計(jì)算技術(shù)應(yīng)用的未來趨勢(shì)

3.1 智能化發(fā)展

近年來智能化理念是計(jì)算機(jī)技術(shù)研究中的一個(gè)熱門的課題，尤其是在人類社會(huì)基本上已實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的基礎(chǔ)上，智能化發(fā)展也必將成為未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算技術(shù)應(yīng)用的主要方向。相較于自動(dòng)化，智能化的機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域又上升了一個(gè)層次。雖然目前我國在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域仍停留在簡單的自動(dòng)化發(fā)展階段，但隨著我國對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算技術(shù)應(yīng)用的重視，我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造教育也在積極地容納計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能學(xué)等新的科目，以期在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的智能化方面獲得更大的突破。

3.2 經(jīng)濟(jì)化發(fā)展

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域中采用計(jì)算機(jī)技術(shù)不僅僅是為了有效地提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的效率和質(zhì)量，更多還是為了節(jié)省設(shè)計(jì)成本和未來投產(chǎn)自動(dòng)化過程中消耗的成本數(shù)量。對(duì)于我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，雖說效率和質(zhì)量有著非常重要的意義，但如果是在付出大量成本的基礎(chǔ)上，那么所謂的效率和質(zhì)量不提也罷，因此未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用必然會(huì)以如何進(jìn)一步降低設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的成本為主要研究方向，也只有進(jìn)一步降低設(shè)計(jì)和制造成本，我國的機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)才能實(shí)現(xiàn)長期可持續(xù)發(fā)展的宏偉藍(lán)圖。

4 結(jié)語

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)采用計(jì)算技術(shù)能夠進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，尤其是在競爭全球化的趨勢(shì)不斷蔓延的情況下，對(duì)于我國機(jī)械制造企業(yè)來說，如果不能有效地降低生產(chǎn)成本，在市場(chǎng)上獲得強(qiáng)有力的競爭力，在競爭日漸激烈的市場(chǎng)環(huán)境中勢(shì)必會(huì)面臨著被淘汰的危機(jī)。

[1]劉超.我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向研究[J].河南科技，2013，（3X）：105.

[2]劉瀛，李嘉賢，劉廣達(dá)，等.“本科+技師”人才培養(yǎng)模式改革的研究與實(shí)踐--以遼東學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)為研究對(duì)象[J].價(jià)值工程，2015，（10）：253-254.

[3]孫芹.民辦高校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案的實(shí)踐探索[J].教育與職業(yè)，2012，（21）：90-91.

[4]楊舉德.簡析機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的應(yīng)用發(fā)展[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015，（23）：1612-1613.

The Analysis and Application of Computer Technology in Mechanical Design and Manufacturing and Automation

ZHU Lei
(New campus, Tongling University, Tongling 244000)

With the pace of development of our society is increasing quickly in recent years, all of the mechanical equipment demand is also increasing, especially in the effect of competition and economic globalization, China’s enterprises to introduce advanced equipment from abroad, the cost is also increasing, from some kind of significance to promote the rapid development of our country mechanical design and manufacturing automation. Although objectively speaking, our country in the machinery design and manufacture still lags behind the developed countries, but in China with the development of computer technology, the future of China’s mechanical design and manufacturing automation has a broad prospect for development.

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