李炙林

（江漢大學(xué)，湖北 武漢 430056）

計(jì)算機(jī)技術(shù)作為21 世紀(jì)推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展的重要技術(shù)要素，是當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的技術(shù)依托。近年來(lái)的有關(guān)實(shí)踐表明，計(jì)算機(jī)技術(shù)不僅可以提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的效率和效果，還能夠通過(guò)自動(dòng)化進(jìn)程的明顯推進(jìn)來(lái)提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的精準(zhǔn)性，使有關(guān)工作開(kāi)展更加科學(xué)、有效。顯然，計(jì)算機(jī)技術(shù)的這種功能極大地滿足了當(dāng)前以及接下來(lái)一段時(shí)間我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要。然而，就目前的實(shí)際情況而言，計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用尚處于探索發(fā)展階段，諸如人工智能、大數(shù)據(jù)挖掘分析、計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在有關(guān)工作開(kāi)展中的運(yùn)用并不深入，需要通過(guò)有關(guān)應(yīng)用性研究來(lái)逐漸拓展和豐富，以促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的更好應(yīng)用。

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

計(jì)算機(jī)技術(shù)是一種廣義的技術(shù)概念，其除了包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)以外，還包括計(jì)算機(jī)器件技術(shù)、計(jì)算機(jī)部件技術(shù)、計(jì)算機(jī)組裝技術(shù)等與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的技術(shù)內(nèi)容。計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛性為其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件，也賦予了計(jì)算機(jī)技術(shù)更多的優(yōu)勢(shì)。結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化實(shí)踐的實(shí)際，可以將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)歸納為以下兩點(diǎn)。

1.1 實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作的自動(dòng)化

自動(dòng)化是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造需要實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)性功能，也是提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作精準(zhǔn)性和有效性的關(guān)鍵性工作。包括計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)在內(nèi)的一系列自動(dòng)化技術(shù)，主要是通過(guò)對(duì)諸多計(jì)算機(jī)軟硬件的集成化設(shè)計(jì)與整合，來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造指令生產(chǎn)、傳送、執(zhí)行的自動(dòng)化。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)可以通過(guò)上下料自動(dòng)化、裝卡自動(dòng)化、換刀自動(dòng)化、加工自動(dòng)化、零件檢驗(yàn)自動(dòng)化等一系列的自動(dòng)化操作來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)計(jì)制造鏈條的自動(dòng)化運(yùn)行，從而滿足機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作自動(dòng)化的需要。

1.2 提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的可靠性

機(jī)械設(shè)計(jì)制造的可靠性是指機(jī)械制造產(chǎn)品在特定條件下運(yùn)作時(shí)，某段時(shí)間內(nèi)運(yùn)作中沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題或者處于穩(wěn)定狀態(tài)的新能，該參數(shù)主要是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品是否標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的衡量。在當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造需求日趨標(biāo)準(zhǔn)化和精準(zhǔn)化的情況下，僅依靠傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝難以完全滿足所有的需求，這就需要從機(jī)械設(shè)計(jì)制造的可靠性方面著手尋求新的工藝。計(jì)算機(jī)技術(shù)作為計(jì)算能力超強(qiáng)、計(jì)算精準(zhǔn)度極高的技術(shù)類型，將其應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中，不僅可以有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的精確度，同時(shí)也可以根據(jù)不同的需求場(chǎng)景進(jìn)行靈活的模型仿真，最終確定真正適合需要的產(chǎn)品。

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

隨著機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化實(shí)踐的多樣化、深入性發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在有關(guān)實(shí)踐中的應(yīng)用也愈加廣泛，并且具體的應(yīng)用也表現(xiàn)出各種差異。綜合而言，計(jì)算機(jī)技術(shù)的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)繪制和顯示機(jī)械圖形的技術(shù)類型。相較于傳統(tǒng)的手工繪圖方式而言，計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)是將計(jì)算機(jī)圖形處理的技術(shù)運(yùn)用到繪圖工作中，實(shí)現(xiàn)繪圖的自動(dòng)化、流程化、信息化。目前，在繪圖過(guò)程中應(yīng)用比較多的計(jì)算機(jī)技術(shù)主要有CAD 技術(shù)、CAM 技術(shù)等，這些技術(shù)軟件中的龐大功能基本滿足了機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的繪圖需求，并且將傳統(tǒng)手工繪圖中的一些龐雜、繁瑣的內(nèi)容交由技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理，極大地提高了繪圖的效率。例如，在CAD 繪圖過(guò)程中，如果需要繪制復(fù)雜的軸對(duì)稱圖形，繪圖人員只需要在軟件中繪制出一半的圖形，然后利用軟件中的鏡像命令，就可以直接復(fù)制出另外一部分圖形。

2.2 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的低誤差、零誤差等精密化目標(biāo)，從而提高生產(chǎn)設(shè)備的多量信息化和過(guò)程自動(dòng)化的技術(shù)類型。目前，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中應(yīng)用比較廣泛的是PLC 機(jī)電一體化技術(shù)，該技術(shù)主要借助單片機(jī)輸入輸出電路以及網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)中的刨具、磨具等工具操控，以及機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)中的溫度、塵屑、轉(zhuǎn)動(dòng)模塊進(jìn)行科學(xué)的控制，以保證設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中不同模塊、程序的有效銜接。

2.3 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體產(chǎn)品建立數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)模型對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化水平進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，從而提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的科學(xué)性，保證產(chǎn)品生產(chǎn)的合理性。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用通常伴隨不同的階段和過(guò)程。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)分析階段，設(shè)計(jì)人員通過(guò)構(gòu)建相應(yīng)的產(chǎn)品模型，可以對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和圖紙繪制提供科學(xué)的信息支持。在產(chǎn)品優(yōu)化階段，設(shè)計(jì)人員會(huì)通過(guò)3D 技術(shù)等計(jì)算機(jī)方針技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的尺寸、特征進(jìn)行模擬仿真，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，并進(jìn)行持續(xù)的改進(jìn)優(yōu)化，直至產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)的要求。

2.4 大數(shù)據(jù)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)技術(shù)是借助計(jì)算機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)收集、組織、處理批量數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)類型。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的過(guò)程中，海量的機(jī)械設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)特定的系統(tǒng)匯總在一起，這些數(shù)據(jù)既是對(duì)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)的反映，也是了解有關(guān)設(shè)備運(yùn)行中可能存在的問(wèn)題的重要途徑。在具體的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，企業(yè)可以運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)流水線上的各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析，掌握生產(chǎn)的實(shí)際情況，對(duì)當(dāng)下機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工與生產(chǎn)方面可能存在的問(wèn)題進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并根據(jù)問(wèn)題分析做出相關(guān)的機(jī)械設(shè)備乃至整個(gè)流水線的檢查維護(hù)，從而保證生產(chǎn)活動(dòng)的持續(xù)、穩(wěn)定開(kāi)展。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中應(yīng)用需要注意的有關(guān)問(wèn)題

通過(guò)上述分析可以看出，計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中具有廣泛的應(yīng)用空間和價(jià)值，并且在相關(guān)應(yīng)用中超越傳統(tǒng)的人工操作。但是，當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用尚處于較為粗淺的階段，需要有關(guān)主體結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化研究與實(shí)踐的實(shí)際情況進(jìn)行持續(xù)性的深入。結(jié)合實(shí)踐活動(dòng)，在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，需要注意處理好以下幾方面的問(wèn)題。

3.1 要有充足的應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的動(dòng)能

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是一項(xiàng)非常復(fù)雜、繁瑣的工作，企業(yè)在選擇和應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)過(guò)程中要保持堅(jiān)定的決心和充足的信息，避免因?yàn)橐粫r(shí)的錯(cuò)誤或者失敗而否定計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的必要性和重要性。例如，部分企業(yè)雖然認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)技術(shù)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，但由于當(dāng)前企業(yè)所采用的技術(shù)、設(shè)備能夠基本滿足生產(chǎn)的需要，并且沒(méi)有大的瑕疵，就忽視計(jì)算機(jī)技術(shù)，顯然，一旦同行業(yè)的其他企業(yè)采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，企業(yè)就會(huì)失去生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，競(jìng)爭(zhēng)力也就會(huì)喪失。

3.2 要有明確的應(yīng)用目標(biāo)

計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用需要有充分的軟件、硬件，以及人才支持，并且成本相對(duì)比較高。因此，企業(yè)等主體在選擇應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)之前，要先確定明確的技術(shù)需求，并據(jù)此確定明確的應(yīng)用目標(biāo)，避免盲目的技術(shù)引入導(dǎo)致資源的浪費(fèi)和效益的降低。例如，企業(yè)可以邀請(qǐng)相關(guān)方面的專家進(jìn)行技術(shù)論證，為計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入提供客觀、科學(xué)的信息指導(dǎo)。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化，是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的內(nèi)在要求，也是企業(yè)等主體適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要選擇。計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中應(yīng)用所具有的明顯優(yōu)勢(shì)，以及應(yīng)用范圍的廣泛性表明，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中具有明顯的必要性和良好的可行性。但是，對(duì)于具體的企業(yè)來(lái)說(shuō)，在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，要有充足的應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的動(dòng)能和明確的應(yīng)用目標(biāo)，確保計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性和有效性，使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化有明顯的進(jìn)步和突破。