吳慧霞 劉調(diào)調(diào) 徐霞霞 周鈺寶
[摘? ? 要]隨著我國社會科技飛速發(fā)展,智能化已經(jīng)成為一種逐漸顯化的趨勢,在制造業(yè)領(lǐng)域中,借助于智能化技術(shù)優(yōu)勢,逐漸形成了智能制造,也成為社會發(fā)展中重要的推動力量。與西方發(fā)達(dá)國家相比,我國智能機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)還存在一定的差距,這主要是由于我國智能制造起步晚,但發(fā)展相對較快。為了促進(jìn)我國智能制造發(fā)展,必須明確智能機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn),滿足社會發(fā)展實(shí)際需求。基于此,加強(qiáng)對智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的研究具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。從我國智能機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的現(xiàn)狀、機(jī)械智能設(shè)計(jì)存在的問題以及智能機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)等幾個(gè)方面進(jìn)行分析,如何在智能指導(dǎo)時(shí)代提高機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù),為我國智能機(jī)械制造領(lǐng)域提供參考價(jià)值。
[關(guān)鍵詞]智能制造;機(jī)械設(shè)計(jì);技術(shù)要點(diǎn);有關(guān)研究
[中圖分類號]TH122 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487(2020)10–00–03
Research on Mechanical Design Technology in the era of intelligent Manufacturing
Wu Hui-xia, Liu Tiao-tiao, Xu Xia-xia, Zhou Yu-bao
[Abstract]With the rapid development of social science and technology in our country, intelligence has become a gradually manifesting trend. In the manufacturing industry, with the help of intelligent technology advantages, intelligent manufacturing has gradually formed, and it has become an important driving force in social development. . Compared with western developed countries, my country's intelligent machinery design technology still has a certain gap, which is mainly due to the late start of my country's intelligent manufacturing, but the development is relatively fast. In order to promote the development of intelligent manufacturing in my country, it is necessary to clarify the key points of intelligent machine design technology to meet the actual needs of social development. Based on this, it is of great practical significance to strengthen the research of mechanical design technology in the era of intelligent manufacturing. From the current situation of my country's intelligent machine design technology, the existing problems of machine intelligent design and the key points of intelligent machine design technology, how to improve machine design technology in the era of intelligent guidance provides reference value for the field of intelligent machine manufacturing in my country.
[Keywords]intelligent manufacturing; mechanical design; technical points; related research
智能機(jī)械制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合,貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個(gè)環(huán)節(jié),具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。智能機(jī)械制造優(yōu)勢明顯,不但能夠有效縮短產(chǎn)品研制周期,從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低運(yùn)營成本和資源能源消耗,并促進(jìn)基于互聯(lián)網(wǎng)的眾創(chuàng)、眾包、眾籌等新業(yè)態(tài)、新模式的孕育發(fā)展。智能機(jī)械制造通常以智能工廠為載體,通過對關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)智能化的改造,以端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)、以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為支撐等特征。在我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速的今天,智能機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展起著無可替代的作用,是推動我國社會發(fā)展的主要動力。通過對智能機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用,促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)同步發(fā)展,是我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的重要部署,也是相關(guān)企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
1 智能制造背景下我國機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的現(xiàn)狀
機(jī)械制造是推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要動力,同時(shí)也是社會建設(shè)的關(guān)鍵行業(yè)。機(jī)械制造行業(yè)中,機(jī)械制造設(shè)計(jì)近些年發(fā)展迅速,據(jù)國家機(jī)械指導(dǎo)行業(yè)發(fā)展相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2018年我國機(jī)械制造行業(yè)創(chuàng)造約30萬億元的產(chǎn)值,相比前一年增長明顯。2019年中國制造業(yè)產(chǎn)值約為34萬億元,占GDP30%左右,是當(dāng)之無愧的第一大產(chǎn)業(yè)。在這34萬億元產(chǎn)值中,以機(jī)電、化工、機(jī)械設(shè)備等工業(yè)產(chǎn)值占到了83%以上,高端產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)率不到20%。從數(shù)據(jù)變化中能夠發(fā)現(xiàn),我國機(jī)械行業(yè)發(fā)展迅速,這其中離不開機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展與升級的支持。但是我國機(jī)械技術(shù)與智能制造發(fā)展相對較晚,加上智能制造時(shí)代的發(fā)展還需要進(jìn)一步優(yōu)化和社會產(chǎn)業(yè)鏈的同步協(xié)調(diào),所以相較于發(fā)達(dá)國家的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)還存在一些距離,對此還要端正發(fā)展態(tài)度,積極從智能機(jī)械時(shí)代角度出發(fā),突破機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的局限性,推動機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。
2 智能制造背景下我國機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)存在的問題
2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)工藝水平較低
智能機(jī)械設(shè)計(jì)工藝時(shí)在傳統(tǒng)的制造行業(yè)基礎(chǔ)中,融入智能科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生的新型機(jī)械行業(yè),是未來機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展的趨勢。但我國機(jī)械制造也起步較晚,工藝基礎(chǔ)薄弱,很多工藝水平落后于世界水平,導(dǎo)致在發(fā)展智能機(jī)械制造的過程中,由于工藝基礎(chǔ)薄弱,出現(xiàn)核心技術(shù)不足,創(chuàng)新能力較弱的問題,嚴(yán)重影響我國智能機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。同時(shí)也會影響我國機(jī)械元件的生產(chǎn)與加工,目前,我國大部分機(jī)械制造企業(yè)使用外國的先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行元件生產(chǎn)和加工,很難形成自主的產(chǎn)業(yè)控制環(huán)節(jié),限制智能機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展空間。而外國先進(jìn)的機(jī)械制造已經(jīng)全面實(shí)行納米技術(shù)、高分子復(fù)合技術(shù)以及微型機(jī)械的生產(chǎn)和加工工藝,基本實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)自主研發(fā)的機(jī)械生產(chǎn)規(guī)模。輔助設(shè)計(jì)技術(shù)CAD繪圖工藝已經(jīng)廣泛應(yīng)用到工業(yè)發(fā)達(dá)國家加的企業(yè)中,其覆蓋比例已經(jīng)達(dá)到六成以上,而我國CAD繪圖工藝覆蓋比例僅為半成,如此巨大的差距讓智能機(jī)械制造工藝發(fā)展舉步維艱,也是亟需我國智能機(jī)械制造工程人員需要解決的問題。
2.2 機(jī)械設(shè)計(jì)缺乏核心技術(shù)
隨著5G技術(shù)的廣泛應(yīng)用,機(jī)械設(shè)計(jì)越來越趨于網(wǎng)絡(luò)化、智能化。未來將實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)一體化的制造領(lǐng)域,也是各行機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)極力發(fā)展的目標(biāo)。5G時(shí)代是我國首次獨(dú)立開發(fā)第五代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),能夠有效應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)的核心芯片技術(shù),提升我國自主研發(fā)的科技創(chuàng)新。而在我國大多數(shù)機(jī)械制造企業(yè)仍采用國外的核心芯片技術(shù),購買成本較高,導(dǎo)致眾多機(jī)械設(shè)計(jì)研發(fā)項(xiàng)目受到芯片成本影響無法實(shí)現(xiàn)。在未來的機(jī)械設(shè)計(jì)中,需要企業(yè)利用5G技術(shù),進(jìn)行核心芯片的研究,從而降低開發(fā)成本,爭取早日實(shí)現(xiàn)我國機(jī)械制造業(yè)自主研發(fā)工作。
2.3 機(jī)械生產(chǎn)以人工為主
目前,我國機(jī)械制造行業(yè)仍然以人工制造為主,但在智能機(jī)械制造行業(yè),工藝水平要求更高,納米機(jī)械原件和微型機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)眾多,人工難以進(jìn)行精密機(jī)械的加工和生產(chǎn)工作,引發(fā)很多機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)力嚴(yán)重不足,而人工生產(chǎn)的方式效率較低,影響企業(yè)的生產(chǎn)能力,需要機(jī)械制造企業(yè)極力發(fā)展智能工業(yè)生產(chǎn),代替人工進(jìn)行機(jī)械制造,提高企業(yè)產(chǎn)品的精密程度以及生產(chǎn)力,保障智能機(jī)械技術(shù)的順利發(fā)展。
3 智能制造背景下提升機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的相關(guān)的策略
3.1 日常生產(chǎn)中融入環(huán)保節(jié)能技術(shù)
隨著社會建設(shè)的發(fā)展,人們逐漸認(rèn)識到環(huán)保節(jié)能的重要性。作為科技領(lǐng)先行業(yè)的智能機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù),也應(yīng)該將環(huán)保節(jié)能理念融入到實(shí)際的機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)工作中。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中,機(jī)械設(shè)計(jì)人員在保障產(chǎn)品能夠達(dá)到智能高效的前提下,減少產(chǎn)品的能源消耗,采用可回收利用的環(huán)保材料進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)的制造。首先,在機(jī)械設(shè)計(jì)中加入對機(jī)械產(chǎn)品原材料研發(fā)工作,開發(fā)出符合現(xiàn)在環(huán)保要求的材料,加大對新型材料實(shí)驗(yàn)工作,早日將新型材料應(yīng)于實(shí)際產(chǎn)品中,從而提高智能機(jī)械產(chǎn)品的環(huán)保性能。其次,要考慮機(jī)械產(chǎn)品達(dá)到使用壽命后。能否對周圍環(huán)境和人們的健康造成影響,在生產(chǎn)過程中減少能夠造成環(huán)境污染的原材料使用,避免機(jī)械產(chǎn)品的造成污染。最后,在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中,保持產(chǎn)品的性能的同時(shí),降低能源消耗,提高產(chǎn)品的節(jié)能性,在生產(chǎn)過程中也要降低生產(chǎn)車間的能源消耗,節(jié)約產(chǎn)品生產(chǎn)的成本,從而加強(qiáng)智能機(jī)械設(shè)計(jì)的環(huán)保節(jié)能技術(shù)。
3.2 提高企業(yè)的智能分配能力
對于整體智能機(jī)械產(chǎn)品的進(jìn)行資源分類,能夠有效推動機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。其主要分類方式有以下幾點(diǎn)。
(1)對機(jī)械設(shè)計(jì)中的智能系統(tǒng)進(jìn)行資源分類,將系統(tǒng)收集的信息進(jìn)行整理和分類,提取有效的信息應(yīng)用在系統(tǒng)的開發(fā)和日常維護(hù)工作中,反饋給設(shè)計(jì)人員,確保系統(tǒng)信息收集的有效性。
(2)對智能機(jī)械制造過程進(jìn)行資源分類,制造鏈中包含各種信息數(shù)據(jù),機(jī)械識別模塊會結(jié)合材料供應(yīng)商所提供的材料,分析機(jī)器的功能。進(jìn)行分析后,信號傳感器發(fā)出信號,指示燈變動的時(shí)候,說明設(shè)計(jì)的技術(shù)與生產(chǎn)需求不相同,需要人員對智能機(jī)械進(jìn)行調(diào)整,假如指示燈不變動,則證明機(jī)械技術(shù)和生產(chǎn)需求相符合,可以直接進(jìn)行生產(chǎn)。
3.3 增強(qiáng)企業(yè)的智能技術(shù)
在機(jī)械企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,融入智能技術(shù),提高機(jī)械制造的智能性,促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。首先,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,增加智能技術(shù),將核心芯片技術(shù)融入在產(chǎn)品的中,利用系統(tǒng)的智能性提高機(jī)械產(chǎn)品的自主工作和運(yùn)行能力,確保機(jī)械產(chǎn)品能夠在人們的日常生活和生產(chǎn)中提供方便。提高機(jī)械產(chǎn)品的工作效率。其次,在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中融入智能技術(shù),利用智能生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行企業(yè)加工和生產(chǎn)工作,降低人工使用,智能設(shè)備的使用能夠提高企業(yè)生產(chǎn)精密性,幫助企業(yè)進(jìn)行微型機(jī)械元件以及納米機(jī)械的生產(chǎn),開發(fā)符合機(jī)械產(chǎn)品的系統(tǒng)應(yīng)用在產(chǎn)品中,提高產(chǎn)品的性能,促進(jìn)企業(yè)的智能化生產(chǎn),為企業(yè)創(chuàng)造更多收益,開拓其發(fā)展前景。
3.4 提高企業(yè)的創(chuàng)新能力
在智能制造時(shí)代下,機(jī)械制造企業(yè)需要引進(jìn)創(chuàng)新的思維方式,提高設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新理念。為生產(chǎn)設(shè)計(jì)出更多的智能機(jī)械設(shè)計(jì)方案。由于,我國機(jī)械制造行業(yè)相對落后,需要企業(yè)設(shè)計(jì)人員研究西方發(fā)達(dá)國家的機(jī)械理念,改善企業(yè)產(chǎn)品的自身缺點(diǎn),進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新,融入智能系統(tǒng)增加產(chǎn)品的智能性,幫助企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新。企業(yè)經(jīng)營理念的創(chuàng)新,改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方向,開展現(xiàn)代智能市場進(jìn)行調(diào)研,了解產(chǎn)品行情,以及國內(nèi)的行業(yè)的空缺,增加對此類產(chǎn)品的研發(fā)力度,滿足智能市場需求,從而增加企業(yè)生產(chǎn)收益,提高創(chuàng)新能力。在生產(chǎn)過程中融入創(chuàng)新理念,進(jìn)行生產(chǎn)規(guī)劃的智能性,將產(chǎn)品精密部分進(jìn)行智能機(jī)械生產(chǎn),主體安裝使用人工進(jìn)行,人工與智能的創(chuàng)新結(jié)合才能符合我國機(jī)械企業(yè)發(fā)展需求。
4 結(jié)束語
總之,智能化機(jī)械制造設(shè)計(jì)技術(shù)的研究目的是為了提高機(jī)械制造設(shè)計(jì)的智能化建設(shè)水平,更是為了能夠通過智能化建設(shè)提升中國的整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力,進(jìn)而推動其他行業(yè)的發(fā)展。伴隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步,機(jī)械制造的技術(shù)水平也在不斷地攀升,尤其從總體水平來看,我國在智能機(jī)械設(shè)計(jì)水平和智能機(jī)械制造的生產(chǎn)水平上都取得了極大的進(jìn)步。雖然還不能遠(yuǎn)超于發(fā)達(dá)國家,可以說我國已經(jīng)在某種程度上實(shí)現(xiàn)了高度的智能自動化,不過依據(jù)我國現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展水平,還有很大的上升空間及廣闊的發(fā)展前景。所以,當(dāng)前的首要任務(wù)就是解決機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)性難題,將為我國的智能機(jī)械制造設(shè)計(jì)做出重大貢獻(xiàn)。
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