周慧芳

摘要：隨著智能制造時(shí)代的到來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)融合，機(jī)械設(shè)計(jì)制造的效率日益提高，但是從目前機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)還有很大的提升空間，本文主要從智能機(jī)械制造的概述出發(fā)，探究智能制造時(shí)代，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的對(duì)策，希望給其他學(xué)者的研究提供新的參考視角。

Abstract： With the advent of the era of intelligent manufacturing， the organic integration of mechanical design and manufacturing and automation technology， the efficiency of mechanical design and manufacturing is increasing， but from the current development status of mechanical design and manufacturing， mechanical design and manufacturing technology still has great For room for improvement， this paper mainly starts from the overview of intelligent machinery manufacturing， explores the countermeasures for the development of machinery design and manufacturing and its automation technology in the era of intelligent manufacturing， and hopes to provide a new reference perspective for other scholars' research.

關(guān)鍵詞：智能制造;機(jī)械設(shè)計(jì)制造;自動(dòng)化技術(shù)

Key words： intelligent manufacturing;mechanical design and manufacturing;automation technology

中圖分類號(hào)：TH122 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2022）05-0202-03

0 ?引言

隨著智能制造時(shí)代的到來(lái)，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)日趨提高，給我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供了技術(shù)支持。要想在機(jī)械制造行業(yè)充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，就要從智能機(jī)械制造的現(xiàn)狀出發(fā)探究智能機(jī)械制造與機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)之間的關(guān)系，進(jìn)而才能提出優(yōu)化措施，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)的平穩(wěn)發(fā)展。

1 ?智能機(jī)械制造的概述

1.1 智能機(jī)械制造的主要特點(diǎn)

第一，安全性。

智能機(jī)械制造的工作難度較大，技術(shù)性較強(qiáng)，制作周期也相對(duì)較長(zhǎng)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中也存在著諸多細(xì)節(jié)問(wèn)題，蘊(yùn)藏著一定的風(fēng)險(xiǎn)。在傳統(tǒng)制作模式下，一般都是通過(guò)人工監(jiān)控的方式開(kāi)展智能機(jī)械制造，但是在制作過(guò)程中人工無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且監(jiān)控質(zhì)量與人的制造素質(zhì)關(guān)系緊密，如果人員素質(zhì)較低，那么很容易就出現(xiàn)制作風(fēng)險(xiǎn)[1]。與此同時(shí)，在智能機(jī)械制造過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)一些制造事故，知道事故會(huì)威脅到制造人員的人身安全，但是在智能機(jī)械制造時(shí)代背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造都是借助智能化機(jī)械設(shè)備，能夠通過(guò)實(shí)施監(jiān)督和遠(yuǎn)程操控的方式進(jìn)行制造。并且可以通過(guò)數(shù)據(jù)傳導(dǎo)的方式，對(duì)制造過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督，進(jìn)而能夠保障整個(gè)制造流程的安全，降低故障發(fā)生概率。

第二，節(jié)能降耗。

在智能機(jī)械制造時(shí)代，機(jī)械制造設(shè)計(jì)流程都是運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行制造，而自動(dòng)化技術(shù)能夠根據(jù)代碼的規(guī)則自動(dòng)運(yùn)行相關(guān)的設(shè)備，控制整個(gè)制造流程。在機(jī)械制造過(guò)程中，器件之間可能會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦，會(huì)造成器件磨損問(wèn)題，給機(jī)械制造企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失，但是在智能機(jī)械制造背景下所有的器件都是在自己的運(yùn)行軌道上運(yùn)行，摩擦減少器件的故障，器件的磨損也會(huì)降低，因此能夠起到節(jié)約資源的作用[2]。

第三，便捷性。

所謂的便捷性，就是在智能機(jī)械制造背景下機(jī)械制造的流程也更加簡(jiǎn)單。由于智能機(jī)械制造，將很多人為流程改為自動(dòng)控制，而工作人員只需要操控智能機(jī)械制造的機(jī)器即可，部分工作流程可以進(jìn)行機(jī)械操控，所以無(wú)需設(shè)置專門的人員進(jìn)行監(jiān)督，因此提高機(jī)械制造設(shè)計(jì)的便捷性。

1.2 智能機(jī)械制造的優(yōu)勢(shì)

第一，提高機(jī)械生產(chǎn)效率。

智能機(jī)械制造的衍生背景之一，就是機(jī)械制造的效率過(guò)低，因此通過(guò)技術(shù)改革的方式提高機(jī)械生產(chǎn)效率。在傳統(tǒng)工作模式下，機(jī)械生產(chǎn)主要依靠人力支撐，因此機(jī)械制造行業(yè)也屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，但是單純的依靠人力，效率過(guò)低，無(wú)法滿足現(xiàn)階段社會(huì)對(duì)機(jī)械制造的需求[3]。與此同時(shí)，由于參與人員較多，機(jī)械制造過(guò)程較為復(fù)雜，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問(wèn)題都會(huì)影響到整個(gè)機(jī)械制造的成果，所以在依靠人力開(kāi)展這些制造工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)實(shí)際知道的產(chǎn)品與預(yù)期產(chǎn)品有偏差，所以還需要進(jìn)行后期的修復(fù)或者是重新制造?？偠灾?，在現(xiàn)階段，人們對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)品的需求日益增加，如果還依靠人力開(kāi)展這些，那么無(wú)法滿足市場(chǎng)的需求。因此將智能制造應(yīng)用到機(jī)械制造機(jī)器自動(dòng)化技術(shù)中，能夠?qū)⒆詣?dòng)化制造代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人為之道，進(jìn)而大大提高了機(jī)械生產(chǎn)效率。其次，智能化制造與傳統(tǒng)的人員制造不同，智能化制造是根據(jù)事先設(shè)定的代碼開(kāi)展制造工作，所以工作人員只需要將相應(yīng)的產(chǎn)品所對(duì)應(yīng)的代碼程序錄入要智能化制造設(shè)備中設(shè)備就能夠自動(dòng)啟動(dòng)，按照代碼流程制造產(chǎn)品，這種制造方式所制作的產(chǎn)品準(zhǔn)確率較高，精準(zhǔn)度也較高，成品較多，失敗品較少，后續(xù)無(wú)需進(jìn)行二次重造，制作效率較高。

第二，降低失誤率，保障工作人員安全，在傳統(tǒng)機(jī)械制造模式下，都是采用人工制造的方式，由于機(jī)械制造產(chǎn)品的種類，多部分機(jī)械制造產(chǎn)品會(huì)涉及到很多危險(xiǎn)操作，一旦操作不當(dāng)或者工作人員沒(méi)有按照規(guī)矩進(jìn)行操作就會(huì)影響到整個(gè)操作流程，甚至還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)操作系統(tǒng)出現(xiàn)故障，這不僅影響到制造效率，同時(shí)還會(huì)威脅到工作人員的安全問(wèn)題[4]。但是在智能制造時(shí)代，自動(dòng)化技術(shù)融入到機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，幾乎所有的流程都可以依靠自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)，所以很多危險(xiǎn)的環(huán)節(jié)，無(wú)需人為親自操作，在一定程度上保障了工作人員的安全。由于智能制造受到人為因素的影響較少，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，所以智能制造的準(zhǔn)確度更高，故障率也會(huì)更低。

2 ?智能制造時(shí)代下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展有效措施

2.1 以節(jié)能降耗為導(dǎo)向降低制造成本

第一，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)涉及的制造產(chǎn)品較多，制造流程較為繁瑣，因此在制造過(guò)程中所耗費(fèi)的能源和原材料相對(duì)較大，但是隨著機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)機(jī)械制造行業(yè)的產(chǎn)品和制造流程都提出了新的需求，近年來(lái)國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題和資源節(jié)約問(wèn)題關(guān)注程度越來(lái)越高，而機(jī)械制造是耗能較高的行業(yè)因此要想保障機(jī)械制造行業(yè)得以持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，就必須要積極響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召，順應(yīng)國(guó)家的政策，在智能制造時(shí)代實(shí)現(xiàn)節(jié)能生產(chǎn)，降低能源消耗[5]。首先，提高資源利用率。部分機(jī)械制造產(chǎn)品都是批量生產(chǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)耗費(fèi)大量的原料，因此企業(yè)要對(duì)這些原料進(jìn)行分類，哪些原料可以進(jìn)行二次利用，對(duì)于可回收利用的材料要再次投入到生產(chǎn)中，避免材料浪費(fèi)，與此同時(shí)要優(yōu)化材料的使用環(huán)節(jié)，在機(jī)械制造過(guò)程中要根據(jù)制造產(chǎn)品的類型盡可能的選擇可回收利用的材料，一方面可回收利用的材料能夠二次使用，降低企業(yè)的采購(gòu)成本，另一方面通過(guò)減少制造材料的排放，在一定程度上能夠起到環(huán)境保護(hù)作用。其次，處理好污水排放工作。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的排放物[6]。傳統(tǒng)工作模式，部分企業(yè)環(huán)保意識(shí)相對(duì)薄弱，直接將排放物就近排放，這種排放方式會(huì)污染當(dāng)?shù)氐耐寥篮退矗绕涫怯幸恍┲亟饘俸枯^高的污水，還會(huì)給當(dāng)?shù)鼐用竦娜松戆踩斐晌ｋU(xiǎn)。針對(duì)這一現(xiàn)象，目前國(guó)家也對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)提供了新的需求，在智能制造行業(yè)，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造水平越來(lái)越高，自動(dòng)化技術(shù)也越來(lái)越完善，所以在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中也要做好污水處理工作。一方面，可以在機(jī)械制造過(guò)程中利用自動(dòng)化技術(shù)減少污水及廢物的產(chǎn)生，對(duì)于能回收利用的要進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)行二次利用。對(duì)于無(wú)法回收利用的要進(jìn)行清潔處理。另一方面，在污水和廢料排放過(guò)程中，要先檢測(cè)污水和廢料的成分，然后選擇合適的處理方式，與此同時(shí)要按照國(guó)家規(guī)定選擇合適的排放地點(diǎn)，按規(guī)矩進(jìn)行排放，在智能制造時(shí)代背景下，污水和廢料處理也日趨自動(dòng)化和高效化。對(duì)于常規(guī)的污水和廢料，智能化制造系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)處理和排放無(wú)需人員參與，對(duì)于特殊的污水和廢料系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，告知工作人員，然后工作人員會(huì)重新檢測(cè)污水和廢料的成分，并采取清潔措施讓其達(dá)到可以排放的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于這部分特殊的污水和廢料，工作人員在找到解決方案之后，可以將這類解決方案轉(zhuǎn)化成代碼，錄入到智能系統(tǒng)中，豐富智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而在后續(xù)遇到這類污水和廢料是系統(tǒng)就能夠自動(dòng)識(shí)別和處理。

第二，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

機(jī)械制造行業(yè)在智能制造時(shí)代背景下制造流程日趨自動(dòng)化制作壓力也相對(duì)較小，因此要將工作的重點(diǎn)著眼于清潔生產(chǎn)上，盡可能的降低機(jī)械制造產(chǎn)品的能源消耗[7]。首先，要選擇清潔能源進(jìn)行生產(chǎn)。隨著智能制造時(shí)代的到來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)都紛紛探討機(jī)械設(shè)計(jì)制造及企業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，所以行業(yè)內(nèi)可以進(jìn)行交流溝通，探究如何在高效生產(chǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。其次，優(yōu)化制造流程。部分機(jī)械制造產(chǎn)品隨著制造流程的增加，所排放的污水和廢物也不斷增加，在智能時(shí)代背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)也日趨完善，制作效率越來(lái)越高，但是部分制造流程并沒(méi)有縮減，所以在智能制造時(shí)代背景下，還需要繼續(xù)以技術(shù)角度為切入點(diǎn)，探究機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)，從技術(shù)維度出發(fā)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。最后，要想實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，必須要重視機(jī)械設(shè)計(jì)流程。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中要請(qǐng)專業(yè)的工程人員，做好機(jī)械設(shè)計(jì)方案，通過(guò)把控每個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)方案的細(xì)節(jié)，提高機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量，達(dá)成清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。詳細(xì)設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

2.2 融合數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)形式

在智能制造時(shí)代背景下數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)形式也融入其中，為促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的發(fā)展提供重要的數(shù)據(jù)支持。

第一，利用數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)形式實(shí)現(xiàn)信息共享。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造的流程相對(duì)較多，所以幾乎所有的機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品都是跨部門生產(chǎn)，比如涉及到材料采購(gòu)部門，制造監(jiān)督部門和生產(chǎn)部門，在傳統(tǒng)工作模式下都是以人力生產(chǎn)為主，所以很多信息都需要部門之間的對(duì)接人進(jìn)行溝通共享。這種溝通共享方式雖然支持了機(jī)械制造產(chǎn)品的發(fā)展，但是由于要人為進(jìn)行溝通，所以效率相對(duì)較低。與此同時(shí)，在溝通過(guò)程中，部分部門的對(duì)接人會(huì)對(duì)信息進(jìn)行二次加工和主觀改造，所以在一定程度上會(huì)造成信息失真問(wèn)題，因此信息共享和信息準(zhǔn)確度成為阻礙機(jī)械設(shè)計(jì)制造的重要難題[8]。但是在引入數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)形式之后，可以借助該技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息共享。首先，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，自動(dòng)化技術(shù)會(huì)捕捉相關(guān)的制造信息，并將信息轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，上傳到某個(gè)平臺(tái)上，這種上傳方式避免了人員對(duì)信息主觀加工的問(wèn)題，在一定程度上能夠保證信息的精準(zhǔn)度。與此同時(shí)將信息上傳到某個(gè)信息平臺(tái)，相關(guān)部門的人員都可以登錄這一信息平臺(tái)，獲取信息無(wú)需進(jìn)行線下一對(duì)一溝通。這種信息溝通方式縮短了信息溝通的環(huán)節(jié)，提高了信息溝通的效率。其次，對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)無(wú)法識(shí)別的數(shù)據(jù)信息，工作人員可以進(jìn)行手動(dòng)更新。雖然目前在智能時(shí)代背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，但是部分?jǐn)?shù)據(jù)自動(dòng)化技術(shù)還是無(wú)法捕捉和識(shí)別，對(duì)于此類信息相關(guān)部門的人員可以手動(dòng)將其更新到信息平臺(tái)上，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)注，其他部門人員可在信息平臺(tái)上查看此信息，并對(duì)標(biāo)注問(wèn)題進(jìn)行探討和反饋。

第二，數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)形式具有信息歸納和整理功能。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品的制造流程較多，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也比較大，在傳統(tǒng)工作模式下，都是人為對(duì)制造流程進(jìn)行記錄。這種人為記錄方式一方面是效率低，另一方面是由于人員會(huì)容易受到外部環(huán)境的影響，所以在記錄過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)記錄誤差，造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，進(jìn)而影響后續(xù)的產(chǎn)品生產(chǎn)。但是在引入數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)形式之后，該技術(shù)能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行自動(dòng)收集和整理，同時(shí)工作人員可以在智能化系統(tǒng)中錄入相關(guān)的指令，那么該系統(tǒng)就能夠在信息收集完畢之后，將信息發(fā)放到指定的部門，并提醒他相關(guān)人員觀看[9]?？傊?，在智能制造時(shí)代融合數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)形式，對(duì)于提高信息處理效率，促進(jìn)信息溝通具有重要作用。

2.3 運(yùn)用電子化圖紙

圖紙是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)只有先設(shè)計(jì)出圖紙才能夠開(kāi)展后續(xù)的指導(dǎo)工作，但是在傳統(tǒng)工作模式下，一般都是采用紙質(zhì)版的圖紙。但是隨著社會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品的需求量越來(lái)越多，并且還出現(xiàn)了很多定制化的產(chǎn)品，所以如果依靠紙質(zhì)版的圖紙，工作效率相對(duì)較低，與此同時(shí)紙質(zhì)化的圖紙還存在著以下弊端。首先，紙質(zhì)版的圖紙攜帶不方便[10]。部分機(jī)械制造產(chǎn)品涉及到的圖紙張數(shù)較多，所以工作人員在拿紙質(zhì)版圖紙進(jìn)行制造時(shí)會(huì)不太方便，與此同時(shí)紙質(zhì)圖紙還會(huì)涉及到破損、污染、丟失等問(wèn)題。再加上部分機(jī)械設(shè)計(jì)制造的環(huán)境相對(duì)較差，所以攜帶紙質(zhì)版的設(shè)計(jì)圖紙并不方便。其次，更改難度較大。由于市場(chǎng)上涌現(xiàn)出很多定制化的產(chǎn)品，如果用戶的需求發(fā)生改變，設(shè)計(jì)人員就要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行修改，但是紙質(zhì)版的圖紙容易被涂抹，而且部分圖紙紙張較大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的更改。最后，部分機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙要進(jìn)行存檔和保留，但是紙質(zhì)版圖紙?jiān)诒Ａ暨^(guò)程中容易受潮而腐爛。因此在智能制造時(shí)代背景下，要運(yùn)用電子化的圖紙完成設(shè)計(jì)工作。

第一，電子化圖紙的設(shè)計(jì)效率高。在智能制造時(shí)代背景下，出現(xiàn)了很多智能設(shè)計(jì)軟件。這些軟件本身就有一定的設(shè)計(jì)模板，所以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率更高。與此同時(shí)利用智能設(shè)計(jì)軟件在繪制圖形時(shí)精準(zhǔn)度會(huì)更高，因?yàn)橹悄茉O(shè)計(jì)軟件受外部環(huán)境的影響較小，所以隨時(shí)隨地可以對(duì)圖紙進(jìn)行修改。

第二，電子化圖紙更方便攜帶和保留。手機(jī)和電腦已經(jīng)成為當(dāng)下辦公的主要工具，在智能制造時(shí)代背景下手機(jī)和電腦也可以完成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作，當(dāng)用戶出現(xiàn)相對(duì)緊急的需求，要求對(duì)產(chǎn)品的圖紙進(jìn)行更改時(shí)，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員可以在手機(jī)或電腦上直接完成圖紙更改問(wèn)題，與此同時(shí)還可以直接導(dǎo)出設(shè)計(jì)圖給用戶觀看，用戶可以根據(jù)圖紙內(nèi)容提出自己的想法和修改意見(jiàn)。電子畫圖紙可以通過(guò)存檔的方式進(jìn)行保留，與此同時(shí)，電子化圖紙不需要實(shí)際的保存空間，一般都是保存到某個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)或者是某個(gè)終端。除此之外，在智能制造時(shí)代，很多機(jī)械制造企業(yè)都有自己的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和自己的內(nèi)網(wǎng)，所以安全性也相對(duì)較高，可以通過(guò)技術(shù)手段去保障電子化圖紙的安全性。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

在智能制造時(shí)代背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)，還有很大的空間，在優(yōu)化技術(shù)的過(guò)程中要遵循國(guó)家的相關(guān)政策，跟隨國(guó)家政策去調(diào)整機(jī)械設(shè)計(jì)制造的方向，與此同時(shí)，要根據(jù)企業(yè)目前實(shí)際的發(fā)展現(xiàn)狀去優(yōu)化生產(chǎn)方式，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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