信息技術(shù)背景下機械設(shè)計制造及其自動化的應(yīng)用研究

引言

目前我國工業(yè)重心逐漸從輕工業(yè)轉(zhuǎn)移到重工業(yè)，社會各界對機械產(chǎn)品提出的精度要求越發(fā)嚴格，其不再局限于單一的機械產(chǎn)品功能，而是更注重機械產(chǎn)品的精美性與實用性。基于此，機械設(shè)計制造行業(yè)可以從智能化發(fā)展、機電一體化發(fā)展、生態(tài)化發(fā)展、模塊化發(fā)展、虛擬化發(fā)展等角度入手，同步提高產(chǎn)品的兼容性與穩(wěn)定性，全面推動機械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 機械設(shè)計制造原則

1.1 技術(shù)性原則

在機械方案設(shè)計和產(chǎn)品制造、生產(chǎn)過程中必須強調(diào)技術(shù)操作的規(guī)范性，綜合涵蓋產(chǎn)品基礎(chǔ)性能、生產(chǎn)制造、運行狀態(tài)等技術(shù)應(yīng)用性能，如機械設(shè)計制造產(chǎn)品的生產(chǎn)強度、抗摩擦性能、振動穩(wěn)定性等指標。在機械產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中必須確保產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)性達到相應(yīng)的標準，尤其在設(shè)備振動過程中必須考慮其面臨的動態(tài)荷載及基礎(chǔ)應(yīng)變能力，一旦設(shè)備運作頻率達到機械設(shè)備及零部件的固有頻率，很可能引發(fā)設(shè)備共振的情況。若不采取有效措施控制設(shè)備共振的程度，整個機械設(shè)備的內(nèi)部系統(tǒng)及零部件將遭到不同程度的損壞。此外，機械系統(tǒng)或零部件的振動穩(wěn)定性同樣需要符合相應(yīng)的參數(shù)標準，如控制機械設(shè)備的振幅、噪聲等參數(shù)。

1.2 標準化原則

新時期我國機械方案設(shè)計和產(chǎn)品制造涉及的要求和標準越來越嚴格，尤其在機械設(shè)計制造及自動化應(yīng)用過程中必須遵循標準化原則，幫助相關(guān)技術(shù)人員明確該行業(yè)涉及的專業(yè)術(shù)語、計量單位等標準和規(guī)范，細化機械產(chǎn)品零部件、原材料以及產(chǎn)品尺寸、使用性能等指標，并確保這些指標遵循實物外部形態(tài)的標準化原則。在機械產(chǎn)品生產(chǎn)、制造過程中必須保證產(chǎn)品操作的規(guī)范性以及數(shù)據(jù)測量的精準性，通過檢驗機械產(chǎn)品的性能來實現(xiàn)標準化生產(chǎn)的目標。針對機械方案設(shè)計以及產(chǎn)品制造的全過程，既需要滿足設(shè)備標準化的基礎(chǔ)需求，又需要強調(diào)機械產(chǎn)品標準化的操作性要求。

1.3 可靠性原則

在機械方案設(shè)計和產(chǎn)品制造及其自動化應(yīng)用過程中必須滿足可靠性原則，確保產(chǎn)品零部件達到標準化要求，并在預(yù)期使用壽命內(nèi)提高產(chǎn)品零部件的功率概率。這也使得機械產(chǎn)品設(shè)計和制造的可靠性原則表現(xiàn)為機械產(chǎn)品零部件、原材料以及產(chǎn)品方案設(shè)計是否符合設(shè)備運行要求。

2 機械設(shè)計制造及其自動化應(yīng)用的優(yōu)勢

在機械產(chǎn)品制造領(lǐng)域可以積極引入自動化技術(shù)，靈活運用先進的理論知識研究成果及相關(guān)技術(shù)技能，使其服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)、機械設(shè)備生產(chǎn)以及電子產(chǎn)品研發(fā)等領(lǐng)域，站在綜合性角度研究機械設(shè)計制造及其自動化在產(chǎn)品制造、系統(tǒng)運轉(zhuǎn)、企業(yè)管理等層面的深化應(yīng)用。

2.1 提高制造效率和質(zhì)量水平

現(xiàn)代化機械設(shè)計制造彌補了傳統(tǒng)機械設(shè)計制造方式存在的弊端，前者具有安全性高、穩(wěn)定性強等優(yōu)點，其不僅能滿足新時代發(fā)展需要，還能迎合我國社會主體工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展趨勢。在機械設(shè)計制造領(lǐng)域可以使用信息化技術(shù)、自動化技術(shù)提高設(shè)備強度，滿足現(xiàn)代化機械設(shè)備運行的多元化需求。在機械產(chǎn)品設(shè)計、制造以及自動化生產(chǎn)中應(yīng)積極引進現(xiàn)代化技術(shù)，以此保障機械設(shè)計制造產(chǎn)品的技術(shù)水平和自動化生產(chǎn)水平。在機械設(shè)計制造及其自動化應(yīng)用中引進信息技術(shù)有助于拓展工業(yè)生產(chǎn)范圍和規(guī)模，同時全面控制經(jīng)濟生產(chǎn)成本，并為行業(yè)企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。在機械設(shè)計制造及自動化生產(chǎn)技術(shù)支持下，其取代了傳統(tǒng)機械生產(chǎn)技術(shù)在現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展中占據(jù)的地位，尤其在產(chǎn)品制造和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可以充分利用機械設(shè)備開展試探工作，從源頭上避免各種外部因素影響機械設(shè)備及產(chǎn)品制造、生產(chǎn)的質(zhì)量，全面保障機械設(shè)備生產(chǎn)的機械化、自動化水平。在信息技術(shù)支持下相關(guān)企業(yè)應(yīng)開發(fā)全新的機械設(shè)計制造及自動化生產(chǎn)功能，利用先進的信息化技術(shù)擴大我國機械生產(chǎn)市場的覆蓋范圍。

2.2 保證機械設(shè)備生產(chǎn)的穩(wěn)定性

借助先進的信息技術(shù)可以全面排查機械設(shè)計制造及其自動化應(yīng)用中存在的安全隱患，確保機械設(shè)備生產(chǎn)的穩(wěn)定性。由于傳統(tǒng)人工制造設(shè)備的生產(chǎn)模式已無法滿足機械產(chǎn)品制造、生產(chǎn)的現(xiàn)實需要，因此相關(guān)企業(yè)及生產(chǎn)技術(shù)人員應(yīng)及時將人工生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)化為計算機系統(tǒng)操作模式，利用系統(tǒng)功能監(jiān)測機械設(shè)備施工現(xiàn)場的安全距離，全方位管控機械產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)以及制造過程中可能發(fā)生的安全故障問題，借助信息化技術(shù)手段全方位排查、識別產(chǎn)品設(shè)計制造及其自動化生產(chǎn)中存在的不安全因素，尤其在機械設(shè)備使用過程中極容易出現(xiàn)電子故障問題，而機械系統(tǒng)具有的信息管理功能以及自我診斷功能可以全方位排查設(shè)備故障問題，并發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警管理信號，以便于相關(guān)工作人員針對系統(tǒng)反饋的基礎(chǔ)參數(shù)調(diào)整設(shè)備現(xiàn)場的間隔距離，從源頭上管控機械設(shè)備運作過程中潛在的故障和風(fēng)險。

2.3 替代傳統(tǒng)人工操作

傳統(tǒng)機械設(shè)計制造模式普遍需要耗費大量的人力資源，但將信息技術(shù)取代傳統(tǒng)人工操作，即可站在技術(shù)層面監(jiān)督、管控機械產(chǎn)品設(shè)計、制造以及自動化生產(chǎn)的全過程，使得相關(guān)技術(shù)人員借助先進的自動化生產(chǎn)設(shè)備完成相關(guān)工作，并在計算機信息管理系統(tǒng)支持下保證機械產(chǎn)品設(shè)計、制造的安全性，滿足新時期機械設(shè)計制造行業(yè)對產(chǎn)品生產(chǎn)以及自動化技術(shù)提出的專業(yè)要求，進一步節(jié)約傳統(tǒng)機械設(shè)計制造行業(yè)所需的人力資源成本。

3 信息技術(shù)背景下機械設(shè)計制造及其自動化的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 自主創(chuàng)新能力弱

近年來我國愈發(fā)重視知識產(chǎn)權(quán)保護工作，但結(jié)合機械設(shè)計制造行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)計算機信息技術(shù)在該行業(yè)中的應(yīng)用具有明顯的局限性，某些機械儀器所需的關(guān)鍵性零件仍需要從國外進口。與此同時，我國機械設(shè)計制造領(lǐng)域仍缺少自主創(chuàng)新、研發(fā)的自動化產(chǎn)品和設(shè)備，導(dǎo)致我國機械設(shè)計制造產(chǎn)品缺乏國際競爭能力。究其根本原因在于我國不重視技術(shù)操作投入，機械設(shè)計制造行業(yè)在自主創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用水平方面也有所欠缺。盡管行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)部門已針對機械產(chǎn)品生產(chǎn)、制造相關(guān)參數(shù)信息進行了深入研究和分析，但在實踐過程中我國仍未針對機械產(chǎn)品的設(shè)計制造及自動化生產(chǎn)提供充足的技術(shù)支持，導(dǎo)致我國機械設(shè)計制造行業(yè)的智能化、自動化發(fā)展面臨一定的阻礙，該行業(yè)在各地區(qū)發(fā)展中還可能生成不適合的機械設(shè)計制造產(chǎn)品。

3.2 引發(fā)環(huán)境污染問題

目前我國工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展更側(cè)重于經(jīng)濟方面的戰(zhàn)略模式，重工業(yè)逐漸成為我國工業(yè)結(jié)構(gòu)的主體部分，但這種工業(yè)生產(chǎn)模式還可能引發(fā)嚴重的環(huán)境污染問題，甚至發(fā)生大量工業(yè)生產(chǎn)資源浪費的現(xiàn)象。引起這一問題的主要原因在于我國發(fā)展戰(zhàn)略中心轉(zhuǎn)移，并且其還與我國自然環(huán)境監(jiān)管部門管理不到位有關(guān)，特別是工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境保護質(zhì)量遠未達到相應(yīng)的要求和標準。目前我國正處于高速經(jīng)濟模式朝著高質(zhì)量經(jīng)濟模式轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵時期，這也使得工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)營模式必須經(jīng)歷升級轉(zhuǎn)型的過程，但這種工業(yè)生產(chǎn)模式將直接影響機械設(shè)計制造行業(yè)的發(fā)展進程，需要機械企業(yè)全面優(yōu)化升級機械設(shè)計制造生產(chǎn)的過程，推動機械設(shè)計制造行業(yè)實現(xiàn)低碳、清潔、循環(huán)的綠色化發(fā)展目標。

4 信息技術(shù)背景下機械設(shè)計制造及其自動化的應(yīng)用策略

4.1 智能化發(fā)展

近年來我國各行業(yè)領(lǐng)域已初步邁進智能化發(fā)展進程，隨著信息技術(shù)在各行業(yè)領(lǐng)域的深化應(yīng)用，新時期應(yīng)充分考慮機械設(shè)計制造及自動化應(yīng)用與信息技術(shù)之間的適配度，重新確定信息技術(shù)背景下機械設(shè)計制造及其自動化應(yīng)用的服務(wù)方向和定位，積極研發(fā)全新的自動化生產(chǎn)模式，配合人工智能和CAD制圖技術(shù)對傳統(tǒng)機械制造流程和自動化機械制造流程進行對比，結(jié)合新時代發(fā)展需求提高機械設(shè)計制造的質(zhì)量以及自動化應(yīng)用水平，深化信息技術(shù)在機械設(shè)計制造及其自動化中的應(yīng)用范圍。在機械產(chǎn)品設(shè)計和自動化生產(chǎn)過程中可以借助計算機信息系統(tǒng)科學(xué)規(guī)劃機械設(shè)計制造行業(yè)的未來發(fā)展趨勢以及自動化技術(shù)的應(yīng)用方向，以此為新時期機械設(shè)計制造和自動化應(yīng)用提供技術(shù)層面的支持。但在實踐過程中不應(yīng)僅局限于某一機械設(shè)計制造或自動化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而是針對機械設(shè)計制造及自動化生產(chǎn)加強智能化管控流程及核心技術(shù)操作水平。

4.2 機電一體化發(fā)展

基于信息技術(shù)視角應(yīng)推動機械設(shè)計制造行業(yè)朝著智能化的方向轉(zhuǎn)型，但相關(guān)工作人員在實際工作中仍采用非智能化手段，機械設(shè)計制造相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新實訓(xùn)基地也難以發(fā)揮其具有的技術(shù)價值和優(yōu)勢。針對于此，機械設(shè)計制造及其自動化應(yīng)用必須以機電一體化發(fā)展為目標，使得機械產(chǎn)品制造生產(chǎn)模式從全手動轉(zhuǎn)變?yōu)榘胱詣踊?。此外，相關(guān)工作人員還需要嘗試將數(shù)字控制設(shè)備和計算機信息系統(tǒng)融入機械產(chǎn)品設(shè)計制造的全過程，基于機電一體化的發(fā)展角度提高機械設(shè)計制造質(zhì)量和水平，進一步規(guī)范、調(diào)整機械設(shè)計制造流程。但機電一體化戰(zhàn)略很難在短時間內(nèi)全面貫徹到機械設(shè)計制造和生產(chǎn)流程，相關(guān)專家學(xué)者也并未意識到機電一體化發(fā)展具有的重要現(xiàn)實意義，導(dǎo)致機械設(shè)計制造和生產(chǎn)的機電一體化發(fā)展仍有待深入?；诖?，在未來發(fā)展階段有關(guān)專家學(xué)者應(yīng)對機電一體化在交叉學(xué)科領(lǐng)域中的應(yīng)用進行深入研究，并將其作為機械設(shè)計制造和自動化生產(chǎn)創(chuàng)新的切入點。

4.3 生態(tài)化發(fā)展

以信息技術(shù)為背景推動機械設(shè)計制造及自動化應(yīng)用可以幫助機械企業(yè)節(jié)約制造成本和資源投入，并在信息技術(shù)支持下推動機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)朝著可持續(xù)發(fā)展的方向轉(zhuǎn)型。在工業(yè)制造業(yè)的未來發(fā)展趨勢中不僅需要保證機械設(shè)計制造的質(zhì)量和效率，還需要強調(diào)機械設(shè)計制造和自動化生產(chǎn)的綠色化與環(huán)保化特征，使得可持續(xù)發(fā)展觀念成為工業(yè)制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，站在信息技術(shù)層面推動工業(yè)制造領(lǐng)域朝著現(xiàn)代化、綠色化的方向發(fā)展。借助信息技術(shù)可以全面提高機械設(shè)計制造的資源利用率，實現(xiàn)機械設(shè)計制造與環(huán)境保護并舉的發(fā)展目標?；谛畔⒓夹g(shù)背景，即需要保證機械設(shè)計制造行業(yè)發(fā)展獲得可觀的經(jīng)濟效益，又需要突出機械產(chǎn)品設(shè)計制造以及自動化生產(chǎn)的無害性、社會公益性等原則，從根本上解決傳統(tǒng)行業(yè)發(fā)展中面臨的資源浪費問題。在實際操作過程中應(yīng)保證機械產(chǎn)品制造生產(chǎn)的資源利用精度達到相應(yīng)的標準，尤其在機械設(shè)計制造生產(chǎn)過程中不得過量供給資源材料。但在機械設(shè)計制造和生產(chǎn)過程中應(yīng)用信息技術(shù)即可高效采集、處理后臺信息，針對機械產(chǎn)品設(shè)計、制造的全過程客觀評估其所需的資源材料，通過這種方式保證資源材料供給的有效性，著重強調(diào)機械設(shè)計制造及自動化生產(chǎn)具有的生態(tài)化特征。

4.4 模塊化發(fā)展

機械設(shè)計制造和自動化生產(chǎn)的模塊化發(fā)展應(yīng)以多種系統(tǒng)模式為中心，在保證機械產(chǎn)品制造和生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上創(chuàng)造可觀的利潤空間。模塊化發(fā)展有助于更新、完善機械生產(chǎn)企業(yè)的建設(shè)模塊，提高機械生產(chǎn)企業(yè)的系統(tǒng)化發(fā)展水平。與此同時，推動機械設(shè)計制造行業(yè)的模塊化發(fā)展有助于控制機械產(chǎn)品制造和生產(chǎn)成本，將機械設(shè)計制造和生產(chǎn)中涉及的資金、材料投入控制在合理范圍內(nèi)，保障行業(yè)資源配置的合理性。但在實踐過程中應(yīng)持續(xù)深化各種系統(tǒng)模式在機械設(shè)計制造行業(yè)中的應(yīng)用深度，利用自動化分析功能以及最優(yōu)的設(shè)計制造流程提升機械設(shè)計制造生產(chǎn)的自動化水平，以潛移默化的方式推動該行業(yè)實現(xiàn)模塊化發(fā)展目標。

4.5 虛擬化發(fā)展

部分機械企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計制造和生產(chǎn)過程中過度依賴于設(shè)計圖紙，在產(chǎn)品功能的研究方面也需要以圖紙為參考，使得整個機械設(shè)計制造和生產(chǎn)的過程具有一定的局限性，相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)人員也只能根據(jù)項目設(shè)計圖紙進行樣品質(zhì)量檢驗工作，待檢測合格后再將機械產(chǎn)品投入大批量生產(chǎn)環(huán)節(jié)。但這種方式不僅需要耗費大量時間與精力，還需要針對機械產(chǎn)品圖紙設(shè)計開展重復(fù)的試驗工作，最終生產(chǎn)出的成品也無法滿足質(zhì)量和精準度要求。這意味著傳統(tǒng)機械產(chǎn)品的圖紙設(shè)計方式不適用于信息技術(shù)背景下的機械設(shè)計制造行業(yè)發(fā)展，在當前發(fā)展階段需要積極引入信息技術(shù)提高機械設(shè)計制造精度，在產(chǎn)品制圖過程中引入計算機操作軟件，全方位模擬產(chǎn)品的外觀性能，確保機械設(shè)計產(chǎn)品的制造精度和質(zhì)量達到相應(yīng)的要求，以此實現(xiàn)虛擬化發(fā)展目標，以線上線下相結(jié)合的方式優(yōu)化機械產(chǎn)品圖紙設(shè)計的過程，站在虛擬化的角度模擬產(chǎn)品的外觀性能，進一步優(yōu)化機械設(shè)計制造行業(yè)的工序流程，并加強機械設(shè)計制造領(lǐng)域與信息技術(shù)之間的融合深度。

結(jié)語

在現(xiàn)代化科技浪潮的推動下，機械設(shè)計制造工藝及其自動化生產(chǎn)水平也隨之不斷提升。機械設(shè)計制造技術(shù)不僅具有明顯的智能化和現(xiàn)代化特征，在提高生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)效率的同時，還能有效避免機械產(chǎn)品設(shè)計制造中存在的問題，在先進的機械制造技術(shù)支持下還能帶動其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展?，F(xiàn)階段我國機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)的智能應(yīng)用仍存在諸多問題，需要行業(yè)專家深入探究機械設(shè)計制造及自動化生產(chǎn)技術(shù)的具體運用，全面推動機械制造業(yè)的長遠發(fā)展。

文章來源：  《上海輕工業(yè)》   http://www.12-baidu.cn/w/kj/30978.html