机械设计制造的数字化与智能化探析

机械设计制造的数字化与智能化探析

王坤

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摘要：随着经济社会的快速发展，我国的机械制造业从之前的传统发展模式向着高质量发展的方向迈进，绿色、智能、自动化等成为机械制造业的代名词，同时该行业的产品质量要求也在不断地上升，因此在新的趋势、新的要求之下，机械制造需要接受新技术，不断地更新自己，以此让行业更好地发展，让国家和经济更好地前进。

关键词：机械设计制造；数字化技术；智能化发展

引言

在机械制造企业的日常生产工作当中，除了需要做好机械产品生产工作外，还应当全面保证产品的合理性和科学性，从性能设计、外观设计上出发，全面提高机械产品的质量和价值。在如今阶段，随着我国智能化技术与数字化技术的不断发展，技术人员在机械设计制造领域更应加大对智能技术乃至数字技术的有效应用，全面有效地提高机械设计制造的效果，这样一来能够让机械产品能够满足社会的需求。

1机械设计制造加工技术特点

1.1柔性化

这是目前工业生产加工工艺的重要特点之一。借助柔性化生产理念支持，工业机器人、数字化机床等工业生产自动化设备的设计和应用的合理性得以提升，设备生产加工处理的流程、人机交互设计等更人性化。在相关数控设备的设计制造中，通过柔性制造单元、柔性制造系统、自动化生产线等应用，让柔性化生产得到有效发展。在计算机相关技术不断发展应用的过程中，柔性化机械生产技术应用，也是推动生产制造过程不断自动化发展的重要基础。

1.2高精度

精度设计、制造和加工，是现代化机械设备和产品制造生产中的首要目标之一，且目前的市场对于现代化机械设备、产品等的精度要求是在不断提升的，高精度也体现了现代化机械设计制造的特征。在相关机械产品生产中，借助自动化技术、智能化技术等应用，能够实现对整个生产过程的高精度控制，确保生产的产品精准性不断提升，并且能够切实满足现代市场增长的产品质量要求，提升产品的品质。

1.3关联性强

目前，对于机械产品进行生产设计，不单单关注工艺技术方面，相关机械设计制造技术含量，已经成为影响产品销售、销量、应用以及回访等方面工作的重要因素之一。所以，目前的机械设计加工和市场需求以及消费者需求等关系密切，影响企业业务的开展。基于这种情况，要确保企业产品生产和市场有效联系起来，确保企业在竞争中保持良好的竞争优势，占据一定的市场份额，就要提升机械产品生产技术水平。基于机械生产加工的关联性特点，需要提升对于机械加工制造技术发展的重视度。

2机械设计制造中应用的数字化、智能化关键技术

2.1计算机辅助设计技术

计算机辅助设计技术是依托计算机技术对机械产品进行结构、功能方面的设计。在机械产品生产制造过程中，通常需要依靠精确的设计图纸来保障机械产品设计与加工的进行，传统的手绘图纸方式存在工作量大、易出错和效率低等问题，影响了机械产品设计阶段的工作时效性，在应用CAD、CAM等绘图软件后，显著提升了绘制的质量与效率，保障了产品加工的精准度，还有利于设计人员清晰掌握产品内部构造及尺寸参数信息等，方便技术人员及时发现产品内部缺陷并进行方案优化，保证了机械产品的质量可靠性。近几年，在人工智能技术的快速发展下，专家系统技术推动了CAD技术朝着人工智能和知识工程方向发展，即所谓的ICAD（IntelligentCAD）。ICAD技术主要包含3方面内容，即知识利用、相关设计知识的表示、建模方法及ICAD体系的整体构建。而支持变型设计及概念设计是ICAD中的关键技术，在机械产品设计与制造中引入ICAD技术，可有效解决企业设计开发人员在设计过程当中面临的信息资源整体利用不高、重复性设计等问题，可有效缩短产品设计周期，具有良好的经济性。

2.2三维数字化技术

三维数字化技术为机械产品设计工作带来了极大的便利，传统的二维设计技术智能构造产品零部件的平面效果，直观性不强，利用UG等三维建模软件可构建机械产品的三维立体效果图，可展示出产品的实际整体效果，有利于提升工作效率。UG软件是目前应用较广泛的一款三维建模软件，其中曲面拟合造型与三维实体造型技术不再局限于基本的曲线设计，可对产品的造型及尺寸灵活调整，针对各曲面机械零件利用不同视图轮廓线，完成曲面造型，最后，再进行细节方面的精细化处理，具有高度的灵活性和自主性。另外，实体造型技术还能够全方位、多角度地观察产品的造型，并反映出机械产品的特性，可辅助技术人员进行更复杂、系统化的机械产品设计，并且还能够帮助设计人员更细致地观察和调整设计产品的功能、质量与零件属性。

2.3人工神经网络技术

设计人员在机械设计中，采用结构分析法对机械基本结构进行分析，完成机械样本设计，然后基于样本构建神经网络系统，训练样本数据，对机械产品进行结构的优化设计。在机械产品系列化设计中，产品性能有着多目标性，采用多个目标函数与设计变量，运用线性加权法进行优化设计。

一是根据机械产品设计的需要，构建一个BP神经网络，在神经网络中输入设计变量；二是以目标函数为输出向量，整合数据后利用经验数据使用全局优化算法，进行数据网络的训练，确定设计变量与目标函数之间的空间映射关系；三是根据该映射关系进行机械系列产品设计，确定实际设计中的设计变量数据，完成机械产品多目标的优化设计。

3机械设计制造与数字化、智能化结合的发展前景

3.1提高产品商品设计性能

为了全面提高机械设计制造工作人员开展生产方案的可行性，必须要在机械设计制造产品的设计环节过程中全面分析商品的性能，同时企业应当在设计工作开展的前期，完成对产品的市场调研，明确产品的市场定位，然后从设计人员入手全面完善设计方案，从而提高客户的满意程度，为企业带来更大的经济效益，以此促进机械生产企业的持续发展。

3.2实现设计人员精炼简化

在机械设计制造的环节当中，利用数字化技术和智能化技术能够有效提高工作效率，但是在实际的工作当中依旧离不开人工操作，在实际的机械设计制造工作中融入设计人员的有效参与，能够更好地提高生产水平，并创新工作质量，更有利于实现智能化技术的不断更新和发展。在上述过程中更需要智能化机械设计人员对机械设计制造工作的过程进行全面的把控，比如在机械设计合作工作中合理配置好人员责任，还比如在实际生产中完成可重复性操作的智能设备，这样一来通过设计和研究，能够全面提高机械设备的智能化水平。

结束语

综上所述，数字化与智能化在机械设计制造技术中作用显著，有利于行业的发展、创新，需要用数字化与智能化持续地为机械设计制造技术领域输入新鲜血液，为行业提供有力的支持，让行业为国家经济发展持续地提供动力。为了适应高质量发展的要求，推动机械设计制造与数字化、智能化结合发展是势在必行的，从业者需要高度重视数字化与智能化在本行业的应用，开发更多的可能性，并且从业人员不但要着眼于在设计制造过程中使用数字化与智能化，还需要把未来行业的发展趋势与数字化相联系，相融合。通过在各个行业中积极运用该技术，提升我国的机械设计制造的效率、性能，提高机械设计制造的质量，推动我国社会主义市场经济的发展、为以后达到共同富裕创造有利的条件。

参考文献

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[2]齐玉军.机械设计制造的数字化与智能化发展前景分析[J].商品与质量，2020（49）：57.

[3]林振平.机械设计制造的数字化与智能化发展趋势和前景探析[J].科技经济导刊，2021（11）：59-60.