信息化时代机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用

信息化时代机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用

闫威 ,丁利 ,唐盟 ,王宇笙

1234哈尔滨东安汽车动力股份有限公司  黑龙江省哈尔滨市150060

摘要：改革开放后，随着信息技术应用的日益普及，对生产设备的需求也随之提高。对于机械设计制造以及自动化来说，计算机技术的运用在快速提高，不仅极大的提高了机械制造的效率以及质量，有效节约了生产成本，促进了我国相关行业的现代化发展。

关键词：信息化；机械设计；机械制造；计算机技术；应用

0 引言

自从人类进入了信息时代之后，各种新技术、新模式、新理念层出不穷，社会与经济也随之提升到了更高的发展水平。尤其是各个技术领域相关技术的不断变革与应用也变得更加深入。对于机械设计制造及自动化行业来说，计算机技术的应用普及率不断提高，极大提高了机械制造行业的生产效率、提高了生产效能，与此同时有效节约了能源、降低了企业的运营压力，促进了我国机械制造行业的现代化工业发展。

1 机械设计制造及其自动化的概念

现代化机械设计制造及其自动化的深度融合的复杂程度很高，与传统的机械化理念以及相关的加工工艺差异性是很大的。随着时代的发展，现代化机械设计制造和自动化技术也随之兴起，在不断的发展过程中，必然也会出现众多不同门类的学科同该领域深度结合，逐渐形成先进、复杂的，智能化的新型技术框架。这种新型技术的发展，使得机械行业走上自动化的发展道路，从狭义方面来讲，其节约了企业劳动力、能源成本，提高了产品精度、提升了生产效率，从广义方面来讲提升了技术应用的经济、生态、社会价值，促进了国家发展。

2 计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用

2.1 辅助技术

从本质上讲，它涉及到的范围很广，涉及到的具体内容也很多。自动机械设备的设计和制造过程非常复杂。传统的机械制造生产方式以人工为主，因此无论是设计人员还是一线的岗位工人，都必须具有丰富的工作经验，以及过硬的技术能力。采用现代的计算机技术，可取代传统的人工作业，有效减轻了工作人员的工作压力，提高了产品加工精度，提高了生产效率与质量，此外还有利于对工艺技术进行优化与完善。例如，传统的机械制造必须要求技术人员熟知机械设备的工作特点、原理以及相关工艺参数，并手动对机械设备进行调整，只有这样才能保障产品质量、维护生产稳定。这种全靠人工完成的流程设计方法有很多缺陷。大量人工操作加大了操作人员的工作负担，而且在实际生产中，由于受到现场工人的职业素质和企业生产水平等诸多因素的限制，设备精度难以得到有效的控制与维持，而且要想达到预期的生产目标，就必须经过反复的检验和实验才能得到最优的加工和生产方案，导致了整体工作效率低下。在现代计算机辅助技术的支持下，利用数控系统可以实现产品的数据分析，并根据数据对模型进行修正，为生产产品加工提供精确的参考。

2.2 仿真技术

利用计算机技术，帮助建立相应的工业生产数学模型，根据生产的实际情况，转化为具有特定目的的数学表达式，利用该数学表达式，将已有的数学模型转化为仿真模型。相关设计人员可以按照生产的实际情况与特点等来调整数学模型，实现对仿真模型的控制，以此来实现同实际生产相匹配的目的。在仿真试验中，利用数学模型对内燃机运行的机理进行了模拟和构建，在构建完毕后，利用计算机对其进行数值分析和调试，最终得到了一组基于计算机语言的数学模型，进而能够对其内部元件运行过程进行还原和仿真。设计仿真实验，并根据该实验的要求来进行信号输入，当输入信号经过该系统时，按照系统的设计要求，对系统的参数进行了相应的处理。在对这些参数进行处理之后，再将它们输入仿真模型，完成加载，从而获得了仿真模型。在仿真试验方面，利用动力学系统优化试验模型，完善试验方法；针对试验过程中存在的不确定性，利用蒙特卡罗算法实现试验过程中的随机仿真，以增加试验结果的概率，改善试验结果。根据试验结果，将编码输入，并对其进行修改，以达到试验要求。在仿真试验结束后，对试验数据进行检验，最后提出试验报告，以实现发动机零部件的仿真试验。

2.3 3D打印技术

计算机3D打印是一项极具发展前景的新型技术。第一、3D打印技术的运用已经趋于成熟，对于机械设计制造行业来说，运用3D打印技术可以快速地打印出精度、复杂程度高的机械零件，并可以根据产品的实际需要来调整产品参数，保障产品的功能性需求。随着时代的发展，3D打印技术也逐渐广泛的用于工业生产，生产效率很高。利用3D打印技术，可以通过快速地将设计方案输入电脑，得到理想的设计模型。如今3D打印技术已经广泛应用于航天技术、铁路运输、工业等，极大推动了国家发展。

将设计图纸具象化既耗费大量的人力物力，同时也耗费大量的时间成本。如果能够有效运用3D技术，不仅能提高设计和开发的效率，此外还能够及时满足快速的零部件加工任务，满足企业严苛的生产要求。比如，某工程中，出现了机械设备关键零件损坏的情况，新零件必须从国外调运，在此过程中会造成长期停产，使企业产生巨大经济损失。通过3D打印的实际应用，可以将需要的零件以最快的速度制作出来，可以为企业节约巨大的资金，降低企业的运营压力。在当今科技发展的大背景下，3D打印技术的运用已占了很大的比重。

3D打印技术的使用加快了产品的研发以及应用速度，通过3D打印技术的零部件匹配程度更高，该技术对于国家来说具有很强的战略意义。

3 基于信息技术背景下，机械设计制造及其自动化具体优势表现

3.1 提升机械设计生产能力及成效

当前，伴随信息技术不断进步与发展，无论是机械设计还是机械制造都在广泛使用自动化技术，该技术运用能够有效提升我国机械加工的整体效率，同时在生产领域中也实现了规模效应，进一步优化了产品的生产精度，提高产品的整体质量水平。除此之外，信息自动化的运用也将传统工艺技术难度打破，在全方位运用信息化的背景下，针对各类设备试验提供了有效的环境，与此同时，还降低作业过程中的人为失误几率，从而降低机械设计及制作的周期，有效保证整体设计环节的精确度以及成效。就此可以看出，在我国经济的发展中，有必要将信息化建设作为首要任务，进一步完善与优化产品设计的发展，提升其设计水平，以提升产品的使用寿命。

3.2 在机械设计制造各大环节下，大幅度提升安全性

随着信息自动化技术的运用，对促进机械制造工业的发展有积极的影响。通过合理的运用，有效解决过去面临的各类难题，提升了整体运行可靠性与安全性。从实际来看，在大量作业的环境下，大多是以自动化机械生产为主，有效缓解人员操作的工作强度，生产管理仅需要通过计算机就可以对产品实行设计制造，同时还可以及时进行监控。另外，作业人员也不会像以往那样一直驻足在一线工作，这样可以有效降低安全事故的发生几率。除此之外，在信息化不断发展的前提下，机械设计制造领域能够有效避免在加工制造中，因电力因素给生产带来安全隐患。如果出现电力故障之后，系统可以自行监测与报警，并及时将电源切断，以防止发生更大的安全事故。

结语：在机械设计制造及其自动化中，计算机技术一直处于核心地位。通过该项技术的有效应用，可以让设计者将自身的设计理念以图形数据等形式进行完美呈现，使设计人员更加清晰的发现其中存在的错误并进行改正，而且能对设计图纸进行再次编辑及修改，从而节省了设计时间，提高了工作效率。在未来要加大对相关技术的研发力度，使计算机技术能够更好地与机械设计及制造进行融合，从而促进其更加快速的发展。

参考文献：

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