机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析

摘 要：机械设计制造及其自动化在我国的国民经济中处于不可替代的重要地位。它支撑着其他领域的发展，是国民经济中其他行业发展的基础。在机械设计制造及其自动化中使用计算机技术能够有效提高机械设计制造及自动化的效率，并降低生产成本。本文主要从机械设计制造及其自动化的内涵、机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用概况、应用的具体状况以及发展前景等方面对机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用问题进行了探讨。

关键词：机械设计制造；自动化；计算机技术；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.131

随着计算机技术、信息技术、新材料及能源技术以及微电子技术的不断革新和飞速发展，其在各领域的应用也越来越广泛。在机械设计制造及其自动化行业中，计算机技术的普及程度逐渐加深，使得机械设计制造及其自动化得到了质的飞跃和发展，提高了机械设计及制造的效率，节省了生产时间及成本，促使机械设计及制造的自动化进程不断加快。同时它也使我国的机械设计制造在激烈的市场竞争中具有较强的优势。机电产品一体化、微型机电系统等等都是计算机技术在机械设计制造及其自动化领域中进行应用而出现的典型成果。

1 机械设计制造及其自动化的内涵

机械设计制造及其自动化是一门对各种工业机械、设备以及机电产品的设计、制造、运行、控制等过程以及相关企业综合管理技术进行研究的学科。机械设计制造及其自动化主要以机械设计和制造为基础，同时将计算机技术、自动控制技术、信息技术进行有机融合，使得计算机技术、自动控制技术以及信息技术能够更好的解决现代工程领域中存在的较为复杂的技术问题，从而促进机械设计、制造及自动化的发展，同时实现机械产品的智能化。

2 机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用概况

在机械设计制造及其自动化领域，计算机技术的应用范围非常广泛。例如依赖计算机技术使得各种大型成套设备被研发成功，这些设备对与之相对应的重点工程的建设发挥了不可估量的重要作用；计算机技术使得机械设计及制造的精密程度大大增加，带动了计算机工业的发展，使得集成电路的制造能够实现高度集成，且存储器的容量也不断增加；各种航空航天设备、高科技武器装备以及科技等的发展也都有赖于计算机技术在机械设计制造领域的应用。具体来说，机械设计制造及其自动化领域对计算机技术的应用主要体现在对计算机可视技术、虚拟技术及仿真技术的应用方面。

计算机可视技术是指将抽象的机械信息及数据通过计算机技术转换为直观的、便于理解的数据及信息，使得设计制造人员能够通过对这些直观且便于理解的数据进行分析、计算，从而掌握所设计出的机械产品所具有的性能，并对其动态进行掌握，及时了解需要优化、改造之处。计算机可视技术对机械设计制造领域的发展具有两方面的优势，一是通过将计算机可视技术与机械设计制造相结合，能够起到辅助设计的作用，从而避免人工设计中存在的误差及，降低误差出现的概率，使得机械的可靠性、精确性更加有保障；二是计算机技术的设计、制造等的速度远远高于人力设计及制造，因此能够大大提高工作效率，节省工作时间，并加速自动化的进程。

计算机虚拟技术是指使用计算机技术，创建与现实环境相似度非常高的机械设计制造及自动化环境，并进行模拟体验的技术。这一技术能够将人的设计理念先在虚拟环境中进行模拟，使人的设计理念与计算机技术相结合来验证设计的可行性，使人和机械设计制造之间的交流更加高级，从而使得机械设计的过程更加科学合理，同时还能减少对设计出来的产品进行实践检验阶段的费用。

计算机仿真技术是指使用媒体形态对机械模型进行描述，使得产品的系统形态、数学模型及物理模型等更加清晰形象的展现出来，为具体的设计及操作过程提供依据和参考，同时利用计算机的输入、输出功能推动机械设计及制造的自动化，使得机械设计手段更加科学、自动化程度更高的技术。

3 机械设计制造及其自动化中计算机技术应用的具体状况

3.1 机械设计制造及其自动化中计算机技术的辅助功能

机械设计制造及其自动化过程非常复杂，计算机技术自身所具备的优势决定了其在机械设计制造及其自动化中的重要地位和作用。同时这也是计算机技术和机械设计制造及其自动化不断发展的必然结果。计算机辅助设计功能除了在服装、报刊等的设计中占有一席之地，而且在机械设计制造及其自动化中的作用也不可小觑。在机械行业中，计算机辅助功能的具体作用主要体现在：首先，在机械设计制造过程中，会涉及到一些非常复杂的机械图的绘制。而CAD、CAM等都是非常有用的计算机绘图软件，能够降低手工绘图的复杂性，同时也能提高绘图效率；其次，计算机辅助技术能够对机械的结构、形状、尺寸以及工作原理等进行详细的描述，有利于设计者更加快速的找出设计中存在的问题；最后，在计算机辅助功能中对图纸进行修改、再次编辑等都非常容易简捷，可以省略掉手工绘图中一些不必要的环节，提高机械设计的效率。

3.2 机械设计制造及其自动化中计算机仿真技术的应用

计算机仿真技术是计算机可视技术和虚拟技术继续进步的结果，可视技术及虚拟技术是其不断发展的基础。仿真软件通过对研究对象建立数学模型，使其将研究对象的各项数据及信息真实、全面、具体、直观的呈现出来，然后使用计算机技术进行分析研究，一方面使得研究对象的性能更加安全可靠，另一方面也能使修改过程的操作更加简单。而且，仿真软件将现实与模拟进行结合，对研究对象进行仿真实验，使得机械产品的质量更加有保障。

4 我国机械设计制造及其自动化的发展前景

随着科教兴国战略的不断深入推进，我国的机械设计制造业取得了长足发展，获得了一系列丰硕的成果。但不可否认，目前我国的机械设计制造业的发展仍落后于发达国家，必须持续不断的继续向前发展。在未来，计算机技术、信息技术、新材料等技术将会成为机械设计制造及其自动化的主要推动力，其在机械设计制造及其自动化中的应用也必然会越来越深入。总体来说，未来的机械设计制造及其自动化的发展趋势可呈现出以下几方面特征。从以下特征不难看出，计算机技术贯穿于未来机械设计制造及其自动化的始终。

4.1 微型化

计算机技术的不断发展使得在未来机械设计制造也朝着微型化的方向迈进。微型化使得机械产品的体积更小、运动更灵活、能耗更低，从而节省资源及能源并降低生产成本。尤其是在生物、医疗、军事等领域，微型化所具有的优势越来越明显，很好的促进了相关领域向着更高端及精细的方向发展。

4.2 网络化

网络技术促进了经济全球化的发展，同时也使得未来的机械设计制造更加全球化。例如新产品能够以最快速度在世界范围内传播推广。而且，随着各种以网络为基础的远程监控技术的不断更新和完善，机械设计制造将会更加便捷。

4.3 智能化

未来的机械设计制造将会在计算机技术的基础上，将各种新思想及方法相结合，使用计算机技术对人类智能进行模拟，使得机器行为的推断能力、逻辑能力及自主决策能力增强，从而推动机械设计制造过程更加自动化及智能化。

5 结束语

综上所述，在机械设计制造及其自动化中，计算机技术的应用是大势所趋。它不但能将设计非常直观的呈现出来，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。同时它还能对设计作品进行仿真模拟，对其性能进行检测。因此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的与机械设计及制造进行融合，从而促进其更加快速的发展。

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作者简介：何楠（1991-），男，陕西延长人，研究方向：机械设计制造及其自动化。