智能制造背景下机械设计相关探究

吴慧霞 刘调调 徐霞霞 周钰宝

[摘    要]随着我国社会科技飞速发展，智能化已经成为一种逐渐显化的趋势，在制造业领域中，借助于智能化技术优势，逐渐形成了智能制造，也成为社会发展中重要的推动力量。与西方发达国家相比，我国智能机械设计技术还存在一定的差距，这主要是由于我国智能制造起步晚，但发展相对较快。为了促进我国智能制造发展，必须明确智能机械设计技术要点，满足社会发展实际需求。基于此，加强对智能制造时代机械设计技术的研究具有十分现实的意义。从我国智能机械设计技术的现状、机械智能设计存在的问题以及智能机械设计技术要点等几个方面进行分析，如何在智能指导时代提高机械设计技术，为我国智能机械制造领域提供参考价值。

[关键词]智能制造;机械设计;技术要点;有关研究

[中图分类号]TH122 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）10–00–03

Research on Mechanical Design Technology in the era of intelligent Manufacturing

Wu Hui-xia， Liu Tiao-tiao， Xu Xia-xia， Zhou Yu-bao

[Abstract]With the rapid development of social science and technology in our country， intelligence has become a gradually manifesting trend. In the manufacturing industry， with the help of intelligent technology advantages， intelligent manufacturing has gradually formed， and it has become an important driving force in social development. . Compared with western developed countries， my country's intelligent machinery design technology still has a certain gap， which is mainly due to the late start of my country's intelligent manufacturing， but the development is relatively fast. In order to promote the development of intelligent manufacturing in my country， it is necessary to clarify the key points of intelligent machine design technology to meet the actual needs of social development. Based on this， it is of great practical significance to strengthen the research of mechanical design technology in the era of intelligent manufacturing. From the current situation of my country's intelligent machine design technology， the existing problems of machine intelligent design and the key points of intelligent machine design technology， how to improve machine design technology in the era of intelligent guidance provides reference value for the field of intelligent machine manufacturing in my country.

[Keywords]intelligent manufacturing; mechanical design; technical points; related research

智能機械制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。智能机械制造优势明显，不但能够有效缩短产品研制周期，从而提高生产效率和产品质量、降低运营成本和资源能源消耗，并促进基于互联网的众创、众包、众筹等新业态、新模式的孕育发展。智能机械制造通常以智能工厂为载体，通过对关键制造环节智能化的改造，以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征。在我国科学技术发展迅速的今天，智能机械制造技术的发展起着无可替代的作用，是推动我国社会发展的主要动力。通过对智能机械设计技术的应用，促进机械制造行业同步发展，是我国经济转型的重要部署，也是相关企业发展的必然趋势。

1 智能制造背景下我国机械设计技术的现状

机械制造是推动我国经济发展的主要动力，同时也是社会建设的关键行业。机械制造行业中，机械制造设计近些年发展迅速，据国家机械指导行业发展相关统计数据显示，2018年我国机械制造行业创造约30万亿元的产值，相比前一年增长明显。2019年中国制造业产值约为34万亿元，占GDP30%左右，是当之无愧的第一大产业。在这34万亿元产值中，以机电、化工、机械设备等工业产值占到了83%以上，高端产业贡献率不到20%。从数据变化中能够发现，我国机械行业发展迅速，这其中离不开机械设计技术发展与升级的支持。但是我国机械技术与智能制造发展相对较晚，加上智能制造时代的发展还需要进一步优化和社会产业链的同步协调，所以相较于发达国家的机械设计技术还存在一些距离，对此还要端正发展态度，积极从智能机械时代角度出发，突破机械设计技术发展的局限性，推动机械制造行业的发展。

2 智能制造背景下我国机械设计技术存在的问题

2.1 机械设计工艺水平较低

智能机械设计工艺时在传统的制造行业基础中，融入智能科学技术产生的新型机械行业，是未来机械制造行业发展的趋势。但我国机械制造也起步较晚，工艺基础薄弱，很多工艺水平落后于世界水平，导致在发展智能机械制造的过程中，由于工艺基础薄弱，出现核心技术不足，创新能力较弱的问题，严重影响我国智能机械制造行业的发展。同时也会影响我国机械元件的生产与加工，目前，我国大部分机械制造企业使用外国的先进设备进行元件生产和加工，很难形成自主的产业控制环节，限制智能机械制造行业的发展空间。而外国先进的机械制造已经全面实行纳米技术、高分子复合技术以及微型机械的生产和加工工艺，基本实现生产自动化以及产品设计自主研发的机械生产规模。辅助设计技术CAD绘图工艺已经广泛应用到工业发达国家加的企业中，其覆盖比例已经达到六成以上，而我国CAD绘图工艺覆盖比例仅为半成，如此巨大的差距让智能机械制造工艺发展举步维艰，也是亟需我国智能机械制造工程人员需要解决的问题。

2.2 机械设计缺乏核心技术

随着5G技术的广泛应用，机械设计越来越趋于网络化、智能化。未来将实现互联网一体化的制造领域，也是各行机械设计企业极力发展的目标。5G时代是我国首次独立开发第五代网络通信技术，能够有效应用于机械设计的核心芯片技术，提升我国自主研发的科技创新。而在我国大多数机械制造企业仍采用国外的核心芯片技术，购买成本较高，导致众多机械设计研发项目受到芯片成本影响无法实现。在未来的机械设计中，需要企业利用5G技术，进行核心芯片的研究，从而降低开发成本，争取早日实现我国机械制造业自主研发工作。

2.3 机械生产以人工为主

目前，我国机械制造行业仍然以人工制造为主，但在智能机械制造行业，工艺水平要求更高，纳米机械原件和微型机械产品生产众多，人工难以进行精密机械的加工和生产工作，引发很多机械制造企业生产力严重不足，而人工生产的方式效率较低，影响企业的生产能力，需要机械制造企业极力发展智能工业生产，代替人工进行机械制造，提高企业产品的精密程度以及生产力，保障智能机械技术的顺利发展。

3 智能制造背景下提升机械设计技术的相关的策略

3.1 日常生产中融入环保节能技术

随着社会建设的发展，人们逐渐認识到环保节能的重要性。作为科技领先行业的智能机械设计技术，也应该将环保节能理念融入到实际的机械产品的研发工作中。在实际设计过程中，机械设计人员在保障产品能够达到智能高效的前提下，减少产品的能源消耗，采用可回收利用的环保材料进行主体结构的制造。首先，在机械设计中加入对机械产品原材料研发工作，开发出符合现在环保要求的材料，加大对新型材料实验工作，早日将新型材料应于实际产品中，从而提高智能机械产品的环保性能。其次，要考虑机械产品达到使用寿命后。能否对周围环境和人们的健康造成影响，在生产过程中减少能够造成环境污染的原材料使用，避免机械产品的造成污染。最后，在机械产品设计过程中，保持产品的性能的同时，降低能源消耗，提高产品的节能性，在生产过程中也要降低生产车间的能源消耗，节约产品生产的成本，从而加强智能机械设计的环保节能技术。

3.2 提高企业的智能分配能力

对于整体智能机械产品的进行资源分类，能够有效推动机械制造行业的发展。其主要分类方式有以下几点。

（1）对机械设计中的智能系统进行资源分类，将系统收集的信息进行整理和分类，提取有效的信息应用在系统的开发和日常维护工作中，反馈给设计人员，确保系统信息收集的有效性。

（2）对智能机械制造过程进行资源分类，制造链中包含各种信息数据，机械识别模块会结合材料供应商所提供的材料，分析机器的功能。进行分析后，信号传感器发出信号，指示灯变动的时候，说明设计的技术与生产需求不相同，需要人员对智能机械进行调整，假如指示灯不变动，则证明机械技术和生产需求相符合，可以直接进行生产。

3.3 增强企业的智能技术

在机械企业产品生产过程中，融入智能技术，提高机械制造的智能性，促进企业的发展。首先，在产品设计中，增加智能技术，将核心芯片技术融入在产品的中，利用系统的智能性提高机械产品的自主工作和运行能力，确保机械产品能够在人们的日常生活和生产中提供方便。提高机械产品的工作效率。其次，在产品生产过程中融入智能技术，利用智能生产设备进行企业加工和生产工作，降低人工使用，智能设备的使用能够提高企业生产精密性，帮助企业进行微型机械元件以及纳米机械的生产，开发符合机械产品的系统应用在产品中，提高产品的性能，促进企业的智能化生产，为企业创造更多收益，开拓其发展前景。

3.4 提高企业的创新能力

在智能制造时代下，机械制造企业需要引进创新的思维方式，提高设计人员的创新理念。为生产设计出更多的智能机械设计方案。由于，我国机械制造行业相对落后，需要企业设计人员研究西方发达国家的机械理念，改善企业产品的自身缺点，进行设计创新，融入智能系统增加产品的智能性，帮助企业进行产品创新。企业经营理念的创新，改变传统的生产方向，开展现代智能市场进行调研，了解产品行情，以及国内的行业的空缺，增加对此类产品的研发力度，满足智能市场需求，从而增加企业生产收益，提高创新能力。在生产过程中融入创新理念，进行生产规划的智能性，将产品精密部分进行智能机械生产，主体安装使用人工进行，人工与智能的创新结合才能符合我国机械企业发展需求。

4 结束语

总之，智能化机械制造设计技术的研究目的是为了提高机械制造设计的智能化建设水平，更是为了能够通过智能化建设提升中国的整体经济实力，进而推动其他行业的发展。伴随着时代的发展和科技的进步，机械制造的技术水平也在不断地攀升，尤其从总体水平来看，我国在智能机械设计水平和智能机械制造的生产水平上都取得了极大的进步。虽然还不能远超于发达国家，可以说我国已经在某种程度上实现了高度的智能自动化，不过依据我国现在的技术发展水平，还有很大的上升空间及广阔的发展前景。所以，当前的首要任务就是解决机械设计的技术性难题，将为我国的智能机械制造设计做出重大贡献。

参考文献

[1] 李联贵.智能制造时代机械设计制造及其自动化技术研究[A].中国环球文化出版社、华教创新（北京）文化传媒有限公司.2020年南国博览学术研讨会论文集（一）[C].中国环球文化出版社、华教创新（北京）文化传媒有限公司：华教创新（北京）文化传媒有限公司，2020：4.

[2] 黄志坚.智能制造时代背景下机械设计技术问题及措施分析[J].内燃机与配件，2020（12）：219-220.

[3] 黄少华.智能制造时代背景下机械设计技术问题及措施研究[J].世界有色金属，2020（1）：189，192.

[4] 高松林.关于智能制造时代机械设计技术的几点研究[J].湖北农机化，2019（24）：148.

[5] 蔡志容.智能制造时代机械设计制造及其自动化技术研究[J].内燃机与配件，2019（22）：195-196.

[6] 郑添春.智能制造时代机械设计技术的几点分析[J].冶金与材料，2019，39（5）：126-127.

[7] 陈海燕，邵博，孙旋.关于智能制造时代机械设计技术的研究分析[J].科技创新与应用，2019（21）：157-158.