机械设计制造及其自动化中计算机技术的运用

胡宇鹏

（许昌烟草机械有限责任公司 河南省许昌市 461000）

1 引言

将计算机技术用于机械设计制造领域中，可以将其看成是近代工业革命发展过程中形成的重要产物之一，也是机械化制造与发展的代表。近些年，伴随对外开放政策的实施及经济全球化脚步加速，机械制造行业为了健康、长久发展，企业就一定要主动确立前瞻性思维，在机械设计制造及其自动化内合理使用计算机技术，全面提升机械制造的自动化、信息化与智能化水平，借此方式巩固和提升自身在市场内的地位[1、2]。但计算机技术在我国机械设计制造及其自动化领域中的应用还处于初期阶段，尚未形成完善的应用体系，这在很大程度上影响我国机械设计制造行业在国际市场上的持有的话语权与地位，故而在后续发展阶段要持续进行改进与发展，使机械产品制造实现全面自动化有更强大的技术支撑。

2 机械设计及其自动化的含义

伴随经济社会持续进步与发展过程，很多工业设备原件以及机电产品陆续被用于工业及其他领域中，其实这些工业设备原件便是机械设计及其自动化，其是设备及相应产品从设计、制造运转至生产的一个统称。将计算机技术用于机械设计及其自动化范畴中，主要是为了应对既往生产实践中暴露出的一些复杂技术问题，以进一步提升产品的智能化水平。实现机械设计及其自动化，对我国社会经济发展过程能起到很大的推动作用，其也占据着较高的社会地位。当下，机械设计及其自动化对其他技术领域的创新发展过程也发挥着重要的支撑作用，为诸多领域、行业实现发展进步的重要基础[3]。另外，实现机械及其自动化并合理应用，能明显降低人工劳动强度，提升工作效率，游刃有余的落实传统生产阶段的重、难点项目。对于计算机行业而言，机械设计过程精密化程度的提升，对计算机行业发展也起到一定引领作用。

3 计算机技术

在科学技术日新月异的背景下，计算机技术在发展中取得的成绩是显而易见的，虚拟、可视化及仿真技术逐渐被用于械设计制造过程中，引领本行业现代化、智能化发展进程。计算机技术用于设计制造领域中的主要作用是将相对抽象化的机械数据实现具象化，等同于对外呈现出较具体的数据，而后进行科学、有效的深层次运算，通过分析、处理数据实现提升机械设计制造水平及实现自动化的一种技术类型。计算机技术优势主要表现在如下几方面：

首先，采用计算机进行辅助设计，减少传统人工设计阶段形成的误差，将误差控制在一个很小的范畴中，使设计出的产品更加准确、可靠。其次，能提升工作效率和质量，机械设计制造阶段合理应用计算机技术，能明显短缩工作时间长度，利用机械代替很多手工操作流程，提升工作效率和质量，加速产品设计、制造流程的进度，帮助企业压缩了时间成本。最后，能够提升机械相关信息的流动性，强化操作体验[4]。例如，可以使用计算机虚拟技术模拟机械设计及其自动化活动的情景，并将创新创意理念融合其中，最后以虚拟实验为基础去检测验证其合理性、准确性，能进一步提升机械设计制造及其自动化过程的科学性。再如，利用计算机仿真技术内的媒体形态去建设机械模型，借此方式更清晰、全面的呈现出产品的构造特征及数学物理模型，固然会提升工作效率。

4 计算机技术在机械设计制造及其自动化中的实践应用

4.1 计算机仿真技术

可视化技术和虚拟技术的融合、拓展实质上就是我们所说的计算机仿真技术，其是以数学模型为基础，对机械产品进行仿真设计，并科学测评机械设计制造及其自动化水平，进而使产品生产制造的科学性、合理性得到更大保障。既往在生产制造机械产品阶段，设计环节通常会投入较大资金，成本偏高，并且修整设计内容也是极为繁多的，而通过使用计算机仿真技术，能协助相关人员设计出产品实体的造型，建设三维立体造型，协助设计是观察与分析设计出的实体造型，及时做出调整与优化，减少误差，提升产品设计的精准性，并呈现出三维造型分析结果，为优化机械设计工作质效提供更可靠的保障[5]。

4.2 大数据技术

大数据技术原理是利用计算机等现代化技术采集、组织、处理和量化的一种计算机技术。在机械设计制造自动化阶段，大量的机械设备运行阶段形成的数据信息会被汇总至特定系统内，这些数据不仅能较客观的呈现出设备的生产运作状态，也能协助技术人员及时了解设备运行阶段可能存在的故障问题。机械设计制造企业，可以利用大数据技术深入分析流水线上各环节的数据信息，全面掌握企业生产现状，通过数据分析明确当下产品设计、加工与生产相关问题的成因，并结合分析结果对某机械设备甚至是整个流水线进行检查维修，进而使产品设计制造活动持久、稳定推进有更大保障。

4.3 计算机辅助技术

机械设计制造及其自动化均有较强的综合性，会显著提高以上过程运作的难度，增加其复杂性。伴随时代的发展进步，科学技术日新月异，我国高新技术产业发展中创造很大，信息化、计算机等有关技术应用范畴有很大拓展，对行业办公效率提升发挥很大辅助作用。故而，计算机技术在机械设计制造及其自动化领域中的应用情况也受到很大重视。合理应用计算机辅助技术，能有效应对传统机械设计制造领域中暴露出的很多问题，有助于提升机械设计制造水平与效率。利用计算机辅助技术，能协助相关人员在制造零部件等机械设备时，能更深入的分析其工作原理，协助有关人员在扎实了解零部件运作机理的基础上，科学合理的简化零件制造流程，不仅有利于提升机械设计制造工效，也有助于提升机械产品设计制造的准确度，使整个制造效率和质量到到更大保障。

很多机械零部件设计过程中会涉及到大量的计算工作内容，传统人工计算阶段不仅会增加工作人员压力与作业强度，也很难保证计算结果的精确度。鉴于以上情况，设计人员可以利用人机对话方法进行设计处理，及时修整相关设计参数，有助于整体提升机械产品的应用性能。机械模具设计是机械设计过程中的常见工序之一，为了更整体额了解模具有关信息，可以利用计算机辅助技术进行，还能协助企业更全面的掌握当下本行业发展的大趋向[6]。另外，机械产品设计时会使用到很多较特殊的符号，其对设计工作也提出较高要求。通过使用计算机辅助技术，能够协助设计人员集中处理各种特殊符号，而后进行相关设计各种，能明显短缩设计工作时间长度，为设计人员开展工作创造便利性。另外，也可以将计算机辅助技术用于三维立体造型工作领域中，顺利的建设出三维实体模型，能够为分析工作的云从提供更多、更可靠的信息支持，对优化产品设计质量具有很大促进作用。

4.4 数控技术

近些年，数控加工技术在机械制造领域中的应用情况得到公众的较高重视，该项计算机技术应用阶段表现出诸多优势，比如提升机械产品的加工精确度、提升生产效率及便于开展生产过程管理工作，降低劳动强度及实现自动化机械加工等。数控机床是数控技术在机械制造领域中的主要应用形式，其给予可编程序的过程实现自动制作较高，有效的提升构造繁杂、精密度要求高、多变零件的制造效果[7]。

4.5 3D技术

将3D 技术用于机械设计制造及自动化领域中，不仅有益于提升产品生产过程的完整性，还有益于美化机械产品的外观[8]。在具体应用阶段，工作人员可以利用3D 技术建设模型，这样能更直观的观察到产品设计内存在的不足之处，有针对性进行调整、优化，借此方式提升机械产品的设计制造水平。在生产出机械产品以后，也可以利用3D 技术整体分析产品的载荷能力、特性及外部形状等，使产品的实用性得到更大保障。

5 发展趋势

5.1 智能化

将高新技术用于机械设计制造领域中是行业未来几年中发展的必然趋势，高新技术不仅对本行业可持续发展过程起到引领、促进作用，还能强化机械设计制造企业的综合实力，进而逐渐跻身到国际市场中的前列。当下，我国科学技术发展态势迅猛，机械设计制造行业实现智能化不单纯是一种概念，利用计算机模拟人工智能技术，能进一步提升产品设计制造的信息化水平[9]。这就要求计算机技术要不断拓展自身的应用范围、应用过程的规范性与整体性，并加大对高端设备的普及应用力度，使机械设计制造行业有更充分的准备好迎接智能化时代带来的各种挑战。智能化的实现也是我国机械制造行业做粗的重大变革之一，对整个行业健康、持久发展能起到很大的促进作用。

5.2 开放化

当今时代是多元化时代，我国机械设计制造行业的发展格局日益表现出开放性特征。所谓的“开放性”，就是在生产制造产品阶段，其制造技术不单纯受制于计算机单一技术，主动将更多成熟、先进技术引进其中，使机械产品的设计及制造方面获得更深刻的造诣。特别是对于数控领域而言，其能把仿真技术功能充分的发挥出来，借此方式进一步提升信息处理水平，使相关技术应用过程中表现出更显著的自动化特征。

5.3 网络化

我国互联网技术的成熟度有很大提升，提高了信息传播速度。企业可以尝试使用互联网技术，和世界上其他国家共同专研产品设计制造创新方法，在合作学习过程中提升自我，使我国机械设计制造业在运营发展阶段创造更大效益。

6 结束语

计算机在社会各行各业中均有较为深入的发展和应用，其自身的成熟度也有很大提升，人类社会的发展进步离不开计算机技术的支撑。将其融合至机械设计制造及其自动化领域中，不仅是现代机械设计制造企业发展的主观需求，也是新时代发展的必然趋势。当下我国在这一方面的应用基础相对薄弱，未来还需科技人员加强探索与完善，分析机械产品设计制造中存在的不足，编制科学合理的处理方案，这样方能更有效的应用计算机技术，将技术优势充分发挥出来，为我国社会经济健康发展做出更大贡献。