智能制造时代机械设计制造及其自动化技术研究

周慧芳

摘要：随着智能制造时代的到来，机械设计制造与自动化技术进行了有机融合，机械设计制造的效率日益提高，但是从目前机械设计制造的发展现状来看，机械设计制造技术还有很大的提升空间，本文主要从智能机械制造的概述出发，探究智能制造时代，机械设计制造及其自动化技术发展的对策，希望给其他学者的研究提供新的参考视角。

Abstract： With the advent of the era of intelligent manufacturing， the organic integration of mechanical design and manufacturing and automation technology， the efficiency of mechanical design and manufacturing is increasing， but from the current development status of mechanical design and manufacturing， mechanical design and manufacturing technology still has great For room for improvement， this paper mainly starts from the overview of intelligent machinery manufacturing， explores the countermeasures for the development of machinery design and manufacturing and its automation technology in the era of intelligent manufacturing， and hopes to provide a new reference perspective for other scholars' research.

关键词：智能制造;机械设计制造;自动化技术

Key words： intelligent manufacturing;mechanical design and manufacturing;automation technology

中图分类号：TH122                                     文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）05-0202-03

0  引言

随着智能制造时代的到来，我国机械设计制造及自动化技术日趋提高，给我国机械设计制造及自动化技术的发展提供了技术支持。要想在机械制造行业充分发挥机械设计制造及其自动化技术的优势，就要从智能机械制造的现状出发探究智能机械制造与机械设计制造及自动化技术之间的关系，进而才能提出优化措施，促进机械设计制造及自动化技术的平稳发展。

1  智能机械制造的概述

1.1 智能机械制造的主要特点

第一，安全性。

智能机械制造的工作难度较大，技术性较强，制作周期也相对较长，在设计过程中也存在着诸多细节问题，蕴藏着一定的风险。在传统制作模式下，一般都是通過人工监控的方式开展智能机械制造，但是在制作过程中人工无法实时监控，而且监控质量与人的制造素质关系紧密，如果人员素质较低，那么很容易就出现制作风险[1]。与此同时，在智能机械制造过程中，会出现一些制造事故，知道事故会威胁到制造人员的人身安全，但是在智能机械制造时代背景下，机械设计制造都是借助智能化机械设备，能够通过实施监督和远程操控的方式进行制造。并且可以通过数据传导的方式，对制造过程进行监督，进而能够保障整个制造流程的安全，降低故障发生概率。

第二，节能降耗。

在智能机械制造时代，机械制造设计流程都是运用自动化技术进行制造，而自动化技术能够根据代码的规则自动运行相关的设备，控制整个制造流程。在机械制造过程中，器件之间可能会产生一定的摩擦，会造成器件磨损问题，给机械制造企业带来一定的经济损失，但是在智能机械制造背景下所有的器件都是在自己的运行轨道上运行，摩擦减少器件的故障，器件的磨损也会降低，因此能够起到节约资源的作用[2]。

第三，便捷性。

所谓的便捷性，就是在智能机械制造背景下机械制造的流程也更加简单。由于智能机械制造，将很多人为流程改为自动控制，而工作人员只需要操控智能机械制造的机器即可，部分工作流程可以进行机械操控，所以无需设置专门的人员进行监督，因此提高机械制造设计的便捷性。

1.2 智能机械制造的优势

第一，提高机械生产效率。

智能机械制造的衍生背景之一，就是机械制造的效率过低，因此通过技术改革的方式提高机械生产效率。在传统工作模式下，机械生产主要依靠人力支撑，因此机械制造行业也属于劳动密集型产业，但是单纯的依靠人力，效率过低，无法满足现阶段社会对机械制造的需求[3]。与此同时，由于参与人员较多，机械制造过程较为复杂，任何一个环节出问题都会影响到整个机械制造的成果，所以在依靠人力开展这些制造工作时会出现实际知道的产品与预期产品有偏差，所以还需要进行后期的修复或者是重新制造。总而言之，在现阶段，人们对机械制造产品的需求日益增加，如果还依靠人力开展这些，那么无法满足市场的需求。因此将智能制造应用到机械制造机器自动化技术中，能够将自动化制造代替传统的人为之道，进而大大提高了机械生产效率。其次，智能化制造与传统的人员制造不同，智能化制造是根据事先设定的代码开展制造工作，所以工作人员只需要将相应的产品所对应的代码程序录入要智能化制造设备中设备就能够自动启动，按照代码流程制造产品，这种制造方式所制作的产品准确率较高，精准度也较高，成品较多，失败品较少，后续无需进行二次重造，制作效率较高。

第二，降低失误率，保障工作人员安全，在传统机械制造模式下，都是采用人工制造的方式，由于机械制造产品的种类，多部分机械制造产品会涉及到很多危险操作，一旦操作不当或者工作人员没有按照规矩进行操作就会影响到整个操作流程，甚至还会导致整个操作系统出现故障，这不仅影响到制造效率，同时还会威胁到工作人员的安全问题[4]。但是在智能制造时代，自动化技术融入到机械设计制造过程中，几乎所有的流程都可以依靠自动化技术实现，所以很多危险的环节，无需人为亲自操作，在一定程度上保障了工作人员的安全。由于智能制造受到人为因素的影响较少，环境适应能力强，所以智能制造的准确度更高，故障率也会更低。

2  智能制造时代下机械设计制造及其自动化技术发展有效措施

2.1 以节能降耗为导向降低制造成本

第一，机械设计制造行业涉及的制造产品较多，制造流程较为繁琐，因此在制造过程中所耗费的能源和原材料相对较大，但是随着机械制造行业的发展，社会对机械制造行业的产品和制造流程都提出了新的需求，近年来国家对环境保护问题和资源节约问题关注程度越来越高，而机械制造是耗能较高的行业因此要想保障机械制造行业得以持续稳定发展，就必须要积极响应国家的号召，顺应国家的政策，在智能制造时代实现节能生产，降低能源消耗[5]。首先，提高资源利用率。部分机械制造产品都是批量生产，在生产过程中会耗费大量的原料，因此企业要对这些原料进行分类，哪些原料可以进行二次利用，对于可回收利用的材料要再次投入到生产中，避免材料浪费，与此同时要优化材料的使用环节，在机械制造过程中要根据制造产品的类型尽可能的选择可回收利用的材料，一方面可回收利用的材料能够二次使用，降低企业的采购成本，另一方面通过减少制造材料的排放，在一定程度上能够起到环境保护作用。其次，处理好污水排放工作。在机械设计制造过程中，会产生大量的排放物[6]。传统工作模式，部分企业环保意识相对薄弱，直接将排放物就近排放，这种排放方式会污染当地的土壤和水源，尤其是有一些重金属含量较高的污水，还会给当地居民的人身安全造成危险。针对这一现象，目前国家也对机械设计制造行业提供了新的需求，在智能制造行业，机械设计与制造水平越来越高，自动化技术也越来越完善，所以在机械设计制造过程中也要做好污水处理工作。一方面，可以在机械制造过程中利用自动化技术减少污水及废物的产生，对于能回收利用的要进入循环系统，进行二次利用。对于无法回收利用的要进行清洁处理。另一方面，在污水和废料排放过程中，要先檢测污水和废料的成分，然后选择合适的处理方式，与此同时要按照国家规定选择合适的排放地点，按规矩进行排放，在智能制造时代背景下，污水和废料处理也日趋自动化和高效化。对于常规的污水和废料，智能化制造系统能够自动检测处理和排放无需人员参与，对于特殊的污水和废料系统会发出警报，告知工作人员，然后工作人员会重新检测污水和废料的成分，并采取清洁措施让其达到可以排放的标准。对于这部分特殊的污水和废料，工作人员在找到解决方案之后，可以将这类解决方案转化成代码，录入到智能系统中，丰富智能系统的数据库，进而在后续遇到这类污水和废料是系统就能够自动识别和处理。

第二，实现清洁生产。

机械制造行业在智能制造时代背景下制造流程日趋自动化制作压力也相对较小，因此要将工作的重点着眼于清洁生产上，尽可能的降低机械制造产品的能源消耗[7]。首先，要选择清洁能源进行生产。随着智能制造时代的到来，机械设计行业都纷纷探讨机械设计制造及企业自动化技术，所以行业内可以进行交流沟通，探究如何在高效生产的同时，实现清洁生产。其次，优化制造流程。部分机械制造产品随着制造流程的增加，所排放的污水和废物也不断增加，在智能时代背景下，机械设计制造及其自动化技术也日趋完善，制作效率越来越高，但是部分制造流程并没有缩减，所以在智能制造时代背景下，还需要继续以技术角度为切入点，探究机械设计制造及其自动化技术，从技术维度出发实现清洁生产。最后，要想实现清洁生产，必须要重视机械设计流程。在机械设计过程中要请专业的工程人员，做好机械设计方案，通过把控每个机械设计方案的细节，提高机械设计的质量，达成清洁生产的目标。详细设计流程如图1所示。

2.2 融合数字化机械设计形式

在智能制造时代背景下数字化机械设计形式也融入其中，为促进机械设计制造行业的发展提供重要的数据支持。

第一，利用数字化机械设计形式实现信息共享。

机械设计制造的流程相对较多，所以几乎所有的机械设计制造产品都是跨部门生产，比如涉及到材料采购部门，制造监督部门和生产部门，在传统工作模式下都是以人力生产为主，所以很多信息都需要部门之间的对接人进行沟通共享。这种沟通共享方式虽然支持了机械制造产品的发展，但是由于要人为进行沟通，所以效率相对较低。与此同时，在沟通过程中，部分部门的对接人会对信息进行二次加工和主观改造，所以在一定程度上会造成信息失真问题，因此信息共享和信息准确度成为阻碍机械设计制造的重要难题[8]。但是在引入数字化机械设计形式之后，可以借助该技术，实现信息共享。首先，在机械设计制造过程中，自动化技术会捕捉相关的制造信息，并将信息转化成数据，上传到某个平台上，这种上传方式避免了人员对信息主观加工的问题，在一定程度上能够保证信息的精准度。与此同时将信息上传到某个信息平台，相关部门的人员都可以登录这一信息平台，获取信息无需进行线下一对一沟通。这种信息沟通方式缩短了信息沟通的环节，提高了信息沟通的效率。其次，对于自动化技术无法识别的数据信息，工作人员可以进行手动更新。虽然目前在智能时代背景下，机械设计制造及其自动化技术已经日趋成熟，但是部分数据自动化技术还是无法捕捉和识别，对于此类信息相关部门的人员可以手动将其更新到信息平台上，并对其进行标注，其他部门人员可在信息平台上查看此信息，并对标注问题进行探讨和反馈。

第二，数字化机械设计形式具有信息归纳和整理功能。

机械设计制造产品的制造流程较多，产生的数据量也比较大，在传统工作模式下，都是人为对制造流程进行记录。这种人为记录方式一方面是效率低，另一方面是由于人员会容易受到外部环境的影响，所以在记录过程中可能会出现记录误差，造成数据不准确，进而影响后续的产品生产。但是在引入数字化机械设计形式之后，该技术能够对信息进行自动收集和整理，同时工作人员可以在智能化系统中录入相关的指令，那么该系统就能够在信息收集完毕之后，将信息发放到指定的部门，并提醒他相关人员观看[9]。总之，在智能制造时代融合数字化机械设计形式，对于提高信息处理效率，促进信息沟通具有重要作用。

2.3 运用电子化图纸

图纸是产品设计的基础只有先设计出图纸才能够开展后续的指导工作，但是在传统工作模式下，一般都是采用纸质版的图纸。但是随着社会对机械设计制造产品的需求量越来越多，并且还出现了很多定制化的产品，所以如果依靠纸质版的图纸，工作效率相对较低，与此同时纸质化的图纸还存在着以下弊端。首先，纸质版的图纸携带不方便[10]。部分机械制造产品涉及到的图纸张数较多，所以工作人员在拿纸质版图纸进行制造时会不太方便，与此同时纸质图纸还会涉及到破损、污染、丢失等问题。再加上部分机械设计制造的环境相对较差，所以携带纸质版的设计图纸并不方便。其次，更改难度较大。由于市场上涌现出很多定制化的产品，如果用户的需求发生改变，设计人员就要对设计图纸进行修改，但是纸质版的图纸容易被涂抹，而且部分图纸纸张较大，无法实现随时随地的更改。最后，部分机械设计制造产品的设计图纸要进行存档和保留，但是纸质版图纸在保留过程中容易受潮而腐烂。因此在智能制造时代背景下，要运用电子化的图纸完成设计工作。

第一，电子化图纸的设计效率高。在智能制造时代背景下，出现了很多智能设计软件。这些软件本身就有一定的设计模板，所以在此基础上进行产品设计效率更高。与此同时利用智能设计软件在绘制图形时精准度会更高，因为智能设计软件受外部环境的影响较小，所以随时随地可以对图纸进行修改。

第二，电子化图纸更方便携带和保留。手机和电脑已经成为当下办公的主要工具，在智能制造时代背景下手机和电脑也可以完成图纸设计工作，当用户出现相对紧急的需求，要求对产品的图纸进行更改时，相关的设计人员可以在手机或电脑上直接完成图纸更改问题，与此同时还可以直接导出设计图给用户观看，用户可以根据图纸内容提出自己的想法和修改意见。电子画图纸可以通过存档的方式进行保留，与此同时，电子化图纸不需要实际的保存空间，一般都是保存到某个网络平台或者是某个终端。除此之外，在智能制造时代，很多机械制造企业都有自己的网络平台和自己的内网，所以安全性也相对较高，可以通过技术手段去保障电子化图纸的安全性。

3  结束语

在智能制造时代背景下机械设计制造及其自动化技术，还有很大的空间，在优化技术的过程中要遵循国家的相关政策，跟随国家政策去调整机械设计制造的方向，与此同时，要根据企业目前实际的发展现状去优化生产方式，提高企业的经济效益。

参考文献：

[1]孟丹.智能制造时代机械设计制造及其自动化技术研究[J]. 装备维修技术，2021（4）：2.

[2]郭琳.智能制造时代机械设计制造及其自动化技术研究[J]. 科学与信息化，2021（9）：1.

[3]刘言刚.智能制造时代机械设计制造及其自动化技术的探讨[J].车时代，2021（1）：1.

[4]安仲举.智能机械设计制造自动化特点与发展趋势研究[J]. 中国设备工程，2020（6）：3.

[5]聂光辉.智能制造时代机械设计制造中自动化技术研究[J]. 商业2.0（经济管理），2021（16）：2.

[6]白剑森.机械设计制造及其自动化的发展方向分析[J].内燃机与配件，2020（8）：2.

[7]王泽晓，黄晓晨，吴江才.智能机械设计制造自动化特点与发展趋势研究[J].中国机械，2020（18）：2.

[8]任海波.智能机械设计制造自动化特点与发展趋势研究[J]. IT经理世界，2020，23（6）：1.

[9]袁清，王宇行，孙海涛.智能制造背景下机械设计及自动化技术发展方向研究[J].安防科技，2020（14）：1.

[10]陈继全.智能机械设计制造自動化特点与发展趋势研究[J].精品，2020（12）：1.