机械设计制造的数字化与智能化发展

蔡丽娟 蔡佳丽 罗富娟

摘 要：随着我国综合国力的不断提升，如今的工业化发展也逐渐朝着现代化方向前进，尤其是机械设计制造领域，在不断发展的科学技术的支撑下，迎来了前所未有的发展机遇。得益于技术的进步以及发展需求的增长，使得机械设计制造行业的升级改造尤为必要且迫切，传统的机械设计制造技术工艺已难以适应现阶段的发展需求，所以数字化与智能化发展将成为今后很长一段时间内我国机械设计制造行业的发展趋势。基于此，本文将重点针对机械设计制造的数字化与智能化发展展开研究，希望为助力行业发展作出微薄贡献。

关键词：机械设计制造 数字化 智能化 发展

Abstract：With the continuous improvement of China's comprehensive national strength， today's industrial development is also gradually moving towards modernization， especially in the field of mechanical design and manufacturing. With the support of the continuous development of science and technology， it has ushered in unprecedented development opportunities. Thanks to the progress of technology and the growth of development demand， the upgrading and transformation of mechanical design and manufacturing industry is particularly necessary and urgent. For the traditional mechanical design and manufacturing technology and process to meet the development needs is difficult at this stage. Therefore， the development of digitization and intelligence will become the development trend of China's mechanical design and manufacturing industry for a long time in the future. Based on this， this paper will focus on the digital and intelligent development of mechanical design and manufacturing， hoping to make a modest contribution to the development of the industry.

Key words：mechanical design and manufacturing， digitization， intelligence， development

在机械制造行业领域，机械设计工作非常关键，唯有高质量完成机械设計工作，才能保证机械制造质量。而随着机械设计制造行业的发展，除了要汲取传统技术工艺的经验以外，更要与现代科学技术结合，尤其是随着用户需求的不断增多与提高，一定要重视数字化与智能化技术的应用，才能最大限度地满足用户的需求。因此，作为机械设计制造行业技术人员，需要对该行业前沿技术保持关注，紧随行业发展方向，掌握全新技术工艺，从而提高企业市场竞争力。

1 机械设计制造数字化与智能化的应用优势

随着现代科学技术的高速发展，数字化与智能化技术在各行业领域中得到广泛渗透，机械设计制造行业也不例外，属于时代发展的必然选择。从机械设计制造行业应用数字化与智能化技术的实际情况来看，表现出的优势体现在如下几个方面：

1.1 提高机械设计制造工作效率

在传统的机械设计制造过程中，会因为存在多方因素的局限，所以行业发展中还存在技术工艺繁杂、效率偏低的问题，导致技术人员的工作时间普遍较长，人才流失率较高，形成对行业发展的不良影响。而随着数字化与智能化技术的引入，与机械设计制造有机结合，不仅优化了技术人员的工作环境，同时也提高了工作效率。尤其是产品生产制造过程中，自动化生产线的开发，使得传统的工艺流程得到简化，节省了大量人力资源，原本要多人完成的工作，只需要一人与自动化机器搭配便可完成，大大提高了产品生产效率。另外，在智能化的管理体系中，能够实现对产品生产过程的智能化检测与问题解决，最大程度保障了产品制造质量[1]。总而言之，数字化与智能化技术的应用，提高了生产线工艺的标准化程度，使得机械设计制造工作效率与产品质量得以全面提高。

1.2 提高产品生产流程安全性

在以往的机械设计制造过程中，对生产线的管控与检测基本由人工完成，但其中涉及到部分危险系数高的故障维修工作，一定程度上会威胁到技术人员的安全。安全性保障在机械设计制造工作中至关重要，保证技术人员的安全才是产品生产的首要前提。而通过应用数字化与智能化技术实现对生产工艺流程的优化，能够用到更为先进的智能化设备去监测生产过程，第一时间找出故障环节且进行维修，从而保证生产的安全性[2]。比如，可在智能终端安装谐波滤波器（如图1所示），借助此装置消除外界环境因素的干扰，强化对不同类型信号的感知，使得人工智能系统能够高效参与机械设计制造过程。总而言之，数字化与智能化技术加持下的监测能够及时察觉问题并报警，提升了故障检出率，实现了保护技术生产人员安全的目的。

1.3 简化生产操作技术

在过去的机械设计制造工作中，由于生产方式以人工为主，所以对每一位技术人员的生产操作技术要求非常高。而随着数字化与智能化技术的应用，推动生产线的智能化升级，不仅如上述所言减少了技术人员的数量，也进一步简化了操作技术要求，以前较为复杂的生产操作技术也变得更为简单。另外，生产流程有了数字化的加持，质量标准能得到统一，有助于生产质量的全面提高。

2 机械设计制造的数字化与智能化发展趋势

2.1 积极响应绿色发展号召

随着我国工业化发展速度不断加快，在发展过程中也出现了对环境的破坏行为，并且破坏程度日渐加剧。所以，为了保证发展可持续化，国家提出了绿色发展口号，那么在机械设计制造行业的发展中，同样要响应并践行“绿色发展”的理念，将该理念渗透到未来的发展规划中。将数字化与智能化技术与传统机械设计制造流程进行结合，为了保证其可持续性发展，要尽可能选用更环保的材料，或是通过技术优化减少生产过程中造成的环境破坏。所以，将数字化、智能化技术与机械设计制造相结合，一定要完善技术工艺，改进生产线中可能存在环境破坏的技术环节，从根本上解决生产过程中的污染问题。

2.2 完善数字化与智能化体系

在当前科学技术水平不断提高以及机械设计制造行业快速发展的背景下，构建完善的数字化与智能化体系尤为必要。事实上，在近些年的发展中已有许多产品生产技术工艺出现了智能化的升级改造，或是将先进的智能化设备引入到传统生产线中，然而均未形成完善的数字化与智能化体系，所以无法进行集约化、统一化管理。所以，为了提高生产管理质量，需要在今后的发展中对生产流程予以数字化与智能化完善建设，唯有将整个生产过程中的独立部分进行体系化串联，借助大数据挖掘技术构建数字化管理模式，才能达到统一化管理效果，强化各个环节之间的数据交流共享，从而提高产品生产效率与企业经济效益。

2.3 机械设计模型构造的数字化发展

在过去的机械设计制造过程中，模型设计用到的基本是电子版模型，再进行人工搭建，这种设计方式不但费时费力，而且会因为数据之间的误差难以减小而影响产品的质量。而有了数字化与智能化技术的加持后，便可得到电子模型的三维立体效果，在计算机中结合数据进行虚拟化再现，能明显提高产品设计与制造的质量[3]。此外，模型设计朝着数字化方向发展，还能促使数据的进一步精细化，生产技术人员只需掌握数字化设备的操作技术，便能轻松完成优质的产品模型设计，降低了技术人员就职门槛以及提高产品设计效率。机械设计模型构造的数字化发展，主要是利用计算机信息技术对设计模型方案进行模拟（如图2所示），将各项参数与运行环境输入到系统中，便能自动化生成机械设计方案中的模型以及实施过程，通过观察方案设计实施情况便能了解其中存在的缺陷，在不需要进行实务操作的前提下，便可对设计模型方案进行改良。

3 数字化与智能化在机械设计制造中应用的注意事项

如上述所言，在机械设计制造领域应用数字化与智能化技术是时代发展所趋，关系到该行业未来的可持续发展。然而，在数字化与智能化技术的具体应用中，还需要重点关注如下几个方面：

3.1 重视系统优化

在将数字化与智能化技术融入到机械设计制造领域的过程中，虽然对设備与技术的升级改造是关键，但一定不能忽视系统优化的重要作用。因为技术升级一定会带来设备使用与管理方面的细节变化，自然要对整个系统展开升级优化，才能保证设备、技术的作用发挥达到最大化。系统升级并不仅限于先进技术的引入，还要重视生产线内各个环节的协调配合，才能保障产品生产质量。

3.2 招聘优质人才

信息化时代的到来让机械设计制造行业得到迅猛发展的机会，而且在数字化与智能化技术的加持下，机械设计制造行业的工作质量与效率有了大幅提升。然而，目前从事机械设计制造的人员的信息技术素养并不高，对数字化与智能化技术有研究的人员多数集中在互联网行业，所以机械设计制造行业要想实现突破和长远发展，需要引入更多专业型人才。唯有更多优质人才的加入，才能实现对智能化设备进行合理使用与管维，还能对技术进一步升级改进，不断提高企业的市场竞争力，并且为我国机械设计制造行业的健康发展奠定坚实基础。

3.3 重视产品商品化

完成机械设计工作之后，需要由专人对设计方案进行检验，明确机械产品的设计目的在于产品商品化，能够为企业带来经济收益价值，所以在开展设计工作与投入生产制造之前，必须把握好市场需求动向，才能找准设计产品的定位，更能满足市场需求。

4 结语

综上所述，机械设计制造的数字化与智能化发展不仅仅是时代发展的必然趋势，同时也是机械制造企业不断提高市场竞争力的必要手段，通过引入数字化与智能化技术，不但能优化传统设计制造过程中的不足，还能提高产品的生产效率及质量，有着广阔发展前景。所以，机械制造企业研发部门应当高度重视先进技术的研发、引入与应用，与现有的产品设计与制造流程相结合，促进整个机械设计制造行业的良好发展。

参考文献：

[1]曹羽.机械设计制造及自动化的设计原则和发展趋势[J].内燃机与配件，2020（12）：212-213.

[2]涂春莲.机械设计制造的数字化与智能化发展[J].农机使用与维修，2021（10）：40-41.

[3]惠子君.机械设计制造的数字化与智能化发展前景分析[J].内燃机与配件，2020（17）：154-155.

作者简介

蔡丽娟：（1988—），女，重庆人，研究生，讲师。主要研究方向：工业机器人技术应用。