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提高機械設計自動化水平的有效途徑

來源:消費導刊雜志社 作者:消費導刊編輯部 時間:2022-03-16    閱讀:55 次  選擇字號:T|T

聶曉渝    四川國鑫機械制造有限公司    四川攀枝花     617000


摘要:在企業生產過程中,機械設計自動化水平直接關系著企業的生產效率、自動化程度及經濟利潤獲得情況等。不斷提升機械設計自動化水平,是促進現代企業快速、健康發展的重要支撐,更好的迎合新形勢下社會發展的現實要求,當然這也是機械設計行業亟待應對的現實問題之一。文章在闡述機械設計自動化的含義和必要性,結合當下機械設計自動化現狀,分析其存在的問題,探討了幾種較為有效的提升辦法,最后強調了機械設計制造及其自動化的未來發展趨勢。

關鍵詞:機械設計;自動化;現狀分析;提升途徑


引言

機械設計和制造環節具有工序多、結構復雜的特點,但在傳統的設計和制造過程中,受人工操作水平以及操作設施的限制,在器件設計、建模以及制造的參數設計與選擇方面,實際效果與理想效果差距較大,這樣不僅造成資源的浪費,也會降低機械器件的使用壽命。但是,使用自動化技術進行機械設計和制造可以幫助解決上述問題。本文就自動化技術在應用過程中出現的問題進行研究,并就如何在機械設計和制造過程中得到更好的應用介紹幾種方式或方法,來促進機械領域的發展.

1機械設計及其自動化的含義

隨著社會的進步與發展,工業領域以及其他領域都會應用到一些工業設備原件及機電產品,這些工業設備原件就是指機械設計及其自動化。它是設備及產品從設計、制作運行到生產的一個統稱。在機械設計及其自動化中加入計算機技術,主要是為了能夠解決一些復雜技術問題,能夠更好地實現產品智能化。機械設計及其自動化對于目前的經濟現狀來說,具有重要的地位。對于其他技術領域的發展起到支撐作用,是各個領域、行業進步與發展的基礎。機械及其自動化在一定程度上大大降低了人工勞動生產力,工作效率得到極大提高,各種大型的機械設備也為解決生產過程中出現的重、難點項目提供了可能; 機械設計過程中對于計算機行業來說,它的精細、精密化程度,帶動了計算機行業的巨大發[1]。

2機械設計自動化的必要性

一是提升了機械生產效率,若能在機械設計中實現自動化,則能較明顯的調整傳統機械生產模式,提高機械行業運作效率與質量,降低人力、物力等資源的投用量(見圖 1),機械設備也將會大批量生產,減縮了產品加工生長的時間長度,且還有益于提升機械生產的精密度。二是促進機械生產作業更安全的推進。機械設計自動化,能使設備在生產產品過程中自動感知異常情況,及時傳送出預警信息,在這樣的工況下,機械設備始終維持著較高的靈敏度。設備運轉階段,一旦突發異常情況,那么設備則會快速響應,及時發出警報,這樣工作人員便能在較短的時間內解除問題,消除所有安全隱患,促進機械設備安全生產過程,同時也實現對作業人員生命安全的有效維護。



3 機械設計自動化現狀及存在的主要問題

3.1不同企業發展水平參差不齊。

不同的企業運營階段對機械設備自動化水平提出的要求也有一定差異,這就提示機械設備生產商應為各個行業發展提供差異性服務。近些年,國內陸續涌現出諸多機械生產商,不同生產商的運作模式不同,技術水平也存在一定差異,持有高端生產技術的企業寥寥無幾,難以形成“樣板力量”增強整個行業的自動化設計水平,業內技術水平整體偏低,且尚未建設平衡性。

3.2我國尚未建設功能完善的計算機輔助系統

難以保證設備綜合信息的升級與利用效率,這是國外機械設計自動化更具前瞻性的主要原因之一 。目前國內機械設計多停滯在單機與剛性自動化層面上,在工藝制造水平上長期沒有創新、突破。

4 提高機械設計自動化水平的途徑

4.1 創新機械設計自動化結構

在機械設計的自動化領域中,結構創新對應的工作內容主要是改進與完善是硬件設施條件。不論是部分基礎型元器件的規劃設計,還是那些較關鍵主控芯片的選用環節,均需要擬編與之相配套的標準要求,其務必符合現實的施工需求,而后方能投用到真實的生產場景內。而以上目標的達成絕非是一蹴而就的,需要設計人員積極摒除過往一些實用性偏低、過程冗長且繁瑣的設計,加大各種優勢資源的整合力度,并且要考慮到機械設備的現實運作環境條件,還要確保其能具備較強的兼容性。立足于現實需求,有針對性的、循序漸進的調整與優化機械設計方案,確保設計故障能朝著自動化方向持續前行[2]。

4.2 整合人工智能

在深度研究機械設計自動化內的關鍵與核心內容的基礎上,相關人員也要重視不同地區不同機械設計自動化特征,加強研究、分析力度,在此基礎上構建一個系統性、完善性水平高的技術整合模型?,F如今,人工智能作為信息社會內的新生事物逐漸闖入人們的視線范圍中,且在快速發展進程中小有成就。為確保我國機械設計水平能緊隨時代發展腳步,就需要以人工智能為支撐進行創新設計,力爭在自動化生產中將智能化系統優勢發揮至最大化,將人工智能與自動化技術能效疊加,最大限度的提升機械設計水平。人工智能可以使機械設備實現智能化操作,且可以智能化的檢測出機械設備運行階段的常見故障,使原本較為單一的自動化技術富有更強大的活力,運作模式復雜化但不失系統性,逐漸形成融合式的管理系統。人工智能有診斷機械故障的功能,其先把機械監測到數據經人機界面整合至系統內,而后基于正向推理機制和規則獲得相關的診斷結果,并作出專家意見,最后經減縮獲得既往和最相似的案例,測算出相似度,完成機械設備故障的診斷任務。神經網絡系統是機械設計自動化領域中人工智能應用的典型代表,該系統實質上就是效仿人體的神經網絡而構建的一類電子信息系統,存儲量大且能夠確保存儲數據信息精度是該系統的典型特征。該系統用于機械設計領域中,通過模擬仿真結構的形式解讀部分數據信息,而后基于分析結果獲得參與值 。從結構上分析,神經元結構具備高度的穩定性、緊湊性,其較有效的提升整個神經網絡系統的智能化水平,能精確無誤的處理龐大的信息數據,這就表明可以利用神經網絡系統計算、存儲機械設計自動化過程中涉及到的多種信息。

4.3 增強對自動化技術的虛擬化應用

除了提高自動化技術的柔性應用水平以及加大集成化應用力度之外,增強對自動化技術的虛擬化應用也是促進機械設計制造技術發展的重要措施。技術人員可以利用自動化設備以及設計模型,對機械產品進行 3D 建模,并標注其各項參數。而機械設計和制造具有工序多、結構復雜的特點,使得設計和制造過程中會出現很多的安全問題,并且傳統機械設計和制造主要依賴人工進行檢測,當在出現嚴重機械故障問題時,這些安全問題不僅會對機械產品的質量造成影響,還會對生產加工人員的人身安全造成損壞,給生產廠家和生產人員造成嚴重地損害。

4.4 加大對自動化技術集成化的應用力度

第二個需要采取的措施是加大對自動化技術集成化的應用力度。由于機械設計和制造過程對資源的使用量和質量有著較高的要求,而自動化技術的集成化應用可以在保證設計制造質量的前提下減少資源的浪費,使其在機械設計與制造中發揮應有的作用。自動化技術可以提高資源利用率,有效降低機械設計制造的成本投入,提高機械設備設計和制造的經濟效益,促進機械設計制造行業的發展。傳統機械設計制造工藝過程中,各個部分之間的聯系并不是很完善,使得設計和制造過程中各部分之間的協同性很低,出現大量的不必要損耗,這樣不僅降低了產品的使用壽命與質量,也降低了企業的核心競爭力,使企業在激烈的市場競爭中處于不利地位。因此企業可以通過自動化技術集成化應用的方式,對機械設計制造過程中各環節的實際情況進行了解,然后根據了解的情況,對各部分的生產內容進行科學有效地控制調整,提高機械設計制造過程中的資源利用率,有效降低機械設計制造的成本投入。

4.5 重視完善機械設計的過程

在機械設計進程中,需要借助自動化技術提供多樣化、優質的服務,這就需要設計人員在實踐中積極洞察不同機械產品存在的差異性。任何一個零部件質量均會影響到整個機械設備自動化設計水平與成效,為取得良好的自動化設計效果,就需要設計人員主動探析設計實踐中存在的各類問題,擬定可執行度偏高的應對措施,采用最適宜的方法完成設計任務,重視細微之處設計效果的管理與優化。為確保機械設備能處于適宜的環境下高效率運作,就需要設計人員加強調控策略的設計,將設備運轉階段零部件磨損情況發生率降至最低。針對機械設計過程,可以做出如下闡釋:首先,在機械設計早期,設計關注人員要確立整體思維,把自動化設計工作細化為幾個不同時期和流程,擬定較為完善的設計計劃,勾畫計劃圖、草案圖、零件圖等,在機械產品加工制造工序結束后,應對其關鍵性能指標作出檢測檢查,扎實掌握機械具體設計與指導內容 。其次,在圖紙上繪制好與之相配套的方案簡圖,清晰設定與機械生產活動相關信息,進而更科學的指導機械自動化設計過程。最后,在加工制造機械產品階段,一定要嚴格依照設計圖紙進行,并要檢驗機械自動化設計是否存在不足,認真反思與歸納,確保機械自動化設計任務能順利落實。

4.6 完善監督系統

在以往進行機械制造設計時,大多是由人工作業進行具體操作,在設備運行故障方面,也是由人工處理,以此為基礎,不僅使其制造精確度無法得到科學保障,同時在機械設備出現運行故障時無法及時進行有效定位和解決,在很大程度上影響了企業的生產效率。在實現自動機械設計制造過程中,科學應用內部監督系統還可以有效監督檢查制造設計環節,如果設備運行出現故障,監督系統能夠對故障進行準確定位,查找故障原因,為后期工作人員解決故障提供豐富的信息支撐,進而確保有序開展機械制造設計。

4.7 加大財政資金投入

我國機械化生產水平比較低, 無法達到發達國家水平。 我國提升機械設計制造及其自動化,需要積極引進國外先進的科學技術和技術人才。 因此我國需要加大力度投入資金,提高技術和人才的吸引力。 機械化產業需要突出技術人才的地位,加強產業創新精神,實現機械設計制造及其自動化可持續發展。

5 機械設計制造及其自動化的未來發展趨勢

5.1 網絡化

在現代信息技術高速發展的過程中,機械設計制造將得到更高程度的發展,產生更高的生產效率。在此過程中,各個工作區域都是基于網絡連接,管理人員可以在辦公室內全面監控整個生產流程,確保在生產過程出現問題時能夠及時發現,同時有效采取解決措施,進而避免重大傷亡事故 。檢測人員在任何一個環節檢測到問題,需要應用網絡設備通知修理人員對其進行修理。

5.2 智能化

在進行機械設計制造時,人工智能化具體是基于自動化要求更新相關生產技能,利用智能化優勢進行制造系統的科學構建,確保其完善性,使其生產流程實現更高程度的多元化、統一化和高效化。在未來機械設計制造過程中,利用智能電腦程序可以對機械生產進行直接管理,電腦程序自行解決特定問題,進行及時補救。在具體制造機械設備時,人工智能系統可以實時監控生產過程,并對其進行科學維護。在子工程中,相關單位需要進行自動生產程序的合理開發,確保網絡設備能夠完成簡單工作,有效減少人力成本投入,確保制造業發展具有更高的經濟效益[3]。

結束語

總而言之,在機械設計制造過程中,自動化技術的科學應用能夠實現設計精度的有效提升,大大降低設計難度,并對生產過程進行實時監督。在未來發展過程中,網絡化、智能化、環?;吞摂M化是其相關行業發展的必然方向。機械設計制造及其自動化能夠有效推進我國現代機械制造行業的進一步發展,使其更高程度上滿足國家經濟建設對機械制造行業提出的最新要求。


參考文獻:

[1]孔雀飛.農業機械制造現狀及發展前景分析[J].南方農機,2020,51(15):89-90.

[2]劉楊麗娟.淺析提高機械設計制造及其自動化的有效途徑[J].南方農機,2020,51(15):208-209.

[3]鄧錦龍.自動化機械制造的關鍵技術分析[J].集成電路應用,2020,37(08):56-57.


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