現代機械工程設計領域虛擬制造技術的運用

楊舒然

摘 要：近幾年來，隨著我國國民經濟的迅猛發展，虛擬制造技術在現代機械工程設計領域的運用也逐漸出現在了人民的視野中，并引起了人們的廣泛關注。同時，虛擬制造技術在現代機械工程設計領域中也發揮著越來越重要的作用。因此，本文對現代機械工程設計領域虛擬制造技術的運用做出了相關內容的分析。

關鍵詞：現代機械工程設計領域；虛擬制造技術；運用

在現代機械工程設計中，我們必須要充分認識到虛擬制造技術的重要性，加強對虛擬制造技術的運用，從而能夠有效地解決這些傳統意義上的問題，不斷提高產品設計的市場競爭力，最終提高其經濟效益。

1 虛擬制造技術概述

1.1 虛擬制造技術的特點

相對于傳統的機械制造技術來說，虛擬制造技術的特點是其以虛擬的環境為基礎，強調對計算機技術的應用，因此它的設計技術性更強，設計觀念也比較新穎。并且相關的工作人員也可以利用建立的模型進行虛擬裝配，從中發現其存在的問題，并通過研究分析，找出相應的解決措施，進而在虛擬制造技術的實際應用過程中，能夠保證其精確度。除此之外，虛擬制造技術還可以通過計算機來實現對零件的改裝，這種操作方式更加的簡潔方便，并且還能在改裝完成之后形成一個新的模型，大大降低出錯的概率，提高其產品的質量，最終提高市場競爭力。[1]

1.2 虛擬制造技術的過程

在現代機械工程設計中應用虛擬制造技術的主要目的是提高機械工程的質量。因此，在現代機械工程設計領域必須要加強對虛擬制造技術的運用，明確虛擬制造技術的過程，在充分了解產品的性能的基礎上，并結合客戶的實際需求來科學合理的利用虛擬制造技術。

2 虛擬制造技術中的關鍵技術

2.1 建模技術

需要明確虛擬是指通過對計算機語言的應用將現實中的制造系統映射到虛擬的環境中，這個過程設計了一些的建模環節和模型的建立，并對這些建模環節進行抽象化的描述表達。

2.2 仿真技術

仿真技術就是通過對計算機語言的充分利用，從而將復雜的機械生產系統模型化的技術，最終能夠獲得一個完整系統的系統模型，并且能夠通過對仿真技術的應用來加強對模型的應用，達到很好的應用效果，從而形成一個科學全面的性能分析。

2.3 虛擬現實技術

虛擬制造中的虛擬現實技術的優勢之處在于可以有效的改善計算機的交互方式，從而提高計算機的可操作性。它主要是通過對計算機圖像系統的應用，從而創造出一種三維的交互環境，給人類帶來深刻的體驗的虛擬制造技術。虛擬現實技術是在對傳統的計算機交互方式的一種創新改進，極大的提高了計算機可操作性。除此之外，它也給人類帶來了一種對虛擬環境真實的體驗，是科學技術的不斷發展的成果。

3 虛擬制造技術在現代機械工程中的應用

3.1 強大的通用性和功能性

力學對虛擬樣機技術的建立和發展做出了非常大的貢獻，它也是虛擬樣機技術發展的前提和基礎。虛擬樣機技術主要解決的問題是對于復雜狀況下的機械系統建模問題。而在實際的過程上，大部分的虛擬樣機軟件應用的是帶約束乘子的微分方程，其核心是每個構建都有六個自由度，并且還要求限制其他多余的自由度，以此來增強其通用性和適用性。

3.2 簡化建模過程

對于傳統的機械建模來說，它主要分析的是機械系統的運動狀況，并在此基礎上進行一些動力分析和計算。因此，在分析和計算的過程中要應用到很多的圖形的分析處理和公式計算。但是，因為對于系統運動的分析過程較為復雜，還要包括對于圖形和公式的分析推導，極容易出現錯誤。這時就可以充分的體現出虛擬制造技術的優勢，虛擬制造技術在建模過程中不需要做這些復雜的工作，只需要相關的工作人員將構建的連接方式通過計算機來輸入一項相關的物理參數就可以。

3.3 增強特種設備的安全性

在現代機械工程中應用虛擬制造技術可以在很大程度上提高特種設備的安全性，通過對各種工況進行仿真實驗，增強特種設備的可靠性，并且為特種設備的進一步維修改造，制造合理的安全操作規劃提供依據。

3.4 增強特種設備的規范管理

通過虛擬制造技術來對一些危險性較大的特種設備進行設計，并將虛擬制造技術與其他的分析研究技術相結合，深入的分析研究特種設備，從而提出更加科學的特種設備設計參數，增強特種設備設計的規范性。

4 加強虛擬制造技術在現代機械工程設計領域運用的措施

4.1 提高工作人員的素質

在虛擬制造技術在現代機械工程設計領域的運用中要想達到有效的效果，必須要注重工作人員的素質問題。首先就要選擇合格專業的工作人員，聘用具備更高虛擬制造技術方面知識水平的工作人員，選擇高水準、高技能的專業人員，以此來保證現代工程設計的質量。其次就要加強工作人員對虛擬制造技術的相關內容培訓，幫助他們更加充分的掌握虛擬制造技術的相關內容。

4.2 完善規章管理制度

首先，建立健全約束和激勵機制，加大對其的激勵力度，以此來提高各部門的參與積極性。其次，建立健全責任歸咎制度，以此來加強工作人員工作的規范性與嚴謹性，對于每一個細節的處理，相關的工作人員必須嚴格按照工作要求進行，保證每一個步驟的規范正確，明確應用管理的有關方案，及時的發現應用管理過程中存在的問題。

4.3 加大資金、技術的投入

在虛擬制造技術在現代機械工程設計的過程中，我們追求的是安全管理的質量和效果。因此，我們需要充分了解虛擬制造技術的相關內容，全面分析虛擬制造技術的特點，增強對其運用的科學性和合理性，加強對虛擬制造技術各方面的掌握，進而優化運用的方案，以此來取得理想的經濟效益和社會效益。同時，還可以加強對虛擬制造技術運用的宣傳力度，提高社會的認知度。除此之外，還要加強對其資金、技術的支持力度，設立專項資金賬戶。

5 結語

綜上所述，虛擬制造技術是現代機械工程設計領域的重要組成部分，也是適應市場經濟不斷發展的要求，有利于加強對現代工程設計各方面的掌握，以便于對虛擬制造技術的應用工作進行科學合理的規劃，提高運用的效果，提高其經濟效益與社會效益。

參考文獻：

[1]戴晴華.虛擬制造技術及其在工程機械中的應用[J].中國工程機械學報，2015（2）：184-189.