關(guān)于智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的研究分析

周子翔

（豫北轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（新鄉(xiāng)）有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453003）

智能制造行業(yè)的興起是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的必經(jīng)之路，同時(shí)也是為了滿(mǎn)足社會(huì)和經(jīng)濟(jì)需求的必然選擇。盡管當(dāng)前的科學(xué)發(fā)展水平下機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)方面尚且存在許多問(wèn)題，一些技術(shù)性問(wèn)題還難以解決。此外還有一些主觀性因素難以滿(mǎn)足機(jī)械設(shè)計(jì)的要求，但是，這些問(wèn)題都不能影響智能機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的整體發(fā)展方向。為了從根本上促進(jìn)智能機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，必須要始終堅(jiān)定不移的提高智能機(jī)械設(shè)計(jì)水平。

一、智能制造概述

智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式，是“中國(guó)制造2025”的主攻方向，也是“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的制高點(diǎn)。中國(guó)智能制造工程為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造普及、智能化制造示范，需要重點(diǎn)聚焦攻克五類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)裝備，夯實(shí)智能制造三大基礎(chǔ)，培育推廣五種智能制造新模式，推進(jìn)十大重點(diǎn)領(lǐng)域智能制造成套裝備集成應(yīng)用。智能制造的本質(zhì)是信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合，中國(guó)智能制造的戰(zhàn)略目標(biāo)則是躋身于世界制造強(qiáng)國(guó)行列，故而其發(fā)展偏重于生產(chǎn)要素與互聯(lián)網(wǎng)化，以實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的智能轉(zhuǎn)型，推進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)邁向中高端。智能制造實(shí)現(xiàn)的前提是高端制造裝備及控制的智能化。而高端智能制造裝備實(shí)質(zhì)上是一種人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，主要由智能機(jī)器和人類(lèi)專(zhuān)家系統(tǒng)組成，在制造全生命周期過(guò)程中可進(jìn)行分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等智能化行為。它是先進(jìn)制造技術(shù)、新一代信息通訊技術(shù)以及人工智能技術(shù)在制造裝備上的集成和深度融合，主要包括高端數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、智能測(cè)控裝置、3D打印設(shè)備、柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)等。其中，高檔數(shù)控機(jī)床作為國(guó)家戰(zhàn)略級(jí)高端裝備以及智能制造工程五類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)裝備與十大重點(diǎn)集成應(yīng)用領(lǐng)域之一，其核心數(shù)控技術(shù)的創(chuàng)新與突破已然成為完成智能制造工程的重要保障。

二、智能機(jī)械制造的設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

（一）環(huán)保理念和節(jié)能設(shè)計(jì)

進(jìn)入新世紀(jì)后，我國(guó)改革開(kāi)放活動(dòng)的成果和紅利日益顯現(xiàn)，但在經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期快速增長(zhǎng)的同時(shí)，也存在著諸多的問(wèn)題和弊端。其中，增長(zhǎng)過(guò)度依賴(lài)資源的消耗，高耗能、低附加值的產(chǎn)業(yè)和企業(yè)大量存在，使我國(guó)的生態(tài)環(huán)境受到了極大的破壞。黨和國(guó)家的領(lǐng)導(dǎo)人習(xí)近平同志提出：綠水青山就是金山銀山，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展決不能以破壞生態(tài)環(huán)境為代價(jià)。與此同時(shí)，我國(guó)社會(huì)大眾對(duì)于環(huán)境保護(hù)的理念也發(fā)生了巨大的變化，更為迫切地渴望節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)方式。具體而言，需要重點(diǎn)關(guān)注以下內(nèi)容：第一，對(duì)于設(shè)計(jì)制造活動(dòng)來(lái)說(shuō)，必須重視材料的研發(fā)和升級(jí)換代，必須基于可重復(fù)持續(xù)利用的視角來(lái)加以考慮，選用使用性能和環(huán)保性能最優(yōu)的產(chǎn)品來(lái)開(kāi)展機(jī)械設(shè)備的制造活動(dòng)。第二，設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的過(guò)程中，必須事先考慮到機(jī)械在達(dá)到相應(yīng)使用年限后，對(duì)使用者、附近人群和財(cái)物造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損害的可能性；對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞的可能性以及破壞程度的大小；回收價(jià)值的高低等相關(guān)內(nèi)容，在全面、充分考慮的基礎(chǔ)上，選擇更為現(xiàn)代化的技術(shù)方式，盡最大可能提升設(shè)備的環(huán)保水平。

（二）合理進(jìn)行資源分類(lèi)

對(duì)于智能制造的整個(gè)過(guò)程來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品制造與技術(shù)應(yīng)用兩者間的關(guān)系必是密不可分的，所以智能制造環(huán)境下對(duì)其進(jìn)行資源分類(lèi)尤為重要。第一，智能系統(tǒng)的運(yùn)用過(guò)程中，會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)信息進(jìn)行主動(dòng)采集，并根據(jù)采集信息來(lái)模擬制造流程，構(gòu)建以機(jī)械為主的資源共享中心。同時(shí)控制器中有機(jī)械標(biāo)識(shí)模塊，能使信息儲(chǔ)存于智造鏈中，并會(huì)根據(jù)材料商提供的信息，對(duì)機(jī)械活動(dòng)情況進(jìn)行整體性的分析。如信號(hào)感知器發(fā)出信號(hào)后指示燈是否會(huì)發(fā)生變化，如變化則需要對(duì)設(shè)計(jì)與制造問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整，如沒(méi)有發(fā)生變化則無(wú)需進(jìn)行任何調(diào)整。第二，智能化系統(tǒng)與傳統(tǒng)制造系統(tǒng)不同，能通過(guò)安裝電子機(jī)械控制軟件環(huán)節(jié)，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行分析，其分析結(jié)果會(huì)第一時(shí)間傳至監(jiān)控中心，此結(jié)果正是校驗(yàn)機(jī)械運(yùn)行情況的有效根據(jù)，能確保判斷的精準(zhǔn)性。

（三）引用智能技術(shù)

不但要注重智能機(jī)械制造中的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)，還要加強(qiáng)引用智能技術(shù)。主要包括了兩個(gè)方面：第一，應(yīng)該從綜合性的角度去對(duì)智能機(jī)械制造進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)該在整個(gè)智能機(jī)械制造的流程中都運(yùn)用智能化技術(shù)。例如，智能機(jī)械制造能夠依照生產(chǎn)人員設(shè)定的指令，主動(dòng)進(jìn)行制造操作，并且還能設(shè)計(jì)出科學(xué)的方案。智能機(jī)械制造是以啟動(dòng)程序?yàn)橹鳎悄軝C(jī)械的制造人員可以依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置，檢測(cè)制造機(jī)械，借此來(lái)確定產(chǎn)品性能是否達(dá)標(biāo)。如果機(jī)械的設(shè)計(jì)出現(xiàn)了問(wèn)題，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)計(jì)算機(jī)把重新推導(dǎo)后的結(jié)果顯現(xiàn)出來(lái)。第二，加強(qiáng)對(duì)智能技術(shù)的節(jié)能化應(yīng)用。智能機(jī)械的制造人員在對(duì)智能技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，應(yīng)用諧波過(guò)濾器，不但可以用來(lái)檢測(cè)信號(hào)，還可以在檢測(cè)到的信號(hào)中剔除沒(méi)有價(jià)值的信息，留下有價(jià)值的信息，諧波過(guò)濾器還可以依據(jù)這些有價(jià)值的信息來(lái)對(duì)材料的使用情況來(lái)進(jìn)行一個(gè)基本的判斷，同時(shí)還可以依據(jù)材料使用情況對(duì)材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以達(dá)到在智能機(jī)械制造過(guò)程中節(jié)約資源的目的。

結(jié)束語(yǔ)：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械制造的技術(shù)水平也在不斷的提升，從總體來(lái)看，我國(guó)的智能機(jī)械設(shè)計(jì)的水平以及智能機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)水平也都取得了很大的提高。盡管還不能從技術(shù)上趕超發(fā)達(dá)國(guó)家，但我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)和機(jī)械制造水平與之前相比已經(jīng)有了很明顯的進(jìn)步，可以說(shuō)在一定程度上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高度的智能自動(dòng)化，并且從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)具有很大的發(fā)展空間和廣闊的發(fā)展前景。因此，解決機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)性難題是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)面臨的重大問(wèn)題。