機械設計制造發(fā)展研究

張曉麗 寧夏小巨人機床有限公司

機械設計技術處于產(chǎn)品制造的最前沿。生產(chǎn)高質量產(chǎn)品的先決條件是員工必須具備完美的機械設計基礎，并且設計師創(chuàng)建的產(chǎn)品也需要隨著時間而變化。隨著數(shù)字化和智能化的飛速發(fā)展，設計人員必須合理地使用該技術，以便以實現(xiàn)良好制造優(yōu)勢的方式制造產(chǎn)品。

一、機械設計制造的優(yōu)勢

（一）系統(tǒng)化優(yōu)勢

機械設計和制造是現(xiàn)代工業(yè)加工和制造的根本，在設計和生產(chǎn)過程中形成了系統(tǒng)模型，并有效地集成了各種技術。對于實現(xiàn)機械設計和制造的過程，有效的系統(tǒng)模型可以集成并集中管理機械生產(chǎn)單元，并且管理和操作機械設備的優(yōu)勢非常重要。在機械設計和制造中，大型制造操作將對機械設備施加很大壓力。單獨使用傳統(tǒng)的機械制造方法和手動操作不僅會導致機械生產(chǎn)中斷，還很容易發(fā)生錯誤。現(xiàn)代設備設計和制造結合了各種技術（例如信息技術和自動化）的特征，以將整個設備制造過程整合到一個生產(chǎn)系統(tǒng)模型中，簡化了機械設備的操作。機械設計和制造技術的不斷優(yōu)化使系統(tǒng)結構能夠執(zhí)行越來越復雜的生產(chǎn)任務，這在機械生產(chǎn)的管理和改進中起著重要作用。通過系統(tǒng)的自動控制，生產(chǎn)部門可以使用機械系統(tǒng)從科學的角度全面控制和組織生產(chǎn)過程。如果生產(chǎn)過程中出現(xiàn)不一致和沖突，可以根據(jù)系統(tǒng)說明自動優(yōu)化機械設備，從而提高整個機械生產(chǎn)的生產(chǎn)率。

（二）節(jié)能化優(yōu)勢

在現(xiàn)代大規(guī)模機械工程中，消耗更多的能量。通過優(yōu)化機械設計，可以提高整個制造過程的節(jié)能目標。在傳統(tǒng)的機械工程中，很難理解生產(chǎn)的精度，并且在生產(chǎn)過程中會浪費生產(chǎn)材料。廢料的大量生產(chǎn)增加了設備制造商的成本，機械設計和制造應積極利用節(jié)能優(yōu)勢，并應使用改進的設計方法在材料制造和發(fā)展中進行準確的計算和實施。在計算機輔助的機械設計和制造過程中，預先設置生產(chǎn)方式可以最大程度地減少生產(chǎn)浪費，從而可以提高材料資源的利用率，提高機械生產(chǎn)單元的經(jīng)濟效益。此外，使用自動化機械制造和加工可以通過更精確的生產(chǎn)控制過程來減少生產(chǎn)浪費，這是節(jié)能制造的一大表現(xiàn)。

（三）高效化優(yōu)勢

機械的現(xiàn)代設計和制造主要基于實現(xiàn)生產(chǎn)目標的自動方法，與以前的機械生產(chǎn)方法相比，該方法在效率方面具有明顯優(yōu)勢。傳統(tǒng)的機械生產(chǎn)主要基于手動控制，其效率遠低于自動化生產(chǎn)。在手動機械生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)人員受到的影響更大，由于人為錯誤而導致的工作將使整個機械生產(chǎn)嚴重復雜化。在以高效的機器和設備為基礎的現(xiàn)代機器的設計和制造中，生產(chǎn)任務主要由技術方法控制，從而大大提高了生產(chǎn)效率并降低了人工成本。每個操作員可以同時操作多個機器和系統(tǒng)并生產(chǎn)大型機器，生產(chǎn)成為現(xiàn)實，并且避免了人為因素的影響。在大型機器制造中，機器的效率更為顯著。機械制造過程可以通過計劃和設計有效地結合各種機械制造過程，從而節(jié)省時間并提高生產(chǎn)效率。

二、未來發(fā)展趨勢分析

（一）智能化

由于我國智能科學技術的持續(xù)發(fā)展，當前無論何處都能聽到“人工智能”一詞，各種各樣的智能產(chǎn)品出現(xiàn)在我們周圍，這些東西可以改善我們的生活，以及也能改變機器和設備。人工智能技術使機械設備能夠實時學習和改進，并不斷比較和糾正不同的數(shù)據(jù)，從而減少錯誤并提高設備的準確性和效率。人工智能技術是一種融合了許多科學和技術的集成技術，人工智能的出現(xiàn)導致人們生活方式的質變。在機械設計和制造中，人工智能技術在機械設計和制造中的應用將大大擴展，機械設備功能的豐富和擴展震撼了機械工程和制造業(yè)。

（二）小型化

過去，為了確保加工，制造和建造的有效進展，大多數(shù)機械設備相對較大，笨重且笨重，這無疑增加了公司的生產(chǎn)成本。這些龐大的機器和設備仍在安裝、使用、運輸和維護過程中。這將給人們帶來很多不便。由于科學技術的不斷發(fā)展和加工機械設備的生產(chǎn)技術的不斷提高，現(xiàn)代機械設備不僅滿足了生產(chǎn)和人類生活的需要，而且注重機械設備的便利性和美觀性。減少規(guī)模不僅節(jié)省了機械設備的加工材料，而且改善了機械設備的功能，這對我們的生活帶來了許多方便之處。

（三）模塊化

因為現(xiàn)代機器和設備的功能變得越來越完善，機械設備通常具有復雜的組裝系統(tǒng)和眾多零件。在許多情況下，并非所有這些零件都是由機械和設備制造商生產(chǎn)的，而是由在全國乃至全球銷售的零件供應商生產(chǎn)的，這樣可以降低成本，減輕對機械設備制造商的壓力，并改善機械設備的生產(chǎn)效率。正是因為涉及的供應商太多，所以可以確保如此多的供應商提供的零件符合要求和標準。這就要求機器和設備制造商為所需零件設置某些標準，這樣會方便零件供應商進行集成模塊化生產(chǎn)。

（四）網(wǎng)絡化

在當今復雜且應用廣泛的換聯(lián)網(wǎng)技術中，“互聯(lián)網(wǎng)+”是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的重要途徑。在機械設備的設計和制造中，需要充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術，充分利用互聯(lián)網(wǎng) +的發(fā)展機遇，并在新的情況，歷史和要求下將傳統(tǒng)的機械設計和制造與互聯(lián)網(wǎng)技術相結合。利用大數(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)集成來分析機械設計和制造技術中存在的差距，并提出改善機械設備功能的解決方案。互聯(lián)網(wǎng)技術使人們可以遠程控制和操作機械設備，這使人們的生活非常方便。

（五）集成化

在當今高度集成的電子信息技術中，機械設計以及制造和自動化技術也將從電子信息集成技術的優(yōu)勢中受益。小芯片集成了數(shù)千個電子組件，集成電路使傳統(tǒng)的機械設備更小、功能更多、功耗更低、壽命更長、可靠性更高、同時更小。因此，在當今的機械設計與制造以及自動化技術的發(fā)展中，我們必須高度重視電路集成技術。

（六）集約化、環(huán)保化

集約化意味著必須更加明智和集約地利用基于充分利用所有資源的現(xiàn)代管理實踐和生產(chǎn)技術，以便充分利用人力資源的工作效果，從而提高勞動效率。如果今天越來越關注環(huán)境保護，無論是在機械設備本身的生產(chǎn)階段還是在使用機械設備進行生產(chǎn)活動的過程中，都應注意合理有效地利用資源和保護環(huán)境。在機器和系統(tǒng)的設計和制造中，必須充分考慮在材料生產(chǎn)中使用機器和系統(tǒng)的效率。在重視環(huán)境保護的同時，必須提高生產(chǎn)效率。

（七）虛擬化

機械制造虛擬化基本上是一種利用計算機軟件和控制理論實施的高科技技術。這允許在機械設計和制造過程中實施仿真，并增加了產(chǎn)品成功的可能性。虛擬化可用于正式生產(chǎn)之前模擬生產(chǎn)過程，及時發(fā)現(xiàn)模擬過程中的問題，防止實際生產(chǎn)中出現(xiàn)類似問題，從而達到降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率和提高產(chǎn)品質量的目的，這使公司可以為社會創(chuàng)造很多價值。

三、數(shù)字化與智能化應用在機械設計制造中的注意事項

（一）提升對設計工作人員專業(yè)素養(yǎng)的重視程度

機械設計工程師在設計工作開始之前使用數(shù)字技術創(chuàng)建了建筑模型，而計算機技術的使用提高了機械設計和制造的整體效率。可是當前計算機技術的使用仍然需要員工工作，并且員工可以增強計算機網(wǎng)絡的活力和創(chuàng)造力，并使他們能夠長期發(fā)展。可以看出，高技能人員在現(xiàn)代機械設計和制造中起著重要作用。

（二）提升對系統(tǒng)化設計的重視程度

在設計過程中，機械設計師必須充分考慮所有設計工作，并注意詳細結構的設計。因此，在開始任何設計工作之前，必須制定完整的設計系統(tǒng)，并且相關人員必須分析和討論設計系統(tǒng)，分析每個子系統(tǒng)，然后優(yōu)化和改進整個系統(tǒng)。

（三）強化產(chǎn)品的商品化性能

為了反映機械制造商準備完成全部設計工作的意愿，其余人員必須首先檢查開發(fā)的產(chǎn)品是否為商業(yè)產(chǎn)品。在開始設計工作之前，市場營銷部門必須首先對此類產(chǎn)品的需求進行市場研究，以弄清它們在市場中的最終地位并通知設計師。只有這樣，設計師才能開發(fā)出更多具有商業(yè)特色的產(chǎn)品，在競爭激烈的市場中有一席之地。

四、結束語

總而言之，因為智能技術時代的到來，我國的工業(yè)設施也需要進行改造，以適應新興的發(fā)展時代，實現(xiàn)總體進步與發(fā)展的目標。機械設計和制造人員必須進一步加深他們的智慧。系統(tǒng)的操作理念，不斷接受機械化設計技術培訓，以幫助我們改進。對于整個機械化的建筑和制造業(yè)，有必要優(yōu)化人力、設備、資源和其他方面的結構，以便為更快地進入全自動智能機械化時代作出重大貢獻。