智能化機械設計理論要點及發展趨勢分析

林春陽

摘要：機械設計是應用機械的一系列工作原理，結合各部件的具體特點，通過分析、計算等方法，最終形成機械制造的基礎。它是機器順利生產、投入使用的重要一步，也是最重要的一步。目前，智能技術在機械工程中的應用越來越廣泛，使機械產品朝著高效、高產、高質、低成本的方向發展，智能化可以為機械設計提供更準確的數據、更逼真的圖形結構和更快速的數據分析。此外，智能化有利于機械系統化，可以擴大機械作業效率、綠色作業、系統有序作業等綜合優勢。本文將闡述智能化機械設計理論的主要設計理念、主要特點和發展前景。

關鍵詞：智能化;機械設計;機械發展創新

隨著社會經濟和科學技術的飛速發展，機械設備的設計要素和設計理念也在不斷更新和拓展。在信息化和數字化時代，機械設備的設計和運行也應該采用大數據和智能技術，以提高機械設備設計的科學合理性和運行效率。利用智能技術相關的互聯網、計算機等領域的科學技術，可以幫助機械設備更好地發揮其作用，為人們提供方便。因此，智能高科技技術將融入機械設計，使計算機技術、大數據等智能設備能夠更好地與機械結合，為人們的生產和生活提供便利。

一.智能化機械設計理論的主要設計理念

引入了智能化理念的機械設計理論只要分為兩個模塊。第一個模塊是主要針對智能化開展的機械設計活動，這個模塊重點放在“智能化”方面。第二個模塊是機械設計，也就是基礎的機械理論運用，可以簡單的理解為脫離了智能化的一部分。因此，可以把智能化機械設計看作是兩者的融合。智能化的機械設計主要設計領域包括計算機操作和技術領域、互聯網和大數據領域，以及一些基本的物理力學、數學數據分析等等基礎學科理論。主要是以力學和科學為基礎支撐的，在符合物理邏輯基礎之上建立的智能化數學模型。并且這種建模不是一蹴而就的，還需要不斷地調整和改進，對內一個設計環節都進行科學合理的分析、推導。由于數據繁雜和對準確性的要求很高，數據計算和統計記錄往往會使用計算機進行操作，并不斷反復這一步驟的操作。

除此之外，機械設計活動還應該是與時俱進的，應當符合社會發展的潮流和需求，不斷地在原有的機械設計基礎之上推陳出新而不墨守成規，使機械設計具有智能化、人性化、節能化等等多方面的特點和優勢。

二.智能化機械設計理論的主要特點

1.??? 智能化趨勢

智能化是智能化機械設計的最突出特點，主要在于用智能化的高新技術在機械的設計環節對機械進行一定的改造。例如，在機械中植入人工智能科技，又或者是在機械組裝、運用時添加一些智能軟件，如計算機軟件，用以計算和分析處理數據。最理想的機械設計是在智能化的基礎上實現人工智能，使機械所融入的智能化軟件具有自動更新的人工智能軟件，從而達到通過不斷更新系統而更新舊有機械設備的目的。

與此同時，隨著社會的發展，如今的智能化還具有了大數據這一技術支撐，能夠在幫助機械設備設計、運轉中保證高效率的同時，也保存住機械各項操作的數據和資料，既可以用于工作存檔，也能夠提取出來讓相關工作人員獲取更準確的信息，作出更精確的機械設計改進方法。另外，智能化還解決了以往的機械設計數據檢索慢、采集難得問題，很大程度上地保證了數據的質量，能夠穩步促進機械設計和投入使用后的機械運轉質量。

2.??? 系統化趨勢

系統化是機械設計朝著智能化方向發展的另一個特征。它具有更廣闊的設計視野，不僅要考慮機械設計中的設備本身，還需要綜合的、系統的將對產品產生影響的多種因素進行考察和分析。例如分析機械設備的運行環境、適應環境，或是機械設備本身的內部系統和將要組成的機械設備系統群的聯系，當然還有產品本身設計的實用性和科學合理性等等因素。

這種更廣闊的設計視野能夠將機械設備、自然環境、人文工作環境、操作者更好地聯系在一起，使設計產品更加貼合現實操作的需要。想要達到這個目標，必須在設計初期就統籌兼顧機械設備的各個方面和層面，考慮設備研發進行到各個階段的操作和整個工作周期，尤其是該設計的可行性。除此之外，還需要格外重視機械設備的生命周期，盡可能的優化由于機械自身的原因而導致的設備故障，延長設備使用壽命。

3.??? 綠色化趨勢

綠色化趨勢是近年來機械設備設計的一個熱點趨勢。隨著節能環保的理念深入人心，和我國可持續發展戰略的深入推進，綠色經濟的發展對綠色化的機械設計理念也有要求。與自然和諧相處、綠色發展成為機械設計的一個必然趨勢。既能夠帶來設計的新靈感，也能夠促進環境保護。協調好機械設備的發展、運行與自然環境之間的關系。

三、智能化機械設計理論的發展前景

1.??? 朝著高精尖的方向深入發展

智能化機械設計的理論必然會隨著社會科技不斷地發展而發展，即越來越趨向高精尖技術與機械設計的融入。高精尖技術的融入能夠不斷地放大科技對機械設備設計、運轉工作的效率和優點，很大程度上的促進社會生產力的提高。在這一方面設計師已經有了一些探索，如納米技術在機械設計中的運用，就為日后的高精密式的智能化機械設計提供了很好的范例，也預示著我國在機械設計和制造方面已經取得了一些發展成績。

2.??? 注重適應性發展

適應性發展主要是指機械設計需要使機械本身、以及操作人員等相關的因素需要對工作環境有一定的適應性，即柔性。這種趨勢產生于對社會發展的順應需要，機械設備對于社會生產力的發展是至關重要的工具設備。因此，在發展方向和發展速度都瞬息萬變且快速的社會需求驅使之下，機械設備就需要有較強的適應性，以便適應社會發展的需要。操作人員也需要適應社會和工作崗位的不同需求，應對各種工作情況和工作環境的不同問題。這一環節是需要在機械設計階段就打好基礎、做好鋪墊的，它關系到機械設備的使用方法和使用環境要求，需要設計師綜合考慮。

3.??? 專業化的發展方向

智能化的機械設計將成為一種趨勢，在智能化的機械領域中將會需要越來越多的專業人才。因此，各大高校通過各個專業的整合和科學構建，將智能化的機械設計理論專業化，融入相關專業的學生必修或選修課程中，為機械設計領域培養更多的適應性人才，促進智能化帶動機械設計的深入發展。

四.結語

智能化的機械設計是一種必然的趨勢，它具有智能化、系統化、綠色化的發展特點。同時，還會在未來的發展中深入推進智能化，加強適應性建設，通過專業理論化培養更多的智能化機械設計高素質人才，推動我國機械領域的發展。

參考文獻：

[1]?? 王曉飛.智能化機械設計理論的主要特點及發展前景探究[J].山東工業技術，2019（16）：13.

[2]?? 辛禮兵.現代智能化機械設計理論的主要特點及發展前景探究[J].黑河學院學報，2018，9（04）：211-213.

[3]?? 張麗.對機械設備智能化設計的展望[J].科技創新導報，2018，15（07）：2-3.

[4]?? 王明麗.機械設備人性化設計應用研究[D].北京工業大學，2016.

林春陽

摘要：機械設計是應用機械的一系列工作原理，結合各部件的具體特點，通過分析、計算等方法，最終形成機械制造的基礎。它是機器順利生產、投入使用的重要一步，也是最重要的一步。目前，智能技術在機械工程中的應用越來越廣泛，使機械產品朝著高效、高產、高質、低成本的方向發展，智能化可以為機械設計提供更準確的數據、更逼真的圖形結構和更快速的數據分析。此外，智能化有利于機械系統化，可以擴大機械作業效率、綠色作業、系統有序作業等綜合優勢。本文將闡述智能化機械設計理論的主要設計理念、主要特點和發展前景。

關鍵詞：智能化;機械設計;機械發展創新

隨著社會經濟和科學技術的飛速發展，機械設備的設計要素和設計理念也在不斷更新和拓展。在信息化和數字化時代，機械設備的設計和運行也應該采用大數據和智能技術，以提高機械設備設計的科學合理性和運行效率。利用智能技術相關的互聯網、計算機等領域的科學技術，可以幫助機械設備更好地發揮其作用，為人們提供方便。因此，智能高科技技術將融入機械設計，使計算機技術、大數據等智能設備能夠更好地與機械結合，為人們的生產和生活提供便利。

一.智能化機械設計理論的主要設計理念

引入了智能化理念的機械設計理論只要分為兩個模塊。第一個模塊是主要針對智能化開展的機械設計活動，這個模塊重點放在“智能化”方面。第二個模塊是機械設計，也就是基礎的機械理論運用，可以簡單的理解為脫離了智能化的一部分。因此，可以把智能化機械設計看作是兩者的融合。智能化的機械設計主要設計領域包括計算機操作和技術領域、互聯網和大數據領域，以及一些基本的物理力學、數學數據分析等等基礎學科理論。主要是以力學和科學為基礎支撐的，在符合物理邏輯基礎之上建立的智能化數學模型。并且這種建模不是一蹴而就的，還需要不斷地調整和改進，對內一個設計環節都進行科學合理的分析、推導。由于數據繁雜和對準確性的要求很高，數據計算和統計記錄往往會使用計算機進行操作，并不斷反復這一步驟的操作。

除此之外，機械設計活動還應該是與時俱進的，應當符合社會發展的潮流和需求，不斷地在原有的機械設計基礎之上推陳出新而不墨守成規，使機械設計具有智能化、人性化、節能化等等多方面的特點和優勢。

二.智能化機械設計理論的主要特點

1.??? 智能化趨勢

智能化是智能化機械設計的最突出特點，主要在于用智能化的高新技術在機械的設計環節對機械進行一定的改造。例如，在機械中植入人工智能科技，又或者是在機械組裝、運用時添加一些智能軟件，如計算機軟件，用以計算和分析處理數據。最理想的機械設計是在智能化的基礎上實現人工智能，使機械所融入的智能化軟件具有自動更新的人工智能軟件，從而達到通過不斷更新系統而更新舊有機械設備的目的。

與此同時，隨著社會的發展，如今的智能化還具有了大數據這一技術支撐，能夠在幫助機械設備設計、運轉中保證高效率的同時，也保存住機械各項操作的數據和資料，既可以用于工作存檔，也能夠提取出來讓相關工作人員獲取更準確的信息，作出更精確的機械設計改進方法。另外，智能化還解決了以往的機械設計數據檢索慢、采集難得問題，很大程度上地保證了數據的質量，能夠穩步促進機械設計和投入使用后的機械運轉質量。

2.??? 系統化趨勢

系統化是機械設計朝著智能化方向發展的另一個特征。它具有更廣闊的設計視野，不僅要考慮機械設計中的設備本身，還需要綜合的、系統的將對產品產生影響的多種因素進行考察和分析。例如分析機械設備的運行環境、適應環境，或是機械設備本身的內部系統和將要組成的機械設備系統群的聯系，當然還有產品本身設計的實用性和科學合理性等等因素。

這種更廣闊的設計視野能夠將機械設備、自然環境、人文工作環境、操作者更好地聯系在一起，使設計產品更加貼合現實操作的需要。想要達到這個目標，必須在設計初期就統籌兼顧機械設備的各個方面和層面，考慮設備研發進行到各個階段的操作和整個工作周期，尤其是該設計的可行性。除此之外，還需要格外重視機械設備的生命周期，盡可能的優化由于機械自身的原因而導致的設備故障，延長設備使用壽命。

3.??? 綠色化趨勢

綠色化趨勢是近年來機械設備設計的一個熱點趨勢。隨著節能環保的理念深入人心，和我國可持續發展戰略的深入推進，綠色經濟的發展對綠色化的機械設計理念也有要求。與自然和諧相處、綠色發展成為機械設計的一個必然趨勢。既能夠帶來設計的新靈感，也能夠促進環境保護。協調好機械設備的發展、運行與自然環境之間的關系。

三、智能化機械設計理論的發展前景

1.??? 朝著高精尖的方向深入發展

智能化機械設計的理論必然會隨著社會科技不斷地發展而發展，即越來越趨向高精尖技術與機械設計的融入。高精尖技術的融入能夠不斷地放大科技對機械設備設計、運轉工作的效率和優點，很大程度上的促進社會生產力的提高。在這一方面設計師已經有了一些探索，如納米技術在機械設計中的運用，就為日后的高精密式的智能化機械設計提供了很好的范例，也預示著我國在機械設計和制造方面已經取得了一些發展成績。

2.??? 注重適應性發展

適應性發展主要是指機械設計需要使機械本身、以及操作人員等相關的因素需要對工作環境有一定的適應性，即柔性。這種趨勢產生于對社會發展的順應需要，機械設備對于社會生產力的發展是至關重要的工具設備。因此，在發展方向和發展速度都瞬息萬變且快速的社會需求驅使之下，機械設備就需要有較強的適應性，以便適應社會發展的需要。操作人員也需要適應社會和工作崗位的不同需求，應對各種工作情況和工作環境的不同問題。這一環節是需要在機械設計階段就打好基礎、做好鋪墊的，它關系到機械設備的使用方法和使用環境要求，需要設計師綜合考慮。

3.??? 專業化的發展方向

智能化的機械設計將成為一種趨勢，在智能化的機械領域中將會需要越來越多的專業人才。因此，各大高校通過各個專業的整合和科學構建，將智能化的機械設計理論專業化，融入相關專業的學生必修或選修課程中，為機械設計領域培養更多的適應性人才，促進智能化帶動機械設計的深入發展。

四.結語

智能化的機械設計是一種必然的趨勢，它具有智能化、系統化、綠色化的發展特點。同時，還會在未來的發展中深入推進智能化，加強適應性建設，通過專業理論化培養更多的智能化機械設計高素質人才，推動我國機械領域的發展。

參考文獻：

[1]?? 王曉飛.智能化機械設計理論的主要特點及發展前景探究[J].山東工業技術，2019（16）：13.

[2]?? 辛禮兵.現代智能化機械設計理論的主要特點及發展前景探究[J].黑河學院學報，2018，9（04）：211-213.

[3]?? 張麗.對機械設備智能化設計的展望[J].科技創新導報，2018，15（07）：2-3.

[4]?? 王明麗.機械設備人性化設計應用研究[D].北京工業大學，2016.