數字化設計技術及其在機械設計中的應用

郭思遠

摘 要：隨著科技的不斷發展與進步，我國的機械設計水平有了很大程度的提高，目前大多數機械設計工作都運用了數字化輔助技術，能夠提升機械制造業的生產效率和商品質量。運用計算機圖形設備對機械制造技術人員的設計進行輔助工作，可以有效提高設計效果，通過立體圖像把設計結果直接傳遞給工作人員，既節省人力又節省時間。文章通過分析現階段數字化技術與機械設備制造技術的實際情況，對此項技術在具體應用過程中存在的問題給出合理的解決策略，以此提高其實際應用價值，促進我國機械設計與制造行業朝著信息化和智能化的方面發展。

關鍵詞：數字化設計;機械設計;應用策略

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）04-079-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.04.039

對于機械制造行業來說，機械設計是一項基礎性工作，一份科學精確的設計圖案可以有效提高機械生產的質量和效率。利用數字化技術進行機械制造設計，能夠減少設計誤差，提高設計的精準度[1]。目前，數字化技術已經在我國機械制造領域大量應用，在輔助設計效果方面得到了技術人員的一致認可。在未來的發展中，數字化技術將與機械設計以及機械制造等多方面工作實現深度結合，以提高機械產品質量，增強產品市場競爭力，促進機械制造行業的發展。

1 數字化技術在機械設計中的作用

1.1 提升工作效率，優化設計效果

數字化技術的有效應用有助于提高企業的生產效率。從傳統的機械設計工作來看，無論是數據的采集、信息的分析，還是圖紙的繪制，都是一項復雜而龐大的工程。尤其是對于一些精密儀器的設計和制造工作來說，任何一處環境稍有偏差，就會引起整體設計的失敗，所有已成型的工作都需要推倒重來，極大程度地消耗著工作人員的時間和精力[2]。利用計算機系統進行設計的輔助工作，可以輕松地把各種復雜的數據瞬間變成計算結果，并且自動完成數據的分析和整合，直接給設計師提供最佳的數據組合方案，則可以完全避免這些問題[3]。

使用計算機系統的另一個優勢就在于能夠及時發現設計中的錯誤。傳統的人工設計方式由于受到設計師專業知識和實際生產經驗的局限，設計作品中的一些失誤往往要等到產品試驗的時候才能發現，然后設計師根據試驗結果修正錯誤，重新進行產品設計，極大程度地浪費了時間和人力資源。利用計算機模擬軟件，可以在設計之初就模擬演示出整個制造工作流程，方便設計師及時發現進而糾正錯誤，有效避免了重復設計的情況發生。

此外，通過計算機系統強大的信息搜索功能，設計師可以查閱大量網絡資料，充實專業知識，拓展視野，提高設計水平，使設計作品更科學、更實用，有利于促進機械設計行業的進步與發展。

1.2 提高產品質量，增強企業競爭力

機械設計是產品制造的前提條件，機械制造是設計內容的具體實現[4]。此二者相輔相成，缺一不可。隨著我國經濟的迅猛發展，無論是工業生產還是農業種植，都已經進入了機械化生產時代，各種機械設備的大量應用，推動了機械市場的需求，促進了機械制造產業的進步與發展。毫無疑問，市場需求的增加會擴大機械制造行業的利潤空間，同時吸引更多投資者的關注和參與。對于機械制造行業來說，這既是機遇也是挑戰。

如何利用現代化科學技術快速提升自身產品的質量，從而提高企業在市場中的競爭力，是各機械制造廠家目前首要考慮的重點問題。而利用計算機強大的數據分析和信息整合能力進行機械設備的設計和制造工作，無疑是最簡單有效的方法。計算機輔助軟件可以通過數據信息對制造工作的全部過程進行模擬實驗，并通過終端顯示器把這個過程清晰而完整地展示出來，使設計師能夠在設計初期就對機械設備的整體工作流程具有更直觀的認識，并且能夠通過模擬設計流程，及時發現設計中的不合理之處，及時修訂和改正，從而節省設計時間，提高設計的精準度和作品的實用價值。

1.3 實現資源共享，促進企業發展

在設計過程中，可以利用計算機網絡信息的快速傳遞能力，搭建內部網絡信息平臺，使各部門工作人員實現資源共享[5]。邀請擁有豐富實踐經驗的機械制造專業人士共同參與機械的設計過程，廣泛征詢一線員工的意見和建議，增加機械設計的實用性。在機械制造的過程中，可以充分利用計算機輔助技術，提高生產效率，提升產品質量，利用計算機強大的控制系統，實現精密零部件的制造和監控工作，能夠有效避免產品加工過程中出現的生產誤差，杜絕因人工操作失誤而造成的生產事故。

隨著科技水平的不斷提高，未來的機械制造行業必然會朝著數字化、智能化的方向邁進。各企業管理者應該具備前瞻性和戰略性眼光，及時更新本單位的生產技術，為未來全面實現智能化生產做好準備，以實現企業的健康可持續發展。

2 數字化技術在應用過程中存在的問題

2.1 對計算機技術的開發程度不夠

目前，我國的機械制造行業雖然已經大量應用了計算機技術，但是在其應用方面仍然未能做到物盡其用。由于受到企業技術、資金等多方面的限制，很多先進的軟件和技術沒有得到更好地應用，造成了大量技術資源的浪費[6]。數字化技術是集數據搜集、分析整合、繪圖制作等多種功能于一體的綜合技術，研究和開發其在機械設計方面的更多實用價值，以達到更完美的設計效果，有待于全體科研人員的共同努力。

2.2 對專業技術人才的培養力度不夠

任何科技的完美實現都需要專業技術過硬的技術人才的支撐。因此，要更好地利用數字化技術進行機械設計，機械制造單位必須加強設計人員的計算機操作能力，在其設計工作過程中，正確使用設計軟件，保證設計工作的順利完成。目前大多數企業的設計崗位，由于對設計經驗要求比較高，設計人員的年齡往往偏大，對計算機技術的了解不夠充分，實際操作能力不強，導致很多先進的科技方法都得不到合理運用。為此，企業應該加大對于專業技術人員的培訓力度，定期開設專業技能培訓課程，并對培訓結果進行考核。通過建立完善的獎懲機制，促進技術人員的學習效果，提升設計隊伍整體技術水平。

此外，要定期安排技術人員赴技術先進單位或先進國家進行學習交流，以提高團隊的設計水平。作為一名合格的設計師，其自身也應具備與時俱進的思想覺悟[7]。要努力提高自身專業水平和計算機操作水平，使設計作品能夠與時代接軌。

3 優化數字化技術應用效果的具體策略

3.1 優化產品配件設計

機械設備的結構通常都比較復雜，尤其是一些大型機械，需要用到很多不同的機械部件。由于各部件的結構不同，對于這些配件的設計就成為一項非常繁瑣的工作。利用計算機制圖軟件記錄和分析配件的設計參數，能夠有效優化配件的設計程序，避免重復工作[8]。同時，可以及時發現設計漏洞，實時更新設計程序，從而優化設計方案，以獲得最佳設計效果。

3.2 使用三維造型及繪圖技術

計算機輔助設計技術最重要的功能是進行三維虛擬造型和繪圖。通過模擬建設，可以完全仿真模擬機械使用時的環境、溫度、工作狀態等，從而得出真實的數據信息反饋，有利于設計人員提高設計作品的實用價值，也避免了因設計失誤造成的返工問題。

3.3 為機械生產智能化做好準備

生產智能化是未來企業發展的必然方向。為了促進機械制造行業的進步，大范圍使用計算機進行產品設計和制造工作，不僅能夠提高生產單位的工作效率，提升設計產品的質量，而且有利于企業為未來生產技術的更新和升級做好準備。

4 結語

綜上所述，在機械設計與制造過程中應用數字化技術，可以提高設計作品的實用價值和使用效果，從而提高生產單位的產品質量，增強企業的市場競爭優勢。為此，設計人員要積極學習，提高計算機使用技能，增強專業技術水平，開闊眼界和視野，提升作品的時代感。同時，企業管理人員要立足前瞻性視角，加強現代化生產技術的廣泛應用，促使企業具備長遠發展的能力。

參考文獻

[1] 梁柱.數字化設計技術及其在農業機械設計中的應用分析[J].內燃機與配件，2019（6）：221-223.

[2] 陳彥錦.數字化設計技術及其在機械設計中的應用分析[J].現代制造技術與裝備，2019（4）：215，219.

[3] 王計新.數字化設計技術及其在農業機械設計中的應用[J].農業開發與裝備，2019（5）：168.

[4] 張國偉.數字化設計技術及其在農業機械設計中的應用[J].農業技術與裝備，2019（4）：14-16，21.

[5] 哈那提別克·米那托拉.數字化設計技術及其在農業機械設計中的應用[J].南方農機，2018（13）：74，88.

[6] 孫紹華.數字化設計技術及其在農業機械設計中的應用研究[J].農機使用與維修，2018（10）：17-18.

[7] 高廣智，馬銘彧.數字化設計技術及其在農業機械設計中的應用分析[J].現代農機，2020（4）：50-51.

[8] 繆興龍.淺談數字化設計技術及其在農業機械設計中的應用[J].南方農機，2020（21）：45-46.