現代數字化設計在機械設計制造技術中的運用

段全成

摘要：現在社會上很多領域都運用了數字化設計技術，該技術的運用能夠對國家各個行業發展提供很大的助力。目前，數字化設計技術已經在機械設計制造中實現了廣泛應用，而且取得了顯著成效，如，可以對制造效率和質量進行提升、可以提高設計科學性等。本文簡單介紹了數字化設計技術內涵和特點，并對應用熱點進行了闡述，同時提出了在機械設計制造中運用該技術的策略，希望可以為相關人士提供參考。

Abstract： Nowadays， many fields in the society use digital design technology， which can provide great help to the development of various industries in our country. At present， digital design technology has been widely used in mechanical design and manufacturing， and has achieved remarkable results， such as improving the manufacturing efficiency and quality， and improving the scientific design. This paper briefly introduces the connotation and characteristics of digital design technology， and expounds the application hot spots. At the same time， it puts forward the strategy of using the technology in mechanical design and manufacturing， hoping to provide reference for relevant people.

關鍵詞：數字化設計技術;機械設計制造;運用

0? 引言

最近幾年，改革開放越來越深入，我國工業產業的發展速度也因此變得越來越快，并不斷的對先進的技術、設備和知識進行吸取、引入，在此情形下，我國國民經濟實現了平穩提升，國家總體實力也變得越來越強，而科學技術在其中發揮著不可忽視的作用。隨著數字技術和計算機網絡在我們日常生活、生產中的普及，各行各業的發展進程都變得越來越快，我國現代化建設也實現了更好發展。數字化設計技術是信息時代國家工農業發展中必要的支撐技術，如何讓數字化設計技術在各行各業中發揮出更大效用是研究人員接下來需要研究的重點。

1? 數字化設計技術內涵、特點分析

隨著黨和政府越來越重視科技創新，并制定了很多鼓勵科技創新的政策，我國的科技創新變得蓬勃發展。機械設計制造行業的發展也因此變得越來越凸顯，研發了很多新的機械設備，而且這些機械設備都是大型的自動高精度機械設備。通過對數字化設計技術進行應用，不僅可以將機械設備結構變得更加繁復，還可以對機械生產效率進行提升，對生產規模進行拓展。

1.1 數字化設計技術內涵

將計算機技術運用到設計產品過程中之后就會被稱作數字設計技術，該技術是輔助計算機設計的一種技術。隨著科學技術的不斷提升，數字化設計技術也變得更加完善，而且被運用到了很多行業，機械設計制造行業也運用了該技術。以前的機械設計都需要設計人員構建物理模型，但是應用該技術后，設計人員可以通過計算機軟件構建產品模型，這樣就不需要對物理模型進行頻繁使用，工作效率也會有所提升。另外，計算機軟件還可以將模型轉為了數據，而且可以存儲模型數據，并對模型數據進行傳遞和分析，將這些數據作為參考可以有效提升決策的準確性和有效性。

1.2 數字化設計技術特點

統一的產品定義模型是數字化設計技術具有的特點之一。無論是什么產品，其生命周期都是固定的，而數字化設計技術可以統一運行關于產品生命周期的設計，從而可以提高產品設計效率，還可以降低產品流程設計難度。以前的設計模式都會采用不一樣的方法設計生命周期不同的產品，這樣就需要采用繁瑣的流程設計產品，而且比較容易遺失數據。

數字化設計技術還可以讓多個團隊和設計人員對產品進行同時設計。以前的產品設計對切合性比較重視，生產產品過程需要和包裝維修過程采用相同的程序，所以通常都會由相同的設計團隊完成設計產品的工作。這種設計模式對設計人員有著很強的依賴，如果設計團隊內的成員出現太大變化，就會影響到產品設計鏈條，還會導致產品質量降低。然而對數字技術進行應用之后，可以讓多個團隊和設計人員對產品進行同時設計，而且對設計人員所在地沒有限制，這樣就可以對設計和生產機械的效率進行提升，生產產品需要的時間也會有所縮減，運行成本也會變得越來越低。

2? 機械設計制造中應用的數字化設計技術

數字化設計技術有著非常豐富的技術內容，目前我國機械設計制造中比較常用的數字化設計技術主要有以下幾種：

2.1 計算機輔助技術

計算機輔助技術是計算機輔助概念設計技術的簡稱，該技術的開展既需要邏輯理論的支持，還需要程式內容的支撐，該技術有著比較開放的理念，開發產品的程序也具有規范性。在明確任務、設計概念和施工過程中應用數字化技術，并不斷的調節完善數字技術，可以將更優質的服務提供給產業發展，如、設計產品、方案、改進等服務。站在整體角度分析可以發現，建立在計算機輔助技術之上的產品設計需要重點考慮的內容只有兩點，分別是對產品進行概念設計以及對產品構型進行設計，概念設計就是對設計方案進行確定，對構型進行設計就是確定具體步驟，將二者結合起來就可以對產品質量進行確定，還可以明確產品功能和交易價格等。將該技術運用到機械設計制造中能夠對產品模型進行準確構建，從而可以更快速的完成機械設計和制造工作，而且制造的機械質量也會有顯著提高。

2.2 知識工程技術

該技術在數字化設計技術中有著廣泛應用，而且有著很多新穎的設計方案。應用該技術可以對當前市場競爭走向進行估測，還可以對技術發展趨勢進行猜測，而且該技術對獲取新知識有著強烈的依賴性，對以前的實踐經驗反而比較忽視。該技術在人工智能方面有著重要作用，在機械設計制造中也起到不可忽視的作用，而且已經在市場信息領域取得了一定成效。將該技術運用到機械設計制造中可以準確的預測技術發展方向，從而可以積極投入到新技術開發中，能夠迅速的占領市場，再加上其具有的估測市場競爭的功能，就可以讓機械設計制造企業在市場競爭中占據更大優勢。

2.3 虛擬原型技術

在最近幾年中可以被稱作先鋒的數字化技術就是該技術，而且業界對該技術越來越重視。將CAD、CAE和CAM等技術融合后產生了該技術，應用該技術可以有效結合信息、制造、生命周期和制造技術，并在設計產品原型中進行應用。站在系統層次對該技術進行分析可以發現，該技術的開發模式可以按照從上到下的順序進行。作為數字技術中的先進技術，該技術對產品信息設計和概念設計進行了組合，并在性能、感官和行動方面對物理原型進行了優化。在產品設計過程可以分為幾個階段應用該技術，并且它在產品生命周期改變過程中可以發揮重要作用，通過融合設計和生產過程，可以推動工農業實現進一步發展。將該技術運用到機械設計和制造中可以對機械運行狀況進行模擬，從而可以對機械運行中存在的問題進行及時調整，還可以對機械在各種不同環境和地勢的運作情況進行虛擬展示，從而讓制造出的機械能夠適應各種不同的環境和地勢。

3? 數字化設計技術在機械設計中的具體應用

3.1 應用到農業機械設計制造中

農業是我國的基礎產業，也是我國行業體系中的重要組成，對國民經濟發展能夠提供很大的推動力量。進入二十一世紀以后，我國的科學技術發展和進步速度不斷提升，農業生產中也應用了很多機械設備，傳統的人工農業生產變得更具自動性和智能化。農業機械設備的運用，讓更多的農民從農業生產中解放出來，而且農業生產效率也變得越來越高，農業生產變得更加高效和簡潔。

隨著數字化設計技術在農業機械領域的運用，農業機械設計和制造的信息化程度不斷提升，很多設計人員都會利用計算機輔助技術來完成輔助設計工作，還有的設計人員會借助計算機對產品功能進行估測，并利用虛擬還原技術對設計好的產品進行虛擬運行，從而對產品運行中存在的缺陷進行準確發現和調試，最終制造出來的農業機械就可以達到最佳運行狀態。另外，設計人員還可以利用數字化設計技術對農業機械在不同地形、地貌中的運行情況進行模擬，從而可以設計出能夠在各種地形、地貌都可以順暢運行的農業機械，使得農業機械能夠適應各個不同區域的農業特點。

通過對計算機互聯網的充分利用，可以在更短的時間內完成設計工作，通過應用數字技術可以同時開展多個零部件的設計工作，還可以在完成整體設計之前先進行版塊制造，這樣生產周期和制造所用時間就會變得比較少，企業的經濟利益也會有很大提升。而且將數字技術應用到農業機械創新中，可以將創新思路更快的變為實物，也可以快速的進行實際測試，還可以對設計方案進行優化，這樣就可以給設計技術創新工作帶來更大的推動力量。

3.2 應用到工業機械設計制造中

工業在國家經濟體系中處于重要地位，而且隨著工業進程的不斷加快，工業起到的作用變得越來越大，已經成為了對國家實力進行判斷的指標。將該技術應用到工業機械設計制造中，可以有效提升機械設備設計水平。下面就以礦山機械設備為例對該技術的應用方式進行具體介紹。

礦山一般都會處于十分復雜的環境中，因此需要確保機械設備的安全性，這樣才能在礦山開采中平穩的進行運行。數字技術可以利用三維軟件規劃產品三維模型，還可以對產品模型規格是否規范進行簡單檢測，還可以對結構是否合理進行科學檢測，這對于確保礦山機械設計的嚴謹性和科學性以及零件機構的精密性都可以發揮出很大作用。另外，還可以利用仿真模擬功能對機械工作環境進行模擬，從而可以對產品質量進行有效檢測，對設計中存在的不足也能及時發現和改正。

3.3 應用到汽車機械設計制造中

汽車現在已經成為了很多家庭的必備物品。應用數字技術對汽車進行設計和制造時，需要特別重視汽車是否可靠、是否能夠滿足負荷要求，因此需要對這兩個參數進行重點關注，而且數字技術具有節能設計功能，可以對生態環境產生嚴重影響，因此進行設計時也要對節能減排進行充分考慮，推動汽車機械設計實現最優化，并能最大程度利用能源，減輕污染環境程度。通過深入研究該技術在汽車機械設計制造中的應用，可以促使汽車機械設計制造實現節能減排發展，還可以讓企業獲得更多的經濟利益，為汽車企業實現長久發展提供保障。

4? 結語

總而言之，為了對信息時代發展進行適應，就要推動機械設計朝著數字化和智能性方向發展，這是機械設計人員接下來需要重點解決的問題。機械設計人員不僅要推動機械設計制造實現數字化，還要將之后的發展走向設定為智能化。通過在農業機械、工業機械和汽車機械設計制造中積極運用數字化設計技術，不僅可以對設計制造效率進行提升，還可以提高制造質量，同時可以為推動我國經濟發展創造良好條件。

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