機械設計自動化水平提高辦法分析

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摘要：在企業生產過程中，機械設計自動化水平直接關系著企業的生產效率、自動化程度及經濟利潤獲得情況等。不斷提升機械設計自動化水平，是促進現代企業快速、健康發展的重要支撐，更好的迎合新形勢下社會發展的現實要求，當然這也是機械設計行業亟待應對的現實問題之一。文章在闡述機械設計自動化現實意義的基礎上，結合當下機械設計自動化現狀，分析其存在的問題，探討了幾種較為有效的提升辦法。

關鍵詞：機械設計；自動化；現狀分析；提升辦法

引言

和傳統機械設計相比較，機械設計自動化的典型特征是融合了電子、自動化及人工智能等諸多技術，其較明顯的提升了機械設計的人性化與智能化水平。現如今，系統觀點依然是機械設計自動化的基礎，較好的整合了機械、接口、計算機等諸多技術，促進技術能效的最大化。我國對機械設計自動化的研究起步相對較晚，但業內專家學者在艱苦實踐中不斷改進方法，已經初步取得一定成效[1]。但我們必須清晰的認識到，目前國內機械設計自動化有很多不完善之處，亟待改進，進而保證機械使用效率及過程安全性。

1機械設計自動化的必要性

一是提升了機械生產效率，若能在機械設計中實現自動化，則能較明顯的調整傳統機械生產模式，提高機械行業運作效率與質量，降低人力、物力等資源的投用量（見圖1），機械設備也將會大批量生產，減縮了產品加工生長的時間長度，且還有益于提升機械生產的精密度。二是促進機械生產作業更安全的推進。機械設計自動化，能使設備在生產產品過程中自動感知異常情況，及時傳送出預警信息，在這樣的工況下，機械設備始終維持著較高的靈敏度。設備運轉階段，一旦突發異常情況，那么設備則會快速響應，及時發出警報，這樣工作人員便能在較短的時間內解除問題，消除所有安全隱患，促進機械設備安全生產過程，同時也實現對作業人員生命安全的有效維護[2]。

2機械設計自動化現狀及存在的主要問題

首先，不同企業發展水平參差不齊。業態不同的企業運營階段對機械設備自動化水平提出的要求也有一定差異，這就提示機械設備生產商應為各個行業發展提供差異性服務。近些年，國內陸續涌現出諸多機械生產商，不同生產商的運作模式不同，技術水平也存在一定差異，持有高端生產技術的企業寥寥無幾，難以形成“樣板力量”增強整個行業的自動化設計水平，業內技術水平整體偏低，且尚未建設平衡性。其次，設備相對落后。生產商數額繁多，企業間生產實力有別，部分生產商長期沿用功能落后的生產設備裝置，這類裝置在很大程度上制約了高端自動化機械的研究、設計及制造過程。另外，國內市場對機械設備的需求量較大，但生產商能提供的機械類型卻較少，精度也偏低，難以為機械設計自動化水平整體提升提供支撐。最后，我國尚未建設功能完善的計算機輔助系統，難以保證設備綜合信息的升級與利用效率，這是國外機械設計自動化更具前瞻性的主要原因之一[3]。目前國內機械設計多停滯在單機與剛性自動化層面上，在工藝制造水平上長期沒有創新、突破。

3提高機械設計自動化水平的辦法

3.1創新機械設計自動化結構

在機械設計的自動化領域中，結構創新對應的工作內容主要是改進與完善是硬件設施條件。不論是部分基礎型元器件的規劃設計，還是那些較關鍵主控芯片的選用環節，均需要擬編與之相配套的標準要求，其務必符合現實的施工需求，而后方能投用到真實的生產場景內。而以上目標的達成絕非是一蹴而就的，需要設計人員積極摒除過往一些實用性偏低、過程冗長且繁瑣的設計，加大各種優 勢資源的整合力度，并且要考慮到機械設備的現實運作環境條件，還要確保其能具備較強的兼容性。立足于現實需求，有針對性的、循序漸進的調整與優化機械設計方案，確保設計故障能朝著自動化方向持續前行。

3.2整合人工智能

在深度研究機械設計自動化內的關鍵與核心內容的基礎上，相關人員也要重視不同地區不同機械設計自動化特征，加強研究、分析力度，在此基礎上構建一個系統性、完善性水平高的技術整合模型。現如今，人工智能作為信息社會內的新生事物逐漸闖入人們的視線范圍中，且在快速發展進程中小有成就。為確保我國機械設計水平能緊隨時展腳步，就需要以人工智能為支撐進行創新設計，力爭在自動化生產中將智能化系統優勢發揮至最大化，將人工智能與自動化技術能效疊加，最大限度的提升機械設計水平。人工智能可以使機械設備實現智能化操作，且可以智能化的檢測出機械設備運行階段的常見故障，使原本較為單一的自動化技術富有更強大的活力，運作模式復雜化但不失系統性，逐漸形成融合式的管理系統。人工智能有診斷機械故障的功能，其先把機械監測到數據經人機界面整合至系統內，而后基于正向推理機制和規則獲得相關的診斷結果，并作出專家意見，最后經減縮獲得既往和最相似的案例，測算出相似度，完成機械設備故障的診斷任務。神經網絡系統是機械設計自動化領域中人工智能應用的典型代表，該系統實質上就是效仿人體的神經網絡而構建的一類電子信息系統，存儲量大且能夠確保存儲數據信息精度是該系統的典型特征。該系統用于機械設計領域中，通過模擬仿真結構的形式解讀部分數據信息，而后基于分析結果獲得參與值[4]。從結構上分析，神經元結構具備高度的穩定性、緊湊性，其較有效的提升整個神經網絡系統的智能化水平，能精確無誤的處理龐大的信息數據，這就表明可以利用神經網絡系統計算、存儲機械設計自動化過程中涉及到的多種信息。

3.3重視配套產品的設計

機械制造企業在采用自動化技術生產作業階段，控制理論相關內容發揮重要的導向性作用。為最大限度的提升機械設計的自動化水平，在設計實踐中就要做到有側重點，予以配套產品的設計較高重視，促進其協調、可持續發展進程，進而為機械自動化設計過程提供更優質的服務。綜合分析人力、物力等特征，將機械制造理論知識作為指導思想，有效整合電子、信息機計算機等現代化技術，持續探究深化機械自動化設計效果的方法，助推自動化設計良性運轉過程[5]。在規劃設計配套產品過程中，企業要尋覓到適宜的切入位點，在系統軟件、控制系統、傳感器等現代化設備裝置的輔助下，不斷完善自動化設計水平。

3.4重視完善機械設計的過程

在機械設計進程中，需要借助自動化技術提供多樣化、優質的服務，這就需要設計人員在實踐中積極洞察不同機械產品存在的差異性。任何一個零部件質量均會影響到整個機械設備自動化設計水平與成效，為取得良好的自動化設計效果，就需要設計人員主動探析設計實踐中存在的各類問題，擬定可執行度偏高的應對措施，采用最適宜的方法完成設計任務，重視細微之處設計效果的管理與優化。為確保機械設備能處于適宜的環境下高效率運作，就需要設計人員加強調控策略的設計，將設備運轉階段零部件磨損情況發生率降至最低。針對機械設計過程，可以做出如下闡釋：首先，在機械設計早期，設計關注人員要確立整體思維，把自動化設計工作細化為幾個不同時期和流程，擬定較為完善的設計計劃，勾畫計劃圖、草案圖、零件圖等，在機械產品加工制造工序結束后，應對其關鍵性能指標作出檢測檢查，扎實掌握機械具體設計與指導內容[6]。其次，在圖紙上繪制好與之相配套的方案簡圖，清晰設定與機械生產活動相關信息，進而更科學的指導機械自動化設計過程。最后，在加工制造機械產品階段，一定要嚴格依照設計圖紙進行，并要檢驗機械自動化設計是否存在不足，認真反思與歸納，確保機械自動化設計任務能順利落實。

3.5加大綠色機械設計理念的落實力度

近些年，國內機械生產行業在發展中取得很大進步，而與之相伴隨的是環境污染、破壞等現實問題，綠色化生產已演變成社會各個行業生產運作的硬性條件之一。這就提示機械自動化設計階段在擬編技術方案時，應積極融合該理念。綠色化理念強調提高資源的利用率，這就要求生產制造出的機械設備生產階段有降低原材料耗用量的特性，當機械生產模式和綠色標準要求相吻合后，也有節省成本的作用，使機械設備生產過程對社會經濟持續發展有更強大的助推作用，也減輕經濟運作階段環境污染、破壞等現實問題。

4結束語

總之，為全面提升機械設備的生產質量與效率，就一定要重視機械設計自動化設計，合理應用人工智能技術，促進智能化和自動化兩者有機融合進程，整體完善機械設計的自動化結構，重視機械設計過程的改進等。相信在機械設備領域專家及技術人員等協同努力下，我國機械設計自動化水平將會大幅度提升。

參考文獻：

[1]王菊.簡析自動化技術在農業機械制造中的應用[J].南方農機，2020，51（09）：67-68.

[2]魯璐.節能設計理念在機械制造及自動化應用中的滲透研究[J].中國設備工程，2020，45（09）：165-166.

[3]桑建國.新形勢下自動化技術在機械設計制造中的應用研究[J].農機使用與維修，2020，14（05）：21-22.

[4]馬海濤.自動化機械設備研發設計及制造要點分析[J].農機使用與維修，2020，41（05）：30-31.

[5]李巖，張海杰，陳峰.一種汽車內飾件成形液壓機[J].鍛壓裝備與制造技術，2020，55（02）：56-58.

[6]李世文，張翔宇，譚積明.現代機械制造工藝及精密加工技術研究[J].中國設備工程，2020，14（08）：112-113.

作者：景輝 單位：中國船舶重工集團公司第七〇七研究所