哈尔滨工程大学黑龙江省哈尔滨市150000
摘要:随着近些年来科学技术水平的不断提高,对生产水平提出了越来越高的要求,而传统的机械设备也早已无法满足日益增长的生产需求,智能化机械设备由此出现,并逐渐成为了生产设备市场的主流。也正因如此,加强对机械设备智能化设计的研究工作则具有十分重要的现实意义。
关键词:现代智能化;机械设计;特点;发展前景;分析
引言:随着经济社会进入到新常态的发展背景下,生产水平的不断提升,推进了机械设备的应用,促使机械设备智能化设计逐渐受到了社会和企业对其的重视。在传统的机械设备生产中虽然有着一定的比重,然而在生产水平逐渐提升的背景下,传统的机械设备目前已经无法满足逐渐提升的生产需求。同时智能化机械设备也随之出现,进而慢慢占领了生产设备市场。
1.机械设备智能化设计的重要意义
第一,机械设备的智能化设计能够大大降低人力成本投入,提高企业的生产力。在传统的生产制造过程中,使用机械设备时往往需要投入大量的人力,可以说每一个生产流程都需要配备相应的机械设备操作人员维持正常的操作,以确保流水线作业的有序运行。然而由于生产原材料成本的不断提高,大量人力成本的加入,势必会降低企业所获得的经济效益,此时机械设备的智能化设计就具有十分重要的经济价值。这是因为通过诸多先进科学技术相融合的智能化机械设备,其在生产操作过程中可以通过智能化操作系统完成指定的命令,从而大大降低了对机械设备操作人员人力需求,也就降低了企业人力成本的投入,另一方面也提高了企业的生产力。第二,机械设备的智能化设计能够增加机械设备本身的生产功能。智能化机械设备在实际应用过程中,不仅能够满足单一生产需求,还能够将其运用到其他的产品生产制造过程中,从而最大限度地提高了企业的生产效率,降低了企业的人力成本投入,可以说这种生产模式也是当前现代化企业生产制造发展的刚性转变需求,是当前急需的机械设备。
2.现代智能化机械设计理论的主要特点
2.1智能化
智能化是现代智能化机械设计理论的主要特点,智能化是对机械进行改造,使机械中具有可模拟人脑的机器人,在不断设计与创新中,提升此机器人的思维能力,真正做到将人与计算机相结合,实现二者之间的交互,使机械更好地帮助人类进行工作。就目前而言,机械在工作中能够自主构思、分析判断等皆是智能化特点的展现。在智能机械的帮助下,人们的工作能够更加完善,对于部分数据也可进行详细的推理与判断。且随着互联网与计算机的普及化发展,智能化成为机械设计中的核心要求,将知识、图像、数据等进行详细的数字化处理,并在各行业中快速传播,使智能化机械更好适应市场需求。也可帮助使用者采集信息,并详细处理。此外,智能化特点还体现在现代设计方法的创新性,传统设计方法将许多部门进行串行工作,导致信息、数据等十分单一,且人工检索、手工计算等设计进程难保证质量,设计时间也过于漫长。而现代设计方法将计算机与新理论相结合,计算机先行计算并优化,将设计者的经验、创新能力与计算机强大的运算功能有机结合,随着计算机的发展与数据库的广泛应用,使机械设计所需数据的稳定性大幅提升,真正提升技术人员的设计效率,设计方法也更加现代化。
2.2系统化
系统化主要指现代机械设计会从系统的观点进行设计,既考虑到产品本身因素,还考虑到产品、系统、环境等方面的影响,真正做到注重人、机械、环境的多维系统关系。传统设计理念仅考虑到机械的静态特征,忽视了机械本身的动态特性。而现代智能化机械设计理论将机械与环境的物质流、能量流等考虑至设计环节中,实现各类信息的交换。首先,在设计机械前期环节中,现代智能化机械设计理论将机械生命周期及其各阶段的性能进行考虑与设计,这种系统化的设计特点使人们能够提前发现机械所存在的部分缺陷,从而减少机械故障发生频率,并能有效保障自然生态的平衡性。例如,在设计电动汽车时,会考虑到驾驶员的技术问题与舒适问题,还考虑到车性能及其对环境的影响问题。此外,系统化特点还体现在设计过程中多学科理论方面。现代智能化机械设计是一门综合性学科,融合了现代设计、可靠性设计、计算机等多种学科。例如:可靠性设计主要包括产品设计、管理、运输、使用等环节,将物理学、机械学相互融合,形成综合性较强的学科。
2.3模块化
模块化是现代智能化机械设计理论的特点之一,要求机械设计及其发展应用要满足不同行业及不同产品的发展需求。在新机械的设计与研发过程中,要保障生产规模与产品设计标准化的同时进行,在设计机械设备零件时,将其分为不同模块,保障设计过程的有序性与准确性,亦能有效减少浪费,从而有效提升设计与生产效率,并凸显出机械产品的优势,为机械技术的创新提供条件。此外,在设计过程中,秉承生产模块的由大到小性,实现总体与细节的并重发展。
3.现代智能化机械设计理论的发展前景
3.1现代智能化机械设计理论的发展趋势
3.1.1高精度高效化发展
现代智能化机械设计理论中有精度设计、超精密加工等范畴,其中纳米技术的应用十分广泛,对现代智能化机械设计提供了良好的基础,但同时也提示着我国机械设计更需趋于高精度化发展。同时,现代智能化机械通常运用到自动化行业中,因此,对高效化机械具有很大的需求,现代智能化机械设计理论除了具备智能化、自动化、绿色化等特点,还需具有高效化的发展趋势,为智能化机械的可持续发展提供保障。
3.1.2柔性化发展
随着科技的飞速发展,人们的生活水平逐渐提升,现代智能化机械需要不断创新才能满足社会的需求。因此,确保自动智能化机械的柔性发展十分重要。柔性化指自动智能化机械对各类环境的适应性,与系统设计方案、人员及设备息息相关。主要包括人员柔性化、设计柔性化及生产柔性化三个方面。只有将自动智能化机械设计理论趋于柔性化发展,才能真正满足社会的需求。
3.2现代智能化机械设计理论的发展方向
现代智能化机械设计理论首先可被应用于机械设计自动化产业的培养中,培养具有高素养、高标准的职业技能人才,为其提供先进的设计经验与设计技术,且当前我国社会急需现代智能化机械设计人才,因此将其引进培养环节十分重要。此外,现代智能化机械设计理论还可被用于航空航天、汽车等领域,在此领域中涉及理论具有长久发展的广泛空间,在设计制造、科研管理等方面皆需用到此项设计理论,且当前我国经济迅猛发展,需要将现代智能化机械的设计与制造作为经济发展的优先位置,并给予相应的支持,提升我国在世界上的经济实力。
总结:现代智能化机械设计理论将机电一体、计算机等相关技术相融合,体现出智能化、模块化、绿色化等特点。为机械制造的安全性与可靠性提供保障,同时,我国现代智能化机械设计理论正在趋于高精度、高效化、柔性化、计算可视化发展,并具有可持续发展的前景,为我国机械制造产业奠定基础。
参考文献:
[1]仲广民.智能化多工位配料称量机械系统的设计与开发[D].青岛科技大学,2018.
[2]安杰.如何在机械工程自动化中应用智能化技术[J].内燃机与配件,2018(06):85-86.
[3]龙杰强,杨凯,曾哲,龙世文.基于CAN总线的工程机械用智能化终端平台的设计与应用[J].建设机械技术与管理,2018,31(03):66-70.
[4]张丽.对机械设备智能化设计的展望[J].科技创新导报,2018,15(07):2-3.
[5]孙松.在机械工程自动化中智能化技术的应用[J].科技创新导报,2018,15(07):196+198.