李中奇

（北华航天工业学院 河北廊坊 065000）

现如今，计算机技术已经广泛应用在社会的各个行业中，极大限度地推动了各个行业的集成化和智能化发展，并且打破了行业之间的信息壁垒，为我国机械制造行业的快速发展奠定了扎实基础。随着人们对机械设计质量、应用集成范围要求的不断提高，这也促使机械设计制造行业要深入利用计算机技术，朝着更加精细化和智能化的方向发展，这也将成为机械制造行业的必然发展趋势。

1 机械设计制造业的发展现状分析

在我国的经济结构中，机械工业扮演着重要角色，但是，我国的机械设计制造行业在发展过程中存在着很多矛盾，亟需进行转型和升级，具体表现为以下几点。

1.1 核心技术自主研发能力落后

现如今，虽然我国的机械制造行业投入了很多精力用于高端机械设备的自主研发和生产，但是不可否认，一些核心技术仍然掌握在少数国家手里，我国的核心技术研发能力明显落后，这也导致核心零部件的研发滞后于机械制造行业的发展。我国有25%的高端机械设备材料和技术需要依赖进口，虽然也能完成部分材料的独立生产，但是材料性能和质量存在着很大的不稳定性，尚不能与工业发达国家的工业制造标准相匹配，这也在很大程度上影响了我国机械设计制造行业的核心竞争力。

1.2 技术亟待创新

众所周知，科学技术是第一生产力，机械设计制造行业的智能化和集成化发展绝离不开科学技术的创新。但是，受多种因素影响，我国机械制造行业经费投入远远低于工业发达国家，创新型的科技人才也大量缺乏，这都在一定程度上导致我国机械设计制造行业研发动力不足、测试条件缺失，使得机械制造行业进步缓慢。

1.3 “生产+服务”运营模式缺失

现如今，管理理念和管理模式的落后已经严重影响了我国机械设计制造行业的健康发展，公共技术性服务供给缺失，使得机械制造行业根本无法满足市场的具体发展要求，行业制定的标准也无法满足国内外市场竞争的要求，并且在生产过程中过于依赖实物产品，没有足够重视注服务活动与品牌影响力之间的关系，缺乏完善的“生产+服务”运营模式。

2 将计算机技术应用在机械设计制造行业的积极影响

在日渐成熟的科学技术的支持下，机械设计制造内容更加复杂、更加多元，这也明显增大了机械加工难度和制造难度。而将计算机技术应用在机械设计制造行业中，可有效应对呈几何倍数增长的加工制造问题，并且能够显著提高机械设计制造行业的加工质量和制造效率。首先，计算机技术在应用过程中能够实现多学科知识领域的有机结合，如力学、材料学、物理学、化学等，可有效梳理和总结各个学科的知识要点，因此能够显著提高机械制造能力，特别是对于具有较高复杂度的机械设备，计算机技术的应用能够实现对机械设备制造细节的深入研究。其次，因为计算机技术具有强大的计算能力，所以，在多重力学计算环境中，计算机技术可以准确无误地预判出对应结果，可将计算难度进一步降低，这能够显著提高机械设备的设计效率。现如今，在计算机技术的支持下，我国的制造能力和设计水平已经取得了跨越式发展，正逐步从制造大国向制造强国转型。最后，计算机技术的应用彻底颠覆了传统的机械设计制造模式，在提高设计制造效率的同时，进一步节约了生产成本。基于计算机技术的模拟和验算，可有效规避错误设计路线，为后续设计制造奠定扎实基础。而且计算机的调控功能和记忆功能也能有效应对未来复杂多变的工作环境和各种崭新的机械技术，可以从源头上保障我国机械设计制造行业的高质量发展［1-2］。

3 计算机技术在机械设计制造中的具体应用

3.1 计算机辅助技术的应用

3.1.1 绘制工程图

在机械设计制造中，工程图是后续工作开展的基础，只有借助工程图纸，工作人员才能直观地了解机械零部件的具体构造、性能参数和制造要求，如果图纸绘制不达标，将会对后续的制造环节产生严重影响。在过去很长一段时间里，我国的工程图纸绘制依赖传统手工，需要耗费大量的人力成本和时间成本，而且也很难避免因人为失误而导致的图纸误差，经常需要对图纸进行修改。而计算机辅助设计技术的应用可有效提高图纸绘制的准确率，可最大限度地保证工程图纸绘制符合设计要求，基于计算机辅助设计技术的图纸绘制，设计数据可由软件进行自动生成，技术人员可以直接进行修改与核查，能够让图纸绘制和校正更加高效［3］。

3.1.2 三维建模

计算机辅助设计技术应用在机械设计制造中，还能够实现机械零部件的三维建模，这可以让机械零部件设计制造更加直观与形象。技术人员可以利用软件的约束特征，对各类实体的面、线框、造型等进行旋转扫描，同时优化设计和编辑具体参数，进一步提高零件设计和制造的可视化效果，将产品结构更加直观地展示出来，这也有助于设计师对产品进行深入的分析，及时发现一些潜藏的设计问题，从而不断提高机械设计制造的精度和质量。

3.1.3 精细加工

计算机辅助技术还可以用于机械零件的加工制造，并且可进一步提高加工制造精度。例如，将计算机辅助技术应用在数控切削加工过程中，CAM软件就可以将最基本的切削方程构建出来，并结合现有机床的具体情况和零件加工材料，科学调整切削速度、切削量与加工轨迹等，这不仅可有效提高零件的加工精度，同时也能从源头上避免废品的产生，有利于实现资源的最大利用。除此之外，计算机辅助技术还能用于控制工业机器人、冲压机和焊接机等设备。总的来说，计算机辅助技术的应用在极大程度上提高了机械设计制造的自动化和智能化水平，这对于提高我国的制造能力和设计水平有着十分显著的推动作用。

3.1.4 机电设计制造一体化

在计算机控制程序的作用下，数控机床有着高度的自动化和智能化，可以出色地完成复杂精密零件的加工，具有高效性和高柔性等特征。将计算机辅助技术应用在数控机床中，可以借助网络通道与数控机床开放接口进行连接，实现数控机床和计算机辅助设计的无缝集成。在此基础上，设计模块就能够自动完成数据采集，并对设计模型中的资料数据进行智能识别，然后对图像进行动态仿真，最终形成数控机床的应用程序。在数控技术高速发展的背景中，计算机辅助设计技术与数控机床的集成度将被进一步提高，促使数控机床更加网络化、智能化、柔性化和精细化，有助于真正推动机电设计制造一体化的健康发展。

3.2 3D打印技术的应用

在过去很长一段时间里，我国的机械设计制造不仅需要长时间的设计和研究，而且调整方案的难度较大，同时模型制造还会产生很多废料，有着较高的生产成本，并且生产效率较低。而3D打印技术是一种快速成型的技术，在应用过程中以计算机设计模型为基础，利用可黏合的粉末状金属、蜡材和塑料等线材，利用逐层打印黏合的方式来完成物体的构造。现如今，3D打印技术已经广泛应用在机械设计制造中，已经成为小批量生产和定制化生产的主要应用技术之一。3D 打印技术赋予了客户更大的自主选择权，客户可以灵活选择打印线材，剔除了模具设计加工环节，可以依据计算机图形设计制作出任何想要的零件，然后将产品直接打印出来。3D 打印技术还可以帮助工作人员及时发现零件设计中存在的不足之处，进而对产品进行优化调整。而基于3D 模型机型的自主安装也能让装配流程得到精简，同时也可进一步降低产品的检测成本，在提高企业经济效益方面作用显著［4］。

3.3 计算机仿真技术的应用

除了工程图绘制和三维建模，计算机技术还可以用于仿真设计。数字仿真是基于三模建模技术而发展起来的新技术，数字仿真技术能够对机械构件进行工程学仿真，同时还能模拟和评估复杂运动的进行力学。计算机仿真技术在应用过程中需要借助计算机和系统模型，然后基于计算机虚拟技术、信息技术、相似原理及其他领域的相关知识，对想象或现实中的对象进行试验研究。计算机仿真技术具有高度的可重复性和安全性，并且不受外界环境的限制，现如今已经成为机械设计制造中的主要应用技术之一。因为在机械设计制造过程中设计环节通常相对繁琐，需要设计人员投入大量的时间和精力，同时，因为缺乏统一的标准和交互平台，导致设计方案经常需要进行后期修改，这不仅费时、费力，同时还会增大企业的经济负担。而将计算机仿真技术应用在机械设计制造中，能够创建一个等比例的仿真模型，能够对机械设计制造的设计、生产、使用和维护进行全过程的直观演示，借助这一功能，技术人员就可对设计方案进行科学评估，借助模拟分析结果找出模型存在的具体问题，然后采取有针对性的措施进行弥补，彻底消除机械设计存在的隐患问题，从源头上确保产品设计满足生产要求，这可从源头上降低产品的研发成本，减少不必要的试验材料浪费。现如今，计算机仿真技术已经在机械设计制造中发挥着举足轻重的作用，促使机械产品设计更加优化、产品制造质量更加可靠［5］。

3.4 人工智能技术的应用

人工智能技术的本质就是分析和存储机械设计制造所产生的所有数据，并通过不断地叠加和分析，实现数据参数最优化，促使设计制造目标的精细化完成。基于计算机技术的人工智能技术赋予了机械设计制造更大的智能化水平，在技术的作用下，机械设计制造模块具备了一定的自我提升能力，能够对系统的不完善之处进行自我修复。例如，传统的机械设计制造不可避免地会产生一定量的废品，在规模化生产作业时代，这些废品的存在直接降低了资源利用率，进一步拉低了我国的产品制造水平，造成即使科学技术不断进步，制造水平不断提高，但是废品率依然居高不下。而人工智能技术的出现彻底解决了这一问题，基于人工智能技术的智能操控程序，可以在设计制造过程中逐步改变参数数据，能够实现对废品的精细控制。随着人工智能技术应用经验的不断丰富，现如今已经形成了完善的控制能力和控制规模，能够切实满足多样化的生产需求，极大限度地提高了我国的设计制造水平。

3.5 基于计算机技术的动态监控系统的应用

在机械设计制造过程中，为了保证制造效率和制造质量，工作人员需要对所有的环节进行监督和管理。而基于计算机技术的动态监控体系能够充分借助机械设计制造模块，对所有制造设备进行全程动态化监督，极大程度地缓解工作人员的工作强度。例如，在生产加工大批量零部件时，基于计算机技术的动态监控系统能够全面精准地分析和研究任何一个加工制造数据，并借助其快速分析能力和计算能力，与标准的制造数据进行对比，因此，可从源头上保障制造数据的准确性和高效性。除此之外，智能监控系统还能够对当前的制造数据进行全面检验，一旦发现异常数据，可第一时间进行上报和预警，因此可有效减少废品的产生。虽然智能监控体系在机械设计制造中扮演着重要角色，但是不可否认，仍旧有很多加工制造企业并没有树立完善的监督管理意识，无法对机械设计制造的全过程进行动态化监督和管理，即使某一环节出现问题，也无法被及时发现和排除，不仅造成了极大的资源浪费，同时也增加了企业的制造成本。

4 基于计算机技术的机械设计制造的发展趋势分析

4.1 机械设计制造将更加智能

在构建可持续发展社会的背景中，机械设计制造的智能化发展已经成为我国工业制造行业的主要发展趋势。计算机智能化技术的应用显著地提高了制造企业的生产效率，同时也将人力资源从复杂危险的生产环境中解放出来，从源头上避免了人为操作误差的存在，进一步提高了产品设计制造精度。而基于计算机技术的智能化管理也能让管理者对设备生产的详细情况进行实时掌握，能够实现生产环节的高质量衔接，确保设备生产的正常运行。总体来说，将计算机技术应用在机械设计制造中，可促使机械设计制造更加智能，可实现机械设计制造诸多环节的智能化管理和生产，这对于提高机械设计制造的核心竞争力来说，意义显著。

4.2 机械设计制造将更加集成

在大数据技术高速发展的背景中，机械设计制造的集成化发展也成为工业制造行业的主要发展趋势，大数据技术、互联网技术与人工智能技术的深入应用对于改变制造企业的形态和模式有着十分重要的推动作用，同时也有助于实现我国制造业的高质量稳步发展。随着计算机技术的广泛应用，机械设计制造领域已经从传统的计划定制、设计加工扩展至产品的调研、设计、开发和销售，并在虚拟仿真技术、远程动态操作与监控系统的作用下，实现了机械制造行业的集成化发展。值得一提的是，计算机数字化技术的应用能够对数字图像进行高效的分析和整合，可以促使设计工序得到极大程度上的简化。基于计算机技术的集成化设计不仅更加灵活、更加精准、更加全面，同时也可有效保证产品信息完整准确，并且在应用过程中不限团队、不限地域、不限空间，也可保证产品设计的完整性和科学性。总的来说，集成化的机械设计制造以规范化的数字化模型为基础，利用小组分工合作的模式，分别完成项目设计、功能测试等工作，这显著提高了工作效率和工作质量，因此也能够为机械设计制造企业创造出更大的经济价值［6］。

4.3 机械设计制造将更加环保

在经济和环境之间的矛盾愈发激烈的背景中，国家政府提出了发展绿色经济的口号，打造绿色经济新模式已经成为时代的主要发展基调，这也就说明机械制造行业也要不断实现技术创新，积极朝向绿色环保的方向发展。传统的机械产品在制造过程中需要耗费大量资源，同时也会产生一定量的污染物，对环境并不友好，而将计算机技术应用在机械制设计制造中，可有效降低废品率，可以在一定程度上提高机械制造行业的节能水平。例如，计算机仿真技术的应用能够进一步节约生产资料；3D 打印技术的应用能够降低废品率，降低对能源的消耗；在三维建模阶段，技术人员可以优先选择节能环保材料，提高制造材料的循环利用率。总体来说，基于计算机技术的机械设计制造将朝向更加绿色、更加环保的方向发展，真正建立经济和环境和谐共生的良好局面。

5 优化计算机技术在机械设计制造领域的应用建议

5.1 提高工作人员的综合素质

随着计算机技术在社会各个行业的深入应用，计算机技术也在不断升级和完善。为了促使计算机技术能够更好地应用在机械设计制造领域，就要求机械设计制造领域的工作人员能够不断提升自身的综合素质，积极学习更为先进的计算机知识，确保自身具有过硬的信息素养，能够真正发挥出计算机技术在机械设计制造领域的作用和价值。一方面，设计人员不仅要掌握丰富的设计知识，同时还要对计算机设计软件的功能进行全面掌握，能够在设计过程中充分借助软件来提高产品的设计质量，确保最终的设计目标符合具体的制造要求；另一方面，工作人员一定要明确各项智能化设备制造参数的具体意义及代表的实际作用，能够及时发现异常参数，及时处理机械设计制造过程中存在的问题，借助强大的计算机水平，不断提高机械设计制造的智能化程度。

5.2 推动计算机核心技术创新

机械设计制造行业在我国的经济产业结构中扮演着重要角色，计算机技术的深入应用也为机械设计制造行业的快速发展提供了强大动力。但是，若想提高我国机械制造行业的国际竞争力，就必须要降低对进口技术的依赖，能够真正将核心技术掌握在自己手中，这也就要求相关技术人员必须要积极推动计算机核心技术的创新，能够自主研发出更多的先进技术，为我国机械制造行业的长远健康发展注入新鲜活力。

6 结语

综上所述，将计算机技术应用在机械设计制造领域，已经成为时代发展的必然趋势，这对于提高机械设计制造行业的设计水平和制造能力来说，意义显著。但是，若想实现计算机技术的深入应用，就要求机械制造行业能够投入更多的精力用于技术创新和升级，真正实现机电设计制造一体化发展，进一步提高机械设计制造行业的智能化、自动化、集成化和环保化水平，赋予我国机械制造行业更加强大的核心竞争力。