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信息时代机械设计制造及自动化分析

2023-01-03花亿春

中国设备工程 2022年1期
关键词:机械设计高端工业

花亿春

(郑州工商学院,河南 郑州 451450)

1 机械制造与自动化结合的要点研究

我国正处于经济发展的关键时期,各行各业面临转型、技术创新、引入更智能自动化的生产线,以摆脱行业发展的困境。机械生产与自动化的结合正值我国工业制造业转型的关键时期,我国也积极推进自有工业2.0的发展计划,努力实现我国工业在设计、生产、制造、自动化、智能化等领域的发展。机械生产与自动化技术的结合与创新,将加快我国高端制造行业的发展,既实现我国工业自动化、智能化作业与生产,同时也预示着我国行业的发展需要不断革新技术,实现在设计、制造等更高端领域的成功,打破欧美日等发达国家在机械设计制造及自动化技术领域的优势,为我国未来50年的发展做好贡献,提升我国整体制造业的发展水准,并创造更多的经济价值。

2 计算机信息化技术在数控机床领域的应用

数控机床是工业制造生产重要的生产设备,计算机数控技术在数控机床、加工中心的应用可以实现产品的自动化生产与智能化问题检测。高端的数控加工中心设备都集成了先进的计算机软件系统,并以数控编程的方式为数控机床实现生产的基础。在目前的数控机床制造领域,可以将其分为2类,一种则是软件的自动编程,而另一种则是手动编程软件。在高端的数控机床使用中,接受命令时需要借助计算机软件系统实现高精度、高难度数控加工动作,而其中计算机系统平台的执行与反馈则需要借助现代软件编程语言来实现。

3 信息化时代机械设计制造及其自动化中计算机技术的具体应用研究

信息技术的发展,推进了整合行业与计算机技术的融合,也加剧了我国工业制造行业的发展。自动化、智能化是我国工业发展的新方向,是未来我国40年实现工业突破的重要目标。因此,计算机在机械设计、研发、制造、生产领域的作用越发重要,要实现我国高端制造行业的发展,就需要借助计算机信息化技术的发展,在机械设计、制造、研发、计算机软件技术、集成电路等技术上实现突破,加快我国机械行业的发展。因此,自动化技术在机械设计制造中的具体表现如下分析。

3.1 计算机辅助设计软件在机械行业的应用

过去的机械生产全靠人工计算、绘制草图,工作难度巨大,工程量高,也容易出现出错。随着计算机技术的诞生,一些复杂的计算、实验数据计算可以依靠计算机进行处理。而随着信息化时代的到来,计算机技术实现了更大的突破,基于计算机平台的工业设计、生产软件出现,实现了计算机辅助设计和制造,工艺规划,测试,质量控制等内容,这些技术的作用为高端机械设计与制造提供了重要的生产基础。虽然基于计算机平台的这些技术可以有效降低人力、物力成本,提高设计的精准度,但在提高机械设计与制造的生产效率上并不突出。因此,随着计算机技术的不断提升,在高端的机械制造领域,出现了更为先进的计算机集成制造系统,而这种制造系统就结合了计算机辅助技术功能 并实现数据的统一化,数据的参数化,为制设计制造人员提供更全面的模型数据,并且可以实现每一个单一的有效沟通协调。在高端的机械设计与制造领域,全面性提高了设计的效率与精准度,实现更高难度功能的整合。而在应用计算机集成制造技术的过程中,现代机械设备在研发、设计领域中也积极尝试更先进的材料与前卫的功能设计,充分集成计算机运算平台,并配合更先进的电子信息技术、网络技术、自动化生产技术,实现机械制造生产的自动化、智能化。

3.2 计算机虚拟技术在机械设计制造及自动化的应用

目前在工业领域,虚拟化技术受到x86服务器的限制因素比较多,而要实现某些功能,需要部署多台服务器设备,同时,每台处理的内容仅为运行内容的很小一部分,以实现工业生产的需要,实现场景需要的处理要求与存储要求。而这种多台服务器共同部署使用问题也很突出,首先是运营成本高昂,其次是单台的服务设备效率地下。虚拟化技术主要依赖计算机软件技术来模拟硬件功能而推出的一套计算机辅助系统。这其中它能够满足IT组织在一台服务器上实现多个虚拟系统或者应用的同时运行。而这种可以提高生产的效率,获得更高的经济收益。

在计算机虚拟技术领域,计算机在设计制造过程的抽象化数据可以由计算机平台处理转化为更为直观的参数化信息,相关设计工作者可以实现机械设计的可视化操作与修改。同时,借助虚拟计算机技术,实现提前模拟产品性能,提前了解产品特性的作用,并及时发现设计中的不足,为产品优化、改进提供参考意见。因此,计算机可视化技术在机械设计制造领域的应用,可以实现机械设计的可视化与数据的精准化,大大降低了设计的难度与数据出错率。目前,随着机械朝着更智能、自动化领域发展,虚拟技术也实现了创新,能够借助设计参数等信息,利用虚拟技术模拟产品真实化的应用场景,并结合计算机高效、恐怖的计算能力,模拟与运行实验操作过程,验证产品的可行性与科学性,打破了传统机械设计的壁垒,也让工业制造朝着智能化、自动化更迈进一步。

3.3 仿真技术在机械设计制造及自动化的应用

目前,仿真技术在航天、航空、汽车、船舶制造领域应用广泛,这是一种更为先进的虚拟技术,实现对产生更全方位的模拟,对目前的机械设计制造而言,有着重要的意义。仿真技术可以借助虚拟技术、计算机扫描技术对产品数据、轮廓进行掌握,在借助计算机庞大的数据运算处理能力,通过仿真软件对产品进行模拟调试并修改。

对于目前的机械制造与自动化技术而言,是一门综合性很高的学科,这其中涉及的知识广,需要结合计算机技术、电子集成技术、控制技术共同参与,才能满足产品的设计与研发。对于此类人才的培养,需要掌握良好的数学计算能力,同时也需要具备良好的物理基础,后期更需要具备良好的信息化能力。其中高等数学(线性代数, 概率论与数理统计)、大学物理(理论力学、物理实验、机械原理、电子技术)、机械制造(机械设计、材料加工、电子技术)、信息技术(计算机辅助设计CAD、CAM等平台系统、软件)都需要相关人才熟练的掌握与应用。目前我国在机械设计制造方面的人才稀缺,需要我国高等学府培养此类综合性素质高的人才,才能有效推进我国工业制造水平的发展。

我国现代工业正逐步踏入工业2.0阶段,而工业2.0将实现我国工业由传统单一、落后的制造转向更高端、更自主、更智能、自动化的工业方向发展。而要实现工业2.0的发展,我国还需要在机械设计与制造领域实现突破。不管是高精度产品的加工、还是相关设备的研发与设计,我国还有很长的路要走。目前全球高端的智能机械生产设备被欧美西方国家所垄断,如工业生产集成系统、数控加工系统、生产材料、制造设计工艺等,都需要我们国家不断努力,培养这方面的人才来应对。

4 信息化时代对我国机械行业的发展启示

信息化时代的到来,推进了工业向下一个高端领域的发展,工业制造将更智能、自动、更全面,实现对人工最大的替代。下一个工业时代将结合大数据技术、人工智能技术、通信网络技术实现工业智能化生产、自动化化生产,将产品制造推向新的高度。而这其中对于生产的机械设备将有更高的要求,不管是对机械设备设计还是制造,还是后期的使用,都会有新的改变。

首先材料技术会有更新的突破,如材料会更节能、更环保、各项力学性能也更出色,一些特殊的材料也将应用到生产、产品制造领域,实现工业高速发展,对机械研发人员要求更高:掌握良好的数学、物理、化学、材料等基础知识,需要更完善的工业制造研发能力,同时具备先进的创新创造思维,具备良好的信息化能力对于生产行业而言,管理人员需要具备更高的素质,能够灵活的操作配备,掌握设备基础维修与维护,懂得电器、信息化的使用与操作要求,这样才能满足未来行业对人才的要求,推进我国工业的高速发展。

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