智能制造时代背景下机械设计技术探讨

徐鹏程

特变电工股份有限公司 新疆昌吉 831100

摘要： 智能制造是科学家及技术人员将信息化与机械制造结合为有机整体，顺应时代发展形势与需求的人工智能产物，可以显著降低人工成本，提升机械制造质量与效率。文章以现阶段机械设计技术存在的问题出发，结合自身对机械智能制造的思考与实践探究机械设计技术的改革措施 。

关键词：智能制造 机械设计 设计问题

引言

随着智能制造时代的到来，各行各业在传统的工作方式上已发生了翻天覆地的变化，机械制造行业当然也不例外，这对机械制造技术提出了更高的要求，虽然目前我国的机械制造设计技术水平和国外发达国家的相比仍有一定差距，但在自动化以及智能化等方面已经有了质的飞跃。因此，在智能制造时代的大背景下，需要大力提倡并发展机械设计技术，并充分融入绿色环保设计理念，使得机械设计技术发挥更好的作用。

1现阶段机械设计技术存在的问题

虽然目前我国的机械设计制造行业已取得了十足的进步，但通过对比可以发现，我国在高精尖技术的细节方面仍掌握得不够到位，存在一定缺陷。因此急需对机械设计技术进行优化。由于企业生产系统性较强，将机械设计技术应用到生产工作中时，如果某一环节出现问题将会影响整个工程的运行。因此，必须要相关技术人员通过科学的分析排除有关机械设备运行过程当中所存在的突出问题，并采取合理的解决措施进行规避。常见的机械设计技术问题有：齿轮会经常性地发生磨损裂缝的情况，在运作过程中会表现为突然停止或者突然掉落；轴承会出现烧伤变形以及脱落的情况，导致整体运行缓慢；轴由于长时间的运行，会出现一定的磨损以及断裂，导致浅层有腐蚀情况，甚至出现 V型的脱落；油封由于长时间未进行保养维护，也会出现变形和开裂的情况。因此，需要设计人员针对这些问题对工作流程进行不断优化，明确相关的工作原理，并以此为基础对工作步骤以及结构有具体把控，及时分析出机械设备的异常情况，判断出故障点，从而采取科学的维修措施 。

2 机械设计技术的改革措施

2.1凸显智能技术与机械设计技术的融合作用

在智能制造时代的大背景下，机械设计技术应该有效地融合智能技术，将这些设计技术的作用得以最大化发挥。为了使机械制造达到智能化以及自动化的目的，需要采用多元化的机械技术应用模式，对技术进行定期升级。这样机械设计技术的应用效率得到提高，同时技术层面也更为精湛。一般而言，在设计正能化技术时，需要考虑到产品的性能以及质量是否达标。对已经投入到市场的产品，可以派工作人员对这些产品的故障产生情况进行记录，并将数据进行整合分析，从而为智能化的生产工作带来更多的数据支持。到下次进行新产品的研发时，就能将这些问题进行合理规避。除此之外，对智能化、自动化的机械设备也需要定期进行养护，对待不同的设备要采取正确的养护方式。在材料应用上要多使用一些防腐蚀的材料，防止断裂以及磨损情况的发生 。

2.2 智能制造机械加工过程的严格监控

(1)统计分析。对机械设备中制造的每台智能机器的使用寿命和磨损程度进行了分析和统计，总结了机器最容易发生故障的部位和故障原因。虽然统计分析方法可以直观、清晰地诊断出机械设备的故障，但它只能在初始阶段诊断出用户设备的故障。如果故障原因过于复杂，统计分析方法无法准确定位故障位置，此时该方法不再适用。(2)故障树分析。利用树形图的方法，将机械可能出现的故障逐一列出，通过分析可能出现故障的原因，对得到的数据进行分析，构建出完善的树形结构图，从最初构建的树枝开始，按照逻辑慢慢扩展到树叶，最后通过逐步分析得出可能出现故障的原因。大多数故障都可以用这种方法诊断出来，但当出现一些涉及多方面的复杂故障时，很容易误判，因为这种方法复杂，执行周期长。(3)经验判断。维修人员在检查机械故障时，往往会利用以往的经验进行诊断，在过去发生相同故障时，确定故障位置，然后对标记的位置进行安全调查，最终确定故障原因。使用经验判断法诊断机械故障的条件首先要求机械操作人员具有较强的工作经验，见过足够多的故障，故障发生后根据机械设备的运行状态判断和检查可能的故障位置。如果故障发生后操作人员不能准确定位故障和故障位置，此时需要专业维护人员进行检查。维修人员凭借丰富的经验，可以通过机械的运行状态对故障位置做出初步判断，然后通过逐一检查排除，确定故障的确切位置。(4)主要机械设备故障分析及诊断技术。在工程生产加工过程中，经常使用大型设备进行操作和辅助。通常，使用的主要机器是压路机、破碎机、大型风扇、水泵、球磨机、回转窑、大型电机以及电力变换和分配系统。对于同一台机器的不同部件，也有许多不同的诊断方法和故障排除内容。但是在投入实际使用的时候，要注意。因为机械设备不同于普通机械设备，此时的诊断技术也会有所不同。机械设备是专业型设备，因此在进行维修时需要专业技能强、专业素质高的维修人员。无论是哪种设备或设备的哪一部分，都需要专业的维修人员进行专业的操作。修理机械前，要进行专业诊断，对设备进行重复诊断和调查，切记不要一次下定论。结果会是偶然的，不确定的，会导致误诊，给以后的工作带来更多的麻烦。

3新时代背景下机械智能制造的发展趋势

3.1夯实数字化及网络化基础

机械设备的数字化及网络化不仅是实现智能制造的先决条件，而且是适应信息时代发展形势的必由之路。《报告》显示，参与自诊断的企业中有 50%的企业已经实现设备的数字化；23%的企业能够借助物联网、互联网等技术及传感器等设备实现机械制造数据的实时采集；仅有14%的企业开始探索设备的预防性维护保养，表明我国机械智能制造中机械设备数字化与网络化水平仍有待提升。

3.2大力推进数字化设计

数字化设计是机械智能制造中关键性技术之一，当前我国48%的制造企业已经开始采用计算机辅助设计技术，但仍有52%的企业沿用传统的二维设计技术，导致我国机械制造设计技术能力较为薄弱。适用于机械智能制造的数字化技术包括三维模型设计、PDM/CAPP、数字化建模仿真等。为进一步提升机械智能制造设计的科学性，还需要构建典型组件与设计知识库，实现设计的参数化、模块化及模型化，继而保证机械智能制造能够适应技术的更新迭代速度、及时相应市场的不确定需求变化。

3.3着力建设智能化车间

当前我国机械制造智能化车间建设初步实现了作业指导、加工程序等指令的远程下达，能够对各道生产工序、各类生产要素信息、设备运行参数等的自动化采集，但在车间的系统化、流程化、集约化管理上还略显不足，因此还需要进一步开发相应的机械智能制造管理系统，根据生产计划及作业工单对生产流程进行自动化排序，提升生产数据的可视化与可控化程度 。

结束语

智能制造业是社会发展的必然趋势。要想使机械设计技术得到进一步的完善和发展，需要对于目前所出现的问题进行整合分析。只有不断地解决现有问题，做好技术的发展创新，才能够实现机械制造行业的稳步发展。

参考文献：

[1]黄少华.智能制造时代背景下机械设计技术问题及措施研究[J].世界有色金属,2020(01):189+192.

[2]李艳红.智能制造时代背景下机械设计技术问题及措施研究[J].装备制造技术,2019(03):159-161.

[3]孙永忠.智能制造时代背景下机械设计技术问题及措施研究[J].世界有色金属,2018(11):279-280.