智能机械设备研发设计与制造研究

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摘要：随着网络技术、计算机技术、人工智能及机械制造技术的蓬勃兴起，机械设备制造行业进入到新的发展时期并成绩斐然，但也存在条块分割、各自为战、重技术轻市场、重研发设计轻制造加工等不良现象。为此，本文针对上述现状和问题，对智能机械设备的研发设计和制造提出了一些创新性的建议。

关键词：智能机械设备；研发；设计与制造；创新

在《中国制造2025》国家战略的推动下，我国的智能机械设备得到空前发展。随着计算机网络技术的发展和应用，智能机械设备在研发设计和制造过程中需要不断实现突破，重视创新发展路径，促进我国智能机械设备领域的可持续发展。

1智能机械设备研发设计创新

1.1积极引入创新设计思维，实现技术的综合应用

在大力倡导创新发展理念的背景下，智能机械设备制造应当大力引入创新思维，将理论和实践相结合，实现智能机械设备研发设计制造方法的不断创新、优化和完善，提出具有前瞻性的设计理念，逐步引领智能机械设备领域的健康发展[1]。为此，研发设计人员要综合利用智能机械设备研发设计和制造的相关技术和设备，充分掌控好相关技术的全局性应用。此外，为了实现设计理念，研发设计人员一定要学会应用研发设计和制造的相关智能技术。毋庸置疑，智能系统依靠预先设置的运行参数及设定操作流程进行运作，从而能够全面分析应用性能，保证设计目标得以实现。…

1.2实现环保理念与节能设计

近年来，我国树立了绿色生态环保的发展理念，并且制定各种法律政策和措施来促进绿色生态环保发展理念的实现，社会大众迫切地渴望节能环保的生产生活方式。为此，研发设计人员应从以下两方面实现环保理念和节能设计：1）要选择使用性能和环保性能最优的零部件和原材料，并重视可重复持续利用及环保的材料研发和升级换代；2）要考虑智能机械设备在达到使用寿命后，对生态环境造成破坏和对人身财产造成损害的可能性以及破坏程度和损害程度的大小[2]。

1.3完善智能机械设备构造细节

智能机械设备通过改变普通机械设备结构及材质，在普通机械设备上加装各种智能部件和系统，诸如处理芯片、自动控制系统、传感检测系统等来实现数据控制和计算机技术的有机融合[3]。计算机的数据处理能力是智能机械设备的核心，是实现智能处理的关键。处理芯片、自动控制与传感检测是完成机械智能运转的关键部件和技术。自动控制技术能够保证智能机械设备在原有控制基础上完成系统仿真化设计，从而确保系统完成自动定位、自动控制与自动校正功能。传感技术是通过在机械设备对应部件上安装传感器而实现的，智能机械设备借助于传感器反馈传感信息，从而得出设备运作条件和环境信息进而提高其智能水平。

1.4设备故障诊断智能化设计

智能机械设备寿命受限于机械零部件和智能系统的老化、设备结构和原材料限制等，设备检修人员通常很难以人工方式有效处理智能机械设备的故障。为了解决这一难题，可在智能机械设备上安装故障检修软硬件系统，实现设备故障的智能化预警和处理，能够精准找出智能机械设备的故障点和问题，迅速完成智能机械设备检修，从而保障智能机械设备的使用安全和寿命。

1.5构建研发设计框架和领域本体模型

构建智能机械设备设计研发框架，使信息交流与共享在不同区域、不同环节、不同应用之间得以充分实现，使智能机械设备研发设计的相关知识和概念进行针对性自动化探究，增加研发设计的创新创意。用户需求是智能机械设备研发设计的出发点和落脚点，研发设计人员通过智能机械设备研发设计框架，调动各个领域人员进行探究商讨，从而设计出满足用户需求的方案和图纸。生产人员通过智能机械设备研发设计框架可从其资源库中选取具有相应功能的组建零部件，可以节约时间和提高资源利用率。对智能机械设备研发设计框架实行分层管理，首先根据设计环节对数据分层管理，再依据功能、结构划分零部件，建立不同结构模块，对研发设计实现统一规划管理，对数据进行整合和实行创新管理，提高智能机械设备研发设计水平。另外，构建领域本体设计模型是智能机械设备制造创新的核心，通过提取智能机械设备研发设计中的数据资料并与虚拟技术结合对产品进行模拟[4]。在充分考虑产品功能、市场需求的基础上，将资料库中定义的概念、关系、实例等与外部信息数据进行结合，并利用现代数字化的虚拟技术充分对产品进行还原，再结合数字计算和资料数据配备出最满足需求的模型，然后投人生产。

2智能机械设备制造创新

2.1各环节人员协同合作确保设备制造的准确性和科学性

智能机械设备制造加工通常需要多个部门进行协同合作。1）制造加工人员在制造加工智能机械设备时，既要听取专业意见，还要和智能机械设备的研发设计人员进行深入探讨和沟通，了解设计方案的局部细节以及各部分的设计意图，确保制造加工方案能够满足设计要求[5]。2）在研发设计、制造加工、检测检验等不同部门工作人员的充分交流与协作下，智能机械设备的设计、制造、加工与检查等工作得以迅速完成，并保证智能机械设备的正常使用寿命。3）制造加工人员在加工制造智能机械设备过程中应树立质量意识，确保智能机械设备零部件和设备整体质量能够符合相关质量标准和要求。

2.2严格控制智能机械设备的制造、交付和调试环节

智能机械设备制造加工过程中，1）制造加工人员必须重视对加工工艺的应用，严格按照技术工艺人员编制的设备加工工艺流程进行制造加工，确保智能机械设备制造加工顺利保质进行；2）要充分理解设备设计图纸，严格按照设计图纸制造加工，如有设计、制造加工等问题及时与设计人员进行沟通，坚决杜绝盲目进行，同时设计部门和单位也要主动与智能机械设备制造加工单位进行联系和沟通，给予技术支持，及时发现和妥善解决遇到的各种技术问题，确保设备的制造加工质量。3）要加强设备制造监督，使得智能机械设备的加工技术和加工性能不断优化升级和完善。产品交付初期，设计人员和制造加工技术人员进驻智能机械设备使用单位进行技术支持和维护，以解决应急和突发故障。智能机械设备运抵使用单位现场并交付后，研发设计人员和制造加工人员亲临现场并对产品外观进行全面检查，同时配合设备使用单位进行设备调试，密切关注实际运行参数，及时与设计参数相比对，通过不断的调试和修正，使设备逐步达到设计目的和要求，对设备维护人员按照技术文件以及临场调试经验进行培训并解答各种问题[6]。

3智能机械设备研制一体化创新

3.1利用机械设备智能设计制造系统

智能机械设备通过使用机械设备智能设计制造系统来实现研制一体化。为了减轻机械工程师的劳动强度，提高设计研发效率，机械设备智能设计制造系统是通过相互映射、归纳、总结、使用和管理机械设计与制造及自动化领域的专业能力和知识，模拟机械工程师进行用户功能需求分析，功能方案设计、评价与优化等机械设备设计制造过程[7]；既能实现结构设计方案、工艺设计方案和数控程序编制的智能化，也能实现方案结果分析与评价的智能化。

3.2智能机械设备研发设计与制造的虚拟化

虚拟技术是在信息技术和网络技术平台的基础上发展起来的一种三维仿真技术，能够为人们带来最直观的视觉和触感体验。通过采用虚拟技术，在整个智能机械设备研发设计和制造加工过程中，相关技术研发人员、工艺技术人员和制造加工人员通过建立虚拟的机械设备产品模型，并准确掌握机械设备构件和相关参数数据的实际运行情况，通过对智能机械设备的虚拟环境仿真相关实验，极大地节省了对资源的消耗。

4结语

综上所述，在进行智能机械设备研发设计和制造创新的探究过程中，本文分别从智能机械设备的研发设计、制造加工以及研制一体化等角度有针对性提出创新的建议和对策，希望能有助于提升我国智能机械设备的研制水平和能力。

参考文献：

[1]白跃辉.现代机械零部件的创新设计分析与研究[J].内燃机与配件，2020(12)：140-141.

[2]董兵.关于智能制造时代机械设计技术的几点研究[J].科学技术创新，2019(2)：155-156.

[3]梅贝贝，王子铭.智能化机械设备的制造应用[J].时代农机，2017，44(10)：27.

[4]温海涛.自动化机械设备设计研发与机械制造创新探究[J].科技与创新，2019(23)：101-102.

[5]徐海威.自动化机械设备设计研发与机械制造创新分析[J].中国设备工程，2020(14)：105-106.

[6]蔡强.自动化机械设备设计研发与机械制造创新分析[J].科技创新导报，2020，17(12)：70-71.

[7]胡博.机械设备智能设计制造系统体系结构的研究[J].襄阳职业技术学院学报，2016，15(5)：18-21.

作者：张勇 王晓萍 单位：西安思源学院