研究信息时代机械设计制造及自动化

柴亚雄

摘要：随着信息时代发展, 多种高新技术不断涌现并发展起来, 推进了机械设计制造业自动化发展进程。本文从机械产品及相关技术概念入手,分析了当下国内外关于该领域的研究现状，重点阐述了在信息时代背景下我国所面临的机遇与挑战，最后针对目前存在的问题提出解决措施，并展望未来前景。

关键词：信息时代；机械设计；自动化

引言：机械设计制造及自动化的发展在社会生活中发挥着越来越重要的作用,影响着人类的生产活动、科学技术进步，信息时代下对机械产品设计创新提出更高的要求。本文主要阐述当今阶段国内外的研究及应用现状，并针对相关问题进行分析讨论，总结归纳出相应解决办法，以提高我国制造业在新时期环境下的发展水平，为未来的科研工作提供一定参考。

一、信息技术在机械设计制造及自动化中的优势

1.1 能够减少安全隐患

在机械制造领域中,最为核心的部分就是通过信息技术对产品设计进行创新和改造，随着信息技术不断提高，使得整个生产过程更加智能化、信息化、规范化。因此运用先进技术能够保证制造业的整体质量水平得到提升，实现产业升级与进步，另外还能够有效减少安全事故的发生概率，降低企业经济损失率等。

机械设计制造的过程中,必须要遵循安全第一、预防为主的原则。在实际生产活动当中,如果能够有效地减少安全事故的发生，就可以将损失降到最低。因此需要重视起机械设备的安全性问题以及相关防护措施，进而保障企业员工的生命财产和工作环境不受破坏，保证企业生产活动顺利进行下去[1]。

1.2 提升机械设计制造效率

机械设计制造及其自动化是提高劳动生产率、降低产品成本的有效途径,在实际应用过程中,要实现这一目的需要运用到现代计算机技术和信息网络等现代化手段。首先就是利用电子信息技术来提升整个企业的管理水平，借助电子信息化工具能够快速准确地对市场需求变化进行判断，并做出相应调整;其次，先进的机械设计制造自动化系统可以为工作人员提供更多、更全面以及更及时的产品反馈，从而促进工作效率的提高并且降低成本费用；最后就是通过电子信息管理自动化系统可以帮助工作人员对机械设计制造过程进行控制,并能够及时反馈产品与加工过程中出现的问题。

1.3 促进绿色环保理念发展

在当今时代,环保理念已经深入人心,绿色发展是现代社会可持续发展中的重要一环。随着国家经济水平不断提高，人民对生活质量的要求进一步提升。当前我国正处于工业化、信息化的快速发展时期之中，并呈现出一系列新特点与变化:1.产业结构日益优化升级；2.能源消耗总量减少；3.生产过程中废弃物数量大幅度降低,生态环境得到改善等，这些现象都表明绿色环保理念在社会发展中的重要性越来越突出，机械设计制造及其自动化作为我国传统支柱行业之一，应紧跟时代步伐，大力发展绿色环保理念。

1.4 便于远程监控机械设计制造流程

机械设计制造及其自动化是以现代计算机通信技术为基础,实现生产过程的智能化、信息化。其主要内容有:(1)通过远程控制设备与监控人员建立良好的信息交流沟通机制。在工业企业中,需要对员工进行实时管理和监督，要保证员工能够及时了解到存在的问题及需求所在，并根据实际情况做出相应调整，以满足产品质量要求,确保生产效率达到最优状态；(2)通过远程控制设备和监控人员的双向交流，实现机械设计制造流程自动化,从而提高生产产品质量，保证企业利益。

二、机械设计及自动化的发展方向

2.1 机电一体化

机电一体化是将机械和控制系统、检测系统、控制装置以及辅助设备等组成一个有机的整体，它在工业生产中具有显著作用,其主要体现在以下几个方面:(1)提高产品质量。通过运用现代计算机技术,使生产过程实现自动化。采用微电子工艺设计方法进行加工制造，利用数控机床的自动编程能力来对工件实施数字控制和精密检测，从而达到提高劳动效率、降低人工成本并增强企业竞争力的目的；(2)提高设备可靠性。在机电一体化系统中,主要是通过传感器、伺服电机及执行器等部件实现产品的实时可靠运行，因此机械自动化技术应具有强大功能模块和控制程序，来保证其稳定运行,从而有效地确保生产过程正常进行[2]。

2.2 智能化

随着人类的发展,智能化是当今社会所追求的重要目标。机械设计制造及自动化涉及到很多学科领域，比如说在计算机技术、网络技术等方面进行创新性应用,从而使传统制造业实现现代化和信息化;对人机交互界面进行优化，使产品更加人性化与个性化，探索发展智能化是人类社会进步的必然趋势。机械设计制造及自动化涉及到大量学科知识，在计算机与自动化技术、网络信息的基础上,设计制造出智能化产品,使其更加符合时代发展要求。

2.3 微小化

微小化是指通过改变加工工艺,来在设计过程中对机械设备进行改进、创新，例如:在工艺上进行改善,提高零件表面粗糙度，并使其硬度得到提升;使用新型材料制造出复杂形状的零部件或结构件，以降低成本;运用先进设备与系统相互配合，从而实现自动化生产等。通过在设备中利用数字芯片技术，减小设备质量及体积，大幅度提升设备工作实效性与效率。

2.4 生态化

在新时代的背景下,人们已经开始越来越注重生态化,机械设计制造及创新是以生态环境为基础，使生产活动对周围环境的影响最小、资源利用率最高。同时为了实现节能减排，循环经济技术在环境保护中起到了重要作用，必须要重视并积极采取措施来改善当前的生态化现状,从而保证社会的可持续发展,为我国国民经济做出贡献，对环境污染进行有效治理。

三、信息技术在机械设计制造及自动化中的应用

3.1 计算机辅助设计软件在机械行业的应用

随着计算机技术的不断发展,机械设计制造行业也在进行着相应的改革,从传统走向现代,再到现在的自动化阶段。而目前最主要的是必须要开发新工艺流程，并在此基础上实现生产过程中各个环节的相互联系与协调运作，应充分利用计算机辅助设计软件来完成相关技术的分析及数据处理等工作任务，最终通过三维模型进行模拟仿真操作,为使用者提供一个更加直观的交互体验。这就需要在设计过程中充分利用计算机辅助技术,使其成为产品制造的关键。

3.2 计算机模拟技术在机械设计制造及自动化的应用

机械设计制造及自动化是一门跨学科的综合性技术,需要对其进行深入研究,并将理论与实践相结合。计算机模拟技术主要体现在:①利用三维建模软件建立复杂模型;②通过虚拟样机建立零件和部件之间的关系。利用虚拟样机建立模拟产品模型，使用3D制图工具进行零件建模，运用二维制图中的点、线段构建几何关系等，借助虚拟试算完成机械设计制造及自动化过程控制等任务,去实现复杂工程的产品制作和生产仿真[3]。

3.3 仿真技术在机械设计制造及自动化的应用

机械设计制造及其自动化的研究是基于CAD、Pro/E,在仿真技术和应用方面,通过对实际产品进行模拟,分析其结构及工作原理。在这个过程中需要运用到很多软件，例如:虚拟仪器(CATT)等来帮助完成三维建模与实体模型建立以及零件加工工艺流程等，再如ANSYNUB软件可以实现整个系统的动态设计和装配功能;利用Matlab/Simulink仿真技术进行模拟,并对其结果进行分析诊断。

结语：在未来,机械设计制造及其自动化将朝着高精、高效和智能化方向发展。本文首先介绍了当前国内外对于机械设备领域的研究现状及存在的问题，其次概述现阶段我国所面临的机遇与挑战，并根据这些情况提出一些改进措施，以适应新技术带来的冲击，来促进工业整体水平的不断提高。

参考文献

[1]郭自奇.研究信息时代机械设计制造及自动化[J].中国设备工程,2022(15):63-65.

[2]郭子路.信息时代下我国机械设计制造及自动化分析[J].现代制造技术与装备,2019(03):200+204.

[3]张蕾.信息时代下机械设计制造及其自动化[J].化工管理,2019(03):12-13.