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探讨机械设计创新及其发展方向
摘要:机械制造是我国工业发展的基础,同时也是实现产业弯道超车的主要渠道,但是我国的机械产业发展起步较晚,需要相关工作人员注重机械设计的模式创新。本文针对机械设计创新的意义与价值进行分析,结合目前机械设计过程的不足之处,提出未来机械设计的发展方向。
关键词:机械设计;创新模式;发展方向
科技是改变社会的重要驱动力,随着当前科技的大跨越发展,不同行业的工作人员也要针对社会及技术的变化而进行思维拓展,不断的总结经验,突破固有模式进行创新才能更好的促进行业提升。机械设计是机械制造的前端环节,同时也是时代发展的产业技术支柱,机械设计创新需要设计人员借助科技成果展开创新构想、打破原有思维模式,注重多种思维的融合构建。
一、机械设计创新的价值与意义
(一)促进行业可持续性发展
行业的发展必须依靠创新精神才能推动前进,机械设计的创新是在理论基础上提升技术价值,同时也能带来更好的社会效益以及经济效益,机械设计的创新能够为相关机械的可靠性提供技术支持,同时进一步提升生产效率,有利于行业的稳步增长,是各大企业在激烈的市场竞争环境中站稳脚跟的重要手段。
(二)提升机械设计变型能力
随着当前机械市场行业逐步细化,不同客户对于机械设计的需求有了更多要求,机械设计的变型是指在保留原有的功能及结构基础上对机械性能以及尺寸方面进行改编,这也是机械设计适应不同市场环境的重要方法,通过机械设计的创新可以让变形设计更具科学性和创新性,并有可能改变传统机械设计理念以迎合社会发展需求。注重机械设计的变形有利于行业的更新,而机械设计的目的也是为了更好的降低人力成本、实现产品最大价值化[1]。
(三)推动机械式设计智能化发展
机械设计是通过个人的思维创造过程,将机械设计内容进行重新加工,随着当前科技的快速发展,单独依靠人老进行设计已经不能满足社会市场需求,因此机械设计的创新模式应住中智能化技术的融合,打破传统行业束缚,充分利用现代化的智能技术进行产业融合,尤其是大数据、云计算以及神经网络的融合运用,对于推动机械设计的智能化发展具有深远性影响[2]。
二、机械设计创新趋势分析
(一)精准性
鉴于未来的社会发展需求以及工业化的机械要求等,机械设计创新应充分考虑自身的精准性,通过控制设计做出大量数据调研,并进行反复调试与修改才能保证设计有效性,同时也可以加入相应的神经网络控制技术。神经网络控制由独立的神经单元组成,并且之间工作划分极为明确,在进行合理的神经链接后,以可见方式对复杂、庞大的任务进行设计,同时也能够模仿人类学习能力。在数据分析和处理上更加精细化尤其在特定领域中,神经网络技术更具优势,可以通过智能化的运算让机械工程的精密性得到显著提高,但是也要注意运用神经网络技术的安全环节,可以根据不同行业安装安全模块以从根源上减少失误。
(二)稳定性
稳定性一直以来都是机械设计中的主要环节,由于需要在较小的空间维度上进行精密运动,因此要注重机械自身的使用周期以及运行稳定性,相关人员可以参考模糊控制工程的应用方向。对于一些精细化的机械设计需要大量繁重的计算过程,同时要对整个工作过程进行数字建模也非常困难,而模糊控制技术可以让复杂的问题简单化,让程序设定更加直观,相较于以往的机械设计,不再进行完整的数字化处理,而是将运算控制在合理偏差内,减少了数据完整建模的繁重运算,让机械设计更具效率性和智能性[3]。
(三)效率性
工业化社会的发展非常注重工作的效率性,依托于互联网以及电子信息技术的高速发展,机械设计也达到了前所未有的高度,但是人工智能的出现改变了传统机械设计的运用,不仅减少人工成本,同时还提高了生产效率。相关工作人员应充分意识到人工智能对于机械设计的自动化发展影响,尽量通过人工智能减少人为因素干扰,让设计过程更具效率性,同时也要注重远程设计的融合性,应用可以让相关设计人员打破时间与空间限制进行跨区域配合,尤其在机械试运行等阶段,可以实现毫秒级的远程操控,这对于机械设计发展而言具有深远性影响。
三、机械设计未来发展方向探析
(一)机械设计趋于微型化
绿色发展是我国政府在多次政府报告中提出的重点发展方向,当前的社会经济发展已经与生态保护存在了客观矛盾问题,因此要注重产业的绿色化趋势,机械设计不仅为社会提供了有利的经济增长点,同时也是改变社会生产力和生产关系的核心方式,与能源消耗以及污染物排放等有着诸多关联。我国正处于产业转型的重要阶段,随着当前科技的不断发展融合,机械类产品也更多的融入到了人们的生产生活当中,尤其是半导体的相关产品与现代化社会已经密不可分,因此市场需求机械设计要考虑自身的体积特点、成本特点以及能源消耗特点,因此微型化的机械产品在多个领域都更具优势,但是目前的微观机械设计也存在诸多困难,需要考虑加工环节的精细化程度以及设备仪器的使用。
(二)机械设计趋于智能化
智能化的机械设计发展方向是指在原有的科学理论基础之上对设计思路进行创新,例如当前的机械设计制造都是以自动化数据呈现,需要构建完整的数据模组,而通过可视化的模型构建,可以让机械产品在设计研发阶段对完整数据分析,极大提高了单位设计效率,并且降低了人员工作强度,通过人机结合的设计方式让自动化的机械设计得到了升级,进入到智能化设计阶段。目前的机械设计已经具有了一定智能化特征,但是随着大数据等相关技术的快速发展以及产业融合,还可以为机械设计提供相应的模拟训练,并产生独立的推理逻辑,包括融入生物学以及心理学等相关知识,进一步提高设计效率,同时也能将机械设计风险降到最低[4]。
(三)机械设计趋于人格化
机械工业的发展目的是运用科技改变人们的生活及生产方式,提供更加便利的产业条件,因此要机械设计的发展方向必然要考虑机械与人员的互动性,但是机械本身不具备生命特征,需要人类进行操控运行,但是现代科技产业改变了目前的机械发展趋势,可以通过人工智能化手段赋予机械更多的深化思考与学习能力,也就是说可以赋予其人类的特征,也就是所谓的“人格化”。AI技术改变了机械设计的发展趋势,同时也不同于以往的自动化方向,一方面加强了产品与人之间互相的关联性,同时还能在智能情感方面进行互动,体现出机械产品的仿生优势。另外,人格化的机械设计具有更强的学习能力,甚至可以从不同角度进行独立思考,但是人格化的机械设计仍要坚持以人为本的发展原则,偏向于服务社会及产业的特点。
结语:综上所述,我国在经济领域中取得了重要的发展成就,但不可否认在部分产业中仍不能完全实现产业的自给自足,机械设计是机械产业的源头,因此须注重创新模式发展才能奠定我国的行业领先地位。智能信息化产业的融合可以提高我国机械工程的精度与质量,但是相关人员也要注重设计的创新,并针对行业的发展前景进行展望,以此提高机械设计的发展长远性。
参考文献
[1] 孙风林. 探讨轻工机械设计创新的新思维和新方法[J]. 数码设计(下),2021,10(5):376-377.
[2] 王晓燕,朱雨洁,赵俊杰,等. 基于机器人构型设计的机械创新分析[J]. 科技与创新,2021(24):126-127.
[3] 马力戈. 现代机械设计的创新设计理论与方法研究[J]. 价值工程,2020,39(1):280-281.
[4] 王清华. 计算机技术在机械设计制造及自动化中的技术创新与应用[J]. 内燃机与配件,2022(3):236-238.
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