陳巖

（河鋼戰(zhàn)略研究院）

摘要：在科技進步的過程中，計算機技術(shù)作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，在各個領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。特別是在機械工程及其自動化領(lǐng)域，計算機技術(shù)的使用不僅提高了設(shè)計和生產(chǎn)的準確性和效率，而且有助于整個行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。本文討論了計算機技術(shù)在機械工程和自動化中的各個方面，并分析了其創(chuàng)新應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：計算機技術(shù)；機械設(shè)計制造；自動化；有效應(yīng)用

1 機械設(shè)計制造自動化技術(shù)概述

機械設(shè)計制造自動化技術(shù)是指利用計算機先進設(shè)計、信息定位傳感技術(shù)與遠程控制技術(shù)實現(xiàn)機械設(shè)計制造生產(chǎn)過程的自動化，是計算機、控制技術(shù)、傳感技術(shù)與機械設(shè)計制造技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，能夠為生產(chǎn)制造各環(huán)節(jié)提供驅(qū)動參數(shù)。機械設(shè)計制造自動化技術(shù)實現(xiàn)設(shè)計制造自動化和生產(chǎn)加工最優(yōu)化，設(shè)計制造與運行過程緊密結(jié)合；能夠?qū)崿F(xiàn)機器設(shè)備、生產(chǎn)線在很少人甚至無人值守的情況下，正常運行并完成既定任務(wù)。機械設(shè)計制造自動化技術(shù)主要涉及信息、微電子、遠程控制和遠程可視化、設(shè)備動作程序化和規(guī)范化等領(lǐng)域的先進技術(shù)。機械設(shè)計制造自動化技術(shù)可以通過單臺設(shè)備自身自動化和多臺設(shè)備網(wǎng)狀控制自動化實現(xiàn)產(chǎn)品制造，與傳統(tǒng)機械制造區(qū)別很大，先進程度高。機械設(shè)計與制造的自動化讓生產(chǎn)過程更加簡易，不但效率高，產(chǎn)品的品質(zhì)有保證，而且在生產(chǎn)過程中一旦出現(xiàn)各種常規(guī)問題，都可以按照既定程序自行處理，再加上應(yīng)用現(xiàn)代控制技術(shù)的科技手段，生產(chǎn)過程更加有序高效。機械設(shè)計制造自動化技術(shù)減少了大多數(shù)人工操作，能夠提高操作者自身的專業(yè)素養(yǎng)，有利于培養(yǎng)出一批了解計算機、機械工程等前沿技術(shù)，以及掌握自動化設(shè)備軟件、程序應(yīng)用、故障分析及解決的專業(yè)人才，涌現(xiàn)出大批技術(shù)水平高、專業(yè)過硬且熟悉機械設(shè)計制造、設(shè)備管理、過程控制的行業(yè)專業(yè)人員。

2 計算機技術(shù)的優(yōu)勢

將計算機技術(shù)和機械設(shè)計制造和機械設(shè)計制造自動化技術(shù)相結(jié)合來跟隨工業(yè)4.0時代的步伐，實現(xiàn)智能化是現(xiàn)如今使用計算機技術(shù)的主要目的之一。在領(lǐng)域內(nèi)計算機技術(shù)的主要作用之一是能夠?qū)⑤^為抽象的機械信息數(shù)據(jù)具象化，形成比較具體的數(shù)據(jù)信息，再進行高效的深層運算，通過對數(shù)據(jù)的分析和處理來達到革新機械設(shè)計制造和機械設(shè)計制造自動化技術(shù)的目的。利用上述目標，計算機技術(shù)在機械工程和機械工程自動化中的優(yōu)勢如下：首先，能夠使用計算機進行輔助設(shè)計，在機械設(shè)計和制造自動化中，可以使用計算機來支持機器，從而導(dǎo)致手動設(shè)計的錯誤，使錯誤存在于非常小的區(qū)域內(nèi)，設(shè)計的產(chǎn)品將更加準確可靠；其次，計算機和機器設(shè)計、制造自動化技術(shù)和機械工程的結(jié)合可以改善機器上的信息流，優(yōu)化操作。

將計算機技術(shù)和機械設(shè)計制造和機械設(shè)計制造自動化技術(shù)相結(jié)合能夠加強各機械的信息流動，增強操作體驗。比如使用計算機虛擬化技術(shù)可以模擬進行機械設(shè)計制造和機械設(shè)計制造自動化活動時的場景并糅合機械設(shè)計制造和機械設(shè)計制造自動化的創(chuàng)新創(chuàng)意理念，最后再進行虛擬實驗來驗證其存在的合理性及正確性，如此機械設(shè)計制造和機械設(shè)計制造自動化的過程將會更加的科學(xué)，更加的合理。

3 計算機技術(shù)在機械設(shè)計制造及自動化中的應(yīng)用

3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）與企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）

在計算機技術(shù)的推動下，制造過程的管理與優(yōu)化已經(jīng)達到了新的高度。制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）與企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）是其中的兩大關(guān)鍵工具，它們在提升生產(chǎn)效率和決策精度方面發(fā)揮了重要作用。MES是生產(chǎn)現(xiàn)場的神經(jīng)中樞，它實時收集和處理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，確保每個生產(chǎn)步驟與預(yù)定的質(zhì)量、時間和成本目標保持一致。另一方面，ERP系統(tǒng)則將企業(yè)的各個部門如財務(wù)、采購、銷售等緊密集成，提供全局視角的決策支持。通過整合數(shù)據(jù)，ERP能夠預(yù)測需求變化，優(yōu)化庫存管理，降低運營成本。一家名為SAP的公司提供的ERP解決方案，幫助眾多企業(yè)實現(xiàn)了供應(yīng)鏈的透明化，提高了響應(yīng)市場變化的速度。在當(dāng)前的數(shù)字化趨勢下，MES與ERP的集成應(yīng)用已經(jīng)成為企業(yè)實現(xiàn)智能制造和智能管理的基石，它們通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策，持續(xù)推動著制造行業(yè)的創(chuàng)新與變革。

3.2 3D技術(shù)的應(yīng)用

在機械工程和自動化領(lǐng)域，第一個應(yīng)用是3D建模技術(shù)。在實際的設(shè)計和自動化生產(chǎn)中，使用3D軟件進行相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計，不僅可以更直觀地將產(chǎn)品呈現(xiàn)在人們眼前，還可以使產(chǎn)品的外觀更加完美。其次，將3D打印技術(shù)應(yīng)用于機器的實際設(shè)計和生產(chǎn)及其自動化中，可以對相應(yīng)的產(chǎn)品進行深入詳細的掃描，并根據(jù)掃描結(jié)果進行綜合分析，將物理設(shè)備應(yīng)用于3D技術(shù)，并將相應(yīng)的設(shè)備轉(zhuǎn)化為多個三維平面。這項技術(shù)在相應(yīng)產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)中起著非常重要的作用，因為它節(jié)省了大量的人力、物力和財力，可以達到與傳統(tǒng)制造方法相同的效果，甚至可以單獨拆卸和組裝相應(yīng)產(chǎn)品的零件，這在使用傳統(tǒng)制造方法時通常需要大量的財力、人力和物力。

3.3 三維技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，三維建模和仿真技術(shù)已經(jīng)深入到機械設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，極大地提升了設(shè)計的精度和效率。例如，使用三維CAD軟件，設(shè)計師可以創(chuàng)建出更為直觀、真實的機械設(shè)備模型，這不僅有助于提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的問題，減少實物原型的制作和修改，而且可以為后續(xù)的制造過程提供精確的數(shù)據(jù)支持。

此外，三維技術(shù)還能實現(xiàn)對機械結(jié)構(gòu)的動態(tài)模擬和性能分析，如應(yīng)力分析、流體動力學(xué)分析等，幫助工程師在設(shè)計階段就預(yù)測和優(yōu)化設(shè)備的運行性能。例如，波音公司在設(shè)計787夢幻客機時，就大量采用了三維建模和仿真技術(shù)，成功減少了飛機的重量，同時保證了飛行安全性和舒適性。

再者，三維技術(shù)在產(chǎn)品展示和客戶溝通中也發(fā)揮了重要作用。設(shè)計師可以生成逼真的三維渲染圖或動畫，使非專業(yè)人員也能清晰理解設(shè)計意圖，從而提高合作效率，縮短產(chǎn)品上市時間。

3.4 智能通信技術(shù)

智能通信技術(shù)是結(jié)合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、移動通信、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳遞和共享，作出智能化決策，對設(shè)備進行集成化、精細化管理，以防控安全風(fēng)險，降低生產(chǎn)成本。應(yīng)用智能通信技術(shù)實時監(jiān)控機械制造過程，準確掌握設(shè)備運行狀態(tài)，通過短信、郵件等方式發(fā)送給工作人員，為遠程監(jiān)控和智能管理創(chuàng)造了有利條件。運用大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)對設(shè)備運行參數(shù)進行分析，制訂科學(xué)可行的決策，實施對設(shè)備的智能化控制，調(diào)整設(shè)備運行參數(shù)，提高設(shè)備運行效率，排除設(shè)備運行異常和故障問題。

4 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對日常生活對象的實際要求也在不斷提高。為了滿足人們的多樣化需求，機器制造商也在不斷進行深入研究，不斷推進技術(shù)。特別是在現(xiàn)代機械工業(yè)中，相關(guān)研究人員也在不斷推進自動化的發(fā)展，計算機技術(shù)的實際應(yīng)用也為機械工業(yè)及其自動化最大限度地實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供了必要的技術(shù)支持。

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