智能化工程技術(shù)論文
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智能化工程技術(shù)論文范文第1篇
隨著人工智能的發(fā)展，智能化技術(shù)被應(yīng)用到電氣工程及其自動(dòng)化中，主要用于控制器以及機(jī)器的智能化。智能化技術(shù)的應(yīng)用可以通過(guò)故障診斷、智能控制、優(yōu)化設(shè)計(jì)、PLD技術(shù)這幾方面來(lái)描述。
1.1故障診斷
電氣工程設(shè)備的工作時(shí)間長(zhǎng)，難免會(huì)發(fā)生故障，由于電氣設(shè)施故障的非線性、復(fù)雜性及不確定性，一旦發(fā)生故障，往往需要大量的時(shí)間排查故障，效率低、準(zhǔn)確率低。而智能化技術(shù)能夠有效解決這一問(wèn)題。在故障發(fā)生前，一般儀器會(huì)出現(xiàn)一些人們很難發(fā)現(xiàn)的預(yù)兆，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀器狀態(tài)，在出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)報(bào)警并提示故障位置，在故障真正發(fā)生前避免故障，能夠在極大程度上減少維修時(shí)間。電氣工程中常常通過(guò)分析變壓器中滲漏油分解出來(lái)的氣體進(jìn)行故障診斷，確定故障發(fā)生的范圍，并通過(guò)各種手段逐步縮小范圍，從而確定故障位置并提示派遣人員及時(shí)檢修。同時(shí)，智能化裝置可以記錄故障問(wèn)題，為以后的故障診斷提供參考，使故障診斷更加安全可靠。
1.2智能控制
智能控制能夠在很大程度上實(shí)現(xiàn)電氣工程及其自動(dòng)化的控制過(guò)程自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化管理和遠(yuǎn)程管理，提高管理的高效性。尤其對(duì)于一些高危險(xiǎn)、高難度的工作，如高壓控制，智能控制是必不可少的。相對(duì)于傳統(tǒng)的控制器，智能控制器的靈活性更好，更易調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的控制器在設(shè)置時(shí)需要精確考慮控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)方程，而實(shí)際涉及到的控制環(huán)境往往很復(fù)雜，存在很多不確定因素。但是智能控制不存在這方面問(wèn)題，因?yàn)槠湓谠O(shè)計(jì)時(shí)并不涉及控制對(duì)象的模型。并且智能化控制器可以根據(jù)對(duì)響應(yīng)數(shù)據(jù)（如魯棒性變化、響應(yīng)時(shí)間、下降時(shí)間）的分析隨時(shí)調(diào)整系統(tǒng)，調(diào)整后智能控制器的性能會(huì)大大提高，調(diào)整的過(guò)程并不需要專業(yè)人士在場(chǎng)，這樣就減少了大量的人力。以風(fēng)力發(fā)電廠智能化升壓站系統(tǒng)為例。智能化升壓站系統(tǒng)通過(guò)對(duì)過(guò)程層和間隔層設(shè)備升級(jí)，將一些模擬量和開(kāi)關(guān)量數(shù)字化，有效運(yùn)用光纖設(shè)備，實(shí)現(xiàn)間隔層和過(guò)程層的通信。站控層由系統(tǒng)主機(jī)、工作站、VQC等設(shè)備組成，是全站監(jiān)控、管理、調(diào)度中心。系統(tǒng)通過(guò)智能化控制，自動(dòng)完成信息的采集、測(cè)量、控制、保護(hù)等功能，相比于傳統(tǒng)的升壓站系統(tǒng)在效率、有效性等方面有很大的提高。
1.3優(yōu)化設(shè)計(jì)
電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)工作相當(dāng)繁瑣，需要綜合運(yùn)用成套設(shè)備、電路、電機(jī)與電氣、電磁場(chǎng)、變壓器等學(xué)科的知識(shí)，并結(jié)合過(guò)去的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)，手工完成設(shè)計(jì)，方案的達(dá)標(biāo)率非常低，修改難度大，成本高，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期也很長(zhǎng)。應(yīng)用智能化技術(shù)能夠有效提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短開(kāi)發(fā)周期。智能化技術(shù)在這方面的應(yīng)用主要有專家系統(tǒng)和遺傳算法。其中，專家系統(tǒng)依據(jù)該領(lǐng)域的專家提供的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，在決策前模擬專家決策過(guò)程，做出合理決策，該技術(shù)比較前沿，目前尚處于研發(fā)階段，尚未得到大量應(yīng)用。遺傳算法是一種借鑒進(jìn)化論的隨機(jī)化搜索方法，被廣泛運(yùn)用于信號(hào)處理、組合優(yōu)化、自適應(yīng)控制等領(lǐng)域，在電氣設(shè)計(jì)產(chǎn)品的優(yōu)化上性能優(yōu)越。
1.4PLC技術(shù)
PLC（可編程邏輯控制器）具有高可靠性和抗干擾能力，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制領(lǐng)域。在一些大型的電力企業(yè)的輔助系統(tǒng)中，PLC已經(jīng)代替了一般的繼電控制器。PLC技術(shù)使用內(nèi)存，用程序方式存儲(chǔ)控制邏輯，并用半導(dǎo)體電路實(shí)現(xiàn)。PLC技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了供電系統(tǒng)的自動(dòng)切換，用軟繼電器取代了實(shí)物器件，使供電系統(tǒng)更加安全可靠。并且，它能使用復(fù)雜的工作環(huán)境，具有良好的發(fā)揮性能，穩(wěn)定性強(qiáng)。
2．智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化中的應(yīng)用前景
2.1優(yōu)勢(shì)分析
智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化中相比于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)有巨大優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)需要建立控制模型，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法分析，建立動(dòng)態(tài)方程，但由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，在實(shí)際應(yīng)用中往往會(huì)出現(xiàn)無(wú)法預(yù)料的問(wèn)題，很難達(dá)到預(yù)期的效果。智能化系統(tǒng)可以從根本避免不可控因素，提高工作的效率。智能化技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)測(cè)響應(yīng)時(shí)間、下降時(shí)間等對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)性能大大提高。因此，智能化系統(tǒng)比傳統(tǒng)的控制器更能適應(yīng)實(shí)際工作環(huán)境。另外，智能化技術(shù)擁有很強(qiáng)的一致性。在輸入不同的數(shù)據(jù)時(shí)具有同樣可靠的估計(jì)能力，有廣泛的適用性。
2.2性能方向
速度、精度及效率是電氣工程及其自動(dòng)化的關(guān)鍵指標(biāo)。在電力系統(tǒng)中采用智能高速處理器芯片，同時(shí)采用交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，能夠改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性，提高系統(tǒng)的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)這兩個(gè)方面。對(duì)于群控系系統(tǒng)，必須按照生產(chǎn)流程的具體要求設(shè)計(jì)系統(tǒng)，使系統(tǒng)能夠發(fā)揮最大的作用，完成信息流和物料流的動(dòng)態(tài)調(diào)控。對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)，其強(qiáng)大的可裁剪性和覆蓋面可以滿足客戶的具體要求。
2.3功能方向
在功能方向上，主要包括設(shè)計(jì)用戶圖形界面、可視化計(jì)算、多媒體技術(shù)方面的發(fā)展。目前的操作系統(tǒng)一般都采用圖形界面，具有良好的人機(jī)交互性。在智能化系統(tǒng)中采用圖形化界面，通過(guò)窗口和菜單實(shí)現(xiàn)編程、圖像顯示、圖像模擬、仿真等功能，能夠降低操作者的門檻，方便非專業(yè)人士操作。通過(guò)可視化技術(shù)，信息的表達(dá)不再是呆板的文字和數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成圖表，能方便操作者分析數(shù)據(jù)，也可以高效地處理和解釋數(shù)據(jù)。同時(shí)，采用無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等技術(shù)，將可視化和虛擬環(huán)境相結(jié)合，能夠更加有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。多媒體技術(shù)一般是將聲音、文字、圖像、視頻等融合在一起傳輸，如果將多媒體技術(shù)應(yīng)用于智能化系統(tǒng)，可以更加綜合化、智能化地處理信息，能帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益。
2.4體系結(jié)構(gòu)
通過(guò)集成化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)智能化技術(shù)在體系結(jié)構(gòu)方面的發(fā)展和完善。可以使用高集成度的處理器、大規(guī)模集成電路FPGA、CPLD等提高軟硬件運(yùn)行速度。器件的高度集成化能夠提高電路密度，減小器件體積，更加方便安裝和使用。將智能化技術(shù)模塊化，各模塊之間通過(guò)接口通信，這樣有助于技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和集成，也可以運(yùn)用模塊的增減將智能化產(chǎn)品分級(jí)別銷售。將智能化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)使得人們能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，隨時(shí)掌握系統(tǒng)狀況，使電氣工程的控制不受地域限制。也可以實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)設(shè)備上控制其他設(shè)備，進(jìn)行編程等操作。對(duì)于較小的電力系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制能夠節(jié)約電纜的增加數(shù)，材料以及安裝費(fèi)用，并且可靠性高、靈活性強(qiáng)；但是在通訊量大的系統(tǒng)中遠(yuǎn)程控制會(huì)比較困難。
3.結(jié)語(yǔ)
智能化工程技術(shù)論文范文第2篇
【論文摘要】隨著社會(huì)城市化進(jìn)程的加速,樓宇智能化專業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn),為了適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展步伐,樓宇智能化從業(yè)人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)、層次結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真定位與思考。筆者結(jié)合我院今年申報(bào)的新專業(yè)樓宇智能化工程技術(shù)專業(yè)的情況,根據(jù)社會(huì)調(diào)研,提出樓宇智能化工程技術(shù)的專業(yè)項(xiàng)目教學(xué)法。
一、樓宇智能化技術(shù)專業(yè)的現(xiàn)狀
樓宇智能化技術(shù)專業(yè)是集現(xiàn)代通訊技術(shù)、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體的綜合行業(yè)。中國(guó)加入WTO后,隨著國(guó)外企業(yè)參與我國(guó)建筑行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng),對(duì)我國(guó)建筑智能化行業(yè)的極大挑戰(zhàn),一方面我國(guó)從業(yè)人員的技術(shù)、水平需要進(jìn)一步培訓(xùn)與提高;另一方面城市化建設(shè)急需大批懂設(shè)計(jì)、會(huì)施工、能管理的建筑智能化應(yīng)用型人才。由此可見(jiàn),培養(yǎng)樓宇智能化技術(shù)人才是行業(yè)的迫切需要。高職教育中,開(kāi)設(shè)了樓宇智能化工程技術(shù)專業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。
二、項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施的特點(diǎn)與困難
在樓宇智能化工程技術(shù)專業(yè)教學(xué)中,實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法是提高教學(xué)質(zhì)量重要途徑。所謂項(xiàng)目教學(xué)法是指以學(xué)生的自主性、探索性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ),采用類似科學(xué)研究及實(shí)踐的方法,促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)積極發(fā)展的一種新型的教學(xué)方法。在教學(xué)活動(dòng)中,教師將需要解決的問(wèn)題或需要完成的任務(wù)以項(xiàng)目的形式交給學(xué)生,在教師的指導(dǎo)下,由學(xué)生自己按照實(shí)際工作的完整程序,共同制定計(jì)劃、共同或分工完成整個(gè)項(xiàng)目。在項(xiàng)目教學(xué)中,學(xué)習(xí)過(guò)程成為一個(gè)人人參與的創(chuàng)造實(shí)踐活動(dòng),注重的不是最終的結(jié)果,而是完成項(xiàng)目的過(guò)程。學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中,理解和把握課程要求的知識(shí)和技能,體驗(yàn)創(chuàng)新的艱辛與樂(lè)趣,培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力及團(tuán)隊(duì)精神和合作能力等。
在樓宇智能化工程技術(shù)專業(yè)中實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法存在著一定的困難。其一,該教學(xué)方法打破了舊的教學(xué)方式,是一種創(chuàng)新教育,如何進(jìn)行,怎樣進(jìn)行,是擺在教育者面前的一大難題;其二,教育者如何投入太多的精力解決搜集項(xiàng)目、策劃教學(xué)、施教過(guò)程均須重新探討,大量工作的投入給教育者帶來(lái)去多麻煩,增加了許多工作量;其
三、樓宇智能化工程專業(yè)培養(yǎng)得是技術(shù)人員,需要大量的實(shí)訓(xùn)設(shè)備和案例來(lái)保障教學(xué),而教學(xué)設(shè)備不充足,項(xiàng)目教學(xué)法不能充分體現(xiàn);其
四、缺乏真正的雙師教師。大部分雙師型教師只是持有雙師證書(shū),并未有過(guò)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn);部分確實(shí)有著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師,由于長(zhǎng)期從事教學(xué)工作,不再有接觸實(shí)踐的機(jī)會(huì),對(duì)行業(yè)發(fā)展也逐漸疏遠(yuǎn)。而學(xué)校又缺乏長(zhǎng)效工作機(jī)制鼓勵(lì)教師到企業(yè)實(shí)習(xí),由于教師自身的技能欠缺,無(wú)法將先進(jìn)的專業(yè)知識(shí)和技能傳授給學(xué)生,制約了教學(xué)的質(zhì)量和效果。
三、項(xiàng)目教學(xué)法采取的措施
項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施需要從教師到學(xué)生,從管理到制度等各方采取相應(yīng)的改革,必須堅(jiān)持三個(gè)內(nèi)涵——高水平的教學(xué)隊(duì)伍、優(yōu)質(zhì)教材、先進(jìn)的教學(xué)手段和教學(xué)方法,同步發(fā)展,采取措施主要包括以下幾個(gè)方面:
1.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)教師是教育質(zhì)量的生命線,要提高教學(xué)質(zhì)量,把學(xué)生培養(yǎng)成既注重理論知識(shí)動(dòng)手操作相結(jié)合,又具備一定的創(chuàng)新能力。對(duì)專業(yè)教學(xué)的教師也提出了較高的要求。樓宇智能化專業(yè)教師除具有教師職業(yè)資格以外,還應(yīng)具有電氣的行業(yè)高級(jí)或以上崗位技能證書(shū),也就是教師本身要具有較高的實(shí)踐動(dòng)手能力。因此,加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)是重要之舉。例如:鼓勵(lì)教師進(jìn)行專業(yè)進(jìn)修;鼓勵(lì)教師參加技能鑒定;提倡教師實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)的安裝調(diào)試;實(shí)行以老帶新的形式,對(duì)教師進(jìn)行理論和實(shí)踐兩個(gè)方面的培訓(xùn),使教師早日成為適應(yīng)樓宇智能化專業(yè)的雙師型教師。另外,在系部成立項(xiàng)目教學(xué)專委會(huì),成員由校內(nèi)教師和企業(yè)專家組成,對(duì)核心課程的教學(xué)進(jìn)行合理分工,成立課題組,以學(xué)術(shù)造詣深厚、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的資深教授、副教授或企業(yè)專家擔(dān)任課題組的負(fù)責(zé)人,輔之以中青年骨干教師,有課題組根據(jù)方案確定施教方法及教學(xué)任務(wù)。
2.開(kāi)發(fā)與項(xiàng)目教學(xué)相適應(yīng)的校本教材項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)行,需要教師要根據(jù)授課內(nèi)容選用具體項(xiàng)目,再根據(jù)學(xué)生的具體情況來(lái)合理計(jì)劃、組織教學(xué)內(nèi)容,因此開(kāi)發(fā)與項(xiàng)目教學(xué)法相適應(yīng)的校本教材是順利開(kāi)展課程的必要條件。從德國(guó)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,采用項(xiàng)目教學(xué)法老師沒(méi)有一本固定的教材,他們讓學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)往往是一頁(yè)一頁(yè)的講義或工作頁(yè)。各專業(yè)的專業(yè)教師要開(kāi)發(fā)項(xiàng)目教材,要按照智能樓宇行業(yè)的發(fā)展和教學(xué)的特點(diǎn)不斷地開(kāi)發(fā)新的項(xiàng)目來(lái)充實(shí)教學(xué)內(nèi)容,使教學(xué)內(nèi)容能及時(shí)地汲取新的知識(shí),教學(xué)與行業(yè)技術(shù)同步發(fā)展,爭(zhēng)創(chuàng)品牌課程。
3.建立較全面的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系,注重學(xué)生潛能開(kāi)發(fā)原始的專業(yè)考試評(píng)價(jià)主要以理論考試為主,多采用閉卷筆試的形式,以成績(jī)衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,不能綜合反映學(xué)生的職業(yè)能力。為體現(xiàn)學(xué)生的各種職業(yè)能力水平,可將學(xué)生的作業(yè)情況、團(tuán)隊(duì)合作、創(chuàng)新能力等多種因素綜合考慮,專業(yè)課程模塊成績(jī)確定為:綜合理論測(cè)驗(yàn)成績(jī)、課程設(shè)計(jì)成績(jī)、實(shí)訓(xùn)成績(jī)?nèi)叩木C合。對(duì)學(xué)生的綜合職業(yè)能力進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。
4.建立校企合作的良好機(jī)制學(xué)生在完成了所有的課程和獲得一定的職業(yè)技能后,已具有了從事相應(yīng)的職業(yè)崗位的能力。但是他們還缺乏一定的應(yīng)變能力和實(shí)踐操作能力,為使學(xué)生就業(yè)后能直接頂崗工作,還需要在實(shí)踐工作崗位中進(jìn)行磨煉,這時(shí),學(xué)生可到相應(yīng)的企業(yè)中進(jìn)行就業(yè)前實(shí)訓(xùn),通過(guò)實(shí)訓(xùn),將學(xué)校所學(xué)的理論知識(shí)和技能用于實(shí)踐中,進(jìn)一步提高學(xué)生的職業(yè)能力,因此學(xué)校與企業(yè)間要建立良好的關(guān)系。同時(shí)企業(yè)中的熟練技術(shù)工人可參與到學(xué)校的實(shí)訓(xùn)中,通過(guò)手把手的指導(dǎo)提高學(xué)生的動(dòng)手能力,進(jìn)而彌補(bǔ)職業(yè)學(xué)校專業(yè)教師的實(shí)踐操作能力的欠缺。
四、保障項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施的幾點(diǎn)建議
1.創(chuàng)建校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地,校企合作樓宇智能化工程技術(shù)專業(yè)作為新專業(yè),加強(qiáng)與大中型相關(guān)企業(yè)(如建筑行業(yè)、高校、大型商場(chǎng)、酒店、寫(xiě)字樓)共建聯(lián)合實(shí)訓(xùn)基地。一方面,企業(yè)為學(xué)生提供真實(shí)作業(yè)環(huán)境,頂崗實(shí)習(xí);另一方面,學(xué)生為企業(yè)帶來(lái)一定的效益。
2.面向崗位群培養(yǎng)畢業(yè)生面向有關(guān)科研機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)院所、建筑行業(yè)、制造行業(yè)、高職院校和企事業(yè)單位,從事智能建筑與樓宇自動(dòng)化的設(shè)計(jì)與調(diào)試工作,樓宇電氣設(shè)備的使用和維護(hù)工作;建筑供電照明設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)工作;樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)調(diào)試、安裝和維護(hù);樓宇智能化產(chǎn)品的生產(chǎn)、安裝、調(diào)試、銷售和維護(hù)從事新設(shè)備的使用和維修以及科研和大專院校的實(shí)驗(yàn)技術(shù)工作。故在培養(yǎng)中,把樓宇智能化工程技術(shù)專業(yè)分成模塊,適應(yīng)不同崗位群的需要。
3.采用一體化教學(xué)模式,實(shí)現(xiàn)特色教學(xué)。高職高專教育的培養(yǎng)目標(biāo)是技術(shù)過(guò)硬的應(yīng)用型人才,實(shí)踐表明樓宇智能化應(yīng)用型人才的最優(yōu)培養(yǎng)方式是理論實(shí)踐一體化教學(xué)。推行一體化教學(xué),具體做法是:理論與實(shí)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)計(jì)劃、時(shí)間安排、教學(xué)過(guò)程由實(shí)習(xí)、理論教師一起商訂,相互參與,共同完成。在實(shí)訓(xùn)實(shí)行課題負(fù)責(zé)制,根據(jù)老師的專業(yè)特長(zhǎng),將若干課題進(jìn)行分工,每位教師負(fù)責(zé)一類專業(yè)相近課題,進(jìn)行課題負(fù)責(zé)制教學(xué),學(xué)生根據(jù)課題安排進(jìn)度輪轉(zhuǎn),一可保證老師對(duì)擅長(zhǎng)課題深入研究和潛心研究,達(dá)到較好的教學(xué)效果,二可節(jié)約實(shí)習(xí)材料,落實(shí)教育成本核算,三可解決實(shí)習(xí)師資不足的問(wèn)題。
智能化工程技術(shù)論文范文第3篇
在一個(gè)城市的發(fā)展進(jìn)程中，建筑是具有標(biāo)志性的，這主要體現(xiàn)在建筑物功能的變化上。建筑物的智能化發(fā)展，不僅體現(xiàn)隨著科學(xué)的發(fā)展機(jī)電技術(shù)在不斷進(jìn)步，同時(shí)還促進(jìn)了智能化建筑各項(xiàng)功能的不斷完善。機(jī)電工程是建筑重點(diǎn)施工項(xiàng)目，它的安全性和節(jié)能性直接關(guān)乎著建筑功能的完善性和建筑的整體運(yùn)行。對(duì)于建筑機(jī)電工程予以控制，這對(duì)建筑質(zhì)量具有深遠(yuǎn)的影響力。本論文著重探究建筑機(jī)電工程技術(shù)控制。
關(guān)鍵詞：
建筑機(jī)電;施工技術(shù);技術(shù)控制
正文：
建筑機(jī)電工程是建筑工程中極其重要的一部分，其質(zhì)量的好壞和技術(shù)高低是衡量建筑綜合質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。建筑機(jī)電工程作為一個(gè)系統(tǒng)，它的功能是多維的，必須要從全項(xiàng)目、全技術(shù)、全系統(tǒng)的角度上來(lái)判斷建筑機(jī)電的質(zhì)量，綜合方方面面的因素來(lái)考慮，努力做到未雨綢繆，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌兼顧，用最小的投資獲得最大的經(jīng)濟(jì)收益。
一、建筑機(jī)電工程技術(shù)及特點(diǎn)
建筑機(jī)電技術(shù)工程活動(dòng)主要分為四個(gè)階段，即工程設(shè)計(jì)、機(jī)電安裝、調(diào)試以及工程竣工驗(yàn)收。建筑機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域之廣泛，包括電氣工程、通風(fēng)空調(diào)與潔凈工程、機(jī)械設(shè)備工程、電梯工程、建筑智能化工程等等。施工范圍廣、專業(yè)技術(shù)復(fù)雜、時(shí)間跨度大是建筑機(jī)電工程技術(shù)的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)對(duì)機(jī)電工程技術(shù)人員提出了更高的要求，要求他們不僅要掌握相關(guān)設(shè)備工程技術(shù)知識(shí)，更要了解機(jī)電安裝規(guī)范，綜合考慮機(jī)電設(shè)備和建筑主體之間的關(guān)系。在機(jī)電施工中，很多時(shí)候要涉及到多個(gè)專業(yè)，這時(shí)候就需要施工單位同時(shí)施工，這時(shí)候不同專業(yè)間的協(xié)調(diào)就顯得尤為重要。然而機(jī)電設(shè)備對(duì)于管線布置有著非常高的高求，并且施工環(huán)境復(fù)雜，就必須要十分注意協(xié)調(diào)作業(yè)，這有這樣才能提高機(jī)電工程的施工質(zhì)量。建筑機(jī)電施工之所以時(shí)間跨度大，就是因?yàn)閺臋C(jī)電工程穿插于其中，從建筑施工初期到工程結(jié)束，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要機(jī)電工程。另外，新技術(shù)成分融入到機(jī)電工程技術(shù)中，一方面提高了機(jī)電設(shè)備的質(zhì)量，另一方面也是最重要的它極大的節(jié)約了施工成本。伴隨著機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化程度的不斷提高，使用效率也得到了很大的提升，然而新材料和新技術(shù)的采用，也在一定程度上使得機(jī)電工程收到了影響。
二、建筑機(jī)電工程技術(shù)存在的問(wèn)題
（1）機(jī)電設(shè)備安裝操作不正確
機(jī)電設(shè)備的安裝與機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)有著必然的聯(lián)系，由于安裝設(shè)計(jì)的不到位會(huì)在很大程度上影響機(jī)電設(shè)備的使用質(zhì)量，尤其出現(xiàn)設(shè)計(jì)不符合建筑工程實(shí)際，有時(shí)候甚至不考慮設(shè)備的使用功能，這樣會(huì)導(dǎo)致機(jī)電工程完工后，機(jī)電施工功能很難發(fā)揮到理想的效果。一旦機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)的不合理，就必然導(dǎo)致安裝操作的不準(zhǔn)確，機(jī)電設(shè)備的安裝是有嚴(yán)格的程序的，必須要按照規(guī)范進(jìn)行操作，如果技術(shù)人員在安裝的過(guò)程中擅自進(jìn)行修改，就很有可能由于安裝問(wèn)題造成設(shè)備故障，當(dāng)建筑投入使用后，其安全隱患就相當(dāng)大，很容易危及人們的財(cái)產(chǎn)安全和生命安全。
（2）建筑排水系統(tǒng)安裝缺乏規(guī)范性
在建筑工程安裝的過(guò)程中，如果存在技術(shù)問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致墻根、板底等等建筑部位出現(xiàn)滲漏，還會(huì)導(dǎo)致局部漏做或者點(diǎn)位之間的錯(cuò)誤連接。此時(shí)如果地漏安裝不夠規(guī)范，還會(huì)出現(xiàn)有害氣體外泄；地漏標(biāo)高沒(méi)有得到很好的控制，還會(huì)導(dǎo)致建筑地面坡度不符合設(shè)計(jì)要求而產(chǎn)生漏水。另外，在建筑施工中，配電箱配線沒(méi)有按照規(guī)范安裝，就會(huì)導(dǎo)致電氣暗配管阻塞或者散熱器的支管部位出現(xiàn)滲漏，引發(fā)跳閘故障。
三、建筑機(jī)電工程施工技術(shù)控制措施
（1）機(jī)電工程技術(shù)水平過(guò)程中要注重技術(shù)經(jīng)濟(jì)性
在提高機(jī)電工程技術(shù)水平的過(guò)程中，要一改技術(shù)導(dǎo)向而促進(jìn)技術(shù)水平與技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。任何一項(xiàng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都是要消耗成本的，當(dāng)今社會(huì)伴隨著技術(shù)性能的不斷實(shí)現(xiàn)，成本消耗也在提升。基于這點(diǎn)，在提高機(jī)電技術(shù)水平的同時(shí)，還要尋找技術(shù)水平與技術(shù)經(jīng)濟(jì)之間的平衡點(diǎn)，以維持較低成本運(yùn)營(yíng)下的整體技術(shù)水平的提升，而不是單純的強(qiáng)調(diào)技術(shù)。作為綜合化的體系，機(jī)電系統(tǒng)對(duì)技術(shù)性要求極高，除了要求具備一般性的技術(shù)外，還要發(fā)揮其獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)，這些引起了技術(shù)人員濃厚的興趣，技術(shù)人員們紛紛開(kāi)始嘗試各種技術(shù)，這樣無(wú)疑使得技術(shù)成本提高很大一截，而對(duì)于技術(shù)體系的平衡沒(méi)有很好地控制在機(jī)電工程技術(shù)水平提升的同時(shí)，要確保系統(tǒng)內(nèi)部的平衡，就要協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)系，對(duì)于該項(xiàng)目統(tǒng)籌規(guī)劃，整體把握，以使機(jī)電技術(shù)在發(fā)揮技術(shù)性的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性。
（2）提高機(jī)電工程專業(yè)技術(shù)人員的綜合能力
隨著建筑行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力才是企業(yè)的生存之道，建筑施工企業(yè)只有提高了核心競(jìng)爭(zhēng)力，才能在建筑市場(chǎng)中穩(wěn)定長(zhǎng)久的發(fā)展。對(duì)于施工企業(yè)來(lái)說(shuō)，組織機(jī)電專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，以技術(shù)規(guī)范、機(jī)電工程施工質(zhì)量管理以及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等等為重點(diǎn)培訓(xùn)內(nèi)容，提高技術(shù)人員的知識(shí)水平和專業(yè)技術(shù)水平，這些都是非常有必要的。機(jī)電技術(shù)人員要想提高操作技能，就必須保證不斷的學(xué)習(xí)，不斷的提高技術(shù)水平。施工企業(yè)則要將機(jī)電的技術(shù)流程和技術(shù)指標(biāo)制定下來(lái)，以指導(dǎo)技術(shù)人員在工程施工中確保操作流程規(guī)范化。此外從工程施工的角度來(lái)說(shuō)，安全質(zhì)量是一定要嚴(yán)肅對(duì)待的問(wèn)題，機(jī)電工程企業(yè)要明確質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從而引導(dǎo)機(jī)電技術(shù)人員樹(shù)立先進(jìn)的管理理念，促進(jìn)機(jī)電技術(shù)管理工作的順利開(kāi)展。
四、結(jié)束語(yǔ)：
我們知道，建筑的智能化對(duì)建筑機(jī)電工程的技術(shù)水平提出了越來(lái)越高的要求，不斷提高建筑機(jī)電工程的技術(shù)水平，對(duì)于建筑質(zhì)量的提高和現(xiàn)代建筑的發(fā)展都有著十分重要的意義，對(duì)于機(jī)電企業(yè)而言，只有不斷的提高技術(shù)水平，才能在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中立于不敗之地。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳居安.建筑機(jī)電工程的技術(shù)控制探討[J].科技與企業(yè)，2012（09）：156.
智能化工程技術(shù)論文范文第4篇
摘要：在機(jī)械設(shè)計(jì)中引入CAD技術(shù),可以解決機(jī)械企業(yè)中重復(fù)性設(shè)計(jì)多、信息資源利用率低的難題,縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期,具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；CAD技術(shù)
1CAD技術(shù)的發(fā)展
CAD(ComputerAidedDesign)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的英文縮寫(xiě)，是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計(jì)算能力，輔助工程技術(shù)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析，達(dá)到理想的目的，并取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。自1950年計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)誕生以來(lái)，已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率飛速地提高。現(xiàn)已將計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)（ProductDataManagement，PDM）及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一體。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)是決定產(chǎn)品命運(yùn)的研究，也是最重要的環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作決定著產(chǎn)品75%的成本。目前，CAD系統(tǒng)已由最初的僅具數(shù)值計(jì)算和圖形處理功能的CAD系統(tǒng)發(fā)展成為結(jié)合人工智能技術(shù)的智能CAD系統(tǒng)（ICAD）(IntelligentCAD)。21世紀(jì)，ICAD技術(shù)將具備新的特征和發(fā)展方向，以提高新時(shí)代制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化和小批量、多品種要求的迅速響應(yīng)能力。
以智能CAD（ICAD）為代表的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、智能活動(dòng)是由設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領(lǐng)域內(nèi)專家設(shè)計(jì)的過(guò)程，采用單一知識(shí)領(lǐng)域的符號(hào)推理技術(shù)，解決單一領(lǐng)域內(nèi)的特定問(wèn)題。該系統(tǒng)把人工智能技術(shù)和優(yōu)化、有限元、計(jì)算機(jī)繪圖等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，盡可能多地使計(jì)算機(jī)參與方案決策、性能分析等常規(guī)設(shè)計(jì)過(guò)程，借助計(jì)算機(jī)的支持，設(shè)計(jì)效率有了大大地提高。
2三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)
通過(guò)實(shí)際應(yīng)用三維CAD系統(tǒng)軟件,筆者體會(huì)到三維CAD系統(tǒng)軟件比二維CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中具有更大的優(yōu)勢(shì),具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
2.1零件設(shè)計(jì)更加方便
使用三維CAD系統(tǒng),可以裝配環(huán)境中設(shè)計(jì)新零件,也可以利用相鄰零件的位置及形狀來(lái)設(shè)計(jì)新零件,既方便又快捷,避免了單獨(dú)設(shè)計(jì)零件導(dǎo)致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過(guò)程通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示出來(lái),使人一目了然。
2.2裝配零件更加直觀
在裝配過(guò)程中,資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關(guān)系,若裝配不正確即予以顯示,另外,零件還可以隱藏,在隱藏了外部零件的時(shí)候,可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)。整個(gè)機(jī)器裝配模型完成后還能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)演示,對(duì)于有一定運(yùn)動(dòng)行程要求的,可檢驗(yàn)行程是否達(dá)到要求,及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改,避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報(bào)廢。
2.3縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)周期
采用三維CAD技術(shù),機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)間縮短了近1/3,大幅度地提高了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。在用三維CAD系統(tǒng)進(jìn)行新機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí),只需對(duì)其中部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造,而大部分零部件的設(shè)計(jì)都將繼承以往的信息,使機(jī)械設(shè)計(jì)的效率提高了3~5倍。同時(shí),三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計(jì)能力,能夠通過(guò)快速重構(gòu),得到一種全新的機(jī)械產(chǎn)品。
2.4提高機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量
由于機(jī)械產(chǎn)品與信息技術(shù)相融合,同時(shí)采用CADCIMS組織生產(chǎn),機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)有了新發(fā)展。三維CAD技術(shù)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法,如優(yōu)化、有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)方針和優(yōu)化設(shè)計(jì)等,保證了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。同時(shí),大型企業(yè)數(shù)控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM進(jìn)行機(jī)械零件加工,一致性很好,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
3CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
3.1零件與裝配圖的實(shí)體生成
3.1.1零件的實(shí)體建模。CAD的三維建模方法有三種,即線框模型、表面模型和實(shí)體模型。在許多具有實(shí)體建模功能的CAD軟件中,都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實(shí)體造型模塊中,系統(tǒng)提供了六種基本體系,即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環(huán)狀體和楔形體。對(duì)簡(jiǎn)單的零件,可通過(guò)對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,將其分解成若干基本體,對(duì)基本體進(jìn)行三維實(shí)體造型,之后再對(duì)其進(jìn)行交、并、差等布爾運(yùn)算,便可得出零件的三維實(shí)體模型。
對(duì)于有些復(fù)雜的零件,往往難以分解成若干個(gè)基本體,使組合或分解后產(chǎn)生的基本體過(guò)多,導(dǎo)致成型困難。所以,僅有基本體系還不能完全滿足機(jī)器零件三維實(shí)體造型的要求。為此,可在二維幾何元素構(gòu)造中先定義零件的截面輪廓,然后在三維實(shí)體造型中通過(guò)拉伸或旋轉(zhuǎn)得到新的“基本體”,進(jìn)而通過(guò)交、并、差等得到所需要零件的三維實(shí)體造型。
3.1.2實(shí)體裝配圖的生成。在零件實(shí)體構(gòu)造完成后,利用機(jī)器運(yùn)動(dòng)分析過(guò)程中的資料,在運(yùn)動(dòng)的某一位置,按各零件所在的坐標(biāo)進(jìn)行“裝配”,這一過(guò)程可用CAD軟件的三維編輯功能實(shí)現(xiàn)。
3.2模具CAD/CAM的集成制造
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,制造行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高,從普通機(jī)床到數(shù)控機(jī)床和加工中心,從人工設(shè)計(jì)和制圖到CAD/CAM/CAE,制造業(yè)正向數(shù)字化和計(jì)算機(jī)化方向發(fā)展。同時(shí),模具CAD/CAM技術(shù)、模具激光快速成型技術(shù)(RPM)等,幾乎覆蓋了整個(gè)現(xiàn)代制造技術(shù)。
一個(gè)完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)是由多個(gè)功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數(shù)控加工、有限元分析、動(dòng)態(tài)顯示等。這些模塊應(yīng)以工程數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),進(jìn)行統(tǒng)一管理,而實(shí)體造型是工程數(shù)據(jù)的主要來(lái)源之一。
3.3機(jī)械CAE軟件的應(yīng)用
機(jī)械CAE系統(tǒng)的主要功能是:工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)與壽命預(yù)估、動(dòng)力學(xué)/運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真等。CAD技術(shù)在解決造型問(wèn)題后,才能由CAE解決設(shè)計(jì)的合理性、強(qiáng)度、剛度、壽命、材料、結(jié)構(gòu)合理性、運(yùn)動(dòng)特性、干涉、碰撞問(wèn)題和動(dòng)態(tài)特性等。
4CAD前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)
4.1圖形交互技術(shù)
CAD軟件是產(chǎn)品創(chuàng)新的工具,務(wù)求易學(xué)好用,得心應(yīng)手。一個(gè)友好的、智能化的工作環(huán)境可以開(kāi)拓設(shè)計(jì)師的思路，解放大腦，讓他把精力集中到創(chuàng)造性的工作中。因此,智能化圖標(biāo)菜單、“拖放式”造型、動(dòng)態(tài)導(dǎo)航器等一系列人性化的功能，為設(shè)計(jì)師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識(shí)別、語(yǔ)言識(shí)別和特征手勢(shì)建模等新技術(shù)也正在研究之中。
4.2智能CAD技術(shù)
CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)用逐步深入,逐漸提出智能化需求.設(shè)計(jì)是一個(gè)含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動(dòng)。智能CAD/CAM是發(fā)展的必然方向。智能設(shè)計(jì)在運(yùn)用知識(shí)化、信息化的基礎(chǔ)上，建立基于知識(shí)的設(shè)計(jì)倉(cāng)庫(kù),及時(shí)準(zhǔn)確地向設(shè)計(jì)師提品開(kāi)發(fā)所需的知識(shí)和幫助,智能地支持設(shè)計(jì)人員，同時(shí)捕獲和理解設(shè)計(jì)人員意圖、自動(dòng)檢測(cè)失誤，回答問(wèn)題、提出建議方案等。并具有推理功能,使設(shè)計(jì)新手也能做出好的設(shè)計(jì)來(lái),現(xiàn)代設(shè)計(jì)的核心是創(chuàng)新設(shè)計(jì),人們正試圖把創(chuàng)新技法和人工智能技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用到CAD技術(shù)中,用智能設(shè)計(jì)、智能制造系統(tǒng)去創(chuàng)造性指導(dǎo)解決新產(chǎn)品、新工程和新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造,這樣才能使我們的產(chǎn)品、工程和系統(tǒng)有創(chuàng)造性。
4.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在CAD中已開(kāi)始應(yīng)用,設(shè)計(jì)人員在虛擬世界中創(chuàng)造新產(chǎn)品,可以從人機(jī)工程學(xué)角度檢查設(shè)計(jì)效果,可直接操作模擬對(duì)象,檢驗(yàn)操作是否舒適、方便,及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間布局中的干涉和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的碰撞等問(wèn)題,及早看到新產(chǎn)品的外形,從多方面評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品.虛擬產(chǎn)品建模就是指建立產(chǎn)品虛擬原理或虛擬樣機(jī)的過(guò)程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進(jìn)行加工、測(cè)試、仿真和分析,以評(píng)價(jià)其性能,可制造性、可裝配性、可維護(hù)性和成本、外觀等,基于虛擬樣機(jī)的試驗(yàn)仿真分析,可以在真實(shí)產(chǎn)品制造之前發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題,從而降低產(chǎn)品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動(dòng)態(tài)企業(yè)聯(lián)盟將成為CAD技術(shù)在電子商務(wù)時(shí)代繼續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要方向.另外,隨著協(xié)同技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、概念設(shè)計(jì)面向產(chǎn)品的整個(gè)生命周期設(shè)計(jì)理論和技術(shù)的成熟和發(fā)展,利用基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術(shù),實(shí)現(xiàn)真正的全數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造,已成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
[1]黃森彬主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).高等教育出版社.
[2]榮涵銳.新編機(jī)械設(shè)計(jì)CAD技術(shù)基礎(chǔ)〔M〕.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.
[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.
智能化工程技術(shù)論文范文第5篇
論文摘要：在機(jī)械設(shè)計(jì)中引入CAD技術(shù)，可以解決機(jī)械企業(yè)中重復(fù)性設(shè)計(jì)多、信息資源利用率低的難題，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。
1 CAD技術(shù)的發(fā)展
CAD(Computer Aided Design)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的英文縮寫(xiě)，是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計(jì)算能力，輔助工程技術(shù)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析，達(dá)到理想的目的，并取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。自1950年計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)誕生以來(lái)，已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率飛速地提高。現(xiàn)已將計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)（Com-puter Aided Manufacturing，CAM）和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)（Product Data Management，PDM）及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（Computer Itegrated manufacturing system，CIMS）集于一體。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)是決定產(chǎn)品命運(yùn)的研究，也是最重要的環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作決定著產(chǎn)品75%的成本。目前，CAD系統(tǒng)已由最初的僅具數(shù)值計(jì)算和圖形處理功能的CAD系統(tǒng)發(fā)展成為結(jié)合人工智能技術(shù)的智能CAD系統(tǒng)（ICAD）(Intelligent CAD)。21世紀(jì)，ICAD技術(shù)將具備新的特征和發(fā)展方向，以提高新時(shí)代制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化和小批量、多品種要求的迅速響應(yīng)能力。
以智能CAD（ICAD）為代表的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、智能活動(dòng)是由設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領(lǐng)域內(nèi)專家設(shè)計(jì)的過(guò)程，采用單一知識(shí)領(lǐng)域的符號(hào)推理技術(shù)，解決單一領(lǐng)域內(nèi)的特定問(wèn)題。該系統(tǒng)把人工智能技術(shù)和優(yōu)化、有限元、計(jì)算機(jī)繪圖等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，盡可能多地使計(jì)算機(jī)參與方案決策、性能分析等常規(guī)設(shè)計(jì)過(guò)程，借助計(jì)算機(jī)的支持，設(shè)計(jì)效率有了大大地提高。
2 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)
通過(guò)實(shí)際應(yīng)用三維CAD系統(tǒng)軟件，筆者體會(huì)到三維CAD系統(tǒng)軟件比二維CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中具有更大的優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
2.1 零件設(shè)計(jì)更加方便
使用三維CAD系統(tǒng)，可以裝配環(huán)境中設(shè)計(jì)新零件，也可以利用相鄰零件的位置及形狀來(lái)設(shè)計(jì)新零件，既方便又快捷，避免了單獨(dú)設(shè)計(jì)零件導(dǎo)致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過(guò)程通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示出來(lái)，使人一目了然。
2.2 裝配零件更加直觀
在裝配過(guò)程中，資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關(guān)系，若裝配不正確即予以顯示，另外，零件還可以隱藏，在隱藏了外部零件的時(shí)候，可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)。整個(gè)機(jī)器裝配模型完成后還能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)演示，對(duì)于有一定運(yùn)動(dòng)行程要求的，可檢驗(yàn)行程是否達(dá)到要求，及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報(bào)廢。
2.3 縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)周期
采用三維CAD技術(shù)，機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)間縮短了近1/3，大幅度地提高了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。在用三維CAD系統(tǒng)進(jìn)行新機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，只需對(duì)其中部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造，而大部分零部件的設(shè)計(jì)都將繼承以往的信息，使機(jī)械設(shè)計(jì)的效率提高了3~5倍。同時(shí)，三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計(jì)能力，能夠通過(guò)快速重構(gòu)，得到一種全新的機(jī)械產(chǎn)品。
2.4 提高機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量
由于機(jī)械產(chǎn)品與信息技術(shù)相融合，同時(shí)采用CAD CIMS組織生產(chǎn)，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)有了新發(fā)展。三維CAD技術(shù)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，如優(yōu)化、有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)方針和優(yōu)化設(shè)計(jì)等，保證了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。同時(shí)，大型企業(yè)數(shù)控加工手段完善，再采用CAD/CAPP/CAM進(jìn)行機(jī)械零件加工，一致性很好，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
3 CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
3.1 零件與裝配圖的實(shí)體生成
3.1.1 零件的實(shí)體建模。CAD的三維建模方法有三種，即線框模型、表面模型和實(shí)體模型。在許多具有實(shí)體建模功能的CAD軟件中，都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實(shí)體造型模塊中，系統(tǒng)提供了六種基本體系，即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環(huán)狀體和楔形體。對(duì)簡(jiǎn)單的零件，可通過(guò)對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，將其分解成若干基本體，對(duì)基本體進(jìn)行三維實(shí)體造型，之后再對(duì)其進(jìn)行交、并、差等布爾運(yùn)算，便可得出零件的三維實(shí)體模型。
對(duì)于有些復(fù)雜的零件，往往難以分解成若干個(gè)基本體，使組合或分解后產(chǎn)生的基本體過(guò)多，導(dǎo)致成型困難。所以，僅有基本體系還不能完全滿足機(jī)器零件三維實(shí)體造型的要求。為此，可在二維幾何元素構(gòu)造中先定義零件的截面輪廓，然后在三維實(shí)體造型中通過(guò)拉伸或旋轉(zhuǎn)得到新的“基本體”，進(jìn)而通過(guò)交、并、差等得到所需要零件的三維實(shí)體造型。
3.1.2 實(shí)體裝配圖的生成。在零件實(shí)體構(gòu)造完成后，利用機(jī)器運(yùn)動(dòng)分析過(guò)程中的資料，在運(yùn)動(dòng)的某一位置，按各零件所在的坐標(biāo)進(jìn)行“裝配”，這一過(guò)程可用CAD軟件的三維編輯功能實(shí)現(xiàn)。
3.2 模具CAD/CAM的集成制造
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，制造行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高，從普通機(jī)床到數(shù)控機(jī)床和加工中心，從人工設(shè)計(jì)和制圖到CAD/CAM/CAE，制造業(yè)正向數(shù)字化和計(jì)算機(jī)化方向發(fā)展。同時(shí)，模具CAD/CAM技術(shù)、模具激光快速成型技術(shù)(RPM)等，幾乎覆蓋了整個(gè)現(xiàn)代制造技術(shù)。
一個(gè)完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)是由多個(gè)功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數(shù)控加工、有限元分析、動(dòng)態(tài)顯示等。這些模塊應(yīng)以工程數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行統(tǒng)一管理，而實(shí)體造型是工程數(shù)據(jù)的主要來(lái)源之一。
3.3 機(jī)械CAE軟件的應(yīng)用
機(jī)械CAE系統(tǒng)的主要功能是:工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)與壽命預(yù)估、動(dòng)力學(xué)/運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真等。CAD技術(shù)在解決造型問(wèn)題后，才能由CAE解決設(shè)計(jì)的合理性、強(qiáng)度、剛度、壽命、材料、結(jié)構(gòu)合理性、運(yùn)動(dòng)特性、干涉、碰撞問(wèn)題和動(dòng)態(tài)特性等。
4 CAD前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)
4.1 圖形交互技術(shù)
CAD軟件是產(chǎn)品創(chuàng)新的工具，務(wù)求易學(xué)好用，得心應(yīng)手。一個(gè)友好的、智能化的工作環(huán)境可以開(kāi)拓設(shè)計(jì)師的思路，解放大腦，讓他把精力集中到創(chuàng)造性的工作中。因此，智能化圖標(biāo)菜單、“拖放式”造型、動(dòng)態(tài)導(dǎo)航器等一系列人性化的功能，為設(shè)計(jì)師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識(shí)別、語(yǔ)言識(shí)別和特征手勢(shì)建模等新技術(shù)也正在研究之中。
4.2 智能CAD技術(shù)
CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)用逐步深入，逐漸提出智能化需求.設(shè)計(jì)是一個(gè)含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動(dòng)。智能CAD/CAM是發(fā)展的必然方向。智能設(shè)計(jì)在運(yùn)用知識(shí)化、信息化的基礎(chǔ)上，建立基于知識(shí)的設(shè)計(jì)倉(cāng)庫(kù)，及時(shí)準(zhǔn)確地向設(shè)計(jì)師提品開(kāi)發(fā)所需的知識(shí)和幫助，智能地支持設(shè)計(jì)人員，同時(shí)捕獲和理解設(shè)計(jì)人員意圖、自動(dòng)檢測(cè)失誤，回答問(wèn)題、提出建議方案等。并具有推理功能，使設(shè)計(jì)新手也能做出好的設(shè)計(jì)來(lái)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)的核心是創(chuàng)新設(shè)計(jì)，人們正試圖把創(chuàng)新技法和人工智能技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用到CAD技術(shù)中，用智能設(shè)計(jì)、智能制造系統(tǒng)去創(chuàng)造性指導(dǎo)解決新產(chǎn)品、新工程和新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造，這樣才能使我們的產(chǎn)品、工程和系統(tǒng)有創(chuàng)造性。
4.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在CAD中已開(kāi)始應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員在虛擬世界中創(chuàng)造新產(chǎn)品，可以從人機(jī)工程學(xué)角度檢查設(shè)計(jì)效果，可直接操作模擬對(duì)象，檢驗(yàn)操作是否舒適、方便，及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間布局中的干涉和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的碰撞等問(wèn)題，及早看到新產(chǎn)品的外形，從多方面評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品.虛擬產(chǎn)品建模就是指建立產(chǎn)品虛擬原理或虛擬樣機(jī)的過(guò)程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進(jìn)行加工、測(cè)試、仿真和分析，以評(píng)價(jià)其性能，可制造性、可裝配性、可維護(hù)性和成本、外觀等，基于虛擬樣機(jī)的試驗(yàn)仿真分析，可以在真實(shí)產(chǎn)品制造之前發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，從而降低產(chǎn)品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動(dòng)態(tài)企業(yè)聯(lián)盟將成為CAD技術(shù)在電子商務(wù)時(shí)代繼續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要方向.另外，隨著協(xié)同技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、概念設(shè)計(jì)面向產(chǎn)品的整個(gè)生命周期設(shè)計(jì)理論和技術(shù)的成熟和發(fā)展，利用基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)真正的全數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造，已成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
[1]黃森彬主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).高等教育出版社.
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