智能化工程技術論文
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智能化工程技術論文范文第1篇
隨著人工智能的發展，智能化技術被應用到電氣工程及其自動化中，主要用于控制器以及機器的智能化。智能化技術的應用可以通過故障診斷、智能控制、優化設計、PLD技術這幾方面來描述。
1.1故障診斷
電氣工程設備的工作時間長，難免會發生故障，由于電氣設施故障的非線性、復雜性及不確定性，一旦發生故障，往往需要大量的時間排查故障，效率低、準確率低。而智能化技術能夠有效解決這一問題。在故障發生前，一般儀器會出現一些人們很難發現的預兆，通過實時監測儀器狀態，在出現異常時及時報警并提示故障位置，在故障真正發生前避免故障，能夠在極大程度上減少維修時間。電氣工程中常常通過分析變壓器中滲漏油分解出來的氣體進行故障診斷，確定故障發生的范圍，并通過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檢修。同時，智能化裝置可以記錄故障問題，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現電氣工程及其自動化的控制過程自動化，實現無人化管理和遠程管理，提高管理的高效性。尤其對于一些高危險、高難度的工作，如高壓控制，智能控制是必不可少的。相對于傳統的控制器，智能控制器的靈活性更好，更易調節。傳統的控制器在設置時需要精確考慮控制對象的動態方程，而實際涉及到的控制環境往往很復雜，存在很多不確定因素。但是智能控制不存在這方面問題，因為其在設計時并不涉及控制對象的模型。并且智能化控制器可以根據對響應數據（如魯棒性變化、響應時間、下降時間）的分析隨時調整系統，調整后智能控制器的性能會大大提高，調整的過程并不需要專業人士在場，這樣就減少了大量的人力。以風力發電廠智能化升壓站系統為例。智能化升壓站系統通過對過程層和間隔層設備升級，將一些模擬量和開關量數字化，有效運用光纖設備，實現間隔層和過程層的通信。站控層由系統主機、工作站、VQC等設備組成，是全站監控、管理、調度中心。系統通過智能化控制，自動完成信息的采集、測量、控制、保護等功能，相比于傳統的升壓站系統在效率、有效性等方面有很大的提高。
1.3優化設計
電氣設備的設計工作相當繁瑣，需要綜合運用成套設備、電路、電機與電氣、電磁場、變壓器等學科的知識，并結合過去的設計經驗。傳統的設計方式根據經驗和實驗，手工完成設計，方案的達標率非常低，修改難度大，成本高，產品的開發周期也很長。應用智能化技術能夠有效提高設計產品的質量，縮短開發周期。智能化技術在這方面的應用主要有專家系統和遺傳算法。其中，專家系統依據該領域的專家提供的知識經驗，建立數據庫，在決策前模擬專家決策過程，做出合理決策，該技術比較前沿，目前尚處于研發階段，尚未得到大量應用。遺傳算法是一種借鑒進化論的隨機化搜索方法，被廣泛運用于信號處理、組合優化、自適應控制等領域，在電氣設計產品的優化上性能優越。
1.4PLC技術
PLC（可編程邏輯控制器）具有高可靠性和抗干擾能力，廣泛應用于自動控制領域。在一些大型的電力企業的輔助系統中，PLC已經代替了一般的繼電控制器。PLC技術使用內存，用程序方式存儲控制邏輯，并用半導體電路實現。PLC技術的應用實現了供電系統的自動切換，用軟繼電器取代了實物器件，使供電系統更加安全可靠。并且，它能使用復雜的工作環境，具有良好的發揮性能，穩定性強。
2．智能化技術在電氣工程及其自動化中的應用前景
2.1優勢分析
智能化技術在電氣工程及其自動化中相比于傳統的控制系統有巨大優勢。傳統的自動控制系統需要建立控制模型，運用數學方法分析，建立動態方程，但由于系統的復雜性，在實際應用中往往會出現無法預料的問題，很難達到預期的效果。智能化系統可以從根本避免不可控因素，提高工作的效率。智能化技術可以實時監控系統，通過監測響應時間、下降時間等對系統進行實時調節，使系統性能大大提高。因此，智能化系統比傳統的控制器更能適應實際工作環境。另外，智能化技術擁有很強的一致性。在輸入不同的數據時具有同樣可靠的估計能力，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化的關鍵指標。在電力系統中采用智能高速處理器芯片，同時采用交流數字伺服系統，能夠改善電力系統的動態特性和靜態特性，提高系統的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系統和數控系統這兩個方面。對于群控系系統，必須按照生產流程的具體要求設計系統，使系統能夠發揮最大的作用，完成信息流和物料流的動態調控。對于數控系統，其強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，主要包括設計用戶圖形界面、可視化計算、多媒體技術方面的發展。目前的操作系統一般都采用圖形界面，具有良好的人機交互性。在智能化系統中采用圖形化界面，通過窗口和菜單實現編程、圖像顯示、圖像模擬、仿真等功能，能夠降低操作者的門檻，方便非專業人士操作。通過可視化技術，信息的表達不再是呆板的文字和數據。將數據轉化成圖表，能方便操作者分析數據，也可以高效地處理和解釋數據。同時，采用無圖紙設計、虛擬樣機技術等技術，將可視化和虛擬環境相結合，能夠更加有效地提高產品質量、縮短產品開發周期。多媒體技術一般是將聲音、文字、圖像、視頻等融合在一起傳輸，如果將多媒體技術應用于智能化系統，可以更加綜合化、智能化地處理信息，能帶來很大的經濟效益。
2.4體系結構
通過集成化、模塊化、網絡化實現智能化技術在體系結構方面的發展和完善。可以使用高集成度的處理器、大規模集成電路FPGA、CPLD等提高軟硬件運行速度。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。將智能化技術模塊化，各模塊之間通過接口通信，這樣有助于技術的標準化和集成，也可以運用模塊的增減將智能化產品分級別銷售。將智能化系統聯網使得人們能夠對系統進行遠程監控，隨時掌握系統狀況，使電氣工程的控制不受地域限制。也可以實現在一臺設備上控制其他設備，進行編程等操作。對于較小的電力系統，遠程控制能夠節約電纜的增加數，材料以及安裝費用，并且可靠性高、靈活性強；但是在通訊量大的系統中遠程控制會比較困難。
3.結語
智能化工程技術論文范文第2篇
【論文摘要】隨著社會城市化進程的加速,樓宇智能化專業的發展突飛猛進,為了適應現代化建設的發展步伐,樓宇智能化從業人員的知識結構、層次結構應進行認真定位與思考。筆者結合我院今年申報的新專業樓宇智能化工程技術專業的情況,根據社會調研,提出樓宇智能化工程技術的專業項目教學法。
一、樓宇智能化技術專業的現狀
樓宇智能化技術專業是集現代通訊技術、現代計算機、現代控制技術于一體的綜合行業。中國加入WTO后,隨著國外企業參與我國建筑行業的競爭,對我國建筑智能化行業的極大挑戰,一方面我國從業人員的技術、水平需要進一步培訓與提高;另一方面城市化建設急需大批懂設計、會施工、能管理的建筑智能化應用型人才。由此可見,培養樓宇智能化技術人才是行業的迫切需要。高職教育中,開設了樓宇智能化工程技術專業應運而生。
二、項目教學法的實施的特點與困難
在樓宇智能化工程技術專業教學中,實施項目教學法是提高教學質量重要途徑。所謂項目教學法是指以學生的自主性、探索性學習為基礎,采用類似科學研究及實踐的方法,促進學生主動積極發展的一種新型的教學方法。在教學活動中,教師將需要解決的問題或需要完成的任務以項目的形式交給學生,在教師的指導下,由學生自己按照實際工作的完整程序,共同制定計劃、共同或分工完成整個項目。在項目教學中,學習過程成為一個人人參與的創造實踐活動,注重的不是最終的結果,而是完成項目的過程。學生在項目實踐過程中,理解和把握課程要求的知識和技能,體驗創新的艱辛與樂趣,培養分析問題和解決問題的能力及團隊精神和合作能力等。
在樓宇智能化工程技術專業中實施項目教學法存在著一定的困難。其一,該教學方法打破了舊的教學方式,是一種創新教育,如何進行,怎樣進行,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目、策劃教學、施教過程均須重新探討,大量工作的投入給教育者帶來去多麻煩,增加了許多工作量;其
三、樓宇智能化工程專業培養得是技術人員,需要大量的實訓設備和案例來保障教學,而教學設備不充足,項目教學法不能充分體現;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,并未有過實踐的經驗;部分確實有著實踐經驗的教師,由于長期從事教學工作,不再有接觸實踐的機會,對行業發展也逐漸疏遠。而學校又缺乏長效工作機制鼓勵教師到企業實習,由于教師自身的技能欠缺,無法將先進的專業知識和技能傳授給學生,制約了教學的質量和效果。
三、項目教學法采取的措施
項目教學法的實施需要從教師到學生,從管理到制度等各方采取相應的改革,必須堅持三個內涵——高水平的教學隊伍、優質教材、先進的教學手段和教學方法,同步發展,采取措施主要包括以下幾個方面:
1.加強師資隊伍建設教師是教育質量的生命線,要提高教學質量,把學生培養成既注重理論知識動手操作相結合,又具備一定的創新能力。對專業教學的教師也提出了較高的要求。樓宇智能化專業教師除具有教師職業資格以外,還應具有電氣的行業高級或以上崗位技能證書,也就是教師本身要具有較高的實踐動手能力。因此,加強師資隊伍建設是重要之舉。例如:鼓勵教師進行專業進修;鼓勵教師參加技能鑒定;提倡教師實訓現場的安裝調試;實行以老帶新的形式,對教師進行理論和實踐兩個方面的培訓,使教師早日成為適應樓宇智能化專業的雙師型教師。另外,在系部成立項目教學專委會,成員由校內教師和企業專家組成,對核心課程的教學進行合理分工,成立課題組,以學術造詣深厚、教學經驗豐富的資深教授、副教授或企業專家擔任課題組的負責人,輔之以中青年骨干教師,有課題組根據方案確定施教方法及教學任務。
2.開發與項目教學相適應的校本教材項目教學法的實行,需要教師要根據授課內容選用具體項目,再根據學生的具體情況來合理計劃、組織教學內容,因此開發與項目教學法相適應的校本教材是順利開展課程的必要條件。從德國的經驗來看,采用項目教學法老師沒有一本固定的教材,他們讓學生學習的知識往往是一頁一頁的講義或工作頁。各專業的專業教師要開發項目教材,要按照智能樓宇行業的發展和教學的特點不斷地開發新的項目來充實教學內容,使教學內容能及時地汲取新的知識,教學與行業技術同步發展,爭創品牌課程。
3.建立較全面的學習評價體系,注重學生潛能開發原始的專業考試評價主要以理論考試為主,多采用閉卷筆試的形式,以成績衡量學生的學習狀況,不能綜合反映學生的職業能力。為體現學生的各種職業能力水平,可將學生的作業情況、團隊合作、創新能力等多種因素綜合考慮,專業課程模塊成績確定為:綜合理論測驗成績、課程設計成績、實訓成績三者的綜合。對學生的綜合職業能力進行全面評價。
4.建立校企合作的良好機制學生在完成了所有的課程和獲得一定的職業技能后,已具有了從事相應的職業崗位的能力。但是他們還缺乏一定的應變能力和實踐操作能力,為使學生就業后能直接頂崗工作,還需要在實踐工作崗位中進行磨煉,這時,學生可到相應的企業中進行就業前實訓,通過實訓,將學校所學的理論知識和技能用于實踐中,進一步提高學生的職業能力,因此學校與企業間要建立良好的關系。同時企業中的熟練技術工人可參與到學校的實訓中,通過手把手的指導提高學生的動手能力,進而彌補職業學校專業教師的實踐操作能力的欠缺。
四、保障項目教學法實施的幾點建議
1.創建校內外實訓基地,校企合作樓宇智能化工程技術專業作為新專業,加強與大中型相關企業(如建筑行業、高校、大型商場、酒店、寫字樓)共建聯合實訓基地。一方面,企業為學生提供真實作業環境,頂崗實習;另一方面,學生為企業帶來一定的效益。
2.面向崗位群培養畢業生面向有關科研機構、設計院所、建筑行業、制造行業、高職院校和企事業單位,從事智能建筑與樓宇自動化的設計與調試工作,樓宇電氣設備的使用和維護工作;建筑供電照明設計、施工、維護工作;樓宇自動化系統的設計調試、安裝和維護;樓宇智能化產品的生產、安裝、調試、銷售和維護從事新設備的使用和維修以及科研和大專院校的實驗技術工作。故在培養中,把樓宇智能化工程技術專業分成模塊,適應不同崗位群的需要。
3.采用一體化教學模式,實現特色教學。高職高專教育的培養目標是技術過硬的應用型人才,實踐表明樓宇智能化應用型人才的最優培養方式是理論實踐一體化教學。推行一體化教學,具體做法是:理論與實習的教學內容、教學計劃、時間安排、教學過程由實習、理論教師一起商訂,相互參與,共同完成。在實訓實行課題負責制,根據老師的專業特長,將若干課題進行分工,每位教師負責一類專業相近課題,進行課題負責制教學,學生根據課題安排進度輪轉,一可保證老師對擅長課題深入研究和潛心研究,達到較好的教學效果,二可節約實習材料,落實教育成本核算,三可解決實習師資不足的問題。
智能化工程技術論文范文第3篇
在一個城市的發展進程中，建筑是具有標志性的，這主要體現在建筑物功能的變化上。建筑物的智能化發展，不僅體現隨著科學的發展機電技術在不斷進步，同時還促進了智能化建筑各項功能的不斷完善。機電工程是建筑重點施工項目，它的安全性和節能性直接關乎著建筑功能的完善性和建筑的整體運行。對于建筑機電工程予以控制，這對建筑質量具有深遠的影響力。本論文著重探究建筑機電工程技術控制。
關鍵詞：
建筑機電;施工技術;技術控制
正文：
建筑機電工程是建筑工程中極其重要的一部分，其質量的好壞和技術高低是衡量建筑綜合質量的重要指標之一。建筑機電工程作為一個系統，它的功能是多維的，必須要從全項目、全技術、全系統的角度上來判斷建筑機電的質量，綜合方方面面的因素來考慮，努力做到未雨綢繆，實現統籌兼顧，用最小的投資獲得最大的經濟收益。
一、建筑機電工程技術及特點
建筑機電技術工程活動主要分為四個階段，即工程設計、機電安裝、調試以及工程竣工驗收。建筑機電技術的應用領域之廣泛，包括電氣工程、通風空調與潔凈工程、機械設備工程、電梯工程、建筑智能化工程等等。施工范圍廣、專業技術復雜、時間跨度大是建筑機電工程技術的特點，這些特點對機電工程技術人員提出了更高的要求，要求他們不僅要掌握相關設備工程技術知識，更要了解機電安裝規范，綜合考慮機電設備和建筑主體之間的關系。在機電施工中，很多時候要涉及到多個專業，這時候就需要施工單位同時施工，這時候不同專業間的協調就顯得尤為重要。然而機電設備對于管線布置有著非常高的高求，并且施工環境復雜，就必須要十分注意協調作業，這有這樣才能提高機電工程的施工質量。建筑機電施工之所以時間跨度大，就是因為從機電工程穿插于其中，從建筑施工初期到工程結束，每一個環節都需要機電工程。另外，新技術成分融入到機電工程技術中，一方面提高了機電設備的質量，另一方面也是最重要的它極大的節約了施工成本。伴隨著機電設備自動化程度的不斷提高，使用效率也得到了很大的提升，然而新材料和新技術的采用，也在一定程度上使得機電工程收到了影響。
二、建筑機電工程技術存在的問題
（1）機電設備安裝操作不正確
機電設備的安裝與機電設備的設計有著必然的聯系，由于安裝設計的不到位會在很大程度上影響機電設備的使用質量，尤其出現設計不符合建筑工程實際，有時候甚至不考慮設備的使用功能，這樣會導致機電工程完工后，機電施工功能很難發揮到理想的效果。一旦機電設備設計的不合理，就必然導致安裝操作的不準確，機電設備的安裝是有嚴格的程序的，必須要按照規范進行操作，如果技術人員在安裝的過程中擅自進行修改，就很有可能由于安裝問題造成設備故障，當建筑投入使用后，其安全隱患就相當大，很容易危及人們的財產安全和生命安全。
（2）建筑排水系統安裝缺乏規范性
在建筑工程安裝的過程中，如果存在技術問題，就會導致墻根、板底等等建筑部位出現滲漏，還會導致局部漏做或者點位之間的錯誤連接。此時如果地漏安裝不夠規范，還會出現有害氣體外泄；地漏標高沒有得到很好的控制，還會導致建筑地面坡度不符合設計要求而產生漏水。另外，在建筑施工中，配電箱配線沒有按照規范安裝，就會導致電氣暗配管阻塞或者散熱器的支管部位出現滲漏，引發跳閘故障。
三、建筑機電工程施工技術控制措施
（1）機電工程技術水平過程中要注重技術經濟性
在提高機電工程技術水平的過程中，要一改技術導向而促進技術水平與技術經濟性的統一。任何一項技術的實現都是要消耗成本的，當今社會伴隨著技術性能的不斷實現，成本消耗也在提升。基于這點，在提高機電技術水平的同時，還要尋找技術水平與技術經濟之間的平衡點，以維持較低成本運營下的整體技術水平的提升，而不是單純的強調技術。作為綜合化的體系，機電系統對技術性要求極高，除了要求具備一般性的技術外，還要發揮其獨特的技術特點，這些引起了技術人員濃厚的興趣，技術人員們紛紛開始嘗試各種技術，這樣無疑使得技術成本提高很大一截，而對于技術體系的平衡沒有很好地控制在機電工程技術水平提升的同時，要確保系統內部的平衡，就要協調各個系統之間的關系，對于該項目統籌規劃，整體把握，以使機電技術在發揮技術性的同時，還實現了經濟性。
（2）提高機電工程專業技術人員的綜合能力
隨著建筑行業市場競爭的日益激烈，提高核心競爭力才是企業的生存之道，建筑施工企業只有提高了核心競爭力，才能在建筑市場中穩定長久的發展。對于施工企業來說，組織機電專業技術培訓，以技術規范、機電工程施工質量管理以及驗收標準等等為重點培訓內容，提高技術人員的知識水平和專業技術水平，這些都是非常有必要的。機電技術人員要想提高操作技能，就必須保證不斷的學習，不斷的提高技術水平。施工企業則要將機電的技術流程和技術指標制定下來，以指導技術人員在工程施工中確保操作流程規范化。此外從工程施工的角度來說，安全質量是一定要嚴肅對待的問題，機電工程企業要明確質量標準，從而引導機電技術人員樹立先進的管理理念，促進機電技術管理工作的順利開展。
四、結束語：
我們知道，建筑的智能化對建筑機電工程的技術水平提出了越來越高的要求，不斷提高建筑機電工程的技術水平，對于建筑質量的提高和現代建筑的發展都有著十分重要的意義，對于機電企業而言，只有不斷的提高技術水平，才能在競爭激烈的市場中立于不敗之地。
參考文獻：
[1]陳居安.建筑機電工程的技術控制探討[J].科技與企業，2012（09）：156.
智能化工程技術論文范文第4篇
摘要：在機械設計中引入CAD技術,可以解決機械企業中重復性設計多、信息資源利用率低的難題,縮短產品開發周期,具有巨大的經濟效益和應用前景。
關鍵詞：機械設計；CAD技術
1CAD技術的發展
CAD(ComputerAidedDesign)是計算機輔助設計的英文縮寫，是利用計算機強大的圖形處理能力和數值計算能力，輔助工程技術人員進行工程或產品的設計與分析，達到理想的目的，并取得創新成果的一種技術。自1950年計算機輔助設計（CAD）技術誕生以來，已廣泛地應用于機械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領域，產品的設計效率飛速地提高。現已將計算機輔助制造技術（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和產品數據管理技術（ProductDataManagement，PDM）及計算機集成制造系統（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一體。
產品設計是決定產品命運的研究，也是最重要的環節，產品的設計工作決定著產品75%的成本。目前，CAD系統已由最初的僅具數值計算和圖形處理功能的CAD系統發展成為結合人工智能技術的智能CAD系統（ICAD）(IntelligentCAD)。21世紀，ICAD技術將具備新的特征和發展方向，以提高新時代制造業對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應能力。
以智能CAD（ICAD）為代表的現代設計技術、智能活動是由設計專家系統完成。這種系統能夠模擬某一領域內專家設計的過程，采用單一知識領域的符號推理技術，解決單一領域內的特定問題。該系統把人工智能技術和優化、有限元、計算機繪圖等技術結合起來，盡可能多地使計算機參與方案決策、性能分析等常規設計過程，借助計算機的支持，設計效率有了大大地提高。
2三維CAD技術在機械設計中的優點
通過實際應用三維CAD系統軟件,筆者體會到三維CAD系統軟件比二維CAD在機械設計過程中具有更大的優勢,具體表現在以下幾點:
2.1零件設計更加方便
使用三維CAD系統,可以裝配環境中設計新零件,也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設計新零件,既方便又快捷,避免了單獨設計零件導致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動畫演示出來,使人一目了然。
2.2裝配零件更加直觀
在裝配過程中,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候,可清楚地看到內部的裝配結構。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示,對于有一定運動行程要求的,可檢驗行程是否達到要求,及時對設計進行更改,避免了產品生產后才發現需要修改甚至報廢。
2.3縮短了機械設計周期
采用三維CAD技術,機械設計時間縮短了近1/3,大幅度地提高了設計和生產效率。在用三維CAD系統進行新機械的開發設計時,只需對其中部分零部件進行重新設計和制造,而大部分零部件的設計都將繼承以往的信息,使機械設計的效率提高了3~5倍。同時,三維CAD系統具有高度變型設計能力,能夠通過快速重構,得到一種全新的機械產品。
2.4提高機械產品的技術含量和質量
由于機械產品與信息技術相融合,同時采用CADCIMS組織生產,機械產品設計有了新發展。三維CAD技術采用先進的設計方法,如優化、有限元受力分析、產品的虛擬設計、運動方針和優化設計等,保證了產品的設計質量。同時,大型企業數控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM進行機械零件加工,一致性很好,保證了產品的質量。
3CAD技術在機械設計中的應用
3.1零件與裝配圖的實體生成
3.1.1零件的實體建模。CAD的三維建模方法有三種,即線框模型、表面模型和實體模型。在許多具有實體建模功能的CAD軟件中,都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實體造型模塊中,系統提供了六種基本體系,即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環狀體和楔形體。對簡單的零件,可通過對其進行結構分析,將其分解成若干基本體,對基本體進行三維實體造型,之后再對其進行交、并、差等布爾運算,便可得出零件的三維實體模型。
對于有些復雜的零件,往往難以分解成若干個基本體,使組合或分解后產生的基本體過多,導致成型困難。所以,僅有基本體系還不能完全滿足機器零件三維實體造型的要求。為此,可在二維幾何元素構造中先定義零件的截面輪廓,然后在三維實體造型中通過拉伸或旋轉得到新的“基本體”,進而通過交、并、差等得到所需要零件的三維實體造型。
3.1.2實體裝配圖的生成。在零件實體構造完成后,利用機器運動分析過程中的資料,在運動的某一位置,按各零件所在的坐標進行“裝配”,這一過程可用CAD軟件的三維編輯功能實現。
3.2模具CAD/CAM的集成制造
隨著科學技術的不斷發展,制造行業的生產技術不斷提高,從普通機床到數控機床和加工中心,從人工設計和制圖到CAD/CAM/CAE,制造業正向數字化和計算機化方向發展。同時,模具CAD/CAM技術、模具激光快速成型技術(RPM)等,幾乎覆蓋了整個現代制造技術。
一個完整的CAD/CAM軟件系統是由多個功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數控加工、有限元分析、動態顯示等。這些模塊應以工程數據庫為基礎,進行統一管理,而實體造型是工程數據的主要來源之一。
3.3機械CAE軟件的應用
機械CAE系統的主要功能是:工程數值分析、結構優化設計、強度設計評價與壽命預估、動力學/運動學仿真等。CAD技術在解決造型問題后,才能由CAE解決設計的合理性、強度、剛度、壽命、材料、結構合理性、運動特性、干涉、碰撞問題和動態特性等。
4CAD前沿技術與發展趨勢
4.1圖形交互技術
CAD軟件是產品創新的工具,務求易學好用,得心應手。一個友好的、智能化的工作環境可以開拓設計師的思路，解放大腦，讓他把精力集中到創造性的工作中。因此,智能化圖標菜單、“拖放式”造型、動態導航器等一系列人性化的功能，為設計師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識別、語言識別和特征手勢建模等新技術也正在研究之中。
4.2智能CAD技術
CAD/CAM系統應用逐步深入,逐漸提出智能化需求.設計是一個含有高度智能的人類創造性活動。智能CAD/CAM是發展的必然方向。智能設計在運用知識化、信息化的基礎上，建立基于知識的設計倉庫,及時準確地向設計師提品開發所需的知識和幫助,智能地支持設計人員，同時捕獲和理解設計人員意圖、自動檢測失誤，回答問題、提出建議方案等。并具有推理功能,使設計新手也能做出好的設計來,現代設計的核心是創新設計,人們正試圖把創新技法和人工智能技術相結合應用到CAD技術中,用智能設計、智能制造系統去創造性指導解決新產品、新工程和新系統的設計制造,這樣才能使我們的產品、工程和系統有創造性。
4.3虛擬現實技術
虛擬現實技術在CAD中已開始應用,設計人員在虛擬世界中創造新產品,可以從人機工程學角度檢查設計效果,可直接操作模擬對象,檢驗操作是否舒適、方便,及早發現產品結構空間布局中的干涉和運動機構的碰撞等問題,及早看到新產品的外形,從多方面評價所設計的產品.虛擬產品建模就是指建立產品虛擬原理或虛擬樣機的過程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進行加工、測試、仿真和分析,以評價其性能,可制造性、可裝配性、可維護性和成本、外觀等,基于虛擬樣機的試驗仿真分析,可以在真實產品制造之前發現并解決問題,從而降低產品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動態企業聯盟將成為CAD技術在電子商務時代繼續發展的一個重要方向.另外,隨著協同技術、網絡技術、概念設計面向產品的整個生命周期設計理論和技術的成熟和發展,利用基于網絡的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術,實現真正的全數字化設計和制造,已成為機械設計制造業的發展趨勢。
參考文獻
[1]黃森彬主編.機械設計基礎.高等教育出版社.
[2]榮涵銳.新編機械設計CAD技術基礎〔M〕.北京:機械工業出版社,2002.
[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清華大學出版社,2004.
智能化工程技術論文范文第5篇
論文摘要：在機械設計中引入CAD技術，可以解決機械企業中重復性設計多、信息資源利用率低的難題，縮短產品開發周期，具有巨大的經濟效益和應用前景。
1 CAD技術的發展
CAD(Computer Aided Design)是計算機輔助設計的英文縮寫，是利用計算機強大的圖形處理能力和數值計算能力，輔助工程技術人員進行工程或產品的設計與分析，達到理想的目的，并取得創新成果的一種技術。自1950年計算機輔助設計（CAD）技術誕生以來，已廣泛地應用于機械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領域，產品的設計效率飛速地提高。現已將計算機輔助制造技術（Com-puter Aided Manufacturing，CAM）和產品數據管理技術（Product Data Management，PDM）及計算機集成制造系統（Computer Itegrated manufacturing system，CIMS）集于一體。
產品設計是決定產品命運的研究，也是最重要的環節，產品的設計工作決定著產品75%的成本。目前，CAD系統已由最初的僅具數值計算和圖形處理功能的CAD系統發展成為結合人工智能技術的智能CAD系統（ICAD）(Intelligent CAD)。21世紀，ICAD技術將具備新的特征和發展方向，以提高新時代制造業對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應能力。
以智能CAD（ICAD）為代表的現代設計技術、智能活動是由設計專家系統完成。這種系統能夠模擬某一領域內專家設計的過程，采用單一知識領域的符號推理技術，解決單一領域內的特定問題。該系統把人工智能技術和優化、有限元、計算機繪圖等技術結合起來，盡可能多地使計算機參與方案決策、性能分析等常規設計過程，借助計算機的支持，設計效率有了大大地提高。
2 三維CAD技術在機械設計中的優點
通過實際應用三維CAD系統軟件，筆者體會到三維CAD系統軟件比二維CAD在機械設計過程中具有更大的優勢，具體表現在以下幾點:
2.1 零件設計更加方便
使用三維CAD系統，可以裝配環境中設計新零件，也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設計新零件，既方便又快捷，避免了單獨設計零件導致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動畫演示出來，使人一目了然。
2.2 裝配零件更加直觀
在裝配過程中，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候，可清楚地看到內部的裝配結構。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示，對于有一定運動行程要求的，可檢驗行程是否達到要求，及時對設計進行更改，避免了產品生產后才發現需要修改甚至報廢。
2.3 縮短了機械設計周期
采用三維CAD技術，機械設計時間縮短了近1/3，大幅度地提高了設計和生產效率。在用三維CAD系統進行新機械的開發設計時，只需對其中部分零部件進行重新設計和制造，而大部分零部件的設計都將繼承以往的信息，使機械設計的效率提高了3~5倍。同時，三維CAD系統具有高度變型設計能力，能夠通過快速重構，得到一種全新的機械產品。
2.4 提高機械產品的技術含量和質量
由于機械產品與信息技術相融合，同時采用CAD CIMS組織生產，機械產品設計有了新發展。三維CAD技術采用先進的設計方法，如優化、有限元受力分析、產品的虛擬設計、運動方針和優化設計等，保證了產品的設計質量。同時，大型企業數控加工手段完善，再采用CAD/CAPP/CAM進行機械零件加工，一致性很好，保證了產品的質量。
3 CAD技術在機械設計中的應用
3.1 零件與裝配圖的實體生成
3.1.1 零件的實體建模。CAD的三維建模方法有三種，即線框模型、表面模型和實體模型。在許多具有實體建模功能的CAD軟件中，都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實體造型模塊中，系統提供了六種基本體系，即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環狀體和楔形體。對簡單的零件，可通過對其進行結構分析，將其分解成若干基本體，對基本體進行三維實體造型，之后再對其進行交、并、差等布爾運算，便可得出零件的三維實體模型。
對于有些復雜的零件，往往難以分解成若干個基本體，使組合或分解后產生的基本體過多，導致成型困難。所以，僅有基本體系還不能完全滿足機器零件三維實體造型的要求。為此，可在二維幾何元素構造中先定義零件的截面輪廓，然后在三維實體造型中通過拉伸或旋轉得到新的“基本體”，進而通過交、并、差等得到所需要零件的三維實體造型。
3.1.2 實體裝配圖的生成。在零件實體構造完成后，利用機器運動分析過程中的資料，在運動的某一位置，按各零件所在的坐標進行“裝配”，這一過程可用CAD軟件的三維編輯功能實現。
3.2 模具CAD/CAM的集成制造
隨著科學技術的不斷發展，制造行業的生產技術不斷提高，從普通機床到數控機床和加工中心，從人工設計和制圖到CAD/CAM/CAE，制造業正向數字化和計算機化方向發展。同時，模具CAD/CAM技術、模具激光快速成型技術(RPM)等，幾乎覆蓋了整個現代制造技術。
一個完整的CAD/CAM軟件系統是由多個功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數控加工、有限元分析、動態顯示等。這些模塊應以工程數據庫為基礎，進行統一管理，而實體造型是工程數據的主要來源之一。
3.3 機械CAE軟件的應用
機械CAE系統的主要功能是:工程數值分析、結構優化設計、強度設計評價與壽命預估、動力學/運動學仿真等。CAD技術在解決造型問題后，才能由CAE解決設計的合理性、強度、剛度、壽命、材料、結構合理性、運動特性、干涉、碰撞問題和動態特性等。
4 CAD前沿技術與發展趨勢
4.1 圖形交互技術
CAD軟件是產品創新的工具，務求易學好用，得心應手。一個友好的、智能化的工作環境可以開拓設計師的思路，解放大腦，讓他把精力集中到創造性的工作中。因此，智能化圖標菜單、“拖放式”造型、動態導航器等一系列人性化的功能，為設計師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識別、語言識別和特征手勢建模等新技術也正在研究之中。
4.2 智能CAD技術
CAD/CAM系統應用逐步深入，逐漸提出智能化需求.設計是一個含有高度智能的人類創造性活動。智能CAD/CAM是發展的必然方向。智能設計在運用知識化、信息化的基礎上，建立基于知識的設計倉庫，及時準確地向設計師提品開發所需的知識和幫助，智能地支持設計人員，同時捕獲和理解設計人員意圖、自動檢測失誤，回答問題、提出建議方案等。并具有推理功能，使設計新手也能做出好的設計來，現代設計的核心是創新設計，人們正試圖把創新技法和人工智能技術相結合應用到CAD技術中，用智能設計、智能制造系統去創造性指導解決新產品、新工程和新系統的設計制造，這樣才能使我們的產品、工程和系統有創造性。
4.3 虛擬現實技術
虛擬現實技術在CAD中已開始應用，設計人員在虛擬世界中創造新產品，可以從人機工程學角度檢查設計效果，可直接操作模擬對象，檢驗操作是否舒適、方便，及早發現產品結構空間布局中的干涉和運動機構的碰撞等問題，及早看到新產品的外形，從多方面評價所設計的產品.虛擬產品建模就是指建立產品虛擬原理或虛擬樣機的過程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進行加工、測試、仿真和分析，以評價其性能，可制造性、可裝配性、可維護性和成本、外觀等，基于虛擬樣機的試驗仿真分析，可以在真實產品制造之前發現并解決問題，從而降低產品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動態企業聯盟將成為CAD技術在電子商務時代繼續發展的一個重要方向.另外，隨著協同技術、網絡技術、概念設計面向產品的整個生命周期設計理論和技術的成熟和發展，利用基于網絡的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術，實現真正的全數字化設計和制造，已成為機械設計制造業的發展趨勢。
參考文獻
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