智能化工程技术论文
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智能化工程技术论文范文第1篇
随着人工智能的发展，智能化技术被应用到电气工程及其自动化中，主要用于控制器以及机器的智能化。智能化技术的应用可以通过故障诊断、智能控制、优化设计、PLD技术这几方面来描述。
1.1故障诊断
电气工程设备的工作时间长，难免会发生故障，由于电气设施故障的非线性、复杂性及不确定性，一旦发生故障，往往需要大量的时间排查故障，效率低、准确率低。而智能化技术能够有效解决这一问题。在故障发生前，一般仪器会出现一些人们很难发现的预兆，通过实时监测仪器状态，在出现异常时及时报警并提示故障位置，在故障真正发生前避免故障，能够在极大程度上减少维修时间。电气工程中常常通过分析变压器中渗漏油分解出来的气体进行故障诊断，确定故障发生的范围，并通过各种手段逐步缩小范围，从而确定故障位置并提示派遣人员及时检修。同时，智能化装置可以记录故障问题，为以后的故障诊断提供参考，使故障诊断更加安全可靠。
1.2智能控制
智能控制能够在很大程度上实现电气工程及其自动化的控制过程自动化，实现无人化管理和远程管理，提高管理的高效性。尤其对于一些高危险、高难度的工作，如高压控制，智能控制是必不可少的。相对于传统的控制器，智能控制器的灵活性更好，更易调节。传统的控制器在设置时需要精确考虑控制对象的动态方程，而实际涉及到的控制环境往往很复杂，存在很多不确定因素。但是智能控制不存在这方面问题，因为其在设计时并不涉及控制对象的模型。并且智能化控制器可以根据对响应数据（如鲁棒性变化、响应时间、下降时间）的分析随时调整系统，调整后智能控制器的性能会大大提高，调整的过程并不需要专业人士在场，这样就减少了大量的人力。以风力发电厂智能化升压站系统为例。智能化升压站系统通过对过程层和间隔层设备升级，将一些模拟量和开关量数字化，有效运用光纤设备，实现间隔层和过程层的通信。站控层由系统主机、工作站、VQC等设备组成，是全站监控、管理、调度中心。系统通过智能化控制，自动完成信息的采集、测量、控制、保护等功能，相比于传统的升压站系统在效率、有效性等方面有很大的提高。
1.3优化设计
电气设备的设计工作相当繁琐，需要综合运用成套设备、电路、电机与电气、电磁场、变压器等学科的知识，并结合过去的设计经验。传统的设计方式根据经验和实验，手工完成设计，方案的达标率非常低，修改难度大，成本高，产品的开发周期也很长。应用智能化技术能够有效提高设计产品的质量，缩短开发周期。智能化技术在这方面的应用主要有专家系统和遗传算法。其中，专家系统依据该领域的专家提供的知识经验，建立数据库，在决策前模拟专家决策过程，做出合理决策，该技术比较前沿，目前尚处于研发阶段，尚未得到大量应用。遗传算法是一种借鉴进化论的随机化搜索方法，被广泛运用于信号处理、组合优化、自适应控制等领域，在电气设计产品的优化上性能优越。
1.4PLC技术
PLC（可编程逻辑控制器）具有高可靠性和抗干扰能力，广泛应用于自动控制领域。在一些大型的电力企业的辅助系统中，PLC已经代替了一般的继电控制器。PLC技术使用内存，用程序方式存储控制逻辑，并用半导体电路实现。PLC技术的应用实现了供电系统的自动切换，用软继电器取代了实物器件，使供电系统更加安全可靠。并且，它能使用复杂的工作环境，具有良好的发挥性能，稳定性强。
2．智能化技术在电气工程及其自动化中的应用前景
2.1优势分析
智能化技术在电气工程及其自动化中相比于传统的控制系统有巨大优势。传统的自动控制系统需要建立控制模型，运用数学方法分析，建立动态方程，但由于系统的复杂性，在实际应用中往往会出现无法预料的问题，很难达到预期的效果。智能化系统可以从根本避免不可控因素，提高工作的效率。智能化技术可以实时监控系统，通过监测响应时间、下降时间等对系统进行实时调节，使系统性能大大提高。因此，智能化系统比传统的控制器更能适应实际工作环境。另外，智能化技术拥有很强的一致性。在输入不同的数据时具有同样可靠的估计能力，有广泛的适用性。
2.2性能方向
速度、精度及效率是电气工程及其自动化的关键指标。在电力系统中采用智能高速处理器芯片，同时采用交流数字伺服系统，能够改善电力系统的动态特性和静态特性，提高系统的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系统和数控系统这两个方面。对于群控系系统，必须按照生产流程的具体要求设计系统，使系统能够发挥最大的作用，完成信息流和物料流的动态调控。对于数控系统，其强大的可裁剪性和覆盖面可以满足客户的具体要求。
2.3功能方向
在功能方向上，主要包括设计用户图形界面、可视化计算、多媒体技术方面的发展。目前的操作系统一般都采用图形界面，具有良好的人机交互性。在智能化系统中采用图形化界面，通过窗口和菜单实现编程、图像显示、图像模拟、仿真等功能，能够降低操作者的门槛，方便非专业人士操作。通过可视化技术，信息的表达不再是呆板的文字和数据。将数据转化成图表，能方便操作者分析数据，也可以高效地处理和解释数据。同时，采用无图纸设计、虚拟样机技术等技术，将可视化和虚拟环境相结合，能够更加有效地提高产品质量、缩短产品开发周期。多媒体技术一般是将声音、文字、图像、视频等融合在一起传输，如果将多媒体技术应用于智能化系统，可以更加综合化、智能化地处理信息，能带来很大的经济效益。
2.4体系结构
通过集成化、模块化、网络化实现智能化技术在体系结构方面的发展和完善。可以使用高集成度的处理器、大规模集成电路FPGA、CPLD等提高软硬件运行速度。器件的高度集成化能够提高电路密度，减小器件体积，更加方便安装和使用。将智能化技术模块化，各模块之间通过接口通信，这样有助于技术的标准化和集成，也可以运用模块的增减将智能化产品分级别销售。将智能化系统联网使得人们能够对系统进行远程监控，随时掌握系统状况，使电气工程的控制不受地域限制。也可以实现在一台设备上控制其他设备，进行编程等操作。对于较小的电力系统，远程控制能够节约电缆的增加数，材料以及安装费用，并且可靠性高、灵活性强；但是在通讯量大的系统中远程控制会比较困难。
3.结语
智能化工程技术论文范文第2篇
【论文摘要】随着社会城市化进程的加速,楼宇智能化专业的发展突飞猛进,为了适应现代化建设的发展步伐,楼宇智能化从业人员的知识结构、层次结构应进行认真定位与思考。笔者结合我院今年申报的新专业楼宇智能化工程技术专业的情况,根据社会调研,提出楼宇智能化工程技术的专业项目教学法。
一、楼宇智能化技术专业的现状
楼宇智能化技术专业是集现代通讯技术、现代计算机、现代控制技术于一体的综合行业。中国加入WTO后,随着国外企业参与我国建筑行业的竞争,对我国建筑智能化行业的极大挑战,一方面我国从业人员的技术、水平需要进一步培训与提高;另一方面城市化建设急需大批懂设计、会施工、能管理的建筑智能化应用型人才。由此可见,培养楼宇智能化技术人才是行业的迫切需要。高职教育中,开设了楼宇智能化工程技术专业应运而生。
二、项目教学法的实施的特点与困难
在楼宇智能化工程技术专业教学中,实施项目教学法是提高教学质量重要途径。所谓项目教学法是指以学生的自主性、探索性学习为基础,采用类似科学研究及实践的方法,促进学生主动积极发展的一种新型的教学方法。在教学活动中,教师将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生,在教师的指导下,由学生自己按照实际工作的完整程序,共同制定计划、共同或分工完成整个项目。在项目教学中,学习过程成为一个人人参与的创造实践活动,注重的不是最终的结果,而是完成项目的过程。学生在项目实践过程中,理解和把握课程要求的知识和技能,体验创新的艰辛与乐趣,培养分析问题和解决问题的能力及团队精神和合作能力等。
在楼宇智能化工程技术专业中实施项目教学法存在着一定的困难。其一,该教学方法打破了旧的教学方式,是一种创新教育,如何进行,怎样进行,是摆在教育者面前的一大难题;其二,教育者如何投入太多的精力解决搜集项目、策划教学、施教过程均须重新探讨,大量工作的投入给教育者带来去多麻烦,增加了许多工作量;其
三、楼宇智能化工程专业培养得是技术人员,需要大量的实训设备和案例来保障教学,而教学设备不充足,项目教学法不能充分体现;其
四、缺乏真正的双师教师。大部分双师型教师只是持有双师证书,并未有过实践的经验;部分确实有着实践经验的教师,由于长期从事教学工作,不再有接触实践的机会,对行业发展也逐渐疏远。而学校又缺乏长效工作机制鼓励教师到企业实习,由于教师自身的技能欠缺,无法将先进的专业知识和技能传授给学生,制约了教学的质量和效果。
三、项目教学法采取的措施
项目教学法的实施需要从教师到学生,从管理到制度等各方采取相应的改革,必须坚持三个内涵——高水平的教学队伍、优质教材、先进的教学手段和教学方法,同步发展,采取措施主要包括以下几个方面:
1.加强师资队伍建设教师是教育质量的生命线,要提高教学质量,把学生培养成既注重理论知识动手操作相结合,又具备一定的创新能力。对专业教学的教师也提出了较高的要求。楼宇智能化专业教师除具有教师职业资格以外,还应具有电气的行业高级或以上岗位技能证书,也就是教师本身要具有较高的实践动手能力。因此,加强师资队伍建设是重要之举。例如:鼓励教师进行专业进修;鼓励教师参加技能鉴定;提倡教师实训现场的安装调试;实行以老带新的形式,对教师进行理论和实践两个方面的培训,使教师早日成为适应楼宇智能化专业的双师型教师。另外,在系部成立项目教学专委会,成员由校内教师和企业专家组成,对核心课程的教学进行合理分工,成立课题组,以学术造诣深厚、教学经验丰富的资深教授、副教授或企业专家担任课题组的负责人,辅之以中青年骨干教师,有课题组根据方案确定施教方法及教学任务。
2.开发与项目教学相适应的校本教材项目教学法的实行,需要教师要根据授课内容选用具体项目,再根据学生的具体情况来合理计划、组织教学内容,因此开发与项目教学法相适应的校本教材是顺利开展课程的必要条件。从德国的经验来看,采用项目教学法老师没有一本固定的教材,他们让学生学习的知识往往是一页一页的讲义或工作页。各专业的专业教师要开发项目教材,要按照智能楼宇行业的发展和教学的特点不断地开发新的项目来充实教学内容,使教学内容能及时地汲取新的知识,教学与行业技术同步发展,争创品牌课程。
3.建立较全面的学习评价体系,注重学生潜能开发原始的专业考试评价主要以理论考试为主,多采用闭卷笔试的形式,以成绩衡量学生的学习状况,不能综合反映学生的职业能力。为体现学生的各种职业能力水平,可将学生的作业情况、团队合作、创新能力等多种因素综合考虑,专业课程模块成绩确定为:综合理论测验成绩、课程设计成绩、实训成绩三者的综合。对学生的综合职业能力进行全面评价。
4.建立校企合作的良好机制学生在完成了所有的课程和获得一定的职业技能后,已具有了从事相应的职业岗位的能力。但是他们还缺乏一定的应变能力和实践操作能力,为使学生就业后能直接顶岗工作,还需要在实践工作岗位中进行磨炼,这时,学生可到相应的企业中进行就业前实训,通过实训,将学校所学的理论知识和技能用于实践中,进一步提高学生的职业能力,因此学校与企业间要建立良好的关系。同时企业中的熟练技术工人可参与到学校的实训中,通过手把手的指导提高学生的动手能力,进而弥补职业学校专业教师的实践操作能力的欠缺。
四、保障项目教学法实施的几点建议
1.创建校内外实训基地,校企合作楼宇智能化工程技术专业作为新专业,加强与大中型相关企业(如建筑行业、高校、大型商场、酒店、写字楼)共建联合实训基地。一方面,企业为学生提供真实作业环境,顶岗实习;另一方面,学生为企业带来一定的效益。
2.面向岗位群培养毕业生面向有关科研机构、设计院所、建筑行业、制造行业、高职院校和企事业单位,从事智能建筑与楼宇自动化的设计与调试工作,楼宇电气设备的使用和维护工作;建筑供电照明设计、施工、维护工作;楼宇自动化系统的设计调试、安装和维护;楼宇智能化产品的生产、安装、调试、销售和维护从事新设备的使用和维修以及科研和大专院校的实验技术工作。故在培养中,把楼宇智能化工程技术专业分成模块,适应不同岗位群的需要。
3.采用一体化教学模式,实现特色教学。高职高专教育的培养目标是技术过硬的应用型人才,实践表明楼宇智能化应用型人才的最优培养方式是理论实践一体化教学。推行一体化教学,具体做法是:理论与实习的教学内容、教学计划、时间安排、教学过程由实习、理论教师一起商订,相互参与,共同完成。在实训实行课题负责制,根据老师的专业特长,将若干课题进行分工,每位教师负责一类专业相近课题,进行课题负责制教学,学生根据课题安排进度轮转,一可保证老师对擅长课题深入研究和潜心研究,达到较好的教学效果,二可节约实习材料,落实教育成本核算,三可解决实习师资不足的问题。
智能化工程技术论文范文第3篇
在一个城市的发展进程中，建筑是具有标志性的，这主要体现在建筑物功能的变化上。建筑物的智能化发展，不仅体现随着科学的发展机电技术在不断进步，同时还促进了智能化建筑各项功能的不断完善。机电工程是建筑重点施工项目，它的安全性和节能性直接关乎着建筑功能的完善性和建筑的整体运行。对于建筑机电工程予以控制，这对建筑质量具有深远的影响力。本论文着重探究建筑机电工程技术控制。
关键词：
建筑机电;施工技术;技术控制
正文：
建筑机电工程是建筑工程中极其重要的一部分，其质量的好坏和技术高低是衡量建筑综合质量的重要指标之一。建筑机电工程作为一个系统，它的功能是多维的，必须要从全项目、全技术、全系统的角度上来判断建筑机电的质量，综合方方面面的因素来考虑，努力做到未雨绸缪，实现统筹兼顾，用最小的投资获得最大的经济收益。
一、建筑机电工程技术及特点
建筑机电技术工程活动主要分为四个阶段，即工程设计、机电安装、调试以及工程竣工验收。建筑机电技术的应用领域之广泛，包括电气工程、通风空调与洁净工程、机械设备工程、电梯工程、建筑智能化工程等等。施工范围广、专业技术复杂、时间跨度大是建筑机电工程技术的特点，这些特点对机电工程技术人员提出了更高的要求，要求他们不仅要掌握相关设备工程技术知识，更要了解机电安装规范，综合考虑机电设备和建筑主体之间的关系。在机电施工中，很多时候要涉及到多个专业，这时候就需要施工单位同时施工，这时候不同专业间的协调就显得尤为重要。然而机电设备对于管线布置有着非常高的高求，并且施工环境复杂，就必须要十分注意协调作业，这有这样才能提高机电工程的施工质量。建筑机电施工之所以时间跨度大，就是因为从机电工程穿插于其中，从建筑施工初期到工程结束，每一个环节都需要机电工程。另外，新技术成分融入到机电工程技术中，一方面提高了机电设备的质量，另一方面也是最重要的它极大的节约了施工成本。伴随着机电设备自动化程度的不断提高，使用效率也得到了很大的提升，然而新材料和新技术的采用，也在一定程度上使得机电工程收到了影响。
二、建筑机电工程技术存在的问题
（1）机电设备安装操作不正确
机电设备的安装与机电设备的设计有着必然的联系，由于安装设计的不到位会在很大程度上影响机电设备的使用质量，尤其出现设计不符合建筑工程实际，有时候甚至不考虑设备的使用功能，这样会导致机电工程完工后，机电施工功能很难发挥到理想的效果。一旦机电设备设计的不合理，就必然导致安装操作的不准确，机电设备的安装是有严格的程序的，必须要按照规范进行操作，如果技术人员在安装的过程中擅自进行修改，就很有可能由于安装问题造成设备故障，当建筑投入使用后，其安全隐患就相当大，很容易危及人们的财产安全和生命安全。
（2）建筑排水系统安装缺乏规范性
在建筑工程安装的过程中，如果存在技术问题，就会导致墙根、板底等等建筑部位出现渗漏，还会导致局部漏做或者点位之间的错误连接。此时如果地漏安装不够规范，还会出现有害气体外泄；地漏标高没有得到很好的控制，还会导致建筑地面坡度不符合设计要求而产生漏水。另外，在建筑施工中，配电箱配线没有按照规范安装，就会导致电气暗配管阻塞或者散热器的支管部位出现渗漏，引发跳闸故障。
三、建筑机电工程施工技术控制措施
（1）机电工程技术水平过程中要注重技术经济性
在提高机电工程技术水平的过程中，要一改技术导向而促进技术水平与技术经济性的统一。任何一项技术的实现都是要消耗成本的，当今社会伴随着技术性能的不断实现，成本消耗也在提升。基于这点，在提高机电技术水平的同时，还要寻找技术水平与技术经济之间的平衡点，以维持较低成本运营下的整体技术水平的提升，而不是单纯的强调技术。作为综合化的体系，机电系统对技术性要求极高，除了要求具备一般性的技术外，还要发挥其独特的技术特点，这些引起了技术人员浓厚的兴趣，技术人员们纷纷开始尝试各种技术，这样无疑使得技术成本提高很大一截，而对于技术体系的平衡没有很好地控制在机电工程技术水平提升的同时，要确保系统内部的平衡，就要协调各个系统之间的关系，对于该项目统筹规划，整体把握，以使机电技术在发挥技术性的同时，还实现了经济性。
（2）提高机电工程专业技术人员的综合能力
随着建筑行业市场竞争的日益激烈，提高核心竞争力才是企业的生存之道，建筑施工企业只有提高了核心竞争力，才能在建筑市场中稳定长久的发展。对于施工企业来说，组织机电专业技术培训，以技术规范、机电工程施工质量管理以及验收标准等等为重点培训内容，提高技术人员的知识水平和专业技术水平，这些都是非常有必要的。机电技术人员要想提高操作技能，就必须保证不断的学习，不断的提高技术水平。施工企业则要将机电的技术流程和技术指标制定下来，以指导技术人员在工程施工中确保操作流程规范化。此外从工程施工的角度来说，安全质量是一定要严肃对待的问题，机电工程企业要明确质量标准，从而引导机电技术人员树立先进的管理理念，促进机电技术管理工作的顺利开展。
四、结束语：
我们知道，建筑的智能化对建筑机电工程的技术水平提出了越来越高的要求，不断提高建筑机电工程的技术水平，对于建筑质量的提高和现代建筑的发展都有着十分重要的意义，对于机电企业而言，只有不断的提高技术水平，才能在竞争激烈的市场中立于不败之地。
参考文献：
[1]陈居安.建筑机电工程的技术控制探讨[J].科技与企业，2012（09）：156.
智能化工程技术论文范文第4篇
摘要：在机械设计中引入CAD技术,可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景。
关键词：机械设计；CAD技术
1CAD技术的发展
CAD(ComputerAidedDesign)是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和产品数据管理技术（ProductDataManagement，PDM）及计算机集成制造系统（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一体。
产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(IntelligentCAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。
以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。
2三维CAD技术在机械设计中的优点
通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点:
2.1零件设计更加方便
使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。
2.2装配零件更加直观
在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。
2.3缩短了机械设计周期
采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。
2.4提高机械产品的技术含量和质量
由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CADCIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。
3CAD技术在机械设计中的应用
3.1零件与装配图的实体生成
3.1.1零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。
对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。
3.1.2实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。
3.2模具CAD/CAM的集成制造
随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。
一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。
3.3机械CAE软件的应用
机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。
4CAD前沿技术与发展趋势
4.1图形交互技术
CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。
4.2智能CAD技术
CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。
4.3虚拟现实技术
虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。
参考文献
[1]黄森彬主编.机械设计基础.高等教育出版社.
[2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础〔M〕.北京:机械工业出版社,2002.
[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清华大学出版社,2004.
智能化工程技术论文范文第5篇
论文摘要：在机械设计中引入CAD技术，可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题，缩短产品开发周期，具有巨大的经济效益和应用前景。
1 CAD技术的发展
CAD(Computer Aided Design)是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Com-puter Aided Manufacturing，CAM）和产品数据管理技术（Product Data Management，PDM）及计算机集成制造系统（Computer Itegrated manufacturing system，CIMS）集于一体。
产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(Intelligent CAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。
以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。
2 三维CAD技术在机械设计中的优点
通过实际应用三维CAD系统软件，笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势，具体表现在以下几点:
2.1 零件设计更加方便
使用三维CAD系统，可以装配环境中设计新零件，也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件，既方便又快捷，避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来，使人一目了然。
2.2 装配零件更加直观
在装配过程中，资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系，若装配不正确即予以显示，另外，零件还可以隐藏，在隐藏了外部零件的时候，可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示，对于有一定运动行程要求的，可检验行程是否达到要求，及时对设计进行更改，避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。
2.3 缩短了机械设计周期
采用三维CAD技术，机械设计时间缩短了近1/3，大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时，只需对其中部分零部件进行重新设计和制造，而大部分零部件的设计都将继承以往的信息，使机械设计的效率提高了3~5倍。同时，三维CAD系统具有高度变型设计能力，能够通过快速重构，得到一种全新的机械产品。
2.4 提高机械产品的技术含量和质量
由于机械产品与信息技术相融合，同时采用CAD CIMS组织生产，机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法，如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等，保证了产品的设计质量。同时，大型企业数控加工手段完善，再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工，一致性很好，保证了产品的质量。
3 CAD技术在机械设计中的应用
3.1 零件与装配图的实体生成
3.1.1 零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种，即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中，都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中，系统提供了六种基本体系，即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件，可通过对其进行结构分析，将其分解成若干基本体，对基本体进行三维实体造型，之后再对其进行交、并、差等布尔运算，便可得出零件的三维实体模型。
对于有些复杂的零件，往往难以分解成若干个基本体，使组合或分解后产生的基本体过多，导致成型困难。所以，仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此，可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓，然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”，进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。
3.1.2 实体装配图的生成。在零件实体构造完成后，利用机器运动分析过程中的资料，在运动的某一位置，按各零件所在的坐标进行“装配”，这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。
3.2 模具CAD/CAM的集成制造
随着科学技术的不断发展，制造行业的生产技术不断提高，从普通机床到数控机床和加工中心，从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE，制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时，模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等，几乎覆盖了整个现代制造技术。
一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础，进行统一管理，而实体造型是工程数据的主要来源之一。
3.3 机械CAE软件的应用
机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后，才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。
4 CAD前沿技术与发展趋势
4.1 图形交互技术
CAD软件是产品创新的工具，务求易学好用，得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此，智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。
4.2 智能CAD技术
CAD/CAM系统应用逐步深入，逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库，及时准确地向设计师提品开发所需的知识和帮助，智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能，使设计新手也能做出好的设计来，现代设计的核心是创新设计，人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中，用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造，这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。
4.3 虚拟现实技术
虚拟现实技术在CAD中已开始应用，设计人员在虚拟世界中创造新产品，可以从人机工程学角度检查设计效果，可直接操作模拟对象，检验操作是否舒适、方便，及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题，及早看到新产品的外形，从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析，以评价其性能，可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等，基于虚拟样机的试验仿真分析，可以在真实产品制造之前发现并解决问题，从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外，随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展，利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术，实现真正的全数字化设计和制造，已成为机械设计制造业的发展趋势。
参考文献
[1]黄森彬主编.机械设计基础.高等教育出版社.
[2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础〔M〕.北京:机械工业出版社，2002.
[3]徐建平，盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清华大学出版社，2004.
