當(dāng)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法和發(fā)展趨勢(shì)探索

郭成澤

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江 大慶 163000）

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，特別是我國(guó)加入世界貿(mào)易組織以后，對(duì)我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)來(lái)說(shuō)既是一個(gè)發(fā)展的機(jī)遇，能夠與國(guó)際市場(chǎng)接軌，方便引進(jìn)國(guó)外的現(xiàn)金技術(shù)和設(shè)備，利用豐富的國(guó)際資源，同時(shí)也給它們帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，隨著這市場(chǎng)的開(kāi)放，國(guó)外機(jī)械制造行業(yè)將會(huì)大量涌入中國(guó)，使我國(guó)的機(jī)械行業(yè)受到相當(dāng)大的沖擊，它們不得不直接和國(guó)外的優(yōu)勢(shì)企業(yè)展開(kāi)直接的競(jìng)爭(zhēng)。面對(duì)日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，我國(guó)的機(jī)械傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的需要，只有根據(jù)市場(chǎng)的需求來(lái)設(shè)計(jì)滿足不同用戶需要的機(jī)械產(chǎn)品才能夠使機(jī)械制造企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中保持優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中不能對(duì)相關(guān)的因素進(jìn)行綜合的考慮，這就導(dǎo)致最終設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品存在很多的問(wèn)題和缺陷，從而去重新對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，這樣極大的延長(zhǎng)了機(jī)械設(shè)計(jì)的周期，使得機(jī)械設(shè)計(jì)錯(cuò)過(guò)了上市的時(shí)機(jī)，導(dǎo)致企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益下降。針對(duì)這種情況，從我國(guó)的實(shí)際情況出發(fā)，建立一套現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)計(jì)方法，從而有效的應(yīng)對(duì)國(guó)際化的影響就十分的必要了。這樣可以有效的縮短機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期、降低設(shè)計(jì)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益，使機(jī)械制造企業(yè)能夠在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得先機(jī)，并逐步的發(fā)展壯大。

1 現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)設(shè)計(jì)方法的主要內(nèi)容

對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法進(jìn)行反思，在此基礎(chǔ)之上利用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段和技術(shù)來(lái)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，其主要包括一下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

1.1 現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)的核心是數(shù)字化

隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，在機(jī)械設(shè)計(jì)之前就可以對(duì)該設(shè)計(jì)的整個(gè)生命周期進(jìn)行建模。

將設(shè)計(jì)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬，利用計(jì)算機(jī)定義產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整個(gè)生命周期的完整過(guò)程，為機(jī)械設(shè)計(jì)提供參考；設(shè)計(jì)中可以采用大量的數(shù)字化的設(shè)計(jì)工具和手段，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；數(shù)字化的管理。利用數(shù)字化的管理手段對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程進(jìn)行科學(xué)的管理，從而確保資源的優(yōu)化配置，提高設(shè)計(jì)效率。

1.2 現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)的大趨勢(shì)是并行化

通過(guò)計(jì)算機(jī)平臺(tái)的支持，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以共享相關(guān)的信息，打破時(shí)間和空間的阻隔不在一個(gè)地方的設(shè)計(jì)人員和可以進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中可以最大限度的獲得技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提升企業(yè)的設(shè)計(jì)能力。而傳統(tǒng)意義上的機(jī)械設(shè)計(jì)是一種串行的設(shè)計(jì)理念，將產(chǎn)品分成幾個(gè)步驟，然后一個(gè)環(huán)節(jié)完成了才能進(jìn)行下個(gè)環(huán)節(jié)，造成設(shè)計(jì)資源的巨大浪費(fèi)。并且在設(shè)計(jì)過(guò)程中各個(gè)階段的設(shè)計(jì)缺乏有效的溝通手段，不能夠?qū)Πl(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的修正，從而極大的延長(zhǎng)了機(jī)械設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)周期，增加了大量的工作量。

隨著現(xiàn)代化機(jī)械朝著大型化、綜合話的方向發(fā)展，機(jī)械自身的構(gòu)造和功能將變得越來(lái)越復(fù)雜，產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)初期做出的相應(yīng)的設(shè)計(jì)思路將會(huì)直接影響到后期的設(shè)計(jì)，由于整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的復(fù)雜化，一旦前期的設(shè)計(jì)思路出現(xiàn)問(wèn)題，那么再進(jìn)行修正將會(huì)變得十分的困難。所以在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的初級(jí)階段一定要進(jìn)行充分的論證和實(shí)驗(yàn)，盡可能考慮產(chǎn)品可能面臨的各種因素，這樣可以極大的降低在產(chǎn)品后期的修改的次數(shù)，縮短企業(yè)的開(kāi)發(fā)周期?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的科技含量不斷的增加，其所涉及到多個(gè)部門的知識(shí)，這樣一個(gè)企業(yè)往往沒(méi)有能力獨(dú)立完成一個(gè)機(jī)械的完整的設(shè)計(jì)，這樣就需要將相關(guān)領(lǐng)域的企業(yè)或者是研究機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員集中起來(lái)共同設(shè)計(jì)，通過(guò)并行工程的強(qiáng)大支持，各個(gè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)人員同時(shí)進(jìn)行機(jī)械的設(shè)計(jì)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，最終設(shè)計(jì)出滿意的機(jī)械產(chǎn)品。

1.3 現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)的要求是智能化

隨著自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域的使用，機(jī)械的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，這就要求機(jī)械的自動(dòng)化程度不斷的提高。人類的設(shè)計(jì)師和充分利用智能技術(shù)展開(kāi)機(jī)械的設(shè)計(jì)工作，從而組成一套智能化的體系。智能化系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠獨(dú)立的進(jìn)行計(jì)算以及邏輯推理，從而大大的減少人類設(shè)計(jì)師的工作量，極大的提高設(shè)計(jì)的工作效率。隨著智能化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的廣泛使用，逐步實(shí)現(xiàn)了機(jī)械實(shí)際過(guò)程的模糊化，也就是設(shè)計(jì)人員不必過(guò)分關(guān)注機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中比較基礎(chǔ)的一些細(xì)節(jié)，將主要精力集中在設(shè)計(jì)理念上就行，基礎(chǔ)的細(xì)節(jié)工作由計(jì)算機(jī)進(jìn)行精確的計(jì)算，并最終完成。

2 現(xiàn)代機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)

隨著經(jīng)濟(jì)全球化以及科學(xué)技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)，這使得未來(lái)的機(jī)械設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出不同于以往的發(fā)展趨勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 敏捷化

隨著市場(chǎng)需求的日益多元化，機(jī)械設(shè)計(jì)必須要盡可能的符合市場(chǎng)的需求，然而市場(chǎng)需求總是處于相對(duì)的動(dòng)態(tài)變化中，這就要求機(jī)械設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)敏捷化。這樣才能夠保證設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品能夠符合市場(chǎng)的需求，并且使企業(yè)能夠隨著市場(chǎng)需求的變化而靈活的進(jìn)行變化。

2.2 虛擬化

虛擬技術(shù)、計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是信息技術(shù)最重要的組成部分,它們被稱為21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)中的三大核心技術(shù)。誰(shuí)成熟地掌握這三大技術(shù)并向周邊技術(shù)實(shí)現(xiàn)有力的滲透,誰(shuí)就有可能率先進(jìn)入信息社會(huì)。虛擬技術(shù)作為21世紀(jì)的三大核心技術(shù)之首,足以見(jiàn)它在廣義上已不僅是一種技術(shù),而是一個(gè)有著影響人類社會(huì)發(fā)展、改變?nèi)祟惿畹木哂猩顚雍x的領(lǐng)域。虛擬技術(shù)包括虛擬加工、虛擬測(cè)試、虛擬控制,利用聲、光、電、機(jī)、計(jì)算機(jī)等綜合交叉技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,它還可實(shí)現(xiàn)各種類型、各種場(chǎng)合的虛擬式環(huán)境模擬-小至人們跑跳笑鬧、節(jié)目彩排、加工仿真,大至海底探密、宇宙航行甚至烽火連天的世界大戰(zhàn)。虛擬技術(shù)的出現(xiàn)幾乎可以肯定地說(shuō)它將大大改變?nèi)祟惉F(xiàn)有的思維模式、工作模式和生活模式.虛擬技術(shù)蘊(yùn)涵的巨大潛力,使發(fā)達(dá)國(guó)家趨之若鶩,在這一領(lǐng)域的研究上投人了巨資,希望有朝一日能在它的帶動(dòng)下率先進(jìn)人信息時(shí)代。

2.3 綠色化

環(huán)境、資源、人口是當(dāng)今人類社會(huì)面臨的三大主要問(wèn)題。特別是環(huán)境問(wèn)題,其惡化程度與日劇增,正在對(duì)人類社會(huì)的生存與發(fā)展造成嚴(yán)重威脅。而資源問(wèn)題不僅涉及人類世界有限的資源如何利用,且是產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題的主要根源。于是，近年來(lái)一個(gè)新的概念已經(jīng)提出:即最有效地利用資源和最低限度地利用廢棄物,是當(dāng)前世界上環(huán)境問(wèn)題的治本之道。鑒于此,如何使制造業(yè)盡可能少地產(chǎn)生環(huán)境污染是當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題研究的一個(gè)重要方面。于是一個(gè)新概念-綠色制造由此產(chǎn)生.綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式,其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中,對(duì)環(huán)境的影響最小,資源效率最高。綠色制造是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在制造業(yè)中的體現(xiàn),或者說(shuō)綠色制造是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綠色制造包括很多的方面，貫穿于一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到最終的報(bào)廢整個(gè)生命周期中，保證整個(gè)生命周期對(duì)于環(huán)境的影響降低到最低，包括生產(chǎn)過(guò)程的無(wú)害化、以及廢棄物的可回收利用。隨著人們對(duì)于環(huán)境問(wèn)題的日益關(guān)注，綠色制造必將在未來(lái)獲得廣泛的發(fā)展空間。

[1]李潤(rùn)方,林騰蛟,陶澤光,韓西.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用[J].機(jī)械工藝師,2000,(09).

[2]張艷.談現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法與未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代機(jī)械,1998,(02).

[3]劉利軍.談現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法[J].包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2003,(01).