非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)的多維系統(tǒng)化問(wèn)題研究

鄒鴻翔，魏克湘，2，杜榮華

（1.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 汽車(chē)與機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)沙410004；2.湖南工程學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，湘潭411101）

0 前 言

制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要支撐之一.目前制造業(yè)面臨外部訂單減少，人力成本增加，技術(shù)瓶頸低，同行業(yè)惡性競(jìng)爭(zhēng)等.近兩年，國(guó)家日益重視分配公平.內(nèi)陸省份快速發(fā)展，給農(nóng)民工提供更多就業(yè)機(jī)會(huì).所以各地民工荒不斷，工人工資上漲，過(guò)去曾以廉價(jià)勞動(dòng)力獲取超額利潤(rùn)的制造企業(yè)能否繼續(xù)保持競(jìng)爭(zhēng)力，甚至生存下去？

部分制造企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題.有消息稱富士康計(jì)劃三年引進(jìn)百萬(wàn)臺(tái)機(jī)械手用于代替人工生產(chǎn)，并早在2007年已成立“自動(dòng)化機(jī)器人事業(yè)處”.比亞迪精密制造也成立“設(shè)備開(kāi)發(fā)處”，開(kāi)發(fā)各類(lèi)設(shè)備推行自動(dòng)化生產(chǎn).開(kāi)發(fā)或引進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備不僅應(yīng)對(duì)人工成本持續(xù)增加，而且技術(shù)優(yōu)勢(shì)可以成為公司核心競(jìng)爭(zhēng)力.

許多制造企業(yè)生產(chǎn)的電子消費(fèi)產(chǎn)品更新?lián)Q代速度非常迅速.并且隨著工廠工業(yè)工程推進(jìn)，制造工藝不斷改善.新的制造工藝可能需要新的生產(chǎn)設(shè)備.所以制造業(yè)會(huì)不斷需要能滿足新的特定需求的設(shè)備.這些滿足新的特定需求的設(shè)備，設(shè)計(jì)制造等方面一般沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn)，即所謂非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備.

文獻(xiàn)中對(duì)一般設(shè)備設(shè)計(jì)方法探討有很多，經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)［1－4］，環(huán)保理念的綠色設(shè)計(jì)［5］，管理與技術(shù)結(jié)合的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)［6］、并行設(shè) 計(jì)［7－8］和 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì)［5］，一 般 以 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 設(shè)計(jì)［6－7］為基礎(chǔ)的異地協(xié)同設(shè)計(jì)［8］、虛擬制造設(shè)計(jì)［9］、智能化設(shè)計(jì)［6－8］.但針對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)方法的研究還很少，而且這些探討大部分局限于某一方面，無(wú)法融會(huì)多種先進(jìn)設(shè)計(jì)方法.本文根據(jù)非標(biāo)設(shè)備開(kāi)發(fā)的實(shí)際情況，結(jié)合產(chǎn)品生命周期和項(xiàng)目管理等理念，發(fā)展了傳統(tǒng)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，提出多維度的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，以及基于多維系統(tǒng)化設(shè)計(jì)的虛擬制造設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)方法的發(fā)展應(yīng)用.

1 非標(biāo)設(shè)備開(kāi)發(fā)可能遇到的問(wèn)題

非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)制造等方面沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn)，是創(chuàng)造性工作，存在許多不可控因素，可能出現(xiàn)許多難以預(yù)料的問(wèn)題.根據(jù)實(shí)際非標(biāo)設(shè)備開(kāi)發(fā)情況，發(fā)現(xiàn)經(jīng)常遇到的一些問(wèn)題：①客戶經(jīng)常在基本確定生產(chǎn)采購(gòu)訂單后才下設(shè)備采購(gòu)訂單，所以一旦有需求，需求較急，如此非標(biāo)開(kāi)發(fā)時(shí)間緊.②客戶不能完整準(zhǔn)確表達(dá)需求.一般與設(shè)計(jì)部門(mén)溝通的客戶是采購(gòu)或生產(chǎn)管理人員，受專業(yè)背景限制，可能與設(shè)計(jì)人員對(duì)某些概念理解存在分歧等.③設(shè)計(jì)問(wèn)題，會(huì)影響產(chǎn)品性能、成本、制造工藝、調(diào)試和維修等.一些問(wèn)題可能是致命的設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致設(shè)備報(bào)廢，造成巨大損失.④制造不能滿足設(shè)計(jì)要求，會(huì)對(duì)設(shè)備裝配、設(shè)備質(zhì)量產(chǎn)生很大影響.⑤采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件交期和品質(zhì)無(wú)法保證.設(shè)備是一個(gè)整體，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件沒(méi)有按時(shí)到達(dá)或質(zhì)量問(wèn)題，可能會(huì)影響整臺(tái)設(shè)備裝配調(diào)試.⑥許多設(shè)計(jì)制造問(wèn)題會(huì)在裝配階段發(fā)現(xiàn).裝配質(zhì)量對(duì)設(shè)備質(zhì)量有重要影響.⑦在很長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法調(diào)試設(shè)備到滿足量產(chǎn)要求.生產(chǎn)調(diào)試可能出現(xiàn)各種情況，不僅與設(shè)備性能有關(guān)，還與生產(chǎn)工藝、現(xiàn)場(chǎng)具體情況有關(guān).⑧交付困難，是許多問(wèn)題累計(jì)的結(jié)果.比如口頭溝通卻沒(méi)有書(shū)面記錄，可能產(chǎn)生扯皮推諉的情況.⑨設(shè)備不便于維修保養(yǎng)，報(bào)廢后回收利用價(jià)值小等.

對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行分析，簡(jiǎn)單歸類(lèi)為溝通問(wèn)題、設(shè)計(jì)問(wèn)題、制造問(wèn)題、采購(gòu)問(wèn)題、裝配問(wèn)題和調(diào)試問(wèn)題.根據(jù)筆者從事非標(biāo)設(shè)備開(kāi)發(fā)實(shí)際情況，對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行大致統(tǒng)計(jì)，如表1所示.

表1 非標(biāo)設(shè)備開(kāi)發(fā)問(wèn)題（取10臺(tái)非標(biāo)設(shè)備開(kāi)發(fā)的例子）

從圖1可以顯見(jiàn)，設(shè)計(jì)問(wèn)題是比較突出的問(wèn)題.從項(xiàng)目管理的角度，設(shè)計(jì)是整個(gè)非標(biāo)設(shè)備開(kāi)發(fā)的瓶頸，減少設(shè)計(jì)問(wèn)題對(duì)改善整個(gè)非標(biāo)開(kāi)發(fā)會(huì)更有效果.下面具體對(duì)設(shè)計(jì)問(wèn)題產(chǎn)生的原因進(jìn)行“魚(yú)骨圖”分析.如圖2所示.圖2中，設(shè)計(jì)問(wèn)題與同客戶的溝通、制造、采購(gòu)、裝配和調(diào)試等其它環(huán)節(jié)問(wèn)題往往互為因果，相互影響.

圖1 非標(biāo)設(shè)備開(kāi)發(fā)各類(lèi)問(wèn)題分布

圖2 “設(shè)計(jì)問(wèn)題”原因分析

2 多維系統(tǒng)化設(shè)計(jì)

上世紀(jì)70年代德國(guó)Pahl和Beitz提出系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思想，他們以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，制訂了設(shè)計(jì)的一般模式，倡導(dǎo)設(shè)計(jì)工作應(yīng)具備條理性［6］.有一些具體的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法.比如：①將用戶需求作為產(chǎn)品功能構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等方面的基礎(chǔ)，利用質(zhì)量功能布置方法，系統(tǒng)地將用戶需求合理而有效地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)各階段的技術(shù)目標(biāo)和作業(yè)控制規(guī)程.②將產(chǎn)品看作有機(jī)體層次上的生命系統(tǒng)，將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程劃分成功能需求層次、實(shí)現(xiàn)功能要求的概念層次和產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)層次.同時(shí)采用生命系統(tǒng)圖符抽象地表達(dá)產(chǎn)品的功能要求，形成產(chǎn)品功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu).③將機(jī)械設(shè)計(jì)中系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用歸納為兩個(gè)基本問(wèn)題：一是將產(chǎn)品作為一個(gè)系統(tǒng)處理，最佳地確定其組成.二是將設(shè)計(jì)過(guò)程看成一個(gè)系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，合理確定各個(gè)不同階段的工作［6］.

傳統(tǒng)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)只是將設(shè)計(jì)的某一方面或從某一角度看作一個(gè)系統(tǒng)，劃分成若干層次或部分，與很多不拘泥于設(shè)計(jì)本身的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法無(wú)法融會(huì)貫通.隨著社會(huì)的發(fā)展，設(shè)計(jì)的功能外延與相關(guān)領(lǐng)域日趨復(fù)雜，由此產(chǎn)生的“大產(chǎn)品設(shè)計(jì)”要求設(shè)計(jì)者介入包括企業(yè)戰(zhàn)略、品牌策略、產(chǎn)品策劃、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、市場(chǎng)測(cè)試、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)等環(huán)節(jié)［10］.針對(duì)非標(biāo)設(shè)備開(kāi)發(fā)的實(shí)際情況，這是一個(gè)具有多環(huán)節(jié)并且相互影響的系統(tǒng)工程.傳統(tǒng)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)無(wú)法滿足新的設(shè)計(jì)要求.多維系統(tǒng)化設(shè)計(jì)不僅對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)化分解，還將設(shè)計(jì)作為一個(gè)單元作系統(tǒng)化延伸.如圖3所示.

圖3 多維系統(tǒng)化示意圖

2.1 基于產(chǎn)品生命周期系統(tǒng)化考慮設(shè)計(jì)要求

目前許多制造企業(yè)的客戶是國(guó)際知名企業(yè)，有比較健全的管理體系，對(duì)供應(yīng)商的要求包括但不限于產(chǎn)品本身.所以為這些制造企業(yè)開(kāi)發(fā)的非標(biāo)設(shè)備不僅需要滿足性能要求，還可能需要滿足成本、外觀、安全、人性化、維修保養(yǎng)、RoHS等許多方面的要求.

從項(xiàng)目管理角度，設(shè)計(jì)、制造、采購(gòu)、供應(yīng)商、裝配、客服等協(xié)同合作，設(shè)計(jì)需要考慮協(xié)作者的合理要求.例如2009年經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，日本和中國(guó)對(duì)設(shè)備開(kāi)發(fā)投資增加，中國(guó)采購(gòu)日本某些標(biāo)準(zhǔn)件交期可能很長(zhǎng).如設(shè)計(jì)不詢問(wèn)或作相應(yīng)替換，屆時(shí)供應(yīng)商無(wú)法交貨，即便訴諸法律，但也影響整體進(jìn)度.

圖4 基于貼膜機(jī)生命周期的設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)需要考慮的這些要求涉及到設(shè)備整個(gè)生命周期.傳統(tǒng)基于用戶需求的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)不能滿足這些要求.因?yàn)椴荒芤笏锌蛻粼谙掠唵螘r(shí)能夠完整提出基于整個(gè)設(shè)備生命周期的要求，許多客戶提出的要求僅對(duì)概念設(shè)計(jì)有直接指導(dǎo)意義.而且傳統(tǒng)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)僅關(guān)注客戶要求，不重視設(shè)備開(kāi)發(fā)涉及到的其他部門(mén)合理要求，一般依賴于設(shè)計(jì)者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，容易考慮不周.所以設(shè)計(jì)系統(tǒng)化延伸的一個(gè)維度就是設(shè)備生命周期，從概念、設(shè)計(jì)、制造、使用到報(bào)廢.如此，即使經(jīng)驗(yàn)不是很豐富的設(shè)計(jì)者也能充分考慮到客戶未提出但潛在的需求以及可能與設(shè)計(jì)相關(guān)的其他要求.如圖4是一個(gè)基于設(shè)備生命周期系統(tǒng)化考慮設(shè)計(jì)要求的實(shí)例.

2.2 設(shè)計(jì)要求的系統(tǒng)化分析及實(shí)現(xiàn)

基于設(shè)備生命周期的設(shè)計(jì)要求，涉及不同方面，可能殊途同歸或產(chǎn)生沖突，需要對(duì)這些要求進(jìn)行整理.對(duì)可合并部分進(jìn)行合并.對(duì)沖突部分進(jìn)行商榷或者與相關(guān)人員溝通協(xié)調(diào)重新擬定.根據(jù)實(shí)際情況確定設(shè)計(jì)需要考慮的要求，分清這些要求的性質(zhì)和主次關(guān)系，如將這些要求劃分為兩類(lèi)：一是設(shè)計(jì)目標(biāo)，如功能、外觀等，二是約束設(shè)計(jì)的要求，如成本、制造工藝等.給每個(gè)要求設(shè)定權(quán)數(shù)或依據(jù)重要程度先后排序.可以參考系統(tǒng)工程的最優(yōu)化方法，列出文字形式的最優(yōu)化問(wèn)題.以貼膜機(jī)設(shè)計(jì)為例.

目標(biāo)：

（1）半自動(dòng)化貼膜

（2工藝參數(shù)實(shí)時(shí)控制、可視、可調(diào)

（3）作輕松、防呆設(shè)計(jì)，操作錯(cuò)誤無(wú)危險(xiǎn)

（4）方便維修保養(yǎng)、分離式結(jié)構(gòu)，便于改造

（5）外觀美觀，無(wú)塵車(chē)間使用

……

約束：

（1）成本不超過(guò)7萬(wàn)元人民幣

（2）開(kāi)發(fā)周期不超過(guò)45個(gè)工作日

（3）所有加工件可由內(nèi)部制造車(chē)間加工

（4）供應(yīng)商反饋交期長(zhǎng)，不選用日本氣動(dòng)元件

（5）符合 RoHS

（6）參考現(xiàn)有設(shè)備設(shè)計(jì)、盡量采用標(biāo)準(zhǔn)功能模塊、標(biāo)準(zhǔn)零部件、標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)

……

圖5 系統(tǒng)化分解示意圖

一般設(shè)計(jì)要求無(wú)法與具體零件產(chǎn)生直接聯(lián)系.但零件是設(shè)備設(shè)計(jì)中最小單元，繪圖從繪制零件開(kāi)始.所以將設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行多層次系統(tǒng)化分解，可以讓設(shè)計(jì)者有條理開(kāi)展工作，并具有很大靈活性.如圖5所示.將設(shè)計(jì)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為具體設(shè)計(jì)內(nèi)容.如要求“工藝參數(shù)實(shí)時(shí)控制、可視、可調(diào)”，具體設(shè)計(jì)內(nèi)容為有相應(yīng)功能的電氣控制系統(tǒng)組件.在這個(gè)層次，選擇適當(dāng)?shù)墓δ芙M件，進(jìn)行組合，以滿足總體設(shè)計(jì)目標(biāo).確定了功能組件，再對(duì)每個(gè)功能組件進(jìn)行系統(tǒng)化分解為部件、零件等，以滿足功能組件要求.在每個(gè)層次，可以靈活設(shè)計(jì)多種組合，以約束設(shè)計(jì)要求選擇和修正設(shè)計(jì).將設(shè)計(jì)目標(biāo)轉(zhuǎn)換為若干零件的組合，如此便可以開(kāi)始繪制零件的工作，然后裝配為部件、組件和設(shè)備.

2.3 以設(shè)計(jì)為核心的系統(tǒng)化協(xié)作

在章節(jié)1已經(jīng)論述，設(shè)計(jì)問(wèn)題是非標(biāo)設(shè)備開(kāi)發(fā)中突出的問(wèn)題.設(shè)計(jì)工作承上啟下，與其他環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密，對(duì)設(shè)備性能起決定作用.建立以設(shè)計(jì)為核心的系統(tǒng)化協(xié)作機(jī)制，不僅強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)工作的重要，更要求設(shè)計(jì)者發(fā)揮主觀能動(dòng)性，全面參與其他環(huán)節(jié)和引導(dǎo)全員參與設(shè)計(jì)，如此有益設(shè)計(jì)和項(xiàng)目協(xié)作.

設(shè)計(jì)者全面參與其他環(huán)節(jié)，以補(bǔ)充設(shè)計(jì)工作.一般進(jìn)行非標(biāo)設(shè)備開(kāi)發(fā)有以下一些階段：接受訂單，與客戶溝通，制定項(xiàng)目計(jì)劃，設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方案評(píng)審，出圖及下采購(gòu)訂單，制造，裝配，調(diào)試和交付.從接受訂單開(kāi)始，需要設(shè)計(jì)人員參與.“客戶是上帝”，但客戶不一定總是對(duì)的.由專業(yè)設(shè)計(jì)人員評(píng)估客戶要求，進(jìn)行可行性分析.設(shè)計(jì)人員要發(fā)揮主動(dòng)性，友好引導(dǎo)客戶表達(dá)完整真正需求，而不是被動(dòng)接受客戶表述.設(shè)計(jì)人員不僅參與設(shè)計(jì)前面環(huán)節(jié)，以減少設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，還要積極參與設(shè)計(jì)后續(xù)環(huán)節(jié)，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決可能會(huì)出現(xiàn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題.設(shè)計(jì)人員要跟進(jìn)后續(xù)的制造和裝配，尤其是調(diào)試，設(shè)計(jì)人員需要深入生產(chǎn)一線，從生產(chǎn)人員角度來(lái)調(diào)試設(shè)備，如此能更加有效的調(diào)試好設(shè)備滿足生產(chǎn)的要求.

系統(tǒng)化協(xié)作不僅要求設(shè)計(jì)人員積極參與到其他環(huán)節(jié)，還要求設(shè)計(jì)人員友好引導(dǎo)其他人員參與設(shè)計(jì)，不僅有益設(shè)計(jì)，而且可以減輕設(shè)計(jì)者工作量.在設(shè)計(jì)之初，可以引導(dǎo)客戶描述模糊概念方案；也需要與供應(yīng)商溝通，查詢市場(chǎng)是否有成熟類(lèi)似功能模塊；征詢制造工藝提供某些設(shè)計(jì)建議.在設(shè)計(jì)方案評(píng)審，不僅需要請(qǐng)做過(guò)類(lèi)似設(shè)備的設(shè)計(jì)人員幫助參考，也要請(qǐng)相關(guān)采購(gòu)人員、制造人員、裝配人員和客戶共同對(duì)方案進(jìn)行評(píng)審，采用“頭腦風(fēng)暴”，以避免偏頗遺漏.

3 基于多維系統(tǒng)化設(shè)計(jì)的若干設(shè)計(jì)方法的發(fā)展應(yīng)用

在實(shí)際工作中，人們總結(jié)了很多設(shè)計(jì)方法.這些先進(jìn)設(shè)計(jì)方法可以幫助設(shè)計(jì)者更有效率設(shè)計(jì)出質(zhì)量更高、成本更低的設(shè)備.多維系統(tǒng)化設(shè)計(jì)是一種開(kāi)放的設(shè)計(jì)思想，可以兼容多種設(shè)計(jì)方法，并使這些設(shè)計(jì)方法結(jié)合多維系統(tǒng)化思想發(fā)展應(yīng)用.以下以虛擬制造設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)等為例說(shuō)明一般設(shè)計(jì)方法基于多維系統(tǒng)化設(shè)計(jì)的發(fā)展應(yīng)用.

3.1 虛擬制造設(shè)計(jì)的發(fā)展應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬制造設(shè)計(jì)成為可能［11］.虛擬制造設(shè)計(jì)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬制造，可以在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)可能會(huì)在制造中出現(xiàn)的問(wèn)題，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率.基于多維系統(tǒng)化思想，可從產(chǎn)品生命周期的維度發(fā)展虛擬制造設(shè)計(jì)，即利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)仿真設(shè)備的概念、設(shè)計(jì)、制造、裝配、使用和報(bào)廢.通過(guò)比較形象的虛擬技術(shù)，不僅方便設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，也使非專業(yè)設(shè)計(jì)人員容易參與設(shè)計(jì).比如通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬設(shè)備的運(yùn)作，讓設(shè)備使用者體會(huì)設(shè)備使用情況，及早發(fā)現(xiàn)可能的問(wèn)題或提出改善意見(jiàn).如圖6所示.設(shè)計(jì)者可以通過(guò)計(jì)算機(jī)虛擬載荷和約束，分析結(jié)構(gòu)的應(yīng)力位移情況，及早發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)破壞的部位.如圖7所示.

圖7 利用cosmosXpress虛擬載荷和約束分析結(jié)構(gòu)應(yīng)力位移等情況

3.2 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)化可以減少設(shè)計(jì)時(shí)間、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和降低成本.結(jié)合如圖5所示的多層次系統(tǒng)化分解，可以有效地應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì).在分解非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備時(shí)，優(yōu)先考慮標(biāo)準(zhǔn)功能模塊.設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)功能組件，優(yōu)先選擇標(biāo)準(zhǔn)部件.設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)部件，優(yōu)先選擇標(biāo)準(zhǔn)零件.在繪制零件時(shí)，使用標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù).如此可以充分和有條理地應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法.

圖8 利用繪圖軟件GB標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)

現(xiàn)在一般使用3D繪圖軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，如Solidworks、Pro／e等.利用軟件插件ISO或GB標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，如螺母、軸承等，如圖8所示.建立市場(chǎng)上能夠提供的標(biāo)準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)，一方面可以要求供應(yīng)商提供，比如米思米、SMC、氣力可等能提供產(chǎn)品2D和3D圖庫(kù)；另一方面，對(duì)沒(méi)有建立產(chǎn)品圖庫(kù)的供應(yīng)商，設(shè)計(jì)人員可以在使用中不斷建立完善產(chǎn)品的3D模型，并且分類(lèi)保存為標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)，如圖9所示，以方便下次設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)用.

從項(xiàng)目管理角度，本文論述的標(biāo)準(zhǔn)化還有一層含義，即將先進(jìn)設(shè)計(jì)方法通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化程序確定，以保證這些方法能夠運(yùn)用在非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)中.針對(duì)具體的問(wèn)題具體分析，制定相應(yīng)的措施并形成標(biāo)準(zhǔn)化程序.

圖9 自建立標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)

4 結(jié) 論

在目前國(guó)內(nèi)外環(huán)境下，中國(guó)制造業(yè)要繼續(xù)保持競(jìng)爭(zhēng)力，必須大力引進(jìn)或開(kāi)發(fā)非標(biāo)設(shè)備.通過(guò)研究開(kāi)發(fā)非標(biāo)設(shè)備實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)問(wèn)題是非標(biāo)開(kāi)發(fā)中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)與非標(biāo)設(shè)備開(kāi)發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)息息相關(guān)，設(shè)計(jì)者需要系統(tǒng)地考慮設(shè)計(jì)問(wèn)題.多維系統(tǒng)化設(shè)計(jì)不僅對(duì)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行系統(tǒng)化分解，還將設(shè)計(jì)作為一個(gè)單元作系統(tǒng)化延伸，可以滿足新的設(shè)計(jì)要求和融匯各種先進(jìn)設(shè)計(jì)方法.基于產(chǎn)品生命周期系統(tǒng)化考慮設(shè)計(jì)要求，即使經(jīng)驗(yàn)不是很豐富的設(shè)計(jì)者也能充分考慮到客戶未提出但潛在的需求以及可能與設(shè)計(jì)相關(guān)的其他要求.進(jìn)行多層次系統(tǒng)化分解設(shè)計(jì)要求方便設(shè)計(jì)者有條理和靈活地設(shè)計(jì).建立以設(shè)計(jì)為核心的系統(tǒng)化協(xié)作機(jī)制，設(shè)計(jì)者全面參與和引導(dǎo)全員參與設(shè)計(jì)，有益設(shè)計(jì)和項(xiàng)目協(xié)作.多維系統(tǒng)化設(shè)計(jì)可以兼容多種設(shè)計(jì)方法，并使這些設(shè)計(jì)方法結(jié)合多維系統(tǒng)化思想發(fā)展應(yīng)用.基于多維系統(tǒng)化設(shè)計(jì)的虛擬制造設(shè)計(jì)發(fā)展應(yīng)用虛擬產(chǎn)品生命周期，便于設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)和非專業(yè)設(shè)計(jì)人員參與設(shè)計(jì).結(jié)合多層次系統(tǒng)化分解，從每個(gè)層次的分解組合優(yōu)先選擇標(biāo)準(zhǔn)功能模塊、標(biāo)準(zhǔn)部件和標(biāo)準(zhǔn)零件以及采用標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法得到充分應(yīng)用.

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