當代機械設計方法和發展趨勢探索

郭成澤

（黑龍江八一農墾大學，黑龍江 大慶 163000）

隨著經濟全球化的發展，特別是我國加入世界貿易組織以后，對我國的機械制造行業來說既是一個發展的機遇，能夠與國際市場接軌，方便引進國外的現金技術和設備，利用豐富的國際資源，同時也給它們帶來了新的挑戰，隨著這市場的開放，國外機械制造行業將會大量涌入中國，使我國的機械行業受到相當大的沖擊，它們不得不直接和國外的優勢企業展開直接的競爭。面對日趨激烈的市場競爭，我國的機械傳統的機械設計方法已經不能滿足當前的需要，只有根據市場的需求來設計滿足不同用戶需要的機械產品才能夠使機械制造企業在激烈的市場競爭中保持優勢。傳統的機械設計在設計過程中不能對相關的因素進行綜合的考慮，這就導致最終設計出來的產品存在很多的問題和缺陷，從而去重新對機械設計進行修改，這樣極大的延長了機械設計的周期，使得機械設計錯過了上市的時機，導致企業的經濟效益下降。針對這種情況，從我國的實際情況出發，建立一套現代化的機械設計方法，從而有效的應對國際化的影響就十分的必要了。這樣可以有效的縮短機械產品的設計周期、降低設計成本、提高經濟效益，使機械制造企業能夠在激烈的市場競爭中獲得先機，并逐步的發展壯大。

1 現代機械制造業設計方法的主要內容

對傳統的機械設計方法進行反思，在此基礎之上利用現代化的設計手段和技術來進行機械設計，其主要包括一下幾個方面的內容：

1.1 現代化機械設計的核心是數字化

隨著數字化技術的發展，在機械設計之前就可以對該設計的整個生命周期進行建模。

將設計利用計算機進行模擬，利用計算機定義產品設計的整個生命周期的完整過程，為機械設計提供參考；設計中可以采用大量的數字化的設計工具和手段，如計算機輔助設計；數字化的管理。利用數字化的管理手段對整個設計的過程進行科學的管理，從而確保資源的優化配置，提高設計效率。

1.2 現代化機械設計的大趨勢是并行化

通過計算機平臺的支持，設計團隊可以共享相關的信息，打破時間和空間的阻隔不在一個地方的設計人員和可以進行協同設計工作。在設計的過程中可以最大限度的獲得技術支持，實現優勢互補，提升企業的設計能力。而傳統意義上的機械設計是一種串行的設計理念，將產品分成幾個步驟，然后一個環節完成了才能進行下個環節，造成設計資源的巨大浪費。并且在設計過程中各個階段的設計缺乏有效的溝通手段，不能夠對發現的問題進行及時的修正，從而極大的延長了機械設計的開發周期，增加了大量的工作量。

隨著現代化機械朝著大型化、綜合話的方向發展，機械自身的構造和功能將變得越來越復雜，產品在開發初期做出的相應的設計思路將會直接影響到后期的設計，由于整個設計過程的復雜化，一旦前期的設計思路出現問題，那么再進行修正將會變得十分的困難。所以在開發設計的初級階段一定要進行充分的論證和實驗，盡可能考慮產品可能面臨的各種因素，這樣可以極大的降低在產品后期的修改的次數，縮短企業的開發周期。現代機械設備的科技含量不斷的增加，其所涉及到多個部門的知識，這樣一個企業往往沒有能力獨立完成一個機械的完整的設計，這樣就需要將相關領域的企業或者是研究機構的設計人員集中起來共同設計，通過并行工程的強大支持，各個領域的設計人員同時進行機械的設計，優勢互補，強強聯合，最終設計出滿意的機械產品。

1.3 現代化機械設計的要求是智能化

隨著自動化技術在機械領域的使用，機械的自動化程度越來越高，這就要求機械的自動化程度不斷的提高。人類的設計師和充分利用智能技術展開機械的設計工作，從而組成一套智能化的體系。智能化系統在設計過程中能夠獨立的進行計算以及邏輯推理，從而大大的減少人類設計師的工作量，極大的提高設計的工作效率。隨著智能化技術在機械設計領域的廣泛使用，逐步實現了機械實際過程的模糊化，也就是設計人員不必過分關注機械設計過程中比較基礎的一些細節，將主要精力集中在設計理念上就行，基礎的細節工作由計算機進行精確的計算，并最終完成。

2 現代機械的發展趨勢

隨著經濟全球化以及科學技術進步帶來的知識經濟時代的到來，這使得未來的機械設計呈現出不同于以往的發展趨勢，主要表現在以下幾個方面：

2.1 敏捷化

隨著市場需求的日益多元化，機械設計必須要盡可能的符合市場的需求，然而市場需求總是處于相對的動態變化中，這就要求機械設計能實現敏捷化。這樣才能夠保證設計出來的產品能夠符合市場的需求，并且使企業能夠隨著市場需求的變化而靈活的進行變化。

2.2 虛擬化

虛擬技術、計算機通訊技術與網絡技術是信息技術最重要的組成部分,它們被稱為21世紀科學技術中的三大核心技術。誰成熟地掌握這三大技術并向周邊技術實現有力的滲透,誰就有可能率先進入信息社會。虛擬技術作為21世紀的三大核心技術之首,足以見它在廣義上已不僅是一種技術,而是一個有著影響人類社會發展、改變人類生活的具有深層含義的領域。虛擬技術包括虛擬加工、虛擬測試、虛擬控制,利用聲、光、電、機、計算機等綜合交叉技術的有機結合,它還可實現各種類型、各種場合的虛擬式環境模擬-小至人們跑跳笑鬧、節目彩排、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。虛擬技術的出現幾乎可以肯定地說它將大大改變人類現有的思維模式、工作模式和生活模式.虛擬技術蘊涵的巨大潛力,使發達國家趨之若鶩,在這一領域的研究上投人了巨資,希望有朝一日能在它的帶動下率先進人信息時代。

2.3 綠色化

環境、資源、人口是當今人類社會面臨的三大主要問題。特別是環境問題,其惡化程度與日劇增,正在對人類社會的生存與發展造成嚴重威脅。而資源問題不僅涉及人類世界有限的資源如何利用,且是產生環境問題的主要根源。于是，近年來一個新的概念已經提出:即最有效地利用資源和最低限度地利用廢棄物,是當前世界上環境問題的治本之道。鑒于此,如何使制造業盡可能少地產生環境污染是當前環境問題研究的一個重要方面。于是一個新概念-綠色制造由此產生.綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式,其目標是使得產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期中,對環境的影響最小,資源效率最高。綠色制造是可持續發展戰略在制造業中的體現,或者說綠色制造是現代制造業的可持續發展模式。

綠色制造包括很多的方面，貫穿于一個機械產品從設計到最終的報廢整個生命周期中，保證整個生命周期對于環境的影響降低到最低，包括生產過程的無害化、以及廢棄物的可回收利用。隨著人們對于環境問題的日益關注，綠色制造必將在未來獲得廣泛的發展空間。

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