機(jī)電系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)技術(shù)與應(yīng)用研究

姜磊

摘 要： 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各個(gè)行業(yè)之間的競爭日漸激烈，而機(jī)械電子技術(shù)也隨之被應(yīng)用到更多的領(lǐng)域之中。基于此，本文將詳細(xì)介紹機(jī)電系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)技術(shù)，并探究該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，旨在能夠進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)電系統(tǒng)，同時(shí)擴(kuò)大概念設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用范圍，為各行業(yè)的健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 機(jī)電系統(tǒng)；概念設(shè)計(jì)；技術(shù)人才

前言：機(jī)電系統(tǒng)概念技術(shù)主要包括技術(shù)支持、機(jī)電產(chǎn)品需求兩個(gè)方面。具體而言，基于計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、傳感技術(shù)以及機(jī)械電子技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電系統(tǒng)的研究以及應(yīng)用得到了更多的技術(shù)支持。另外，由于市場對于機(jī)電產(chǎn)品的需求與日俱增，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式已經(jīng)不能滿足其基本需求，因此將概念設(shè)計(jì)的方式應(yīng)用其中，在很大程度上增強(qiáng)了機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性，由此足以說明機(jī)電系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)技術(shù)的重要性。

1.機(jī)電系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)技術(shù)

1.1 機(jī)電系統(tǒng)

機(jī)電系統(tǒng)實(shí)際上就是機(jī)電一體化系統(tǒng)，通常指的就是尺寸在幾厘米以下，甚至更小的設(shè)備裝置，主要是由微能源、執(zhí)行器、傳感順等部件構(gòu)成，其自身實(shí)際上是相對獨(dú)立的且具有智能特點(diǎn)的微型系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用在機(jī)械、電子等領(lǐng)域。就機(jī)電系統(tǒng)的具體含義而言，可以從很多方面進(jìn)行理解：有的學(xué)者認(rèn)為當(dāng)前的機(jī)電系統(tǒng)就會(huì)簡單地將電子裝置、機(jī)械設(shè)備以及不同的電子軟件組合在一起而得到的；有的學(xué)者則認(rèn)為機(jī)電系統(tǒng)可以通過計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制、調(diào)控的，從而能夠完成能量流、運(yùn)動(dòng)流、機(jī)械力等不同的任務(wù)目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上將機(jī)電與機(jī)械等部件連接起來；還有很多學(xué)者認(rèn)為，機(jī)電系統(tǒng)就是將很多不同種類技術(shù)進(jìn)行組合的全新系統(tǒng)，如電子光學(xué)、機(jī)械電工等。而在我國，經(jīng)過分析、研究以及應(yīng)用，將機(jī)電系統(tǒng)定義為：包含系統(tǒng)總體技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息處理技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)等在內(nèi)的機(jī)電一體化技術(shù)與其產(chǎn)品的總稱。

1.2 概念設(shè)計(jì)

眾所周知，機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作是非常復(fù)雜的，對于產(chǎn)品具體的設(shè)計(jì)過程來說，雖然在國際方面存在很多不同的言論，呈現(xiàn)出眾說紛紜的態(tài)勢，但是無論其中的哪一種思想、說法，其最終的結(jié)論都是：機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)包含兩個(gè)十分重要的過程，即概念設(shè)計(jì)、具體設(shè)計(jì)。其中，概念設(shè)計(jì)的涵義包括以下幾方面：（1）對機(jī)電產(chǎn)品的功能進(jìn)行創(chuàng)新；（2）結(jié)合對產(chǎn)品的實(shí)際創(chuàng)新，分析機(jī)電產(chǎn)品的功能并設(shè)計(jì)各項(xiàng)功能的結(jié)構(gòu)圖；（3）搜索、理解、確定機(jī)電設(shè)備的工作原理；（4）構(gòu)思功能載體的基本方案并做出最終的決策。所以，在機(jī)電產(chǎn)品設(shè)備設(shè)計(jì)的全過程中，概念設(shè)計(jì)具有重要的意義，并且具有不可替代的重要意義，也就是說當(dāng)概念設(shè)計(jì)做好以后，才能夠在很大程度上提升產(chǎn)品的整體水平與質(zhì)量。另外，在運(yùn)用概念設(shè)計(jì)技術(shù)的全過程中，會(huì)涉及到不同的知識(shí)范疇，能夠體現(xiàn)出設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新性、藝術(shù)性以及綜合性。值得注意的是，在設(shè)計(jì)機(jī)電產(chǎn)品的過程中，需要設(shè)計(jì)人員將上述的4方面內(nèi)容落實(shí)在實(shí)際中，以此來指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作的方向、思路，保證概念設(shè)計(jì)能夠充分發(fā)揮其作用，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化機(jī)電設(shè)備的目的[1]。

2.機(jī)電系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 概念設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用的創(chuàng)新性

在“十三五”的背景下，我國正在努力構(gòu)建一個(gè)創(chuàng)新型的國家，并大力培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力的技術(shù)人才，而這一趨勢實(shí)際上是社會(huì)高速發(fā)展的必然結(jié)果。對于機(jī)電系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)技術(shù)來說，創(chuàng)新更是該項(xiàng)技術(shù)的靈魂、精髓，也就說要想適應(yīng)、滿足社會(huì)的發(fā)展，就需要切實(shí)地滿足市場對于機(jī)電設(shè)備的各種“新”要求，從而需要技術(shù)人才在設(shè)計(jì)產(chǎn)品、設(shè)備的過程中采用概念設(shè)計(jì)的方式，全面增強(qiáng)設(shè)計(jì)過程的創(chuàng)新性。基于這一前提，也就是通過全新的概念設(shè)計(jì)技術(shù)完成機(jī)電系統(tǒng)的創(chuàng)造，才能夠更好地滿足市場上不同用戶對于機(jī)電產(chǎn)品的要求，增加設(shè)備的類型與功能。由于機(jī)電系統(tǒng)自身具有相對綜合的、復(fù)雜的特征，所以需要在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過程中將“創(chuàng)新”體現(xiàn)在不同的方面，保證其每一個(gè)層面都能夠符合用戶的要求。例如：在設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)時(shí)，及時(shí)完善其功能，或者更換其中的部件、結(jié)構(gòu)等，但是不論設(shè)計(jì)人員對系統(tǒng)的哪一部分進(jìn)行創(chuàng)新，都會(huì)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，影響機(jī)電系統(tǒng)的整體。因此，在應(yīng)用概念設(shè)計(jì)技術(shù)對機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的過程中，不能忽視其自身所具備的創(chuàng)新性，但這一目標(biāo)需要具有創(chuàng)新意識(shí)的人才才能夠?qū)崿F(xiàn)。

2.2 概念設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用的多樣性

在應(yīng)用概念設(shè)計(jì)技術(shù)時(shí)，除了具有顯著的創(chuàng)新性之外，還具有明顯的多樣性，這一特點(diǎn)同樣是其重要的特征。無論是概念設(shè)計(jì)技術(shù)的多樣性，還是設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)方案的多樣性，都能夠?qū)⒏拍钤O(shè)計(jì)的工作原理、市場需求等要素體現(xiàn)出來，同時(shí)還能夠反映出機(jī)電產(chǎn)品的不同形態(tài)。換言之，機(jī)電系統(tǒng)布局的細(xì)微差異，就會(huì)影響概念設(shè)計(jì)多樣化的程度，同時(shí)人才設(shè)計(jì)思路的變化也會(huì)對其多樣性產(chǎn)生一定的影響，進(jìn)而滿足不同行業(yè)用戶的需求。例如：產(chǎn)業(yè)類的機(jī)電設(shè)備產(chǎn)品包括普通車床、窯爐、普通銑床、數(shù)控機(jī)床、電機(jī)、線切割機(jī)、工業(yè)機(jī)器人、食品包裝機(jī)械、自動(dòng)化生產(chǎn)線等；信息類機(jī)電系統(tǒng)包括：計(jì)算機(jī)終端、復(fù)印機(jī)、通訊設(shè)備、打印機(jī)、傳真機(jī)以及其他辦公自動(dòng)化設(shè)備；民生類機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品包括空調(diào)、電冰箱、全自動(dòng)洗衣機(jī)、微波爐、醫(yī)療器械、汽車電子化產(chǎn)品、健身運(yùn)動(dòng)機(jī)械等。總的來說，機(jī)電系統(tǒng)自身就已經(jīng)具有較強(qiáng)的多樣性，而在其創(chuàng)新性特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，又能夠進(jìn)一步增強(qiáng)其多樣性，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)需要結(jié)合不同行業(yè)需求，以便于設(shè)計(jì)出更具價(jià)值的產(chǎn)品，滿足經(jīng)濟(jì)市場發(fā)展的趨勢，并推動(dòng)概念設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化與成熟[2]。

結(jié)語：綜上所述，由于市場的快速發(fā)展，使得人們對于機(jī)電設(shè)備的多樣性有了更高的要求，因此需要積極引進(jìn)并應(yīng)用概念設(shè)計(jì)技術(shù)。以此為基礎(chǔ)，在機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，極大地增強(qiáng)了機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性，豐富了機(jī)械設(shè)備的種類，滿足了人們對于多樣性的實(shí)際需求，對促進(jìn)市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。所以，為了能夠提升機(jī)電系統(tǒng)的水平，可以將概念設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用在實(shí)際中。

參考文獻(xiàn)

[1]袁文強(qiáng). 機(jī)電產(chǎn)品系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)中多目標(biāo)與多學(xué)科優(yōu)化方法研究[D].浙江大學(xué)，2016.

[2]徐偉. 以人為原型的機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)器人實(shí)例研究[D].山東大學(xué)，2015.