組件及模塊化機械設(shè)計在自動化技術(shù)中的實際運用

孫怡恒

摘 要：本文通過對組件和模塊化機械設(shè)計在自動化技術(shù)中的意義研究，討論了組件技術(shù)和系統(tǒng)集成問題，并進(jìn)一步分析了設(shè)計文件方面的實際運用，為后期的運用提供基礎(chǔ)資料。

關(guān)鍵詞：組件；模塊化；機械設(shè)計；自動化技術(shù)；運用

自動化技術(shù)作為當(dāng)今生產(chǎn)力中最為重要的技術(shù)之一，它囊括了很多不同的專業(yè)技術(shù)知識，在各行各業(yè)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。尤其在機械設(shè)計制造業(yè)當(dāng)中作用顯著，它可以實現(xiàn)宏觀調(diào)控，優(yōu)化資源配置，減少人工誤差，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，是整個機械設(shè)計制造過程中最牢固的基石。而這其中組件和模塊化機械設(shè)計又是重中之重，它是指通過自動化控制系統(tǒng)完成對數(shù)據(jù)交換、處理，以滿足系統(tǒng)自動化控制需求。這一實際運用雖然會對傳統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)生影響，但是也提高了整個系統(tǒng)的開放性。另外，這種機械設(shè)計可以使得自動化控制系統(tǒng)更加標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)入良性發(fā)展循環(huán)。這就提高了系統(tǒng)利用率，對自動化技術(shù)本身的發(fā)展也相當(dāng)重要。

一、組件和模塊化機械設(shè)計的意義

組件和模塊化機械設(shè)計在自動化技術(shù)應(yīng)用中意義十分重大。通過這種應(yīng)用可以滿足客戶對于自動化控制系統(tǒng)開放性的訴求。在實際應(yīng)用過程當(dāng)中，借助該系統(tǒng)可以使得數(shù)據(jù)在不同平臺處理、交換。在此基礎(chǔ)之上，由于統(tǒng)一控制的系統(tǒng)受客戶青睞，因此我們將淘汰部分不能相互通用的設(shè)備，降低成本，提高工作效率。[1]現(xiàn)代工藝相當(dāng)繁復(fù)，單一的模塊已經(jīng)滿足不了目前的需求，這就需要通過組件和模塊化機械設(shè)計實現(xiàn)自動化系統(tǒng)模塊間的數(shù)據(jù)交換、處理，提高了系統(tǒng)的應(yīng)用率。

二、技術(shù)分析

（一）組件技術(shù)

所謂積木模式就是指借助組件技術(shù)可組合性這一基本特征，可以實現(xiàn)客戶需要長時間反復(fù)動作的應(yīng)用要求。組件技術(shù)的另一個特點就是運用靈活，提高了通信的靈活度和組件配置的自由度。能夠?qū)崿F(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化控制以及動化思路引導(dǎo)。在自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，組件技術(shù)的兩種特征都發(fā)揮著巨大的作用，運用面廣，實現(xiàn)了不同的組件之間的數(shù)據(jù)自由交換，制定了信息通信協(xié)議，并保證開放性良好。[2]

（二）系統(tǒng)集成

借助于組件技術(shù)可以標(biāo)準(zhǔn)化總線技術(shù)，以實現(xiàn)組件之間靈活地通信配置，擴(kuò)大了自動化的設(shè)備控制范圍，并且在實際生產(chǎn)過程中將控制模式改善為多進(jìn)程和多設(shè)備的模式，這是一種橫向集成。另外，可以通過TIA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)縱向集成，以這種更加便捷快速的方式建立起高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在這一過程當(dāng)中，使用路由作為交互節(jié)點，將系統(tǒng)速度提升至最大。[3]因而，大量信息傳遞需求管理模式可以借由縱向集成實現(xiàn)，從而達(dá)到一體化管控的目的。

三、實際運用

（一）設(shè)計文件

就正常情況而言，在機械設(shè)計過程中，我們需要使用海量的文件、數(shù)據(jù)等。因此，在整個工作流程之前，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)熟練掌握相關(guān)文件以及數(shù)據(jù)配置需求，以提高機械設(shè)計過程中數(shù)據(jù)配置的合理性和有效性，進(jìn)而提高利用率，從而達(dá)到設(shè)計出更好的產(chǎn)品的目的。但是現(xiàn)實恰恰相反，設(shè)計人員很少關(guān)注數(shù)據(jù)配置是否合理，文件設(shè)計是否協(xié)調(diào)，忽視了組件和模塊化設(shè)計的相互融合，他們只重視產(chǎn)品開發(fā)的內(nèi)容，因而，優(yōu)化模塊在實際運用中往往難以實施。在組件和模塊的設(shè)計過程當(dāng)中，若是想要達(dá)到模塊優(yōu)化配置，自動化的目的，就需要使兩者相互融合，設(shè)計過程中編寫不同的模塊，預(yù)留好接口，方便后期更好地融合。

在對傳統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計理念充分了解之后，對模塊的缺陷進(jìn)行改進(jìn)，同時對組件進(jìn)行升級，以優(yōu)化實際運用效果。在機械設(shè)計過程中，需要將設(shè)計與實踐有效的結(jié)合起來，不能只是紙上空談，否則設(shè)計出來的機械將不切實際，從而造成資源的浪費。設(shè)計文件是最需要創(chuàng)新的一項工作，需要結(jié)合社會的發(fā)展和生產(chǎn)力的需求，在此基礎(chǔ)之上，設(shè)計者可以擴(kuò)大知識結(jié)構(gòu)、范圍，還能增加實踐經(jīng)驗，可以為設(shè)計者以后更加快捷的設(shè)計提供基礎(chǔ)。與此同時，也能促進(jìn)對組件的應(yīng)用，滿足客戶的訴求。也就是說通過組件，可以將模塊、接口以及設(shè)計人員緊密聯(lián)結(jié)起來。

（二）模塊化流程

為了能夠整體實現(xiàn)組件和模塊化機械設(shè)計的目的，在進(jìn)行模塊化設(shè)計時需要歸納總結(jié)自動化系統(tǒng)的需求，對照標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程按步驟實施，確保所有工作有條不紊的按計劃完成設(shè)計。具體操作步驟因按以下步驟實施。首先，設(shè)計人員需要熟知高層模塊和低層模塊之間的聯(lián)系，并借由抽象層、具體層將二者之間的關(guān)系具體表現(xiàn)出來，同時在這一過程中，完成對模塊的設(shè)計。[4]其次，設(shè)計人員在劃分模塊的時必須嚴(yán)格遵循設(shè)計思路，充分運用組件技術(shù)，為每個模塊，提供對應(yīng)的接口，以實現(xiàn)不同模塊的組合。模塊劃分完成之后，結(jié)合實際情況，充分考慮產(chǎn)品生命周期中的每一個環(huán)節(jié)，及時調(diào)整設(shè)計方向規(guī)劃工作任務(wù)，進(jìn)而使得整個工作流程更加流暢。避免工作中出現(xiàn)秩序混亂的現(xiàn)象，使得整個系統(tǒng)設(shè)計更加合理，而且更優(yōu)化的設(shè)計還可以延長產(chǎn)品的使用期限。第三，設(shè)計者需要提前全方面考慮產(chǎn)品使用過程中可能出現(xiàn)的問題，在設(shè)計中消除這些不良因素。第四，完成以上三點要求之后，在自動化技術(shù)中使用設(shè)計好的組件，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和屬性。

此外，根據(jù)對前人經(jīng)驗的總結(jié)我們可以知道，由于模塊的分割很容易產(chǎn)生矛盾，因此必須確保模塊二元性。而所謂的二元性是指模塊的輸入輸出接口以及連接接口不但需要標(biāo)準(zhǔn)化，還需具備相對獨立的功能，以確保其組合能力，各個接口順利連接，發(fā)揮其自身設(shè)計優(yōu)勢，提高實際運用能力，推進(jìn)自動化技術(shù)的發(fā)展。

四、結(jié)語

綜上所述，機械制造業(yè)與自動化技術(shù)是相輔相成的，共同奠定了國家生產(chǎn)力水平，對國家的工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大的貢獻(xiàn)，同時也提升了國家綜合實力。這其中組件以及模塊化機械設(shè)計又是自動化技術(shù)發(fā)展的重要組成之一，掌握組件以及模塊化機械設(shè)計的實際運用可以為后期自動化技術(shù)發(fā)展指明方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]王文璽，孟文，肖世德，王兆華.基于組件技術(shù)的組態(tài)軟件通信模塊設(shè)計[J].微計算機信息，2008（07）.

[2]韓海軍.組件及模塊化機械設(shè)計在自動化技術(shù)中的實際應(yīng)用研究[J].機械管理開發(fā)，2016（10）.

[3]賈念平.組件及模塊化機械設(shè)計在自動化技術(shù)中的實際運用研究[J].科技展望，2015（16）.

[4]凌益萍.組件設(shè)計與模塊化機械設(shè)計在自動化技術(shù)中的應(yīng)用[J].機電信息，2012（15）.