淺談機械電子工程設計中的技術要點

李靜

【關鍵詞】機械電子工程設計 存在的問題 技術要點 設計方法

1.引言

時代的快速發展和進步為各行各業的發生和發展創造出更多的機遇，機械電子工程行業作為高新技術的典型代表應運而發，從而在我們的日常工作和生活中被廣泛應用，機械電子工程設計是一項集機械原理、電子技術、計算機技術、通信技術、微機原理等眾多學科于一體的綜合性工程項目，不僅需要完備的理論體系和硬件條件，更需要設計者具備極高的綜合技術水平。機械電子工程技術還具有應用范圍較廣、自動化的水平較高，還可以輔助順利實現工程設計的方案，從而最大化避免一些問題出現等特點。機械電子工程的發展水平在很大程度上能夠反應出一個國家的工業實力，對推動科技進步具有重要的作用。我國機械電子工程設計經過幾十年的發展已經在諸多領域達到世界先進水平，然而依然存在著高級別人才短缺、理論體系有待進一步提高的短板，本文就機械電子工程設計當中涉及到的技術要點問題展開粗淺論述。

2.機械電子工程設計中存在的一些問題

時代的飛速發展為各行各業創造了越來越多的發展機會，在機電工程的不斷發展和改革過程中，出現了許多問題。與其它行業相比，電子產品的創新與改革離不開大容量與高集成，經過調查分析，大致總結出以下幾點：

第一，電子市場中機械電子產品的類型繁多，但質量卻存在參差不齊的問題，其中很大一部分原因是由于市場缺乏規范性管理，使得仿冒產品的比例非常高，這對機械電子工程設計的知識產權保護是極為不利的，加上民眾在選擇產品時缺乏專業的甄別能力，使正規生產商的利潤提不上去，進而阻礙了產品的更新換代。

第二，在我國，電子行業中技術人員在資源共享的能力上有些薄弱，導致機械電子工程設計企業在行業內部的信息交流存在一定的閉塞性，這種情況在一定程度上會阻礙創新思維的產生，使機械電子產品的設計理念過于保守，進而阻滯行業的發展進步。

第三，工程設計人員的綜合水平是影響機械電子產品質量的最重要因素。而中低層次工程技術人員供大于求和高級別工程技術人員較為缺乏實是目前我國機械電子工程設計行業發展最為突出的現狀。此外，很多企業生產的機械電子產品都屬于低端產品，主要目的在于用來迎合低消費人群，滿足低端市場的龐大需求，而對于高端產品研發的投入比例是十分少的。高質量機電產品是由先進理念、設計方法、先進體系的共同堆疊所產生的，其中，設計方法是相對來說最易優化的一步，文章內容也將著重討論這一部分。

3.機械電子工程設計優化技術策略

3.1 仿真設計

整個機械電子工程的設計方案確立之后便是系統仿真設計步驟，在機械電子工程設計當中仿真檢驗是必不可少的一個環節，只有對產品各項指標進行全面實驗檢測，才能及時發現問題調整設計方案，進而提升產品品質。電子設計自動化技術（EDA）通過對各個仿真環節的數據進行分析，從而判斷產品各電子元件部分功能是否達到要求。仿真分析建立在計算機系統與大量的數據資料基礎之上，通過構建相應的機電電子產品數學模型，基于編程實現各虛擬功能組塊搭建，仿真程序在運行過程中技術人員可以根據需求對模型參數進行調整，最終的結果為實際元件型號的選擇、參數的設定等提供參考。同時，通過EDA 技術獲得的數據和信息也可以轉換為產品性能參數，為企業在銷售這些電子產品時介紹產品的性能和特性提供便利條件。

3.2 系統設計

所謂的“系統設計”是指電子工程技術人員通過分析環境、溫度、容差等要素，從而設計出來的最佳工程方案。機械電子系統設計方案的優劣性受諸多因素的影響，因此設計師想要保證產品功能的完備性，就要再花費大量的時間與精力，根據實際需求在實現產品高效型、可靠性的前提下不斷優化系統構建方案。電子設計自動化技術（EDA）可以對設計環境進行記錄和整理，從而完善設計方案，綜合設計出更優質的方案，提高電子技術的工程效率，現代科學技術尤其是芯片技術、通信技術的發展是十分迅速的，相關產品的更新換代周期越來越短，因此電子系統與整體的兼容性在設計當中應當被重視起來，避免機械電子產品在后期進行升級換代時受到阻礙，制約行業的發展。

3.3 防靜電設計

目前，電子工程的很多產品構造非常復雜，內部的集成電路體積雖小，但卻鑲嵌著很多微小電子結構體，防靜電設計處理不好的話，會造成非常嚴重的后果，甚至發生重大安全事故。設計人員在進行防靜電設計時需要綜合考慮到這些問題，最大化減少運行環境所帶來的負面干擾，從根本上提高電子產品的靈敏度，以此來提高電子產品的使用安全等級、延長使用壽命[4]。

3.4 電路設計

在機械電子工程設計中，對電路特性進行系統性分析將會大大提高設計方案的可行性和有效性，因此電路設計步驟是EDA 技術應用過程中必不可少的部分。同時，EDA 技術也是實現對電子系統電路特性分析的重要手段。在傳統的機械電子工程設計中，由于缺少了EDA 技術的支持，有關數據測試和特征分析的信息與實際情況之間存在很大差異。同時，無法保證電路測試結果的準確性，這將直接影響后期電子產品的正常使用。因此，工程設計人員應通過實驗規避電路設計結構上出現問題，防止接線出現短路、開路等問題;對電容、電阻、電感元件的電氣參數進行科學的計算，從而提升電路系統的運行功能。此外，通過對電路保護系統的可靠性分析能夠在最大程度上提升產品應對突發情況的能力，從而保護CPU、集成芯片等核心部件。總之，EDA 技術對于機械電子工程設計中電路設計工作的順利進行具有重要作用，工程人員應當充分掌握其應用方法。

4.結束語

綜上所述，隨著時代的進步，機械電子工程技術逐漸進入到大眾視野，這不僅為國家工業化發展帶來好處，還為人們的日常生活提供便利，從而為機械電子工程的快、精、尖發展奠定了科學基礎，機械電子工程設計中，科學的設計方法能夠極大的促進產品的質量升級。本文結合行業實際情況，從仿真設計、系統設計、防靜電設計、電路設計等四個角度出發進行了綜合分析和論述，從而給出了幾點優化機械電子工程設計的建議，希望對行業進步有所借鑒，當然，對于更加深入的基礎理論研究還需要廣大業內專家投入更多的精力去研究、去挖掘。