關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)形式改革的研究分析

孫培鈺

【摘要】機(jī)械設(shè)計(jì)形式改革是順應(yīng)機(jī)械時(shí)代的發(fā)展，符合新社會(huì)對(duì)機(jī)械工程的研究要求。本文將從兩個(gè)角度來探究機(jī)械形式改革的發(fā)展趨勢和情況。

【關(guān)鍵詞】設(shè)計(jì)方法 翻新

一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

（一）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡稱CAI，利用計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快、存儲(chǔ)量大、運(yùn)算準(zhǔn)確、邏輯判斷功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，通過人機(jī)交互進(jìn)行信息的處理，完成設(shè)計(jì)工作。主要有以下特點(diǎn)：（1）由于可以存儲(chǔ)大量的設(shè)計(jì)信息和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?？梢詭椭狈υO(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的新手順利完成工作。（2）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理結(jié)合起來形成計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、市場預(yù)測、生產(chǎn)計(jì)劃、制造和銷售等一系列工作。以企業(yè)的最高效益為目標(biāo)，綜合對(duì)人力、物力和時(shí)間各種資源進(jìn)行最有效的利用。（3）還可以大大提高設(shè)計(jì)的效率，加快產(chǎn)品的更新速度，縮短設(shè)計(jì)周期，增強(qiáng)市場競爭力。（4）設(shè)計(jì)人員不僅能在很短時(shí)間里給出多種設(shè)計(jì)方案，分析比較后獲得最佳設(shè)計(jì)方案：還可以從繁重的重復(fù)性工作中得到解脫，有更多的時(shí)間和精力進(jìn)行創(chuàng)造性工作。

模塊化設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)就是在對(duì)一定范圍內(nèi)的不同規(guī)格產(chǎn)品或相同功能不同性能的產(chǎn)品進(jìn)行分析后，劃分并設(shè)計(jì)出一系列的功能模塊。然后通過對(duì)模塊進(jìn)行組合就可以組成不同產(chǎn)品來滿足市場需求。其目的主要是以盡可能少的模塊種類和數(shù)量構(gòu)成盡可能多規(guī)格的產(chǎn)品。模塊化設(shè)計(jì)不僅有利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代，還有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低成本，加快新產(chǎn)品的開發(fā)速度。

并行設(shè)計(jì)

并行設(shè)計(jì)工程叉叫同步工程或集成工程，主要并行的設(shè)計(jì)產(chǎn)品以及各種制造和支持過程的系統(tǒng)化方法。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)采用串行設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)主要在于在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，必須要等到上一環(huán)節(jié)結(jié)束后才能進(jìn)行后一環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)不僅改動(dòng)量大，而且產(chǎn)品的開發(fā)周期長，成本高。采用并行設(shè)計(jì)的核心在于要打破內(nèi)部各個(gè)單元界限，建立以人際關(guān)系為基礎(chǔ)的協(xié)同工作模式。進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品上市時(shí)間等。

機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是一種利用系統(tǒng)的觀點(diǎn)進(jìn)行產(chǎn)品的一系列設(shè)計(jì)的方法。設(shè)計(jì)過程包括計(jì)劃、外部系統(tǒng)設(shè)計(jì)、內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及制造銷售階段。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)注重內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其重點(diǎn)主要在于改善零件或一些子系統(tǒng)的特性，但是很少考慮對(duì)于個(gè)零件之間或內(nèi)部與外部之間的相互影響而系統(tǒng)設(shè)計(jì)要根據(jù)系統(tǒng)原則，綜合研究內(nèi)部外部和各個(gè)子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，協(xié)調(diào)各予系統(tǒng)之問的相互作用，使整個(gè)系統(tǒng)的功能表現(xiàn)為最佳狀態(tài)。

（五）機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)

優(yōu)化設(shè)計(jì)是把設(shè)計(jì)的實(shí)際工程問題的物理模型轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，然后運(yùn)用最優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，選擇合適的優(yōu)化方法，借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行求解。從而得到最佳設(shè)計(jì)方法。近年來，優(yōu)化設(shè)計(jì)常結(jié)合一些其他方法。形成新的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。如和模糊化設(shè)計(jì)結(jié)合，形成模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)：和可靠性設(shè)計(jì)結(jié)合起來形成可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。除此之外，還有可靠性設(shè)計(jì)、機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì)、反求工程、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)以及創(chuàng)造性設(shè)計(jì)等。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法也在不斷改善。

二、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法翻新研究

（一）創(chuàng)新設(shè)計(jì)原則

生態(tài)效益最好原則要在設(shè)計(jì)過程中盡量選擇污染較低的材料。避免使用有毒有害以及有輻射的材料。這是由于在產(chǎn)品制造和使用過程中，都要求產(chǎn)品對(duì)周圍環(huán)境要滿足“零污染”原則。安全可靠性原則機(jī)械產(chǎn)品品質(zhì)的保證要通過產(chǎn)品的安全可靠性來體現(xiàn)。產(chǎn)品在強(qiáng)度，剛度、穩(wěn)定性、以及耐磨性均要滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)于一些重型機(jī)械，要保證有一定的自鎖和保險(xiǎn)裝置，確保操作人員的人身安全。

經(jīng)濟(jì)效益最好原則

經(jīng)濟(jì)最佳性要從設(shè)計(jì)以及制造兩方面考慮，設(shè)計(jì)上要選用正確的材料，保證合理的原理方案：制造上要保證零件的加工工藝和裝配工藝。設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不僅要滿足客戶的功能要求，還要保證成本低廉。

三、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性思維，利用人類已有的科學(xué)技術(shù)成果，設(shè)計(jì)出具有新穎性、實(shí)用性以及創(chuàng)造性的機(jī)械裝置。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)和機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元設(shè)計(jì)等構(gòu)成現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)庫，吸收了鄰近學(xué)科有利的設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)方法，是有待開發(fā)的一門新的設(shè)計(jì)技術(shù)方法。隨著人工智能、專家系統(tǒng)、認(rèn)識(shí)科學(xué)、思維科學(xué)以及人腦研究的發(fā)展，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)日益受到人們的重視。一方面，人工智能、專家系統(tǒng)、認(rèn)識(shí)科學(xué)、思維科學(xué)、設(shè)計(jì)方法學(xué)等已經(jīng)為創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了一定的理論基礎(chǔ)：另一方面。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究及發(fā)展有助于解釋人類的創(chuàng)造思維機(jī)理，還可以促進(jìn)一系列科學(xué)的發(fā)展。實(shí)現(xiàn)專家系統(tǒng)及智能工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)要求能為發(fā)明創(chuàng)造機(jī)械和改善現(xiàn)有機(jī)械性能提供有效的理論和方法。創(chuàng)新設(shè)計(jì)包括兩方面的內(nèi)容，一是要改善生產(chǎn)生活中現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品的性能，包括技術(shù)性、可靠性、適用性以及經(jīng)濟(jì)型；二是要?jiǎng)?chuàng)造設(shè)計(jì)出新的產(chǎn)品，以滿足生產(chǎn)生活的新需要。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容就是要探索機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)明的機(jī)理、模式及方法，將機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程程式化、定量化。

四、結(jié)語

總之，企業(yè)競爭力的關(guān)鍵在于適應(yīng)市場的需求，需要企業(yè)不斷推出新產(chǎn)品，這就需要大力加強(qiáng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法的學(xué)習(xí)和研究，使機(jī)械工業(yè)快速發(fā)展，國家興旺發(fā)達(dá)。