組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)在自動(dòng)化技術(shù)中的實(shí)際運(yùn)用

董帥帥 張可可 丁萬(wàn)飛 樊福磊

摘 要：在本文我們分析了機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化技術(shù)的相互依存的關(guān)系，并詳細(xì)介紹了組件技術(shù)及模塊化設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容和交互關(guān)系，最后結(jié)合設(shè)計(jì)文件方面的實(shí)際應(yīng)用問題，討論了機(jī)械化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)劃設(shè)計(jì)過程。

關(guān)鍵詞：組件技術(shù);系統(tǒng)集成;設(shè)計(jì)文件;規(guī)劃設(shè)計(jì)

在當(dāng)今社會(huì)自動(dòng)化技術(shù)越來(lái)越成為影響社會(huì)生產(chǎn)力的一大重要因素，它在各個(gè)不同的領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在機(jī)械設(shè)計(jì)方面。有了自動(dòng)化技術(shù)，我們可以在宏觀上對(duì)機(jī)械進(jìn)行調(diào)控，減少人力資源成本，從而提高整個(gè)機(jī)械制造的效益，它是現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)的基石。機(jī)械設(shè)計(jì)中的自動(dòng)化核心在于組件和模塊化自動(dòng)化設(shè)計(jì)。自動(dòng)化在機(jī)械設(shè)計(jì)中的這一應(yīng)用可以從整體上提高了機(jī)械系統(tǒng)的開放性。相應(yīng)的這種應(yīng)用也會(huì)反過來(lái)促進(jìn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)更加完善，這樣相互激勵(lì)，形成良性循環(huán)。

1 組件及模塊化自動(dòng)化設(shè)計(jì)的意義

組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中占據(jù)著重要地位。 這種應(yīng)用可以最大程度上滿足客戶對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各種獨(dú)立要求。同時(shí)該系統(tǒng)還給不同客戶的不同數(shù)據(jù)的交互處理提供了良好的平臺(tái)。同時(shí)隨著市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)選擇，統(tǒng)一控制的系統(tǒng)越來(lái)越成為市場(chǎng)的主流，由此我們汰換掉無(wú)法互通的機(jī)械設(shè)備，就能很大程度上提高工作效益。當(dāng)今時(shí)代客戶的需求越來(lái)越復(fù)雜多樣，這就需要把單一模塊的機(jī)械設(shè)計(jì)改進(jìn)成多模塊設(shè)計(jì)，因此利用組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為了必要。

2 技術(shù)核心內(nèi)容

2.1 組件技術(shù)

組件技術(shù)最核心的特點(diǎn)就是可組合性強(qiáng)，客戶如果需要長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)動(dòng)作也可以通過組件技術(shù)實(shí)現(xiàn)。它的另一特點(diǎn)就是運(yùn)用起來(lái)很靈活，可以提高了通信的自由度。

2.2 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(shí)現(xiàn)組件之間靈活地通信配置，擴(kuò)大了自動(dòng)化的設(shè)備控制范圍，并且在實(shí)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(shí)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(diǎn)，將系統(tǒng)速度提升至最大。因而，大量信息傳遞需求管理模式可以借由縱向集成實(shí)現(xiàn)，從而達(dá)到一體化管控的目的。

3 實(shí)際運(yùn)用

3.1 設(shè)計(jì)文件

通常我們?cè)谶M(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中需要采用大量的數(shù)據(jù)和文件。所以我們?cè)谶M(jìn)行整個(gè)設(shè)計(jì)流程前必須詳細(xì)了解有關(guān)設(shè)計(jì)過程的文件和數(shù)據(jù)配置要求，以此來(lái)提高設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的科學(xué)性和合理性，從而在保證設(shè)計(jì)目的的前提下提高整個(gè)設(shè)計(jì)流程的效率。但是在實(shí)際情況中很少有設(shè)計(jì)人員會(huì)在進(jìn)行設(shè)計(jì)流程前仔細(xì)檢查配置數(shù)據(jù)和文件的合理性和有效性，他們往往把重點(diǎn)關(guān)注在產(chǎn)品開發(fā)上，而忽視組件技術(shù)與模塊化設(shè)計(jì)的交互關(guān)系，這樣模塊設(shè)計(jì)的進(jìn)一步優(yōu)化成為很大的難題。因此我們要想實(shí)現(xiàn)模塊的優(yōu)化就必須把組件技術(shù)與模塊化設(shè)計(jì)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，在設(shè)計(jì)過程中編寫不同的模塊時(shí)就要預(yù)先留有備用接口，這樣在后期就能更好融合。作為機(jī)械設(shè)計(jì)人員在充分了解了傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念之后，再來(lái)改進(jìn)模塊系統(tǒng)的缺陷，并且升級(jí)組件，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

3.2 規(guī)劃設(shè)計(jì)

根據(jù)用戶訂貨需求、市場(chǎng)需要和新科研成果制訂設(shè)計(jì)任務(wù)。市場(chǎng)調(diào)查是在明確任務(wù)的基礎(chǔ)上廣泛地開展，內(nèi)容主要包括用戶對(duì)產(chǎn)品功能、技術(shù)性能、價(jià)位、可維修性及外觀等的具體要求;國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)情報(bào);現(xiàn)有產(chǎn)品的銷售情況及對(duì)該產(chǎn)品的預(yù)測(cè);原材料及配件供應(yīng)情況;有關(guān)產(chǎn)品可持續(xù)發(fā)展的政策、法規(guī)等?？尚行苑治龊蛨?bào)告是針對(duì)上述技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等各方面信息進(jìn)行詳細(xì)分析，并對(duì)開發(fā)的可能性進(jìn)行綜合研究，提出產(chǎn)品開發(fā)的可行性報(bào)告，報(bào)告一般包括：產(chǎn)品開發(fā)的必要性，市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)。有關(guān)產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外水平和發(fā)展趨勢(shì)。

預(yù)期達(dá)到的最低目標(biāo)和最高目標(biāo)，包括設(shè)計(jì)技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益等。在現(xiàn)有條件下開發(fā)的可能性論述及準(zhǔn)備采取的措施。提出設(shè)計(jì)、工藝等方面需要解決的關(guān)鍵問題。投資費(fèi)用預(yù)算及項(xiàng)目的進(jìn)度、期限等。技術(shù)任務(wù)書下達(dá)對(duì)開發(fā)產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)要求，它是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、試制等評(píng)價(jià)決策的依據(jù)，也是用戶評(píng)價(jià)產(chǎn)品優(yōu)劣的尺度之一，內(nèi)容主要包括：產(chǎn)品功能、技術(shù)性能、規(guī)格及外形要求。

主要物理和力學(xué)參數(shù)、可靠性、壽命要求。生產(chǎn)能力與效率的要求。環(huán)境適應(yīng)性與安全保護(hù)要求。經(jīng)濟(jì)性要求。操縱、使用、維護(hù)要求。設(shè)計(jì)進(jìn)度要求。

4 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)中，機(jī)械設(shè)計(jì)制造需要自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行宏觀調(diào)控，反過來(lái)機(jī)械制造的進(jìn)步也會(huì)促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)的進(jìn)一步完善，它們是互相依存的。一起作用于國(guó)家的自然生產(chǎn)力，共同促進(jìn)著國(guó)家工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的核心內(nèi)容便是組件以及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)，因此作為設(shè)計(jì)人員我們不僅需要掌握好組件以及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容、文件和數(shù)據(jù)配置，更要注重二者之間的交互聯(lián)系。這樣才能更好的對(duì)整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行更好的優(yōu)化。

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