產(chǎn)品智能化下的機械設(shè)計方法與應(yīng)用

朱炳悅

（江門市恒天科技有限公司，廣東 江門 529040）

機械產(chǎn)品設(shè)計在1850 年左右出現(xiàn)，并逐漸成了當(dāng)代計算機輔助設(shè)計產(chǎn)品，而在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過程中，對于產(chǎn)品性能提出了更高的要求，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度加快，體現(xiàn)了機械產(chǎn)品設(shè)備的智能化和現(xiàn)代化。在產(chǎn)品智能化設(shè)計時，需要選擇合理的機械設(shè)計方式，優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，提升產(chǎn)品的性能，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 智能化產(chǎn)品的功能和特征以及重要性

1.1 具備的功能

在當(dāng)今的時代發(fā)展階段中，智能產(chǎn)品受到消費者廣泛應(yīng)用和關(guān)注的主要原因是其自身有著獨特的功能，產(chǎn)品智能化可以為人們的日常生活提供諸多便利，比如應(yīng)用智能化的產(chǎn)品能夠緩解人員的工作壓力，人們不需要再將精力放在產(chǎn)品工作中，而是集中精力地參與到比研究智能化產(chǎn)品更加重要的環(huán)節(jié)中。而且，人們在使用智能化產(chǎn)品的時候安全性非常高，比較符合自身要求[1]。

1.2 智能化產(chǎn)品應(yīng)該具備的特征

智能化產(chǎn)品的基本特征有以下4 點。1）具備一定的智能化。一般來講，智能化體現(xiàn)在環(huán)境和運行環(huán)節(jié)，比如溫濕度和照明燈調(diào)節(jié)等。2）網(wǎng)絡(luò)化特征。智能化產(chǎn)品主要是借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來共享和交流信息的，應(yīng)用通信技術(shù)高效地整合、運輸以及儲存數(shù)據(jù)，確保產(chǎn)品的整體質(zhì)量。3）減少成本輸出。智能化產(chǎn)品除了可以自動操作不同部件外，自身還有著較強的使用性能，能夠減少成本輸出。4）節(jié)能性特征。和節(jié)能性相符的為交互式智能控制，交互式智能控制是指應(yīng)用不同傳感器對外界動態(tài)做出相應(yīng)的信息。

1.3 重要性

目前，大多數(shù)電器產(chǎn)品因為功能滯后、規(guī)模數(shù)量較大以及消耗量比較多等缺陷，導(dǎo)致其競爭力逐漸下降，根本不符合當(dāng)前社會的發(fā)展需求[2]。在這一現(xiàn)狀下，就需要加強對問題的重視程度，對產(chǎn)品現(xiàn)狀進(jìn)行優(yōu)化，大力拓展和延伸產(chǎn)品市場。隨著時間的推移，智能化機械產(chǎn)品隨之出現(xiàn)，因為其有著極強的優(yōu)勢而受到了人們的青睞，并且智能化和自動化技術(shù)的改進(jìn)還可以為機械產(chǎn)品提供很多的智能技術(shù)支持，促使產(chǎn)品朝著高效率和智能化方向邁進(jìn)。

2 智能化電器機械設(shè)計目標(biāo)

對于智能化電器機械設(shè)計目標(biāo)來說，可以根據(jù)不同的智能化程度將其劃分為3 種級別，分別是動作級、子任務(wù)級和總?cè)蝿?wù)級。具體如圖1 所示。

從圖1 來看，智能化機械設(shè)計目標(biāo)包括了以下3 個方面。1）總?cè)蝿?wù)級，相當(dāng)于智能化電氣機械的大腦，負(fù)責(zé)對全部的子任務(wù)級進(jìn)行控制。2）子任務(wù)級，屬于智能化電氣機械中非常重要的執(zhí)行部分，主動指導(dǎo)各個子任務(wù)開展工作。3）動作級，屬于智能化電氣機械的低級部分，由人進(jìn)行控制。

3 產(chǎn)品智能化下的機械設(shè)計方法

3.1 創(chuàng)建系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)功能模塊是經(jīng)由諸多方面相互組合而成的，具體涉及了知識庫模塊和推理機模塊。

首先，對知識庫管理模塊進(jìn)行論述，該項模塊主要是采用DAO 組建程序與知識庫相互連接到一起的，功能表現(xiàn)為可以讓整項電器智能化系統(tǒng)自主訪問知識庫。知識庫管理方面是由機械庫管理和傳感庫2 個方面組成的，在全面管理2 個方面的基礎(chǔ)上達(dá)到電器智能化產(chǎn)品信息管理的目的。推理模塊的作用是為用戶提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和參數(shù)，遵循有關(guān)的思維規(guī)律和知識點進(jìn)行控制和調(diào)整。推理模塊中包括機構(gòu)元推理機設(shè)計，一般是以機構(gòu)組合、并聯(lián)組合和串聯(lián)組合等方面為主進(jìn)行設(shè)計的，應(yīng)用該項方式來獲取機構(gòu)元[3]。此外便是傳感器推理機的設(shè)計，傳感器推理機設(shè)計方面包括了設(shè)計傳感器推理機和傳感器推理機的實現(xiàn)。

3.2 創(chuàng)建數(shù)據(jù)系統(tǒng)

在對電器智能化產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計的過程中，首要步驟便是設(shè)計和創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫屬于一個系統(tǒng)，本身融合了知識定義、數(shù)據(jù)信息和技術(shù)。在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的過程中，需要先制定數(shù)據(jù)庫模型，這是因為數(shù)據(jù)庫模型質(zhì)量得高低直接影響著整項電器機械數(shù)據(jù)庫的控制性能，數(shù)據(jù)庫模型有一定的復(fù)雜性，相關(guān)的類型為層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型等。

3.3 電器產(chǎn)品故障智能化檢測

無論是何種類型的產(chǎn)品均會遇到故障問題，以往單一的機械檢測方式通常是應(yīng)用人工方式進(jìn)行觀察和檢驗，了解問題所在，或者是從尺寸測量以及通電檢測等方面找尋故障來源，但是，此種檢測方式有著一定的缺陷，獲取的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。所以，可以采取智能化檢測方式。

圖1 智能化電器機械設(shè)計目標(biāo)圖

在智能化檢測工作開展期間，主要包括了2 個方面。1）做好電器產(chǎn)品故障方面的智能化檢測工作，降低電氣產(chǎn)品運行期間各項故障問題出現(xiàn)的概率。從實際情況來看，我國的智能化檢測技術(shù)水平雖然比較低，不過處理相對簡單的故障還是可行的，并且還可以通過該方式幫助用戶明確機械故障運行期間存在的問題，加深對于電氣設(shè)備故障的了解，為后期解決故障、制定完善措施提供相應(yīng)的幫助。2）智能檢測電氣產(chǎn)品運行情況，設(shè)計該流程的實質(zhì)目的是為了防止電器產(chǎn)品在工作期間發(fā)生異常現(xiàn)象，因此，強化該項工作的監(jiān)督力度是很有必要的，一旦檢測不到位，必定會影響到智能化電器產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

3.4 電器機械產(chǎn)品工作狀態(tài)的智能化控制

在智能化電氣機械產(chǎn)品運行期間進(jìn)行智能控制，可以將整項機械設(shè)備的運行效果體現(xiàn)出來，比如減少多余的工作時間，空調(diào)開機時的時間無效，通過縮短時間來提高工作效率。通過分析來看，以往單一的電氣機械產(chǎn)品在運動轉(zhuǎn)換期間所受的沖擊力非常高，基于此，引進(jìn)智能控制方式可以增強整項階段的穩(wěn)定性，在減少沖擊力的基礎(chǔ)上降低震蕩出現(xiàn)的概率，所以，面對不同的控制流程，應(yīng)該應(yīng)用與之相符的智能控制策略。

3.5 電氣產(chǎn)品運行狀態(tài)檢測的智能化控制

當(dāng)前階段，要想降低電器產(chǎn)品運行期間出現(xiàn)問題的概率，就需要做好電器產(chǎn)品運行狀態(tài)的檢測工作，該項工作屬于非常重要的環(huán)節(jié)，其直接影響著智能化電器產(chǎn)品性能的發(fā)揮。通過采取狀態(tài)檢測使電器產(chǎn)品的自動化和高效化趨勢逐漸凸顯了出來，整項運行階段變得越來越安全和穩(wěn)定。

4 相關(guān)案例的應(yīng)用情況

在應(yīng)用智能空調(diào)的過程中，其可以感覺到人的存在、人的位置以及數(shù)目，通過詳細(xì)地計算為人們提供符合要求的環(huán)境，手機也能夠控制和調(diào)整空調(diào)，并且系統(tǒng)還能夠向用戶反饋用電數(shù)量并具有自我診斷功能等，可以達(dá)到遠(yuǎn)程控制開關(guān)機、創(chuàng)建最佳溫度等目的。還有智能洗衣機，該項洗衣機根據(jù)一年四季的變化情況來調(diào)整水溫，衣物根據(jù)數(shù)量和質(zhì)量的不同會自動進(jìn)入自動學(xué)習(xí)特定衣服和衣服數(shù)量的程序內(nèi)，在洗衣機發(fā)生問題以后，智能化洗衣機會按照自身狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，這便是應(yīng)用智能化電器產(chǎn)品的體現(xiàn)。

5 結(jié)語

綜上所述，我國已經(jīng)邁入了智能化時代，在對智能化電器產(chǎn)品進(jìn)行研究和開發(fā)的過程中，需要和電氣系統(tǒng)自動化發(fā)展需求相一致，在全面了解智能化電器產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)上采取合理的設(shè)計方式，進(jìn)而達(dá)到智能控制和檢測的目的。