淺議機(jī)械產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)檢測(cè)與質(zhì)量管理

張朝欽

摘 要：機(jī)械設(shè)備的完善性和科學(xué)性決定著企業(yè)生產(chǎn)的效率及其在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力，機(jī)械產(chǎn)品的三維變型設(shè)計(jì)體系主要是對(duì)產(chǎn)品信息進(jìn)行描述，三維變型設(shè)計(jì)奠定完備的技術(shù)基礎(chǔ)。機(jī)械產(chǎn)品中，要按照一定的要求對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效提取，并對(duì)主模型的模塊賦值，在整個(gè)模型框架內(nèi)獲得實(shí)例化的模塊，然后將這些模塊有機(jī)結(jié)合，從而快速完成整個(gè)起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程體系。

關(guān)鍵詞：機(jī)械產(chǎn)品;優(yōu)化設(shè)計(jì);質(zhì)量管理

1 機(jī)械檢測(cè)與質(zhì)量管理體系存在的問(wèn)題

1.1 過(guò)分依賴(lài)質(zhì)量監(jiān)管部門(mén)

機(jī)械檢測(cè)是產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，企業(yè)有義務(wù)，也有責(zé)任做好產(chǎn)品的檢測(cè)工作，以確保高質(zhì)量產(chǎn)品流入社會(huì)。然而一些企業(yè)只是把機(jī)械檢測(cè)作為一個(gè)程序，甚至一些機(jī)械檢測(cè)只是走個(gè)過(guò)程來(lái)滿足質(zhì)量監(jiān)管部門(mén)的要求。當(dāng)質(zhì)量監(jiān)管部門(mén)要求嚴(yán)格時(shí)，企業(yè)對(duì)機(jī)械檢測(cè)的重視程度就高一些;當(dāng)質(zhì)量監(jiān)管部門(mén)的要求松一些，企業(yè)就降低了對(duì)機(jī)械檢測(cè)的重視，增強(qiáng)企業(yè)機(jī)械檢測(cè)的自律性和自身的監(jiān)管能力是十分必要的。

1.2 檢測(cè)技術(shù)部門(mén)素質(zhì)不高

為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，企業(yè)都更加重視技術(shù)研發(fā)，然而卻忽視了產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量檢測(cè)環(huán)節(jié)，企業(yè)對(duì)檢測(cè)的技術(shù)部門(mén)重視程度不夠，導(dǎo)致工作不能有效掌握機(jī)械檢測(cè)技術(shù)，缺乏對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)管，影響了產(chǎn)品最終的質(zhì)量和企業(yè)整體的生產(chǎn)效率。

1.3 企業(yè)存在僥幸心理

為了提高生產(chǎn)效率和企業(yè)效益，企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的機(jī)械檢測(cè)方式是抽樣檢測(cè)，根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)模和類(lèi)型采用抽樣調(diào)查或分層調(diào)查等方法進(jìn)行機(jī)械檢測(cè)和質(zhì)量管理。這種檢測(cè)方式雖然提高了生產(chǎn)效率，但不能確保產(chǎn)品的質(zhì)量，尤其是當(dāng)企業(yè)在檢測(cè)過(guò)程中比較隨意地采取樣本時(shí)，檢驗(yàn)程序就不夠合理，達(dá)不到機(jī)械檢測(cè)和質(zhì)量管理的效果。有些企業(yè)存在僥幸心理，在抽樣檢測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步簡(jiǎn)化，使其機(jī)械檢測(cè)和質(zhì)量管理更加簡(jiǎn)單，缺乏一定的科學(xué)性和系統(tǒng)性，從而影響了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，不利于企業(yè)自身的發(fā)展和社會(huì)的整體發(fā)展。

2 完善檢測(cè)與管理的有效途徑

2.1 擴(kuò)大監(jiān)管范圍和環(huán)節(jié)

完善機(jī)械檢測(cè)和質(zhì)量管理就要擴(kuò)大生產(chǎn)的監(jiān)管范圍，加大企業(yè)對(duì)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)的控制。（1）質(zhì)量管理要從源頭做起，對(duì)產(chǎn)品的原材料和生產(chǎn)設(shè)備的零部件進(jìn)行檢測(cè)，確保產(chǎn)品生產(chǎn)從一開(kāi)始就是符合標(biāo)準(zhǔn)的，從而保證后續(xù)生產(chǎn)的順利進(jìn)行;（2）對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行機(jī)械檢測(cè)和質(zhì)量管理的相關(guān)技術(shù)人員也要納入監(jiān)管范圍，加強(qiáng)質(zhì)量檢測(cè)部門(mén)的把控，確保質(zhì)量檢測(cè)人員具有較強(qiáng)的檢測(cè)能力，能為企業(yè)的高質(zhì)量生產(chǎn)服務(wù);（3）加強(qiáng)對(duì)機(jī)械測(cè)驗(yàn)結(jié)果的檢驗(yàn)，對(duì)于流水線生產(chǎn)，企業(yè)已經(jīng)習(xí)慣了一貫式的檢驗(yàn)方式，如果機(jī)械檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)誤差，可能導(dǎo)致一批成品被淘汰，而加強(qiáng)對(duì)機(jī)械檢測(cè)結(jié)果的校驗(yàn)可以及時(shí)糾正錯(cuò)誤，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，對(duì)機(jī)械檢測(cè)結(jié)果的校驗(yàn)在機(jī)械檢測(cè)和質(zhì)量管理過(guò)程中是十分必要的。

2.2 完善檢測(cè)方法

完善檢測(cè)方法和檢測(cè)手段可以提高機(jī)械檢測(cè)的水平，加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量管理。抽樣檢測(cè)和全數(shù)檢測(cè)是兩種重要的控制抽樣方法，也是進(jìn)行機(jī)械檢測(cè)的常用的兩種方法。抽樣檢測(cè)是指在一個(gè)大數(shù)量的背景下選取一定數(shù)量的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，考察被抽到的產(chǎn)品的質(zhì)量來(lái)判斷整體產(chǎn)品的質(zhì)量水平，對(duì)于抽樣檢驗(yàn)的方法，抽取到的產(chǎn)品如果不夠標(biāo)準(zhǔn)，那么就可能意味著全部產(chǎn)品都存在質(zhì)量問(wèn)題，因此，就要進(jìn)行下一步更加細(xì)致深入的檢測(cè)以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。全數(shù)檢測(cè)則是指對(duì)所有產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，考察所生產(chǎn)的全部產(chǎn)品的質(zhì)量，當(dāng)產(chǎn)品數(shù)量較大時(shí)，進(jìn)行全數(shù)檢測(cè)的時(shí)間就會(huì)更長(zhǎng)，此時(shí)全數(shù)檢驗(yàn)就不適用于產(chǎn)品質(zhì)量的控制了，因此，企業(yè)要具體問(wèn)題具體分析，不斷完善檢測(cè)方法。

2.3 優(yōu)化管理機(jī)制

完善的管理機(jī)制和監(jiān)督評(píng)價(jià)體系可以督促機(jī)械檢測(cè)和質(zhì)量管理，不斷提高檢測(cè)能力和工作質(zhì)量，從而提高整體生產(chǎn)的質(zhì)量管理水平。企業(yè)要建立完善的評(píng)價(jià)和考核系統(tǒng)，增強(qiáng)技術(shù)人員的自律性;企業(yè)要建立完善工作管理系統(tǒng)，促使加強(qiáng)企業(yè)機(jī)械檢測(cè)的專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍建設(shè)，為產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管夯實(shí)基礎(chǔ)。機(jī)械檢測(cè)從某種程度上來(lái)說(shuō)決定了一個(gè)產(chǎn)品的最終質(zhì)量，無(wú)論是從產(chǎn)品的角度還是從法律的角度，亦或是從生活的角度，機(jī)械檢測(cè)和質(zhì)量管理都有著十分重要的意義，因此，應(yīng)克服目前機(jī)械檢測(cè)領(lǐng)域的現(xiàn)存問(wèn)題，提高企業(yè)機(jī)械檢測(cè)和質(zhì)量管理水平，使其更好地為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。

3 機(jī)械產(chǎn)品三維變型設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用

3.1 設(shè)計(jì)原理

機(jī)械產(chǎn)品的三維變型設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)品的主模型是產(chǎn)品零件信息的集合，主要是對(duì)產(chǎn)品信息進(jìn)行描述。利用產(chǎn)品主模型能夠設(shè)計(jì)多種產(chǎn)品或零件的變形，從而派生出對(duì)各類(lèi)零件的具體描述信息。其中，需要考慮該零件的實(shí)際荷載能力及特征、材料本身的特殊性質(zhì)、受力能力和功能的配套設(shè)施以及運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，將產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、功能數(shù)據(jù)以及運(yùn)動(dòng)參數(shù)等作為設(shè)計(jì)的目標(biāo)，再由這些參數(shù)將設(shè)計(jì)的目標(biāo)移交給結(jié)構(gòu)的具體模塊?？偟膩?lái)說(shuō)，創(chuàng)建主模型以及主模版主要是對(duì)產(chǎn)品及其零部件的相關(guān)功能和作用、幾何的具體形狀以及參數(shù)的變形空間域進(jìn)行深入的分析和處理，從而建立機(jī)械產(chǎn)品的零件以及產(chǎn)品的三維主模型、工程用圖主模板以及產(chǎn)品的主內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而為整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的三維變型設(shè)計(jì)奠定完備的技術(shù)基礎(chǔ)。機(jī)械產(chǎn)品中，裝配結(jié)構(gòu)變型主要是由于相關(guān)零件進(jìn)行連接時(shí)發(fā)生了相應(yīng)的改變或者變異等現(xiàn)象所引起。整個(gè)結(jié)構(gòu)體系由特征層、零件層、部件層以及產(chǎn)品層幾個(gè)方面組成。通過(guò)利用產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)控制，由上到下將裝配的理念、數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)以及知識(shí)重用的理念進(jìn)行有機(jī)統(tǒng)一，并建立健全完備的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，將上述四個(gè)層次進(jìn)行組合，從而形成一個(gè)封閉式的循環(huán)系統(tǒng)。在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要按照一定的要求對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效提取，并對(duì)主模型的模塊賦值，在整個(gè)模型框架內(nèi)獲得實(shí)例化的模塊，然后將這些模塊有機(jī)結(jié)合，從而快速完成整個(gè)起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程體系。

3.2 開(kāi)展機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)三維建模技術(shù)開(kāi)發(fā)的基本原則

基于三維建模技術(shù)運(yùn)用中的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)活動(dòng)，不僅僅是針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的某一個(gè)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是應(yīng)該立足于全局機(jī)械產(chǎn)品整體使用功能的優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新活動(dòng)，我們應(yīng)該對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行創(chuàng)新性思考，盡可能采用新技術(shù)來(lái)開(kāi)展機(jī)械制造的活動(dòng)。同時(shí)，工作人員還應(yīng)該重視機(jī)械產(chǎn)品的理論性研究，在基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)下，提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的技能水平。在概念設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從工業(yè)設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，使用三維技術(shù)對(duì)零部件參數(shù)進(jìn)行多次調(diào)整，從而找到最佳的設(shè)計(jì)方案。

3.3 產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)

按照模塊化產(chǎn)品在產(chǎn)品系列中的分布規(guī)律和覆蓋形式，可以把產(chǎn)品變型設(shè)計(jì)為橫系列變型設(shè)計(jì)，縱系列變型設(shè)計(jì)和跨系列變型設(shè)計(jì)。橫系列變型設(shè)計(jì)是指在同一規(guī)格的基礎(chǔ)上，通過(guò)變更、增加或減少某些特定模塊而形成變型產(chǎn)品，其特點(diǎn)是不改變基型產(chǎn)品的主要參數(shù)，只在產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、布局、控制系統(tǒng)或操縱方式等方面進(jìn)行調(diào)整;橫系列變型設(shè)計(jì)是產(chǎn)品變型設(shè)計(jì)中最易實(shí)現(xiàn)的一種;縱系列變型設(shè)計(jì)是在同一類(lèi)型中對(duì)不同規(guī)格的基型產(chǎn)品進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。規(guī)格不同主要體現(xiàn)為工程約束，使用性能不同，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)型式或尺寸的不同。在橫系列變型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上兼顧縱系列變型設(shè)計(jì)或在縱系列變型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上兼顧橫系列變型設(shè)計(jì)，形成既有橫系列又有縱系列的變型設(shè)計(jì)，稱(chēng)為跨系列變型設(shè)計(jì)。產(chǎn)品變型設(shè)計(jì)采用自頂向下和自底向上相結(jié)合的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法。產(chǎn)品變型設(shè)計(jì)過(guò)程中存在以下三種操作。（1）搭配。某個(gè)最終產(chǎn)品可由不同的可搭配模塊搭配而成，通過(guò)與父構(gòu)件相配的接口，執(zhí)行特定的功能的特定模塊搭配到父件上。（2）互換。主要執(zhí)行功能相同而性能不同引起的模塊更換。（3）參數(shù)化變型。依據(jù)客戶(hù)需求，在零部件庫(kù)中不能通過(guò)檢索到的零部件實(shí)例搭配、互換來(lái)滿足功能要求，則需要根據(jù)構(gòu)件的事物屬性、工程約束進(jìn)行三維參數(shù)化變型，得到符合功能要求的零部件實(shí)例。

3.4 機(jī)械產(chǎn)品三維變型設(shè)計(jì)的應(yīng)用

機(jī)械產(chǎn)品三維變型設(shè)計(jì)需要結(jié)合企業(yè)的具體情況以及市場(chǎng)上的多元化需求，將橋式和門(mén)式的起重機(jī)橋架、堆垛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)作為產(chǎn)品的研究對(duì)象，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)起重設(shè)備金屬結(jié)構(gòu)的變型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。利用基于產(chǎn)品特征的四個(gè)層次的產(chǎn)品變形設(shè)計(jì)技術(shù)，結(jié)合相關(guān)的零件形狀特征以及主模型的交互式建模和配置手段進(jìn)行有機(jī)組合，從而有效完成起重設(shè)備金屬結(jié)構(gòu)的三維變型設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中，三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要以機(jī)械結(jié)構(gòu)的模塊作為整個(gè)設(shè)計(jì)的根本。設(shè)計(jì)人員要根據(jù)設(shè)計(jì)需求對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的整體進(jìn)行調(diào)整，并進(jìn)行合理布局和設(shè)計(jì)，從而形成一套完整的結(jié)構(gòu)參數(shù)控制表。此外，需要調(diào)用模型的驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行，利用技術(shù)結(jié)構(gòu)中的三維主模型實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。在此基礎(chǔ)上，利用金屬結(jié)構(gòu)的三維主模型，采用從上到下和從下到上相結(jié)合的設(shè)計(jì)模式，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化配置和設(shè)計(jì)。一旦發(fā)現(xiàn)金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不符合標(biāo)準(zhǔn)或相應(yīng)的要求，可以在此返回至最初的參數(shù)頁(yè)面，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行重新修改和調(diào)整，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。如果金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)符合各個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)和要求，則需要調(diào)用相關(guān)的工程圖對(duì)整個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)整和更新。

4 結(jié)語(yǔ)

生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿υ谟跈C(jī)械設(shè)備，機(jī)械設(shè)備的完善性和科學(xué)性決定著企業(yè)生產(chǎn)的效率及其在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力，而機(jī)械的檢測(cè)與產(chǎn)品質(zhì)量管理是企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中不容忽視的重要環(huán)節(jié)，企業(yè)的機(jī)械檢測(cè)水平和質(zhì)量管理能力還有待提高。與傳統(tǒng)的變形設(shè)計(jì)相比，大大提高了整個(gè)設(shè)計(jì)的效率和速度，滿足了企業(yè)的個(gè)性化和快速設(shè)計(jì)的需求，確保企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，從而更好地推廣和應(yīng)用三維變型設(shè)計(jì)技術(shù)。