馬利+孫維平

[摘 要]隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展以及科技的進(jìn)步，PDM技術(shù)逐漸成熟。解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各種問題是提高科技產(chǎn)品質(zhì)量的重要一步，而利用特殊的設(shè)備對(duì)樣品進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，在整合各種功能的設(shè)計(jì)以及模擬工具的同時(shí)，要對(duì)先進(jìn)技術(shù)手段在設(shè)計(jì)過程中的使用進(jìn)行研究，在特定的標(biāo)準(zhǔn)下，設(shè)計(jì)出具有開放性、及時(shí)性，且以服務(wù)為基礎(chǔ)的機(jī)械可靠性分析工具，并建立一個(gè)整合平臺(tái)。一般而言，該平臺(tái)會(huì)采用產(chǎn)品數(shù)據(jù)控制管理的技術(shù)（又稱為PDM技術(shù)）、模擬虛擬化的樣機(jī)來進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析?；诖?，本文主要分析PDM技術(shù)方式在設(shè)計(jì)與分析機(jī)械可靠性上的具體形式。

[關(guān)鍵詞]PDM技術(shù)；機(jī)械可靠性；設(shè)計(jì)分析

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.14.023

[中圖分類號(hào)]TH122 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2017）14-00-02

0 引 言

產(chǎn)品一體化已經(jīng)被技術(shù)層面以及整個(gè)行業(yè)所認(rèn)可。分析的方式一般會(huì)使用電腦輔助完成，隨著電腦的廣泛越來越使用，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)部分得到了不同程度的提高，與此同時(shí)，仿真形式和可靠性分析的技術(shù)也得到了提高。在數(shù)字化樣機(jī)模式的時(shí)代，也可以進(jìn)一步促進(jìn)產(chǎn)品一體化的整體進(jìn)程，技術(shù)的控制性領(lǐng)域也取得了突破性的成果。在機(jī)械設(shè)備可靠性的考量以及設(shè)計(jì)中，可靠性的判斷是否納入產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)以及模擬的具體過程是需要明確的主要問題之一。在學(xué)科的整體綜合方式、工程可靠性和數(shù)字化樣機(jī)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)的同時(shí)，機(jī)械可靠性具體分析工作也整體向?qū)W科的整合方式發(fā)展。

1 技術(shù)研發(fā)的背景

機(jī)械產(chǎn)品的一體化設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)展多年，根據(jù)我國(guó)目前的情況來講，機(jī)械產(chǎn)品一體化的設(shè)計(jì)模式一共經(jīng)歷了幾個(gè)部分，從C3P為代表的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具在工業(yè)界的廣泛普及，到20世紀(jì)90年代中期以來，M3P的逐漸成熟，微機(jī)輔助的設(shè)計(jì)形式重點(diǎn)是在動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)、建立在構(gòu)成合成基礎(chǔ)上的統(tǒng)一化模型設(shè)計(jì)，以及建立在學(xué)科協(xié)調(diào)基礎(chǔ)上的優(yōu)化框架設(shè)計(jì)。在管理機(jī)械產(chǎn)品的部分，對(duì)于數(shù)據(jù)的調(diào)控，也在向PLM形式的周期管理技術(shù)轉(zhuǎn)變。

在機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)過程中，可靠性分析工作的具體實(shí)施，和產(chǎn)品性能研究的工作具有密不可分的關(guān)系，并在收集了解后進(jìn)行分析，與此同時(shí)，還要與此領(lǐng)域的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行結(jié)合，目的是可以完成性能設(shè)計(jì)部分的任務(wù)，但在這樣的情況下也不能避免產(chǎn)品性能研究工作和可靠性研究之間產(chǎn)生脫節(jié)的狀況。這一工作環(huán)節(jié)的研究會(huì)影響單獨(dú)零件和學(xué)科上的發(fā)展，從整體上的綜合性來考慮是具有很大困難的，尤其是在產(chǎn)品層面上的整體性。機(jī)械性能與可靠性二者之間的聯(lián)系是在學(xué)科整合技術(shù)的不斷完善中建立起來的，且在社會(huì)與科技的發(fā)展中，優(yōu)化整合學(xué)科設(shè)計(jì)的手段會(huì)成為將來技術(shù)發(fā)展的主要走向。

2 虛擬樣機(jī)技術(shù)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理

2.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)

虛擬樣機(jī)技術(shù)是一種在仿真模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)產(chǎn)品的方式，應(yīng)用電腦仿真以及集成技術(shù)，將散亂的產(chǎn)品開發(fā)和仿真整體的過程組合到一起，同時(shí)，在虛擬的環(huán)境中將產(chǎn)品的原型進(jìn)行直觀地設(shè)計(jì)優(yōu)化、性能測(cè)試、制造仿真和使用仿真，其核心的技術(shù)是性能仿真（CAE）。面對(duì)較為復(fù)雜的工程對(duì)象，單純依靠一兩種軟件是無法完成的，需要建構(gòu)由各種軟件組合而成的更為復(fù)雜的復(fù)合型仿真環(huán)境，以便對(duì)研究的對(duì)象進(jìn)行多層次的性能仿真。虛擬樣機(jī)最終的目的是利用仿真工具的數(shù)據(jù)接口以及二次開發(fā)技術(shù)，依照幾何特征建造數(shù)值仿真模型，實(shí)現(xiàn)分析數(shù)據(jù)的共享以及動(dòng)態(tài)交換，盡可能做到一次建?？梢员欢啻问褂?。在虛擬樣機(jī)中運(yùn)用PDM技術(shù)可以有效地保證系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)環(huán)節(jié)模塊的數(shù)據(jù)都可以共享交流，并且可以進(jìn)行高度的交流與互動(dòng)，提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量與水平。

2.2 產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理與整合

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理范圍十分廣泛，只要是最后可以轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)描述和儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，都屬于其掌管范圍。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理可以適用于各行各業(yè)中，但每一個(gè)行業(yè)對(duì)它的使用都有自身的特點(diǎn)以及特定的需求，同時(shí)，對(duì)于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理都有不同層次和水平的要求。

在產(chǎn)品開發(fā)信息整合的過程中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可以作為一種集成框架的作用，各種應(yīng)用程序，如電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化、物料需求計(jì)劃、辦公自動(dòng)化等，會(huì)采用各種不同的方式，如采用接口、封裝等，直接作為對(duì)象而被集成進(jìn)來，使分布在各行各業(yè)、在各個(gè)應(yīng)用中使用的產(chǎn)品數(shù)據(jù)得以高度整合、協(xié)調(diào)以及共享。

3 綜合型平臺(tái)設(shè)置

3.1 可靠性設(shè)計(jì)

機(jī)械產(chǎn)品可靠性協(xié)同設(shè)計(jì)分析的基本主要包含系統(tǒng)可靠性建模、故障樹分析、故障模式以及影響和危害性分析。系統(tǒng)可靠性分析研究機(jī)械產(chǎn)品的所有系統(tǒng)，主要有原動(dòng)裝置、執(zhí)行裝置等部分。故障模式以及影響和危害分析主要是定性分析，通過分析，掌握機(jī)械產(chǎn)品的故障情況，不僅可以直接進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，還可以為機(jī)械產(chǎn)品可靠性定量分析打好基礎(chǔ)。故障樹分析可以做定量分析以及定性分析這兩部分的工作，定量分析可以更加深化地分析機(jī)械產(chǎn)品的故障原因，一般的故障樹定量分析可以與系統(tǒng)可靠性模型進(jìn)行合作，進(jìn)行組合使用。

3.2 系統(tǒng)平衡優(yōu)化

系統(tǒng)平衡優(yōu)化機(jī)械的綜合性能要從以下幾點(diǎn)著手。第一，確定平和因素的變化趨勢(shì)以及強(qiáng)度，這是十分重要且不可忽視的一點(diǎn)，所以相關(guān)人員要根據(jù)機(jī)械的類型和機(jī)械的綜合功能，確?？山⒁粋€(gè)完整的分析系統(tǒng)；第二，確定權(quán)值時(shí)要將專家的評(píng)分方式進(jìn)行錄入，這是處理計(jì)算過程的最后一步；第三，要將關(guān)系模型進(jìn)行優(yōu)化整合，目的是提高系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的整體性能，并提升系統(tǒng)工作的效率。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文在將PDM技術(shù)引進(jìn)到機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，結(jié)合數(shù)字模擬技術(shù)和樣機(jī)仿真技術(shù)，分析了衡量產(chǎn)品可靠性的整個(gè)工作環(huán)節(jié)，以及工作方式。利用這樣的制作生產(chǎn)方式可以有效降低成本，也可以縮短產(chǎn)品的研發(fā)時(shí)間。在我國(guó)科技不斷發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，虛擬化樣機(jī)平臺(tái)的建立邁進(jìn)了新的階段，使數(shù)據(jù)庫(kù)更為優(yōu)化統(tǒng)一，縮短了機(jī)械設(shè)備的研發(fā)時(shí)間，這樣的技術(shù)手段的應(yīng)用可以提升產(chǎn)品的綜合性能，為日后科學(xué)技術(shù)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步作出突出貢獻(xiàn)。

主要參考文獻(xiàn)

[1]吳燕林.PDM技術(shù)在機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)分析中的應(yīng)用研究[J].華人時(shí)刊，2013（5）.

[2]李玉家，嚴(yán)雋琪，金燁.PDM技術(shù)的現(xiàn)狀分析與實(shí)施策略[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2001（1）.

[3]吳含前，姜澄宇，王寧生.PDM技術(shù)的發(fā)展[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2000（12）.endprint