楊磊

摘 要：時代從未停滯發(fā)展的腳步，和過去比對來看，當(dāng)前時代的機械制造工藝發(fā)展速度非?？?，而且總體上有了顯著的發(fā)展，這主要體現(xiàn)在產(chǎn)品制造工藝層面中，在質(zhì)量有了提升的前提之下，工藝也得到了顯著的創(chuàng)新。利用先進設(shè)計理念設(shè)計得到的產(chǎn)品，不論是在經(jīng)濟性亦或是環(huán)保方面較之于之前的產(chǎn)品都有了很大的改善，產(chǎn)品類型更多，用途更廣，外在形象更加完美。文章在此前提之下，具體分析并且闡述了現(xiàn)代機械設(shè)計的方法有關(guān)的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；現(xiàn)代設(shè)計；傳統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）13-0093-02

Abstract： Compared with the past， the mechanical manufacturing process of the current era has developed very rapidly and has made remarkable progress on the whole. This is mainly reflected in the level of product manufacturing technology. Under the premise of improving the quality， the process has also been significantly innovated. The products designed by the advanced design concept， whether in economy or environmental protection， have greatly improved. Compared with the previous products， more types of products， wider use， and more perfect external image emerged. Under this premise， the author concretely analyzes and expounds the relevant contents of modern mechanical design methods.

Keywords： mechanical design； modern design； traditional design

1 傳統(tǒng)與現(xiàn)代機械設(shè)計方法比對

1.1 傳統(tǒng)機械設(shè)計方法

第一，設(shè)計思想不先進。隨著社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進步，廣大群眾的生活能力也得以提升，此時對于機械產(chǎn)品本身的品質(zhì)和性能等也有了更為嚴(yán)格的規(guī)定，而傳統(tǒng)設(shè)計方法不能夠與時俱進，無法依據(jù)時代發(fā)展特色而進行改變。第二，傳統(tǒng)方法對于產(chǎn)品設(shè)計思想的認(rèn)知是固定的，很顯然這與不斷發(fā)展的外在環(huán)境是不協(xié)調(diào)的，而理論知識主要來自于工作者的實踐經(jīng)驗，缺少變通性。目前，人們更加關(guān)注產(chǎn)品安全，為了制造出符合安全指標(biāo)的產(chǎn)品，就需投入越來越多的資金，而這很顯然會導(dǎo)致成本變多，假如仍舊采用過去的設(shè)計方法的話，就無法確保產(chǎn)品的安全性符合規(guī)定。

1.2 現(xiàn)代機械設(shè)計方法

第一，近年來，機械設(shè)計技術(shù)一直在發(fā)展創(chuàng)新，產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度也明顯加快。為了保證廣大群眾的物質(zhì)需求得以滿足，就需要設(shè)計者不斷創(chuàng)新，研究出性能更先進的產(chǎn)品。較之于傳統(tǒng)方法來看，現(xiàn)代法的主動性更加明顯，更能夠適應(yīng)時代發(fā)展，更加符合群眾的物質(zhì)需求。第二，更具環(huán)保性。隨著廣大群眾物質(zhì)生活能力的提升，人們更加關(guān)注產(chǎn)品的環(huán)保性。過去的設(shè)計理念過于看中產(chǎn)品的成本和效益，不論是產(chǎn)品材料選取亦或是后續(xù)的生產(chǎn)輸送等過程均體現(xiàn)不出環(huán)保性特點，給我們的環(huán)境造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響。而現(xiàn)代設(shè)計方法能夠很好的體現(xiàn)出產(chǎn)品和生態(tài)間的關(guān)聯(lián)，不論是產(chǎn)品設(shè)計亦或是后續(xù)的回收都經(jīng)過多次分析，確保利益和生態(tài)之間不會發(fā)生沖突。第三，設(shè)計時間短，所需成本少。過去的設(shè)計方法多是依據(jù)方案制造樣品機器，然后多次比對，進而制定二次方案，繼而多次重復(fù)，一直到制造出符合人們需求的產(chǎn)品為止。很顯然這種方法的設(shè)計時間久，所需費用高。而現(xiàn)代法主要是依托電腦開展仿真設(shè)計活動，進而多次優(yōu)化直至符合規(guī)定，很顯然它所需時間短，費用少。

2 幾種常見的現(xiàn)代機械設(shè)計方法

2.1 系統(tǒng)分析設(shè)計方法

傳統(tǒng)法旨在將設(shè)計客體分成很多單獨的模塊，然后由各個模板的研究組織單獨研究。該方法的好處在于它的針對性非常高，不過它的缺陷在于每個項目組織之間的交流較少，導(dǎo)致總體成效受到影響，由此得出的結(jié)論也存在問題，缺少系統(tǒng)性。而現(xiàn)代設(shè)計法更加看重整體性，利用系統(tǒng)工程法展開對應(yīng)的研究，結(jié)合系統(tǒng)生產(chǎn)以及運行等過程的具體狀態(tài)，在確保條件不受影響的前提之下，制定最為合理的方案，以此來保證產(chǎn)品符合預(yù)期目的。

2.2 優(yōu)化設(shè)計方法

傳統(tǒng)法指的是設(shè)計者在確保產(chǎn)品特定條件不受影響的前提之下，事先擬定方案，然后分析產(chǎn)品安全性能，進而對其強度以及使用時間等要素加以分析論述，最終明確尺寸。而現(xiàn)代法主要是在上述前提之下，把設(shè)計的后期部分，也就是產(chǎn)品的流通等考慮到設(shè)計范圍之內(nèi)。綜上所述可知，現(xiàn)代化方法更加注重產(chǎn)品的綜合性，因而由此設(shè)計得出的產(chǎn)品更加完美。建立數(shù)學(xué)模型是現(xiàn)代機械優(yōu)化設(shè)計方法的核心內(nèi)容。只有建立正確的模型，我們才能夠?qū)⒃緩?fù)雜的設(shè)計內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)槊髁说臄?shù)學(xué)知識，此時設(shè)計者憑借自身掌握的數(shù)學(xué)內(nèi)容，并且依據(jù)模型特征，就能夠選擇正確的優(yōu)化設(shè)計措施，最終利用電腦得出數(shù)學(xué)值，然后把它轉(zhuǎn)化為機械問題，這樣就能夠合理的幫助我們處理機械設(shè)計方面的問題。

2.3 有限元分析方法

隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，相關(guān)的科研計算方法也更加完善和成熟，從而為現(xiàn)代機械設(shè)計提供了便利。例如有限元分析法，它最早出現(xiàn)于連續(xù)力學(xué)領(lǐng)域，后來因其在數(shù)值計算分析方面的便利性，又被廣泛應(yīng)用于熱學(xué)領(lǐng)域，現(xiàn)在又被引入了機械設(shè)計領(lǐng)域。有限元分析法就是將分析對象拆分為若干個具有一定形狀的單位元，這些單位元之間彼此分離卻又存在聯(lián)系，然后再確定分析對象各個變量并通過聯(lián)立方程求解，最后再將結(jié)果進行整理分析的分析方法。

2.4 反求工程設(shè)計

目前在機械設(shè)計領(lǐng)域開始運用反求工程設(shè)計方法。具體來講，該方法指的是將已經(jīng)設(shè)計得到的產(chǎn)品逐步拆分，分析其中的設(shè)計原理，然后依據(jù)原理設(shè)計出類似的產(chǎn)品，我們將這一過程稱之為反求工程設(shè)計。由于它是一種逆向分析的過程，所以我們也稱之為逆向工程。我們國家作為世界大國，對于機械產(chǎn)品的需求量非常大，市場前景非常好，不過我們國家的生產(chǎn)工藝相對落后，加之研發(fā)團隊的能力和素養(yǎng)有待提升，導(dǎo)致總體制造水平不高。雖說許多西方國家掌握有先進的設(shè)計方法，不過它們卻是對外保密的。所以，我們?yōu)榱藢W(xué)習(xí)先進的技術(shù)，通常通過采購西方國家的高性能指標(biāo)的機械設(shè)備，對其展開逆向研究，由此學(xué)為己用，研制出先進的設(shè)備，這樣能夠幫助我們縮短研發(fā)時間，帶動了技術(shù)的進步。

3 現(xiàn)代機械設(shè)計的創(chuàng)新方法

3.1 制造工藝的創(chuàng)新

機械設(shè)備的固有特征是已經(jīng)設(shè)計制造，它的功能實現(xiàn)原理和操作流程就進入了模式化，從現(xiàn)實的視角來看，機械設(shè)備的制造一般重點是在技術(shù)上的創(chuàng)新，并且當(dāng)新技術(shù)產(chǎn)生并成熟后，就會進入不斷循環(huán)且高頻度的使用中，且在一段時期內(nèi)創(chuàng)新就很難在獲得突破性進展。為了解決這種問題，可以在機械設(shè)備的制造工藝上動腦進行技術(shù)開發(fā)和創(chuàng)新，通過對機械設(shè)備構(gòu)造中的各組成部分的制造工藝的技術(shù)性開發(fā)和功能性提升，促進機械設(shè)備的整體性能加強，實現(xiàn)機械設(shè)計在運用中的創(chuàng)新。

3.2 自動化程度的提升

機械設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計要求除了在基礎(chǔ)層面提升操作者的實操便捷性，最理想的創(chuàng)新是以自動化的流程設(shè)計將一部分的生產(chǎn)工作量從人工操作中解放出來，讓自動化的智能功能分擔(dān)甚至替代一部分原本需要人工完成的工作內(nèi)容。這種自動化程在整個機械設(shè)備系統(tǒng)中的應(yīng)用，不但可以提升機械設(shè)備的整體工作效率，并且還能同步達(dá)到對工作精確性的要求，提升機械設(shè)備自動化和智能化的創(chuàng)新理念，實現(xiàn)了機械設(shè)計在運轉(zhuǎn)流程中的創(chuàng)新。

3.3 先進信息平臺的支持

現(xiàn)代機械的設(shè)計理念源頭雖然是來自工作人員的個人智慧和工作經(jīng)驗，但要促進這種設(shè)計理念高效準(zhǔn)確的實現(xiàn)，像計算這種先進信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集成設(shè)備的利用必不可少，這個角度的創(chuàng)新主要是在創(chuàng)新效果的實現(xiàn)上起到一定的輔助作用。機械設(shè)備設(shè)計工作本身是一項非常繁瑣細(xì)致化的活動，假如只是依靠人力開展設(shè)計的話，不僅僅速度受到影響，而且還無法避免人力操控導(dǎo)致的失誤。所以，依托電腦建立起一個綜合化的網(wǎng)絡(luò)平臺，不僅僅能夠幫助我們吸收先進設(shè)計理念，而且還能夠確保產(chǎn)品品質(zhì)更加有保證，從總體上來講，它是一種資源運用方面的發(fā)展。

4 現(xiàn)代機械設(shè)計方法的發(fā)展趨勢

（1）精密化。當(dāng)今社會經(jīng)濟發(fā)展速度非?？?，伴隨著廣大群眾物質(zhì)生活能力的提升，人們的認(rèn)知也在變化，比如人們更加關(guān)注產(chǎn)品品質(zhì)，更加注重精細(xì)化。一些電子產(chǎn)品以及航空用品等的設(shè)計都需要高度精確。因此，精密化必將成為行業(yè)發(fā)展的一大發(fā)展趨勢，有助于我們提升產(chǎn)品的品質(zhì)。（2）智能化。隨著時代的發(fā)展，機械設(shè)計領(lǐng)域也將會迎來新的春天。尤其是近年來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及使得機械設(shè)計領(lǐng)域有了突飛猛進的發(fā)展。智能化必將成為今后很長一段時間內(nèi)的主要發(fā)展方向，它更加適應(yīng)時代潮流，是大勢所趨。（3）綠色化。經(jīng)濟的發(fā)展使得人們的思想意識也開始在無形之中發(fā)生變化，比如人們更加關(guān)注生態(tài)健康，注重環(huán)境保護。近年來，國家大力發(fā)展環(huán)保事業(yè)，推廣綠色生產(chǎn)，這同樣適用于我們的機械設(shè)計領(lǐng)域。具體來講，在設(shè)計的過程中融入環(huán)保理念，能夠幫助我們降低制造過程中對生態(tài)造成的污染。綠色環(huán)保的設(shè)計更加符合社會發(fā)展趨勢。

5 結(jié)束語

通過上文的敘述，我們明確了傳統(tǒng)機械設(shè)計方法和現(xiàn)代機械設(shè)計法的區(qū)別，現(xiàn)代設(shè)計法主要是在傳統(tǒng)法的基礎(chǔ)之上發(fā)展得來的，它是對傳統(tǒng)法優(yōu)點的傳承，同時恰當(dāng)?shù)膹浹a了它的缺陷之處，切實提升了設(shè)計水準(zhǔn)，縮減了設(shè)計用時，減少了設(shè)計總成本。從總體上來看，現(xiàn)代法更加注重將各種先進學(xué)科知識融合到一起，不論是從最初的設(shè)計亦或是到后續(xù)的生產(chǎn)等過程，較之于傳統(tǒng)法都是一大創(chuàng)新。所以，作為機械設(shè)計工作的從業(yè)人員，我們必須深入分析現(xiàn)代設(shè)計方法，并能夠在具體的工作中合理運用，爭取設(shè)計出符合人們需求的優(yōu)秀產(chǎn)品，更好的服務(wù)于社會發(fā)展，服務(wù)于人類進步事業(yè)。

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