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        機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計研究

        2019-09-10 12:43:19周海
        E動時尚·科學工程技術(shù) 2019年5期
        關(guān)鍵詞:機電一體化技術(shù)應(yīng)用發(fā)展趨勢

        周海

        摘 ?要:機電一體化技術(shù)的發(fā)展是現(xiàn)代化科學技術(shù)的必然結(jié)果。目前,伴隨著我國機電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展,其綜合性的特征逐漸顯現(xiàn),特別是在自動控制技術(shù),傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等多方面的應(yīng)用技術(shù),其在一定程度上將多方面的技術(shù)結(jié)合在一起,促進我國社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。本文主要闡述了機電一體化技術(shù)應(yīng)用和其今后的發(fā)展趨勢。

        關(guān)鍵詞:機電一體化;技術(shù)應(yīng)用;研究;發(fā)展趨勢

        前言

        隨著我國科學技術(shù)的快速發(fā)展,經(jīng)濟水平也隨之提升,各種科學技術(shù)被運用在生產(chǎn)工作當中,這不僅僅是加快了生產(chǎn)的效率,還是優(yōu)化了成果的質(zhì)量。為了在一定程度上促進機電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展,相關(guān)工作人員需要加強對該技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進行了解,充分掌握技術(shù)核心問題,針對技術(shù)中所出現(xiàn)的問題進行措施的解決,這樣才能夠更好的加強對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。

        一、機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

        我國機電一體化的發(fā)展是在二十世紀六十年代初開始的,在這個時期當中相關(guān)技術(shù)人員充分利用電子技術(shù)來完善機械產(chǎn)品的功能和生產(chǎn)效率,但是當時的電子技術(shù)尚在起步階段,因此機械產(chǎn)品和電子產(chǎn)品的結(jié)合并未取得預(yù)期的效果。其次就是在二十世紀八十年代初,我國計算機技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展,在客觀上促進了當時的機電一體化技術(shù)帶來了快速發(fā)展,并形成了當前技術(shù)的基本雛形。目前,機電一體化技術(shù)在我國已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,而要在這一領(lǐng)域取得進一步的成就,就必須要引進新工藝、新技術(shù),運用到機電自動化當中。

        機電一體化技術(shù)主要融合了現(xiàn)代化計算機技術(shù)、無線通信技術(shù)等先進技術(shù),從而在在原有的機電自動化基礎(chǔ)之上,實現(xiàn)了智能化以及信息化。該技術(shù)在未來有著非常大的發(fā)展空間,隨著科學技術(shù)的進步其應(yīng)用的范圍也會越來越廣泛。除此之外,人工智能技術(shù)得到了發(fā)展,在某種程度上,這些技術(shù)的發(fā)展給機電一體化技術(shù)帶來了發(fā)展前景。最后就是在二十世紀九十年代后期我國成立了機電一體化研究小組,在諸多高校都開設(shè)了有關(guān)機電一體化的專業(yè)對機械產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)效率有持續(xù)的研究,在一定程度上其取得了一系列的研究成果,從而為今后機電一體化發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

        二、機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計

        (1)機電一體化概念設(shè)計的創(chuàng)新層次

        創(chuàng)新是機電一體化概念設(shè)計的靈魂,同時創(chuàng)新在本質(zhì)上也是人類智慧的具體體現(xiàn)。在機電一體化技術(shù)需求增大的市場環(huán)境之下,機電一體化概念設(shè)計的創(chuàng)新是多層次的。層次較低的創(chuàng)新包括任務(wù)創(chuàng)新和功能創(chuàng)新。以任務(wù)創(chuàng)新而言,就是要通過對當前市場環(huán)境下人們對機電一體化產(chǎn)品的具體需求進行有效掌握,并分析市場未來的趨勢來進行一定程度的創(chuàng)新。而功能創(chuàng)新一方面是要根據(jù)當前市場對機電一體化設(shè)備的需求反饋,從而分析總結(jié)出當前市場對機電一體化產(chǎn)品新的功能需求;另一方是基于市場情況,對產(chǎn)品方案進行創(chuàng)造性完善,從而讓機電一體化產(chǎn)品獲得更佳的性能。較高層次的創(chuàng)新包括了原理創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和控制創(chuàng)新等。就原理創(chuàng)新而言,機電一體化產(chǎn)品的出現(xiàn),是基于當前相關(guān)理論原理而實現(xiàn)的,因此機電一體化產(chǎn)品必然是對相關(guān)技術(shù)原理或物理原理有著深度的依賴,在原理上對其進行創(chuàng)新,本質(zhì)上是要通過創(chuàng)新理論,從而在根本上改變產(chǎn)品,原理上的創(chuàng)新必然會導(dǎo)致新的機電一體化產(chǎn)品的出現(xiàn),同時也會極大地豐富機電一體化產(chǎn)品種類。此外,結(jié)構(gòu)和控制的創(chuàng)新,主要是指對機電一體化的整體結(jié)構(gòu)、布局以及元件組成等進行改變,對機電一體化產(chǎn)品的信息處理方式和算法等進行創(chuàng)新,這些創(chuàng)新方法對機電一體化系統(tǒng)的性能形成較大的推動。

        (2)機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計的模式

        機電一體化概念設(shè)計起始于對用戶需求的分解。在進行概念設(shè)計的過程之中,首先要對當前用戶的需求進行了解和評估,因此在進行機電一體化產(chǎn)品設(shè)計的時候,不僅僅需要相關(guān)設(shè)計人員具有一定的知識和經(jīng)驗,還需要結(jié)合用戶的需求反饋,并在進行設(shè)計時,將用戶的意愿在設(shè)計過程中進行表達。在對用戶的需求進行把握的過程之中,設(shè)計者需要對用戶比較籠統(tǒng)的需求進行厘清,如:在客戶的表達之中,對機電一體化產(chǎn)品的功能需求往往存在“故障低、效率高”等模糊不清的需求,所以設(shè)計者應(yīng)當進一步地對用戶需求探究,以此將具體的需求融合到設(shè)計之中。其次,傳統(tǒng)的機電一體化設(shè)計過程中,是在設(shè)計的早期階段,對用戶的需求進行優(yōu)先級排序,并根據(jù)設(shè)計的情況來對相應(yīng)需求進行依次滿足。但是由于社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,客戶需變化速度快,因此在設(shè)計過程中,實際上是難以對用戶的需求進行完全滿足的,尤其是部分客戶對機電一體化產(chǎn)品的個性化需求,由于其需求的獨特性,因此無法在產(chǎn)品之中進行有效的體現(xiàn)。在當前的機電一體化產(chǎn)品設(shè)計過程中,往往是采用衡量的方法,來最大程度地滿足客戶需求,即首先根據(jù)相關(guān)表格的建立,來對用戶不同需求之間的相關(guān)性進行衡量,此后將用戶的需求進行一定程度的綜合,從而在最大程度上滿足用戶對產(chǎn)品的需求。

        在對用戶需求進行把握之后,機電一體化產(chǎn)品設(shè)計需要建立相應(yīng)的功能模型。首先應(yīng)當對該系統(tǒng)的輸出及輸出流,其次為相應(yīng)的輸入流建立功能鏈,并進行功能連接。在機電一體化概念設(shè)計過程中,需要明確機電一體化產(chǎn)品的工作實質(zhì),明確功能元之間的關(guān)系和工藝動作配合的時序,進而形成機電一體化產(chǎn)品機械運動的循環(huán)圖,達到機電一體化概念設(shè)計的目的。

        三、機電一體化概念設(shè)計過程中創(chuàng)新層次的應(yīng)用

        (1)任務(wù)創(chuàng)新

        機電一體化的概念設(shè)計中,要實現(xiàn)正確的創(chuàng)新,需要以當前市場環(huán)境下,機電一體化產(chǎn)品的實際需求為指導(dǎo),并將市場需求作為產(chǎn)品設(shè)計的主要出發(fā)點。在進行任務(wù)創(chuàng)新的過程中,相關(guān)設(shè)計者需要對市場中隨時出現(xiàn)的新需求進行歸納和總結(jié)。市場需求一般包括能夠被設(shè)計者直接感知的顯性需求,和無法直接明確的隱形需求。在對顯性需求進行掌握的時候,需要通過綜合地利用當前計算機互聯(lián)網(wǎng)所帶來的優(yōu)勢,進行廣泛的調(diào)查和信息挖掘,從而匯總不同需求層次的顯性需求;在對隱形需求進行滿足的時候,可以通過對目前所收集到的信息進行深層次的計算和判斷,從而逐漸對隱形需求進行認定。具體的操作過程中,由于任務(wù)創(chuàng)新對人的依賴性較強,因而對相關(guān)的信息搜集、數(shù)據(jù)匯總等環(huán)節(jié)以有效的制度進行規(guī)范,能夠在一定程度上對機電一體化創(chuàng)新概念設(shè)計起到幫助。因此設(shè)計過程中,需要對機電一體化產(chǎn)品的市場需求進行深入研究,在掌握用戶的具體需求的基礎(chǔ)上,來進行機電一體化產(chǎn)品的功能和適用范圍的拓展,同時在進行市場需求研究的時候,必須以嚴格的方法和制度來進行展開,確保對需求感知的準確性。

        (2)原理和結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新

        如前所述,機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計,其具體的創(chuàng)新有不同的層次,機電一體化產(chǎn)品在原理和結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新是比較高層次的創(chuàng)新。首先是原理創(chuàng)新,機電一體化產(chǎn)品中同樣的功能,可以通過多種不同的原理來進行具體的實現(xiàn),因而在設(shè)計過程之中,要對功能相應(yīng)的物理原理和技術(shù)原理進行改革,才能夠有效地對機電一體化產(chǎn)品的效率進行提升。在機電一體化產(chǎn)品之中,系統(tǒng)的運動是依托于相應(yīng)的結(jié)構(gòu)來得以實現(xiàn)的,各組成部分的結(jié)構(gòu)也會在比較大的程度上影響到機電一體化產(chǎn)品的性能。在當前的技術(shù)環(huán)境之下,由于機械、電子等相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展,因此當前的機電一體化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)在實際上是具有多樣化和多元化發(fā)展趨勢的。通過在機電一體化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)上進行優(yōu)化,能夠有效地豐富當前機電一體化產(chǎn)品的種類和功能。機電一體化產(chǎn)品的概念設(shè)計創(chuàng)新,可以從多個方面入手來實現(xiàn),在設(shè)計過程中,設(shè)計者一方面要通過對市場的實際需求進行綜合考慮,從滿足市場需求的角度入手,從而能夠促進機電一體化產(chǎn)品在市場中的適用性增強;另一方面要通過對當前技術(shù)和整體的設(shè)計趨勢進行準確的判斷和研究,從而對相關(guān)的原理和結(jié)構(gòu)進行有效的創(chuàng)新,實現(xiàn)機電一體化產(chǎn)品的多樣化。

        結(jié)語

        從機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程來看,這一技術(shù)仍然處于不斷成長和發(fā)展的過程之中,為了促進這一技術(shù)更好的發(fā)展,當前的機電一體化設(shè)計需要緊跟市場需求,對用戶多樣化和個性化的需求進行重視,從而達到以市場為導(dǎo)向來指引機電一體化進行創(chuàng)新設(shè)計的目的。機電一體化創(chuàng)新概念設(shè)計是推動相關(guān)產(chǎn)品進一步發(fā)展的重要步驟,因而在實際的設(shè)計過程中,相關(guān)人員應(yīng)當從原理、結(jié)構(gòu)等方面入手,切實地對當前的產(chǎn)品進行改進,提升產(chǎn)品性能,從而促進行業(yè)的發(fā)展。

        參考文獻

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