当代机械设计方法和发展趋势探索

郭成泽

（黑龙江八一农垦大学，黑龙江 大庆 163000）

随着经济全球化的发展，特别是我国加入世界贸易组织以后，对我国的机械制造行业来说既是一个发展的机遇，能够与国际市场接轨，方便引进国外的现金技术和设备，利用丰富的国际资源，同时也给它们带来了新的挑战，随着这市场的开放，国外机械制造行业将会大量涌入中国，使我国的机械行业受到相当大的冲击，它们不得不直接和国外的优势企业展开直接的竞争。面对日趋激烈的市场竞争，我国的机械传统的机械设计方法已经不能满足当前的需要，只有根据市场的需求来设计满足不同用户需要的机械产品才能够使机械制造企业在激烈的市场竞争中保持优势。传统的机械设计在设计过程中不能对相关的因素进行综合的考虑，这就导致最终设计出来的产品存在很多的问题和缺陷，从而去重新对机械设计进行修改，这样极大的延长了机械设计的周期，使得机械设计错过了上市的时机，导致企业的经济效益下降。针对这种情况，从我国的实际情况出发，建立一套现代化的机械设计方法，从而有效的应对国际化的影响就十分的必要了。这样可以有效的缩短机械产品的设计周期、降低设计成本、提高经济效益，使机械制造企业能够在激烈的市场竞争中获得先机，并逐步的发展壮大。

1 现代机械制造业设计方法的主要内容

对传统的机械设计方法进行反思，在此基础之上利用现代化的设计手段和技术来进行机械设计，其主要包括一下几个方面的内容：

1.1 现代化机械设计的核心是数字化

随着数字化技术的发展，在机械设计之前就可以对该设计的整个生命周期进行建模。

将设计利用计算机进行模拟，利用计算机定义产品设计的整个生命周期的完整过程，为机械设计提供参考；设计中可以采用大量的数字化的设计工具和手段，如计算机辅助设计；数字化的管理。利用数字化的管理手段对整个设计的过程进行科学的管理，从而确保资源的优化配置，提高设计效率。

1.2 现代化机械设计的大趋势是并行化

通过计算机平台的支持，设计团队可以共享相关的信息，打破时间和空间的阻隔不在一个地方的设计人员和可以进行协同设计工作。在设计的过程中可以最大限度的获得技术支持，实现优势互补，提升企业的设计能力。而传统意义上的机械设计是一种串行的设计理念，将产品分成几个步骤，然后一个环节完成了才能进行下个环节，造成设计资源的巨大浪费。并且在设计过程中各个阶段的设计缺乏有效的沟通手段，不能够对发现的问题进行及时的修正，从而极大的延长了机械设计的开发周期，增加了大量的工作量。

随着现代化机械朝着大型化、综合话的方向发展，机械自身的构造和功能将变得越来越复杂，产品在开发初期做出的相应的设计思路将会直接影响到后期的设计，由于整个设计过程的复杂化，一旦前期的设计思路出现问题，那么再进行修正将会变得十分的困难。所以在开发设计的初级阶段一定要进行充分的论证和实验，尽可能考虑产品可能面临的各种因素，这样可以极大的降低在产品后期的修改的次数，缩短企业的开发周期。现代机械设备的科技含量不断的增加，其所涉及到多个部门的知识，这样一个企业往往没有能力独立完成一个机械的完整的设计，这样就需要将相关领域的企业或者是研究机构的设计人员集中起来共同设计，通过并行工程的强大支持，各个领域的设计人员同时进行机械的设计，优势互补，强强联合，最终设计出满意的机械产品。

1.3 现代化机械设计的要求是智能化

随着自动化技术在机械领域的使用，机械的自动化程度越来越高，这就要求机械的自动化程度不断的提高。人类的设计师和充分利用智能技术展开机械的设计工作，从而组成一套智能化的体系。智能化系统在设计过程中能够独立的进行计算以及逻辑推理，从而大大的减少人类设计师的工作量，极大的提高设计的工作效率。随着智能化技术在机械设计领域的广泛使用，逐步实现了机械实际过程的模糊化，也就是设计人员不必过分关注机械设计过程中比较基础的一些细节，将主要精力集中在设计理念上就行，基础的细节工作由计算机进行精确的计算，并最终完成。

2 现代机械的发展趋势

随着经济全球化以及科学技术进步带来的知识经济时代的到来，这使得未来的机械设计呈现出不同于以往的发展趋势，主要表现在以下几个方面：

2.1 敏捷化

随着市场需求的日益多元化，机械设计必须要尽可能的符合市场的需求，然而市场需求总是处于相对的动态变化中，这就要求机械设计能实现敏捷化。这样才能够保证设计出来的产品能够符合市场的需求，并且使企业能够随着市场需求的变化而灵活的进行变化。

2.2 虚拟化

虚拟技术、计算机通讯技术与网络技术是信息技术最重要的组成部分,它们被称为21世纪科学技术中的三大核心技术。谁成熟地掌握这三大技术并向周边技术实现有力的渗透,谁就有可能率先进入信息社会。虚拟技术作为21世纪的三大核心技术之首,足以见它在广义上已不仅是一种技术,而是一个有着影响人类社会发展、改变人类生活的具有深层含义的领域。虚拟技术包括虚拟加工、虚拟测试、虚拟控制,利用声、光、电、机、计算机等综合交叉技术的有机结合,它还可实现各种类型、各种场合的虚拟式环境模拟-小至人们跑跳笑闹、节目彩排、加工仿真,大至海底探密、宇宙航行甚至烽火连天的世界大战。虚拟技术的出现几乎可以肯定地说它将大大改变人类现有的思维模式、工作模式和生活模式.虚拟技术蕴涵的巨大潜力,使发达国家趋之若鹜,在这一领域的研究上投人了巨资,希望有朝一日能在它的带动下率先进人信息时代。

2.3 绿色化

环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大主要问题。特别是环境问题,其恶化程度与日剧增,正在对人类社会的生存与发展造成严重威胁。而资源问题不仅涉及人类世界有限的资源如何利用,且是产生环境问题的主要根源。于是，近年来一个新的概念已经提出:即最有效地利用资源和最低限度地利用废弃物,是当前世界上环境问题的治本之道。鉴于此,如何使制造业尽可能少地产生环境污染是当前环境问题研究的一个重要方面。于是一个新概念-绿色制造由此产生.绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式,其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中,对环境的影响最小,资源效率最高。绿色制造是可持续发展战略在制造业中的体现,或者说绿色制造是现代制造业的可持续发展模式。

绿色制造包括很多的方面，贯穿于一个机械产品从设计到最终的报废整个生命周期中，保证整个生命周期对于环境的影响降低到最低，包括生产过程的无害化、以及废弃物的可回收利用。随着人们对于环境问题的日益关注，绿色制造必将在未来获得广泛的发展空间。

[1]李润方,林腾蛟,陶泽光,韩西.现代机械设计方法及其应用[J].机械工艺师,2000,(09).

[2]张艳.谈现代机械设计方法与未来机械设计[J].现代机械,1998,(02).

[3]刘利军.谈现代机械设计方法[J].包头职业技术学院学报,2003,(01).