星空体育:机械制造技术的概念十篇
文章出处:本站 人气:发表时间:2024-04-16 13:50
机械制造技术的概念篇1
关键词:工业设计;机械设计制造技术;应用
在市场竞争愈加剧烈的今天,工业设计进程加快以及机械制造产业更新成为各大生产企业亟待解决的问题。作为工业生产企业核心竞争力的体现,工业设计及机械设计制造技术只有不断融合与创新,才能为工业生产企业创造出高额的经济效益,进而使企业在激烈的市场竞争中始终立于不败之地。
1工业设计及机械设计制造技术概述
1.1工业设计概念
工业设计涵盖美学、工学等学科,在工业革命后逐渐受到企业的重视。工业设计理念与时代的发展有紧密的联系,在工业革命早期,工业设计注重产品的实用性,使产品何人达到良好匹配,而随着社会经济的快速发展,人们审美以及工作环境发生巨大概念,因此在工业设计上,往往需要兼具实用性与审美性,通过工业设计一系列行为,满足人们的实际需求。
1.2工业设计的特点
从工业设计概念中,可以分化出工业设计的三个基本特征:综合性强、实践性强、时代感强[1]。在早期人们提到工业设计,往往联想到冰冷的机器,然而实际上,工业设计不单单的指工业产品设计,还包括产品制造过程各种问题的解决方法,因此这使得工业设计的综合性强。工业设计较强实践性主要体现在工业设计产品的实际成效上,工业产品为人们营造一个舒适的生活环境,因此其实践性较强。需要注意的是,不同的时代背景与时代需求,使得工业设计与时展的联系紧密,以当前时代背景来看,工业设计的基本需求应该关注产品的绿色、节能、环保,因此工业设计的时代感强。
1.3工业设计发展现状
自工业革命依赖,工业设计行业就以一种迅雷不及掩耳的姿态进行发展。在我国,虽然工业设计出现的比较晚,但是我国对工业设计的关注度一直偏移,通过大量财力与人力资源的投入,使得工业设计更加符合实际社会的需求。
1.4机械设计制造技术概念及发展现状
作为机械工程重要组成部分,机械设计制造技术的高低直接关系到机械产品性能的发挥。通常而言,机械设计制造包括产品设计、机械加工制造以及产品销售等多个环节,随着信息技术的加入,机械设计制造技术在不断进行改进,机械产品的进度与自动化程度在不断提升。从机械设计制造技术的发展来看,我国自主研发机械设计制造能力较弱,绝大部分的机械设计依旧依赖国外先进技术引进[2]。并且,我国依赖大量廉价劳动力,在机械产品的应用方面,更加注重研发技术层次较低的劳动密集化产品,因而使真正意义上的自动化、精密化产品的研发量降低,这就使得我国机械设计制造技术与国外先进技术有很大的差距。
2工业设计与机械设计制造技术的联系与应用
2.1工业设计与机械设计制造技术的联系
工业设计与机械设计制造技术两者相互作用,旨在全面促进工业生产企业的发展进程,并为工业企业创造更高的经济效益。机械设计制造的市场需求稳定化为工业设计的长远发展提供有力的保障,为了适应社会发展的需求,工业设计需要根据机械设计制造技术的方向进行不断的更新与观念改变,通过工业设计出满足人们审美以及生产实际需求的产品,并且在保证产品实用性能的基础上,加强对产品性能的检测,从而为工业生产企业创造出更高的经济效益。工业设计同时还为机械设计制造技术的发展提供更大的帮助[3]。在当前信息技术在工业设计中的广泛应用,使得工业设计更加注重产品的自动化以及人性化设计水平,并且在设计过程中还更加注重各种生活元素的添加,实现工业成品人性化,符合时展的需求,并且通过工业设计相关研究的不断推进,使得机械设计制造技术的现代化水平不断提升。
2.2工业设计与机械设计制造技术的应用
工业设计与机械设计制造技术两者的紧密联系,使得两者在实际使用中往往是相互渗透的[4]。在工业设计过程中中,相关的设计人员需要掌握机械设计制造技术的基础知识,包括产品结构、形式以及色彩等,使得设计出的产品兼具观赏性以及实用性,使人们能够接受相应的产品。而机械设计制造技术实践过程中,通过利用工业设计中的人体工学知识,使机械设计的人性化需求得到体现。并且现代工业设计绿色、环保理念的加入,机械制造平衡人、环境、制造技术之间的关系,为工业企业的稳定发展提供巨大帮助。在工业设计与机械设计制造技术的未来发展中,两者的结合还应持续推进。为了进一步提升工业生产企业的经济效益,相关企业需要不断概念生产及经营管理理念,不断依赖技术的进步以及技术创新来提升企业自身竞争力,加强技术研发与相关设计的资金、人力投入力度,通过制定相关的激励机制,使得员工工业设计理念更新不断加快。同时,为了加快我国工业企业的发展进程,相关的政府部门还应充分大会宏观调控作用,指导并鼓励工业企业进行创新与改革,使工业设计与机械设计制造技术向高技术、高水平、节能环保的方向发展,同时注重相关设计人才的培养,鼓励工业设计与机械设计制造相关研究,从而使我国的工业生产水平逐渐赶超发达国家。
3结论
总之,工业经济作为我国国民经济的重要组成,工业生产水平的提升与我国工业总水平、国民经济发展有紧密联系。因此,对工业生产企业进行设计与制造技术革新是必然的趋势,为了加快工业设计与机械制造技术的发展,要求工业生产企业不断更新理念、联系设计需求以及提高设计与制造人员的综合素质,以处理好工业设计与机械设计制造技术两者之间的内在关系,从而促进社会的健康与可持续发展。
参考文献
[1]刘晓玲.探索与思考计算机辅助技术与机械设计制造的结合[J].中国包装工业,2016(02).
[2]刘强.机械设计制造技术的发展现状以及工业设计与机械设计制造技术的关系[J].化学工程与装备,2016(12)12:235-236.
[3]马权,牛万龙,苗呈旭.机械设计制造及其自动化的应用的探析[J].四川水泥,2016(11):109.
机械制造技术的概念篇2
关键词:绿色理念;机械设计;机械制造;应用
当前我国经济和社会发展已进入节能、绿色、环保发展时期,以可持续发展为目标,重点在于绿色理念的应用。机械设计制造作为我国工业化发展的重要标志,是当前我国能耗污染的重要来源之一,要推行绿色理念,在机械设计制造中加大对绿色理念的运用是重点。
1 绿色理念的含义
机械制造是现代工业化体系的重要保障。机械设计水平是机械性能高低的决定性因素,绿色设计理念即生态设计、环境设计,综合考虑机械产品的整个生产周期,为提升生产效率,改善机械产品的可拆装性和可回收性等环境属性,从而节约资源,以此为设计目标,在满足机械产品使用性能、寿命以及质量等的基础上,最大程度满足环境目标的设计方式。这一设计方式主要遵循节约资源、降低能耗以及可循环再利用三大原则。将绿色理念贯穿于机械产品的全寿命周期,对于产品生产及使用效率的有效提升有重要作用。绿色理念的重点在于机械设计制造行业的可持续发展,实施无废物、可回收及高效率为中心的设计技术。
2 绿色理念在机械设计制造中的应用
1、绿色理念在机械材料上的应用
材料选择是机械设计的基础,在绿色理念下,材料的选择要以绿色环保类材料为首要选择,即选择那些能够在材料收集、产品制造、回收再利用和废弃物处理各环节中与生态环境协调性更强、对人体健康更有利的材料,并从各种材料之间的融合性、材料的经济性及环保性上,分析材料可能给环境带来的影响。在机械制造中,包含朋大量汞、铅等有害物质,用这些物质设计的机械产品,不仅可回收利用概率较低,更会对环境造成重大危害,因此,要贯彻绿色设计,就必须慎重选材。首先要保证选材能够满足机械性能要求,确保材料的使用性能。其次,材料结构和形状设计要具备可实现性,遵循材料加工工艺原则,确保产品能够成型,保证材料能够得到充分利用。在设计中,尽量减少材料的使用种类和数量,以提高可回收再利用的概率。最后,要确保材料的选择能够适应更复杂的工作环境,材料要具备耐高温性、抗冲击性以及耐腐蚀性等。
2、绿色理念在机械设计上的应用
设计方案是机械设计的基础,设计水平的高低与机械性能高低有着直接的关系。在机械设计环节,就是要根据机械产品的使用要求,分析产品结构、材料、运作原理、运行方式以及能量传递等内容,通过精密的计算设计出能够满足使用要求的产品。要在机械设计中贯彻绿色理念,就是要在综合考虑机械产品质量、性能、适用性、经济性以及开发周期等因素的前提下,充分考虑到机械产品可能对资源和环境产生的影响,以可循环利用为导向通过先进技术和设计理念,优化机械设计,最大程度减少机械产品制造及使用过程中资源的消耗和对环境的危害,遵循绿色产品设计要求,以此为标准进行机械设计,力求以无废弃物和可回收的技术设计产品。其核心理念包含了降低环境污染、节约能源消耗、可循环回收利用机械产品及其零部件、减少机械更换。
1)成本分析。绿色设计机械产品在设计时要考虑到产品设计的合理性及回收和可循环利用问题,因此,在成本计算上,还要考虑到产品后期的回收、可循环再利用、污染物及废物处理和替代等问题,成本分析较为精细。
2)可回收性及可拆装性设计分析。要使机械产品能够实现回收及再利用,可拆装性是关键因系。因此,在设计时,就要考虑到产品的可回收性以及拆装便利性,才能最大程度提高资源的可利用概率,真正实现绿色设计。
3)建立数据库。将制造机械过程中涉及到的相关数据全部备份并建立数据库,在设计时,就能够通过分析相关数据,对设计支出以及资源选择以数据形式直观呈现,更有利于优化设计,贯彻绿色理念。
3、绿色理念在机械制造上的应用
机械设计需要通过反复实践及检验以确保满足预定的设计目标,经审定后投入制造。制造过程中,要实现绿色理念,关键在于减少浪费、降低投入成本,在机械产品全寿命周期中贯彻好绿色理念。但在机械制造的实际过程中,不少生产厂家往往为了外观等因素而增加一些缺乏使用价值的点缀设计,既增加了成本,又加大了对环环境负担。如为了吸引消费者,过分追求没有使用性的包装,在初期能够起到一定的作用,但随着包装对于使用性能的掩盖,机械产品的使用性能才是其根本,机械制造重点应关注提高机械使用性能,这种资源浪费现象已经成为最不符合绿色理念的制造手段。此外,机械制造过程中,要加大对绿色制造技术和工艺的研究和使用,强化机械制造过程中的管理工作,规范制造工艺过程,保证材料能够适用于工作环境以及生产工艺,降低能耗,提升能源和材料利用率。
4、实现绿色理念的配套措施
首先,需要政府部门从各方面提高对绿色机械设计技术的支持,以政策和法律法规的形式保护绿色技术,推广绿色理念。其次,各学校要加大对绿色设计技术的研发力度,通过校企合作等形式,使产、学、研能够充分衔接,加快技术开发以及成果转变效率,把新技术充分地应用到机械设计制造的实际过程中。企业要充分认识到绿色理念的重要性,以实际行动支持技术人员的研发行为。最后,要加大对绿色制造技术的推广和应用,绿色理念、绿色经济是当前经济和社会发展的主流趋势,机械设计制造行业必须将绿色设计和绿色制造技术作为机械设计制造行业可持续发展的关键技术保障,不断推广应用绿色制造技术,最大程度降低机械设计制造过程中的能耗和环境污染。
3 结语
机械设计制造行业是一个复杂的行业,其生产过程涉及到各个环节,要贯彻绿色理念,在提高重视度的同时,加大人才培养和技术支持是基础。科技型社会的到来,将使人才和技术成为各行业的发展核心。国家各部门要大力支持并推广绿色理念,采取各种措施促进这一目标的实现。社会、企业要响应国家政策的社会发展潮流,通过共同努力,将绿色理念贯穿到机械设计制造的整个过程中,节约资源、降低能耗,提高机械产品的可循环再利用,在改善环境的同时提高经济效益。
参考文献
[1]强向红, 张丹. 绿色理念在机械设计制造中的应用[J]. 煤炭技g, 2013, 32(5):20-21.
机械制造技术的概念篇3
一、自动化技术创新在机械设计中的应用
不断的将机械产品的创新能力优化与提高,与国家、机械领域的企业单位发展与生存有着密切的联系。在美国,相关的机械工程的设计委员会制定了2005年到2030年的有限资助计划领域中,将机械创新设计作为重要的资助之一;另外,机械个性化的发展趋势以及机械市场的复杂多变也要求了企业需要在机械设计当中不断的更新、设计,迎合市场的需要,而自动化技术创新的运用是确保企业能够在第一时间内研发出迎合市场需求的产品的有利武器。因此,对于21世纪的机械工程设计学科来说,创新性与快速性就成为企业是否能够适应市场需要、社会发展的关键所在。在机械产品概念设计的初期阶段,也就是原理方案的设计当中决定了产品是否具备创新性。
对于机械产品的设计概念来说,主要是设计到了人们的创新思维,也可以看成为人脑抽象与形象思维综合运用的一种结果。当然也受到了人们创新思维以及知识积累的局限。人们进行机械创新设计时,具有很大的随机性,并不能够确保想要的设计,同时兼具创新性的方案能够在一定的时间段之内得出。因此,想要在第一时间内设计出满足市场需求、能够占据市场的产品,存在一定的困难局限性,也是不太现实的问题,因此,在机械产品的创新迅速实现过程中,基于计算机化的创新就是非常有效的方法之一。
从广义的机构学的教学来看,对于机电一体化系统(包含了机、电、液与控制等等),都可以将其看成为两个组成部分——广义的传动机构与传动载体。而对于创新机电一体化系统的方案,就在于创新广义机构。因此,笔者在本文当中针对机械设计当中自动化技术创新的运用提出了一套机械系统创新设计以及自动化的方案(基于三维平台,以下所述都是基于三维平台)。
二、机械设计与自动化体系
对于上述中的复杂机械系统进行创新设计以及对于机械相应的自动化系统的组成方面,主要是以下:两种具有较强的获得创新性设计方案的能力的、在计算机化方法当中适合于机械系统创新设计当中较为复杂的方案;直接支持产品设计方案的三维虚拟样机装配与仿真的自动化建模过程,能自动化地对创成的复杂机械系统符号方案进行仿真、建模以及装配。而快速与创新则是其最大优点。
对于初期机械设计概念的这一阶段放纵,主要通过自动化系统为创新设计提供两套方案:其一,基于机械设计的基本规则而采用的创新设计方案;其二,创新方案的功能改良分解以及重组。考虑到这两种系统设计在方案的产生原理上都是采用的符号形式将最终的方案列出。而对于机械概念设计的初期阶段的使用符号的方案,机械自动化则会将方案进一步的分解成为机构的基本形式以及相互的连接这两个方面。在进行识别基本的机构方法选取上可以考虑到进行运动分析,从而将内部各个构件运动时所产生的分析数据展示出来。为了将开发机械产品的速度进一步提高,就能够使用面向对象的技术来进行基本机构的设计。然后,三维平台进行的二次开发,在采用的措施当中选择特征控制参数、数据库驱动等等,对于整体的基本机构三维造型设计,能够使用少量特征控制参数对其进行驱动。能够良好的解决基本机构虚拟建模的问题。
在机械领域当中,对于刚度、美学的等方面都有着很高的要求,因此为了满足机械运动刚度以及美学,可以最优的布局算法能够考虑到基本机构所占据的空间以及连接关系,从而基本机构在空间当中的位置进行确定,从而可以将机械系统空间限制到最小的占有空间。对于装配方案“后台预置”的借用,对于基本机构的运动分析数据以及布局结构的参照,则能够在特定的布局空间当中放置好虚拟的模型。连续的变化驱动构件的位置,在概念设计当中使用符号方案的设计,就能够得到其三维虚拟样机(复杂机械系统)。
机械制造技术的概念篇4
关键词:机电一体化;产品创新;概念设计
机电一体化产品的概念设计有着极其丰富的内容,同时也是产品在整个生产过程内最具创造性的阶段。其中,包含的原理与方法论对相关产品研发者起到关键的引导效用。因此,对机电一体化产品创新性概念设计进行探索,具有十分重要的现实意义。
1机电一体化产品概念设计的概述
1.1机电一体化产品概念设计的内容
机电一体化产品是在机电一体化基础上建立起的包含系统与构件、基本元内容的集合,而机电一体化产品概念设计的含义则是依据产品使用周期中各个环节所需要求对产品实施功能改造、分析和子功能开发,进而实现其满足功能结构要求的系统化设计活动。这种设计工作的过程包括前期规划、设计概念以及对计划进行详细化和丰富化,并加以改进补充。机电一体化产品概念设计过程中的程式化内容可以通过计算机技术代为实现,但除此之外难以被程式化的方面还需产品设计人员通过人工设计逐步完成。通过构建人机协同的概念设计理念,对其功能与组织开发的过程按照模块化思想进行划分,以此实现这一设计工作的层次性、协调性。目前,发达国家对机电一体化概念设计的深入研究大体集中于其调控系统的设计。机电一体化的理念自1971年被提出以来,经过几十年的发展,内容也在逐步丰富,尤其在科技快速发展的今天,广阔的市场空间与消费需求的升级,更加迫使机电一体化产品对自身性能、可靠程度提出更高要求。而计算机技术、互联网信息技术、传感技术、AI技术、微电子技术、新材料技术、集成技术以及其他相关技术的进步,都为机电一体化产品的革新打下了技术根基,使得机电一体化产品朝着更优质、更高效的方向迈进。
1.2机电一体化产品创新概念设计的意义
机电一体化产品的创新型概念设计本身有着重要作用,其既是产品品质的深层内容,又是其功能属性得以发挥的保障,对其本身质量的影响也约占60%~70%。因此,建成机电一体化产品创新的概念设计具有极其显著的意义。简要概括,主要包括以下三方面内容。第一,创新机电一体化产品的概念设计是保障机电一体化产品品质的必要性要求。机电一体化体系具有多种学科互相交叉、集成融合的特点,本身具有着复杂内涵。因此,现今许多的机械产品的设计并不适应机电一体化技术本身的特色,难以做到根据机电一体化技术特征随之作出应对。第二,机电一体化产品概念设计的创新促使其理论体系得到发展。要创新这一概念设计,必将建立新的方式、理论基础。只有在合理、可靠的概念设计基础上,才能使之收获具有优异性能的机电一化体产品。再加之如今概念设计的思想理念获得了社会中乃至整个世界越来越多的关注与认同,如QFD理论、公理化理论、TRIZ理论等设计理论的建立,对于推动创新机电一体化产的概念设计发展起到了不可忽略的效用,进一步促进了机电一体化技术体系的建立和机电一体化技术的完善。第三,机电一体化产品创新概念设计对于生产能力与工作质量的提高起到切实的帮助作用。许多机电一体化产品都带有自动处理、调节的功效,通过这些能力的实现,能够保证工作质量与效率的稳步提升。例如,在数控机床的使用过程中,其生产效率要高出普通基础5~6倍,并能够实现机床数量减少50%,节省50%操作人员的效能,生产周期也能缩短40%,进而使得生产成本降低50%左右。
2机电一体化产品创新概念设计理论
2.1机电一体化产品应用到的系统原理
机电一体化系统是该类产品中最为重要的基础。就其本质来说。它算是一种复杂机械,但与普通的机械相比还有着显著区分。机电一体化体系是通过在机构的动力功效、信息功效、控制功效以及主功能方面引入先进的电子技术,并使之与软件相互联合形成的一类新型机械系统。就其功能来说,机电一体化系统包含机械力、能量流、运动力等多种动力学有关的特殊机械,以及一些机电部件互相关联的系统。其中,机电一体化系统的核心又在于集成协调各种技术,通过对机械工程、控制系统、计算机技术、电子技术、电工技术等多项技术的联合利用,实现其运动行为可控的目标,而不仅简单对各项技术进行拼凑堆积。这也是利用计算机的调节和处理能力,实现驱动元件可控特征的现代化机械系统。有关机电系统化原理的研究主要包含三方面内容。第一,三环论。研究者认为,机电一体化产品可以划分为电子、机械、软件三项功能模块。第二,五块论。通常视机电一体化产品是由动力功能、控制功能、构造功能、操作功能和传感检测五个功能模块组成的。第三,两个子系统理论。研究人员认为,机电一体化系统是由控制系统和物理系统两项分支系统共同组成的。以上三种理论的提出具有重要意义,但同时也有着较大的局限性。三者立足于控制和电力两部分,但没有对机械主体加以强调,也并未对处理好机电一体化系统的概念设计中出现的复杂性、多面性和模糊性等问题提出方法。因此,这些理论对该类产品的概念设计不能起到重要作用。在概念设计实际工作中,机电一体化系统往往会被划分为传感检测、执行机构、信息控制处理三个子系统。通过这三个子系统的系统分工,各自完成信息检测、机械运动与信息控制的工作,这种分工方式才能真正实现该系统中各项功能的优化和最佳效果的发挥,并以此获得机电一体化系统的概念设计合理的相关方案。
2.2机电一体化产品创新的概念设计方法
对机电一体化产品而言,其概念设计是许多领域内知识、技术之间的交织融合,具有新颖复杂、反复迭代、目标多解、结构不良等特点。满足机电一体化产品概念设计的创新,关键在于发挥设计者的主观能动性,通过展现设计智慧,满足创新性的要求。要实现这一目标,主要在于实现人机协调配合。计算机技术的飞速进步,促使人们对人工智能提出新的期待。但创新产品设计这类任务,主要还得依靠人类的智能实现。机电一体系统也是人机协同系统,通过对设计者与计算机的分工,来达到创新概念设计的目的。机电一体化产品概念设计创新主要方法包括三方面内容。第一,落实人才战略,培养专业性人才。科技竞争最终都会落实在人才竞争上。要实现机电一体化产品概念设计的创新,人才供应是重要保障。机电一体化技术专业人才在制造行业占据就业满意度第三位的好名次,就业率更是高达100%。因此,加强专业人才培养更有着多方面的积极意义,国家以及机电行业要在培养、优化道路中贡献出更多力量,从多方面对学生展开培训工作,以此实现增强研究者、开发者、设计者以及其他相关从业人员素质的目的。第二,努力拓宽供应市场,严守质量关。市场是检验产品的试金石,将机电一体化产品投放到市场中,一方面保障其生命周期能够实现,另一方面通过买方对产品性能体验所作反馈也对产品研发起到反作用力的效果,使其优点得以保存、延续,缺点得到改良、进化,从而不断促进机电一体化产品性能的整体提升。第三,将环保技术纳入机电一体化的发展策略中。机械技术、计算机技术、电子技术、电力技术等多种技术的应用,往往会伴随着电子、机械污染的问题。在机电一体化产品的生产过程中,无可避免也会产生一些污染物。因此,设计者在设计研发过程中要考虑到环保问题,让机电一体化产品朝着节能环保的方向发展,以施行环保、可持续的发展策略为其提供方法指引。通过一些环保设施和环保科技的实行,有效遏制资源浪费、污染物增多的问题。当实际运行过程中出现技术故障时,也可以反复利用一些资源,以减少资源、材料的消耗。相关生产负责人还应主动淘汰一些产能落后的设备、产品,以此改变过去投入高、输出高的模式,最终实现发展的可持续,使人们拥有健康的生存环境。
2.3机电一体化产品创新的概念设计的发展展望
机电一体化产品创新的概念设计主要发展在于理论的进步。虽然机电一体化体系中依旧存在许多问题需要加强分析、研究,但其发展总趋势还是积极向上的。概括有五方面内容:第一,根据被测物理量,建立传感器特点和类型的知识库;第二,构建与机电一体化产品的概念设计相关的推理方法库;第三,将执行机构的实现运动与动作进行分类,构建执行机构库和驱动元件库,以促进驱动元件、执行、传动机构和两者的集成选择实行;第四,实现对该类产品概念设计在各个环节评价体系的建立,尤其在概念设计初期中构建对功能原理设计环节的评价体系;第五,构建调节和控制信息的资料库,以促进挑选硬件和编制软件中对机构子系统高效管控的实现。随着机电技术与各项科技的快速进步以及机电一体化研究的逐步深入,促使机电一体化产品概念设计的理论体系更加丰富,并具有更为强大的实用功能和操作功能,从而顺利实现对机电一体化产品的创新与研发。
3结束语
机电一体化产品的研究虽然已经取得了较为瞩目的成绩,但关于机电一体化产品设计的研究成果目前依然处于初级阶段,仍需要相关从业者不断加强探索、创新,通过大量细致的实践研究工作,促进机电一体化产品创新概念设计的完善和成熟,并最终实现其优异的实用价值。
作者:王中元 单位:内蒙古机电职业技术学院
参考文献:
机械制造技术的概念篇5
【关键词】远程;机械设计;服务器
1.机械设计发展概述
自二战结束以来,世界各发达国家逐渐重视设计理论和设计方法的研究,先后产生了许多新概念、新思想、新理论和新技术。从设计方法来看,国内外先后提出了并行设计、虚拟设计、协同设计,相似性设计、智能设计等新概念;从设计准则来看,出现了优化设计、可靠性设计、有限元等概念,从设计的手段来看,出现了计算机辅助设计,不仅普及了二维设计CAD软件,而且功能全面的三维造型软件也进入了实用阶段。
近年来,计算机网络技术、Web技术和数据库技术的出现和飞速发展,给现代机械设计注入了新的生机和活力,机械设计逐渐向数字化、网络化方向发展。基于Web的远程设计正是在这种条件下产生的。它的出现,使得各制造企业可以充分利用Internet和Web的国际互联性和资源共享性,组建企业间的动态联盟或虚拟设计小组,通过组合分散在各个地域企业的技术优势,发挥各个企业的局部特长,同时不同专业的技术人员可以不受地域的限制,在一个统一且易于访问的平台下进行异地的合作与设计,实现信息的交流和共享,进而快速开发出所需产品,提高产品设计的一次成功率。
2.国内外远程机械设计发展
2.1远程设计的概念和意义
远程设计即让设计人员通过客户端浏览器输入设计参数,服务器自动进行计算和选择,并根据确定的参数返回产品的规格或设计图形。远程设计技术是现代计算机技术、网络技术和机械设计技术在工程设计上的应用,它缩短了产品的设计周期和节省了设计成本,真正意义上地释放了工程技术人员。与传统的机械设计相比,远程设计具有以下优点:
(1)避免重复开发。目前企业或个人进行的机械产品设计,大部分是自己根据需要来开发设计软件,而不考虑是否有同类软件在市场中存在或者将自己的研究成 果在允许的情况下租赁或免费为他人使用等。这就形成了重复开发,浪费了大量的人力和物力。
(2)降低了企业资金和人员的投入。特别是近年来三层 B/S 网络计算模式的出现,极大地降低了客户端软硬件的配置要求。远程设计可以为用户建立一个统一的设计平台,所有的设计都在高性能的服务器上运行,客户端只需完成设计任务的输入以及设计中某些参数的选择和结果显示即可。
(3)由于远程设计一般都有提供给用户进行交流和讨论的平台,这就不仅加强了各领域专家之间信息的共享和交换,而且大大提高了一次产品设计的成功率。
2.2远程设计的国内外研究现状
2.2.1在国外,有关远程协同设计的研究和应用起步较早,主要有
(1)早在上世纪80年代中期,麻省理工学院学者就从事了这方面的研究,并首次提出T计算机支持的协同工作的概念。
(2)20世纪90年代中期,美国伯克利加州大学的集成制造实验室在美国国家科学基金、美国国防先进制造计划福特汽车公司的资助下开展了一个名为Cybercast的研究项目,建立了世界上第一个基于WWW的设计和制造系统。
(3)英国建立的Edinburgh Engineering Virtual Library网站, 提供工程设计、制造需要的各种信息,在英国建立了基于Web的虚拟制造中心,为企业设计、分析、制造等提供服务,提高了企业特别是中小企业的市场竞争能力。
(4)英国Liverpool等大学研究并应用人工智能和Internet提供滚动轴承的网络化设计服务。
2.2.2在国内,有关这方面的研究主要集中在高等院校和科研院所,其中主要有:
(1)以西安交通大学理论与轴承研究所为主、国内多家企业和研究机构共同参与建立了国内第一个支持产品协同设计的网站 - 现代产品设计与研究开发网络,旨在推进现代设计,主要提供设计知识的获取,参加的单位还有清华大学、华中理工大学、机械科学研究院、上海交通大学、重庆大学等国内许多著名的高校和科研院所。
(2)清华大学精密仪器及机械系摩擦学国家重点实验室开发出了基于Web的异地合作设计系统C-design,该系统采用了Client/Server 构架,客户与服务器之间通过VAW来完成。
(3)上海先进制造工程技术研究中心和上海飞机制造公司开发了一个基于Internet/web的异地设计与制造系统,利用其进行跨企业、跨地域的协同产品设计与制造。
另外,国内也有一些相关的网站,如:中国机械网、材料与制造综合信息服务平台等,它们提供机械设计技术数据、制造工艺技术数据等,并把机械设计技术、制造工艺技术、远程设计技术、产品数据库、计算机辅助设计都实现了网络化。在其中的机械设计技术模块中,用户只须选取自己要使用的设计模块,输入适当的参数就可自动设计出自己所需的零部件;在远程分析模块中,实现了常用机构的参数化仿真与分析。
3.远程设计系统的技术研究
在计算机网络技术的发展过程中,先后出现了以大型机为中心的计算模式、以服务器为中心的计算模式、客户机/服务器计算模式,以及随着Web技术的成熟而发展起来的浏览器/服务器计算模式。
3.1通过对两种计算模式的研究和分析, B/S 模式较 US 模式,具有以下优点
3.1.1界面风格统一、可移植
US 模式的客户端往往采用不同的开发工具开发,因此界面不统一,一般来说也互不兼容,难以移植到其它的平台上运行,而B/S模式的客户端使用统一的Web浏览器,根本就不存在移植性的问题,而且使用非常简单。
3.1.2跨平台性
B/S 模式的系统较US模式的系统有更好的跨平台性,客户端可位于任意的软、硬件平台,因此跨平台的问题得到解决。
3.1.3易于管理和维护
C/S模式的系统针对不同的客户端需要开发不同的应用程序,完成的工作量较大。一旦系统要进行修改或升级,则要修改所有客户端上的应用程序,工作重复,管理和维护成本较高。反观B/S模式,由于应用软件集中在服务器端的开发和管理,因此应用系统进行升级时,只需更新服务器端的软件即可,无需客户端的参与,因此大大减少了系统维护与升级的成本与工作量。
3.2程设计系统的支撑技术
基于Web的远程设计是一项涉及多学科多功能的综合活动,其中包括现代机械设计技术、Web技术、数据库技术等。
3.2.1机械科学技术
机械科学的理论与知识是进行远程设计的前提。没有这些理论知识作根基,远程设计无从谈起。
3.2.2计算机网络技术
远程设计是以计算机网络为基础的,计算机网络是远程设计系统的运行平台。所有的设计过程中的信息都要通过网络来传递,网络基础的好坏直接影响到远程设计系统的质量,是实现远程设计的关键技术之一。
机械制造技术的概念篇6
关键词:机械工程控制;控制理论;教学改革;教学方法
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