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浅析现代机械设计方法与未来机械设计张波

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第11期作者：张波

[导读] 摘要：在社会经济飞速发展，各种机械工业产品的品种、结构复杂程度也是不断增加，需求商对产品质量要求也是更高，需求供货周期逐渐的缩短，还要求低价格。

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        摘要：在社会经济飞速发展，各种机械工业产品的品种、结构复杂程度也是不断增加，需求商对产品质量要求也是更高，需求供货周期逐渐的缩短，还要求低价格。传统机械工艺设计方法逐渐的暴露出不足之处，比如其设计的周期长，准备过程复杂，要求的成本高等等，因此现代机械设计应运而生，它突破了传统机械设计的只关注实现产品预期功能的要求，引导机械设计系统化、智能化的发展。本文作者结合多年工作实践经验，主要就现代机械设计方法与未来机械设计进行了简单探讨，希望对相关从业人员有所帮助。
        关键词：现代机械；设计方法；未来机械设计
        机械设计制造行业对社会经济的发展具有强劲的推动作用，尽管机械设计制造行业的整体发展水平比较高，但这并不意味着没有发展需要。智能、数字、绿色等重要发展趋势无不昭示着机械设计及其自动化的广阔发展空间。因此，相关行业及从业者应当立足现实需要，积极进行各方面的探索，寻求适合自身的发展之道。
        1现代机械设计的方法
        1.1计算机辅助设计方法
        计算机辅助机械设计方法是应计算机技术的飞速发展而生的，机械设计工作人员可以在构思、画图、修改和运算等方面利用计算机来辅助。这一新兴的学科充分利用了计算机高速运算和简便绘图的功能，提高了机械设计产品的精度和速度。相比于传统的机械设计方法用手绘或者图纸的方法来制定设计过程，计算机辅助设计不仅可以减少机械设计人员的体力劳动，更重要的是可以提高机械设计的精确度，操作简便快速，缩短设计周期，减少设计的成本。CAD系统由硬件和软件两系统组成。所谓硬件系统就是计算机辅助机械设计的物质基础部分；软件系统是辅助设计的核心关键部分，决定了CAD的所具有的功能。整个CAD系统的系统软件部分是自动管理和控制计算机的资源，处于软件的核心内层，包括操作系统和通信系统等；支撑系统就是帮助技术人员开发应用软件的工具，所以又叫做软件开发工具；应用软件就是用户应用上述系统来自主编制各种解决问题的程序。CAD的一般设计过程：建模，即一般常见的机械零件拥有现成的模型，但是没有的就需要先建立正确的模型；程序框图，即根据手工计算的步骤来设计程序的框图、编制程序、调试程序。
        1.2系统化设计方法
        传统的分析设计方法一般是把要设计的对象分成独立的几部分来分别进行研究。由于各个部分的研究人员不能及时交流，导致所设计对象的各个部分是独立的，因此得出的结论往往是片面的、不完整的。现代系统分析设计方法把所设计的对象看成是一个完整的系统，用系统工程的方法来进行研究，并且在寻求最佳的设计方案时还要考虑产品或系统的制造过程和运行情况。即系统分析设计应同时考虑系统的开发、系统的制造和系统的运行这三个部分，只有这样才能验证出产品的设计效果。
        1.3结构模块化的设计方法
        机械产品的设计中通过运用结构模块化的设计方法使得产品结构零部件功能更好的实现，这一设计方法的应用需要结合各零部件的特征，提前解决各零部件运作中出现的冲突情况，这不仅有助于提高整个机械产品的运行效率，而且在一定程度上可以减少机械产品的研发成本和应用损耗。在具体的应用中通过将机械产品的结构进行分层来最大程度规避机械制造中出现的风险，实现各零部件功能应用的最大优势。机械产品的设计过程中要充分结合设计者自身的思维特征，根据设计者的不同思路来更好地实现各零部件功能的应用，提高机械产品整体的性能。
        2未来机械设计
        2.1环保化
        随着我国经济的飞速发展，面临着很多的环境污染问题，机械设计制造与人类的生活有着直接的关系，因此，机械制造行业的发展方向将向着环保化发展。新中国成立以来，就特别重视制造业的发展，它也推动了我国经济的飞速发展，但也给我国的环境带来很严重的污染问题，因此，作为机械制造业，要想不被淘汰，就必须进行转型，践行制造生产、环保先行的和谐发展理念。

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机械设计制造行业利用自动化技术，可以很好的改善产品的设计、以及制造，可以减少企业生产时所产生的污染，很容易造成环境污染，利用自动化技术可以减少污染，云可以降低能源的消耗，同时还要减少使用污染严重的原材料，才能更好的保护好我们所生存的环境。
        2.2智能化
        现阶段，科学技术得到了飞速的发展，智能化将是今后很长一段时间内机械设计制造行业发展的必然趋势。通过将电子科技与其他多项科技进行充分的结合，从而实现生产半机械化的模式，然后通过电子技术来对机械功能进行有效的扩充，实现生产的流程化和系统化，这样才能更有效率的进行工业生产。在未来，各个行业都会应用智能化产品，这是将来的发展趋势，利用智能化技术能够对机械生产进行智能控制，可以更有效率的进行生产，也能保证安全的进行生产。目前，我国的工业大多数都是劳动密集型企业，需要大量的工人进行加工制造，但是随着智能化技术的进一步发展以及普及，将会大大减少工人的存在，甚至会实现无人化生产，推动我国经济的进一步发展。
        2.3网络化
        现如今，我国的网络信息技术得到了飞速的发展，利用现在先进的网络技术，可以远程控制机械制造的生产。利用互联网技术，可以精准的控制生产过程中的每一个环节，可以进行动态化管理。此外，相关的工作人员可以利用这些网络技术，对自己负责的区域进行有效的监控，这样才能及时的发现问题，并采取相应的措施解决问题。过去在生产时，一旦遇到问题就需要进行停机处理，现在网络技术的应用可以很好的解决这些问题。
        2.4以优化设计取代可行性设计
        信息技术的发展为机械设计提供了更多的优化条件，因此在机械设计未来的发展中将更多地进行优化设计，通过提升机械产品的内部结构系统来提高整体的性能。在具体的应用中通过建立更贴切的数学模型来选择最优设计结果，取代传统的可行性设计方法。优化设计的应用不仅有助于提高现代机械设计方法的革新，同时有助于现代机械设备产品的整体性能提高，推动我国机械设计领域的发展进步。
        2.5以自动化设计取代人工设计
        伴随着我国信息技术的不断发展，在未来机械设计中会呈现出自动化的设计趋势，由信息科技自动化设计取代人工设计。充分运用电子信息技术的智能性来融合机械产品的数据资料，并通过对相关数据资料的整合分析设计出高性能的机械产品。通过运用自动化设计，可以有效提高人机结合的进程，大大提高了相关数据分析的效率，进而有助于提高机械产品设计的严谨性和科学性。
        2.6数字化
        数字化是应用比较广泛的科学技术，无论是生产行业还是服务行业，数字化都能在其中发挥有效作用。在自动化的机械设计制造过程中，大量生产数据由此产生，如果能对产生数据进行有效分析，那么就可以实现对机械设备的实时监控，如此便能对机械设备产生的故障与安全问题进行预警。
        3结语
        总之，随着我国机械设计行业的蓬勃发展，相应的设计理念也需要有所提高。目前机械设计正朝着计算机化、智能化发展，所以一些虚拟三维图形软件、智能设计软件也是未来发展的大势，但由于这些的研究起步较晚，目前还没有比较成熟的方案设计工具。另外，无论何种技术和方法，人才是技术创造的核心，人的创造性外加一些辅助手段，必然会对机械设计行业带来很大的益处。机械设计应朝着智能化、网络化、绿色化的方向发展。
        参考文献
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        [2]刘亚明.谈现代机械设计方法及进展[J].世界家苑，2013，12（10）：88-89.
        [3]李达勇.机械设计制造及自动化的未来发展研究[J].军民两用技术与产品，2017（12）；
        [4]张艳.谈现代机械设计方法与未来机械设计[J].现代机械，2015（2）：58-59