機械產(chǎn)品設計制造研究

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摘要：在機械產(chǎn)品的設計制造中，開放式循環(huán)系統(tǒng)是一種自動化設備，與傳統(tǒng)的設計和制造模式不同，其進一步提高了產(chǎn)品生產(chǎn)和制造的效率，也提升了產(chǎn)品的質量，已經(jīng)成為新時期下，機械產(chǎn)品設計和制造的主要模式。本文以開放式循環(huán)系統(tǒng)為研究切入點，對其在機械產(chǎn)品設計和制造中的應用，進行了詳細的研究和論述。

關鍵詞：開放式循環(huán)系統(tǒng)；機械產(chǎn)品；設計制造

伴隨著社會的發(fā)展，對機械產(chǎn)品設計和制造的質量要求也越來越高。這種情況下，傳統(tǒng)的設計制造模式已經(jīng)無法滿足需求，開放式循環(huán)系統(tǒng)作為一種自動化設備，有效保障了機械產(chǎn)品設計和制造的質量，并在此基礎上提升了機械產(chǎn)品設計和制造的效率，提高了機械制造業(yè)的整理質量，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1傳統(tǒng)機械產(chǎn)品設計與制造模式

以往，我國經(jīng)濟在發(fā)展呈現(xiàn)出粗放型的經(jīng)濟增長方式。在折中粗放型經(jīng)濟增長模式下，我國機械產(chǎn)品設計和制造的過程中，也具有明顯的粗放性。具體表現(xiàn)在：資金、設備、廠房等資源消耗量較大，且所生產(chǎn)出的產(chǎn)品質量較低，難以滿足客戶對質量的需求。伴隨著經(jīng)濟的進一步發(fā)展，粗放型經(jīng)濟發(fā)展模式下的弊端日益暴露，逐漸轉變?yōu)榧s式的增長方式。機械產(chǎn)品設計和制造模式，也隨之改變，逐漸向集約式發(fā)展。這一產(chǎn)品設計和制造模式的改變，不僅提高了產(chǎn)品的質量，也在一定程度上減少了資源的浪費。例如，在某產(chǎn)品設計和制造的過程中，粗放型的生產(chǎn)模式下，其材料、薪資、設備的浪費情況分別為236、178、82，但在集約型的生產(chǎn)模式下，其材料、薪資、設備的浪費情況分別為199、158、78[1]。

2開放式循環(huán)應用模式

2.1開放式循環(huán)系統(tǒng)。伴隨著經(jīng)濟增長方式的改變，機械產(chǎn)品的設計制造也逐漸過渡到集約型的階段中。因此，必須要對傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品設計和制造模式的轉變。在這種背景下，機械產(chǎn)品設計和制造的開放循環(huán)系統(tǒng)應運而生。所謂的開放循環(huán)系統(tǒng)，主要是指一種自動化的設備，將其應用到機械產(chǎn)品的制造和加工過程中，改變了傳統(tǒng)機械產(chǎn)品設計和制造方法。在開放循環(huán)系統(tǒng)模式下，企業(yè)在進行機械產(chǎn)品設計和加工的過程中，依據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)的實際情況，選購合適的自動化設備，充分利用其自動化系統(tǒng)的性能，設計出一種智能化的制造模式，以減少機械產(chǎn)品設計和生產(chǎn)過程中的資源浪費，并提升產(chǎn)品的質量，從而達到提升機械企業(yè)經(jīng)濟效益的目的。2.2開放式循環(huán)系統(tǒng)的特點。與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品設計和制造模式不同，開放性循環(huán)系統(tǒng)的應用，具有三個明顯的特點：1）開放性。這是開放性循環(huán)系統(tǒng)在最為顯著的特點。傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品設計和制造模式下，常常將經(jīng)濟收入放到第一位，而忽視了產(chǎn)品的質量和性能；開放式循環(huán)系統(tǒng)模式下，更加注重滿足現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展需求，并且蘊含了經(jīng)濟發(fā)展中的技術要素。同時，其發(fā)展路徑也進一步拓寬，逐漸延伸到國外。機械產(chǎn)品設計和制造的過程中，開始以國際銷售的質量作為主要標準，并以此為原則，實施開放式的加工制造策略，盡量將產(chǎn)品“做精、做細”。此外，開放式循環(huán)系統(tǒng)所采用的產(chǎn)品加工工藝也開始不斷革新和調整，相關的設計和加工人員，根據(jù)不同產(chǎn)品的銷售情況，設計處于之相對應的產(chǎn)品，以達到滿足采購方質量標準的目的。2）經(jīng)濟性。機械產(chǎn)品設計和制造的傳統(tǒng)模式下，必須要使用大量的原始物料，且生產(chǎn)出的產(chǎn)品也不一定滿足市場的標準，因此，機械制造業(yè)常常面臨較大的虧損。而在開放式循環(huán)系統(tǒng)中，制造業(yè)可以根據(jù)市場的不同需求，制定出不同型號的、不同類型的產(chǎn)品，并且在設計和制造過程中，原始物料使用率降低，且生產(chǎn)質量提升，基本滿足市場的需求。在這種情況下，就大大降低了企業(yè)的虧損能力，提高了企業(yè)在國際市場上的競爭力。不僅如此，通過這一系統(tǒng)，企業(yè)還可以對其生產(chǎn)盈虧情況進行計算，從而對目前的生產(chǎn)方案進行優(yōu)化和調整，以不斷提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。例如，產(chǎn)品銷售單價為p，銷售量為x，企業(yè)產(chǎn)品銷售為y；企業(yè)固定成本為a，變動成本為b，企業(yè)總成本為c，則，在這種情況下，當企業(yè)達到盈虧平衡的時候，上述兩個公式將演變?yōu)椋杭矗豪纾称淦髽I(yè)產(chǎn)品銷售收入為1億元，企業(yè)固定成本為3200萬元，變動成本為6000萬元，則根據(jù)上述的共識，可以計算出企業(yè)盈虧平衡點的銷售額為8000萬元。3）循環(huán)性。企業(yè)在進行產(chǎn)品設計、制造的過程中，由于原料種類復雜，并且設計和加工流程復雜，在開放式的循環(huán)系統(tǒng)中，可以對其剩余的原物料，進行二次加工和處理，并進入到循環(huán)利用中，進而在很大程度上降低產(chǎn)品生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的資源浪費現(xiàn)象[2]。

3開放式循環(huán)系統(tǒng)的應用

3.1設計模塊。機械產(chǎn)品設計和制造的過程中，其質量要求相對較高，且品種繁多、功能不宜、結構復雜。必須要在前期經(jīng)過嚴格的設計處理，選擇出最佳的生產(chǎn)方案，才能確保產(chǎn)品的質量，并將其投入到生產(chǎn)的以應用中。因此，在開放式循環(huán)系統(tǒng)中，主要是在設計模塊內增加了虛擬現(xiàn)實、仿真的作業(yè)平臺，在進行設計的過程中，只需要將產(chǎn)品的參數(shù)輸入系統(tǒng)中，就可以字對產(chǎn)品的數(shù)據(jù)模型進行自動生成。在此基礎上，設計人員可以根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)制造的方案進行研究，最終得出最佳的制造方案。3.2傳輸模塊。在開放式循環(huán)系統(tǒng)中虛擬現(xiàn)實、仿真的作業(yè)平臺創(chuàng)設的時候，需要大量的數(shù)據(jù)進行對比和參考。而大量的實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的傳輸，必須要借助于傳感器，將其準確、無誤地傳遞給生產(chǎn)人員，以便其及時調整加工計劃，從而提升產(chǎn)品生產(chǎn)的質量。該系統(tǒng)中的傳感器主要是指用戶和虛擬環(huán)境之間的接口，通過該接口，可以接受用戶的操作，并將其作用于虛擬環(huán)境中。同時，通過這一借口，還可以將操作的結果反饋給用戶，使得用戶對虛擬環(huán)境進行充分的感知。3.3檢測模塊。開放式循環(huán)系統(tǒng)中，其自動化水平較高。在這一系統(tǒng)中，用戶操作過程中，必須要對各種的復雜的信息進行處理，尤其是對生產(chǎn)信息的而檢測，是比不可缺少的一個環(huán)節(jié)。而通過該系統(tǒng)中的檢測模塊，可以對機械產(chǎn)品制造中的相關數(shù)據(jù)準確性進行有效的檢測，基本上實現(xiàn)了“邊加工、邊檢測”的模式，從而確保了產(chǎn)品的質量。3.4控制模塊。這是整個系統(tǒng)的核心，因為該模塊對機械產(chǎn)品制造中的所有流程進行有效的控制，可以利用仿真、虛擬環(huán)境以應對客戶操作，還可以將其反饋的結果，通過反饋模塊，利用傳感器，將其反饋給用戶，并使得用戶獲得仿真體驗。例如，在機械產(chǎn)品設計和制造的過程中，為了減少資源的消耗量，降低成本，可以充分利用虛擬現(xiàn)實和仿真平臺進行加工模式。在這一過程中，只需要生產(chǎn)人員向虛擬系統(tǒng)操作指令，該系統(tǒng)就會自動選取不同的加工工藝，形成各種不同的加工方案。同時，還會將各種加工方案中的成本、消耗、難度等進行詳細的對比，從而自動篩選出最佳的加工方案。3.5反饋模塊。開放式循環(huán)系統(tǒng)屬于一種自動化設備，其中應用了先進的科學技術，如：人工智能、計算機、電子學、智能控制等。該系統(tǒng)在運轉的過程中，不僅能夠發(fā)揮傳輸、模擬、檢測和控制等功能，還可以將產(chǎn)品設計和制造過程中遇到的問題進行有效的反饋，促進生產(chǎn)人員對其進行有效的解決和優(yōu)化[3]。

4結束語

綜上所述，在開放式循環(huán)系統(tǒng)中，通過自身的設計、功能、檢測、控制和反饋等模塊，加強產(chǎn)品設計和生產(chǎn)過程中的控制，提升了企業(yè)產(chǎn)品的質量和生產(chǎn)效率，促進了其產(chǎn)品設計和制造朝著“自動化、智能化、一體化”的趨勢發(fā)展。

參考文獻：

[1]焦斌.開放式循環(huán)系統(tǒng)在機械產(chǎn)品設計制造中的應用研究[J].機械設計與制造,2013(12):158-160.

[2]仇品先.開放式循環(huán)系統(tǒng)在機械產(chǎn)品設計制造中的應用研究[J].中國機械,2014(14):283.

[3]曾明哲,王越,趙犁.開放式設計與制造[J].新美術,2013(11):28-34.

作者:劉文兵 蔡超逸 盧周成 梅曉雄 單位:荊楚理工學院