机械制造行业的发展及其对机械设计制造的影响分析

2014-04-16陈璟

机电信息 2014年18期

陈璟

（兰州职业技术学院汽车机电工程系，甘肃兰州730070）

0 引言

随着信息技术的革命性发展，人们对产品的要求越来越高，对厂家的生产也提出了新的要求，他们不再满足于某一特定的规格，而是要求厂家按照自己的个性化要求来生产产品，由此带来了机械制造企业管理方法的根本性变革。因此，我们必须刷新对机械制造业的认识，认真探讨机械制造业在新世纪的发展，及时把握制造技术的最新特点，不断改进生产策略。

1 我国机械制造行业发展现状

过去的十几年，中国工程机械行业取得的战绩是骄人的，如今，中国是世界第一大工程机械制造国，同时中国的工业机械销售市场也是世界最大的。然而资源的流通和粗犷式利用却严重阻碍着我国工程机械行业的发展。我国的生产方式还不够环保、不够节能，在工程机械再制造技术和产品回收体系等方面和世界发达国家还有很大差距。从我国工程机械发展的现状来看，当前正是向工程机械再制造领域进军的最佳时机。

近年来，相继出台的有关政策为制造行业发展的健康有序提供了法律保障，但是我国的机械制造业还远不如国外成熟，还有些技术瓶颈问题亟需解决：

（1）我国的工程机械再制造还处在起步阶段，国家政策存在着严重的缺失；

（2）国内还存在再制造行业标准的盲区；

（3）在国内，再制造产品的被认可度还很低，再制造缺乏引导和宣传。

2 未来机械制造行业的发展

世界的机械制造业在中国和其他新兴国家的需求增长的拉动下，在2008年全球性的经济危机到来的前几年得到了高速的发展，但随后受到了经济危机的沉重打击。

机械制造业的持续进步与全球经济的发展是相互制约、相互促进的关系，谁也离不开谁。

纵观世界机械制造业的发展，以下趋势深远影响和改变着行业未来的版图：亚洲将逐渐成为整个机械制造业的重心；中端市场将成为全球市场的竞争焦点；节能环保性能将备受制造商和用户青睐。

同时，随着制造业重心的迁移，作为亚洲雄狮的中国必将成为世界机械制造业的主导力量。

（1）未来几年，中国国内制造业的增长速度将远远高于世界平均速度的3%，这对我国今后几年机械制造业的发展无疑是一个有力的拉动。

（2）中国机械制造业的规模优势决定了其在世界机械制造业中的话语权必将越来越大。到2015年，中国将在50%的细分市场中占据主导地位。

（3）中国赶超世界先进技术的脚步越来越快，在机械制造技术上与欧洲的差距将在短时间内缩小。

3 机械设计准则

3．1 可靠性准则

可靠性是指在规定的使用条件下，零部件或产品完成预期寿命内规定功能的几率。而可靠性准则指的是必须按照可靠性的要求来设计产品零件或部件。

3．2 技术性能准则

技术性能分为动态和静态两个方面，涵盖了产品的制造、运行和功能等一切性能，比如产品的效率、功率、刚度、强度、磨损性能和热特性等。相关技术性能需要满足的规定要求就是技术性能准则。例如，振动性能准则就是对机械零件或系统的振幅、噪声和固有频率等振动参数的限制。因为振动导致额外变应力和动负荷的产生，当其频率与机械零件或系统的固有频率接近时，振幅会大幅度增加，引发共振，从而损坏部分零件甚至整个系统。

3．3 标准化准则

以下是机械产品设计相关的一些主要标准：

实物形态标准化：必须按一定的规定对原材料、能源及设备等的尺寸、结构形式等进行选用。

概念标准化：计量单位、名词术语以及符号等，在设计过程中都要符合统一的标准。

方法标准化：按相应的规定实施测量、操作与试验等。

按上述标准对设计整个过程的一切行为进行要求，就是标准化准则。根据运用范围的不同，可以把现已发布的关于机械零件设计的标准分为三大类，即企业标准、行业标准和国家标准。而从使用是否具有强制性来分，又可以分为推荐使用和必须执行两种。

3．4 安全性准则

机器的安全性包括以下几个方面：

整机安全性：指在规定条件下机器保证不发生故障，能正常实现总功能的要求。

工作安全性：指对操作人员的保护，保证人身安全和身心健康等。

零件安全性：指零件在规定时间和规定外载荷下，不会发生过度变形、断裂、稳定性丧失等问题。

环境安全性：指不危害机器周围的人，不污染机器周围的环境。

机械设计技术是上述技术进行有机融合后形成的一种综合性较强的技术，而绝不是机械技术和别的技术的简单相加。采用现代机械设计生产的产品，是人肢体功能的拓展，同时也是人的感官与智慧的延伸。

4 未来机械制造行业发展对机械设计制造提出的要求

4．1 自动化

自动化是机械制造技术发展的必然趋势，科技的发展对自动化的普及起着推动作用，机械制造的自动化主要表现在制造技术中的集成技术、系统技术和人机一体化技术中，自动化为机械制造技术提供了一个快速发展的有力平台。

4．2 人性化

人性化的控制和操作有利于机械作业适应性和安全性的大幅度提高。当今的机械制造技术向着电子化的方向迅速发展，微机控制技术的使用使得发动机在最佳功率配备下工作变得更加容易，能有效降低油耗，同时还能对机器状态进行自动诊断，让机器一直在良好的状态下运行。

4．3 系统性

以计算机技术为依托，基于系统观点，将机械产品视作一个整体或者一个总系统，从而让人、环境和机器三者之间的关系相互协调。在实践中，将总系统按照一定的标准划分为许多个子系统，充分利用现代设计方法和理论对系统进行优化，使各系统相互匹配和协调。

4．4 动态性和随机性

任何机械产品的功能都是在随机状态下完成的。传统设计不能反映实际工况条件下机械产品运行的行为，因为传统设计受条件限制不得不采用静态分析方法，如果一定要将随机动态纳入考虑，对修正参数的选择也只能凭经验。而现代设计要求动态、可靠和定量，它是充分利用可靠性设计法、有限元法和数学规划法，并综合考虑零部件的损伤谱、材料强度谱、载荷谱进行的设计。现代设计能很好地满足顾客对产品性能的需求，最大限度地对性能进行优化，降低能耗。

4．5 远程机械设计

未来我国机械设计发展的重点应锁定在远程机械设计上。远程机械设计涉及相当多的计算机和机械工程方面的知识，属于多技术、多学科领域。目前，远程机械设计在我国正处于起步阶段，因此，要大力研究如何在网络环境下调用和获取设计资源，这样，设计人员就可以充分利用网络对在设计过程中遇到的问题进行及时的分析计算，在短时间内将问题解决，从而尽快进入下一个环节，达到节约成本、缩短工期、提高工作效率的目的。