机械类运动器械设计性能综合评价

机械类运动器械设计性能综合评价

杨建伟 冯凯

河南工学院 453003

摘要：机械产品是指那些具有物理实体结构且在操作过程中仅涉及物理行为的人造物理装置。制造业特别是机器制造业，是国家经济的支柱产业和经济增长的发动机，是高新技术产业化和现代化的基础，是国家安全的重要保障。为实现我国机械工业从“国外引进型”向“自主创新型”跨越，达成创造强国的宏愿，必须重视机械产品设计理论及方法的研究。

关键词：机械类；运动器械；设计性能；模糊综合评价

引言

机械制造行业的发展非常依赖自动化机械设备的设计和研发，只有不断地推动自动化机械设备的设计和研发，才能为机械制造提供源源不断的动力。在实际的发展中，自动化机械设备的研发和设计都离不开计算机技术。在具体的研发过程中，需要对以往自动化机械使用中出现的问题进行探索，及时了解出现问题的原因，然后在原有的基础上实现不断的突破，推动自动化机械设备设计和研发过程中的创新。同时，相关人员还要注重自动化机械设备设计和机械制造工作新路径的探索，不断优化自动化设备设计和研发的渠道，推动机械制造行业的快速发展，从而为我国的经济建设发挥自己的力量。

1机械设计制造及其自动化的意义

在现代化信息科技时代，自动化技术已经成为机械制造行业的尖端技术，在工业的生产过程当中内燃机的自动化技术能够提高产品生产质量和数量，因此内燃机自动化技术适用于企业的大批量产品生产工作当中，在提高了产品生产数量的同时也能够提高产品的生产品质，实现企业利润的最大化，能够合理化以及科学化的实现工业的设计以及生产。传统的机械制造生产模式主要是依赖于人工实现生产制造，因此会造成生产工作内容庞大且复杂，同时也无法对于工业生产过程当中即将可能出现的生产问题进行及时的发现以及解决，面对生产制造过程当中的设计不合理以及生产技术难点等相关问题不能够做出提前的预判以及处理，但是通过机械设备当中的内燃机自动化可以将生产过程进行提前的模拟，将工业生产过程当中的每个环节利用信息数据进行拆解呈现，使得工业生产过程当中的每一项生产步骤和生产过程当中应用的每一个技术要点都能够通过信息数据得到分析以及展示，之后利用自动化技术来对于所采集到的相关信息数据进行比对以及分析，进而及时的发现工业生产步骤以及应用技术当中的不合理之处，然后展开具有针对性的纠正以及问题的解决，针对于工业生产过程当中不可避免会发生的相关问题能够通过技术化手段进行提前的措施准备以及生产预警。

2指标体系及权重

评价指标体系建立是系统评价基础性工作，只有建立合理的科学的指标体系，才能得到公正的客观的评价结果。评价指标体系建立是一个复杂的系统化过程，传统的将一些指标简单堆积和组合的方式已不适应现代评价技术的需要，而是综合考虑相关因素并遵循某些规则，建立包括指标体系权重在内的层次结构集合。权重反映的是指标相对重要性，是被评价对象不同侧面重要程度的定量分配，直接影响评价结果。本研究依据机械设计要求，结合前人的研究成果，在《机械类运动健身器材综合评价指标体系建立》一文中，构建了由产品性能、结构性能、工作性能和工艺性能4个一级指标，以及每个一级指标下所属7个二级指标构成的层次结构指标体系，并使用层次分析法改进的G1法计算了指标权重，构建了完整的机械类运动器械设计性能综合评价指标体系。

3功能求解

确定了机械系统总功能及约束后，则须寻求该总功能的功能原理解。对于机械系统来说，功能求解有两层含义：第一，指系统功能结构图也是工艺动作过程分解方式，方法就是功能分解和功能动作过程的构思；第二，指的是功能元的求解过程，即确定功能载体。目前关于功能求解的研究现状如下：在FBS框架基础上提出交互式模型，通过映射抽象层次的探索及聚合机械产品设计空间；张俊通过借助类比思想，建立了人、机、环境三者的约束因素集合，并进行彼此之间的耦合，从而建立由人、机器和环境构成的物质-场模型；并借助标准解指导，解决耦合过程中的问题，得到理想的耦合效应。以裁剪本质和实现方式为约束条件，基于TRIZ中发明原理及规律作为解决问题的知识源，提出基于知识的系统裁剪方法，使裁剪操作简化且利于方案解获取。基于功能基建立模型来阐述元功能及输入输出流，并采用键合图方式表述输入/出流的行为属性，利用无向图表述载体层次结构，并在零件－联接器基础上建立载体模型，最后基于功能分解及载体映射生成概念设计方案。通过相异物理量间最短路径来启发式寻找设计模型，通过最短路径知识辅助及其他启发式知识快速从知识库中检索合适的组合原理解；借助类比源设计与功能类比作用原理，提出基于TRIZ的类比源设计求解过程模型。通过构建功能链以及提取设计中的FS映射信息获得结构链，再利用DSM设计知识对所获得的结构链进行结构匹配性评判，从而实现对计算机辅助概念设计方案的获取与筛选。

4对评价实例进行分析

机械设计制造及其自动化所延伸的产品有很多，其所具备的功能也是多种多样的，但是相关设备所发挥出来的作用却是不同的，比如说电力接口、电气接口等设备。在机械运作的过程中，就会发挥出不同功能的作用。像这样的设备，在应用的过程中也多是以单元形式为主。同时，这样也存在一些问题，多数零构件由于是以单元的形式发挥作用，就不容易被集中，这样就不能发挥机械生产都最大效能。例如：在汽车生产的过程中，会采用自动化技术来进行加工，但是其中如果用单一的图像处理模块、定量模块、定位模块等内容对其进行处理，这样就会使各个模块之间的融合性变差，彼此之间处于分离的状态，只能独立地发挥作用，不能真正的做到“劲往一处使”。因此，在未来机械设计制造及其自动化的发展过程中，模块化会是其发展的主要趋势之一。在此之中，不仅要进行模块化的管理与加强，也要进行集约化的发展，可以更好的促进彼此之间的交融，使效能之间的配合发挥到最佳效果。

5结论

通过以上指标体系及权重、评价数学模型建立以及评价实例分析，得出如下结论。(1)用大隶属度准则获得“优秀”评价结果，用评分准则得出的评价结果接近“良好”，所以用不同评价准则会获得各异评价结果，实际运用时要根据具体情况选择评价准则。(2)本文的评价实例是对单一的运动器械进行评价，得到设计性能“优秀、良好、中等、较差”等结论；实际应用时可以对多个运动器械进行评价，评价结果按优劣次序进行排序。(3)模糊综合评价模型具有完善的模糊数学理论支撑，是目前综合评价领域应用广泛的方法，也是成熟、科学的方法，适合于处理非确定性问题。本文构建的数学模型简单清晰，也可以应用于其他领域的综合评价

结束语

计算机技术在自动化机械设计和研发中的应用已经成为必然趋势，势必会为自动化机械设备的设计和研发带来新的创新技术，为了进一步发挥计算机技术在自动化设计和研发中的作用，企业必须重视机械制造人员的计算机水平和综合素质的提升，加强企业管理水平，优化人才管理结构，推动机械化设计和制造的快速发展。

参考文献

[1]刘伟强.浅析机械设计制造中机电一体化的应用[J].内燃机与配件,2019(24):215-216.

[2]顾士林.机械工程的可靠性优化设计分析[J].内燃机与配件,2019(24):216-217.

[3]冯建俊.机械制造与自动化中的节能设计理念[J].湖北农机化,2019(24):16.

[4]张向阳.机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用[J].湖北农机化,2019(24):73.

[5]张琪.机械设计制造中机电一体化的应用[J].湖北农机化,2019(24):75.

作者简介：

第一作者：杨建伟 河南工学院 453003第二作者：冯凯