1開放式循環(huán)系統(tǒng)應用的特點

集約型經濟增長方式是機械制造自動化發(fā)展的必然趨勢，并且受到社會主義科學發(fā)展觀的先進指導，對機械產品加工發(fā)揮了重要的推動作用。開放式循環(huán)系統(tǒng)是集約型經濟的典范，涵蓋了集約型理念及機械制造業(yè)生產的諸多要素，研究這一新產業(yè)模式必然有助于機械經濟體系的優(yōu)化改革。開放式循環(huán)系統(tǒng)應用于機械制造業(yè)生產，其基本內涵主要包括：

（1）開放性。

經濟全球化環(huán)境下，機械制造業(yè)產業(yè)經營不再局限于國內，國際市場應當是本國機械制造業(yè)開拓的主要方向。這就要求企業(yè)制定產品制造方案期間，以國際銷售質量標準為總指導把產品“做精、做細”，實行開放式的加工制造策略。另外，機械產品設計與制造加工階段所用的工藝方式也要進行更新調整，根據不同產品銷售對象設計出相匹配的產品形式，以滿足采購方購買產品的質量標準。

（2）經濟性。

引入先進的循環(huán)系統(tǒng)輔助機械產品設計與制造，所創(chuàng)造的經濟收益額度也是相當可觀的。基于開放式循環(huán)系統(tǒng)的產品制造，既降低了原始物料的生產投資，也引入了國際市場上推廣的新產品形式，這些都幫助本國企業(yè)產品增強了其市場銷售的競爭力。借助新型機械制造業(yè)系統(tǒng)也可自動化計算企業(yè)生產的盈虧情況，督促經營者及時調整產品生產方案。假設：企業(yè)產品銷售單價為p，銷售量為x，企業(yè)產品銷售為y；企業(yè)的固定成本為a，單位變動成本為b，企業(yè)總成本為c；

（3）循環(huán)性。

機械產品設計與制造所用原材料的種類復雜，許多原材料均能夠重復處理應用，循環(huán)性是開放式循環(huán)系統(tǒng)的另一大特點。可持續(xù)可持續(xù)發(fā)展觀也提出資源循環(huán)利用的先進指導，號召機械制行業(yè)從事生產加工活動時注重資源的高校利用。企業(yè)根據機械產品設計與制造剩余的原物料，經過二次處理后循環(huán)利用，既降低了原材料成本資金的消耗，也提高了物質資源、人力資源等方面的有效利用率。

2開放式循環(huán)系統(tǒng)應用于機械產品設計與制造研究

科學技術是先進生產力的主要來源，任何一個企業(yè)掌握先進的科學技術均有助于日常生產效率的提升。開放式循環(huán)系統(tǒng)推廣應用之后，企業(yè)必須要設計出符合開放式系統(tǒng)運行要求的技術方案，以輔助機械產品設計與制造的順利實施。虛擬現實與仿真是開放式循環(huán)系統(tǒng)運用的關鍵技術。通過建立數字化操作平臺改革產品制造方式，引導機械產品設計、制造朝著“自動化、智能化、一體化”的發(fā)展趨勢升級調整。

（1）設計模塊。

機械產品不同于其它產品范疇，其在生產制造前期需要經過嚴格的設計處理，只能選擇最優(yōu)方案投入到實際生產活動中，這是由于機械產品種類繁多、功能不一、結構復雜等特點決定的。虛擬現實與仿真配備了設計模塊，用戶只需將產品需要控制的參數標準輸入系統(tǒng)，即可自動生成二維、三維等數據模型，如圖2所示。根據模型分析所得的產品制造方案進行全面性的工藝研究，從而為企業(yè)提供出“質量最優(yōu)、效益最優(yōu)”的雙優(yōu)制造模式。

（2）傳輸模塊。

創(chuàng)設虛擬現實及仿真作業(yè)平臺，必須要借助傳感器完成各類數據的傳輸，如圖3所示。確保生產信息能夠及時地傳遞給生產人員。現代傳感器主要是指用戶與虛擬環(huán)境的接口，一方面接受用戶的操作并將其作用于虛擬環(huán)境，另一方面將操作結果以綜合形式反饋給用戶，使用戶形成對虛擬環(huán)境的感知。如：產品制造流程運行時，經過傳感器模塊把機械產品重要的參數傳輸給制造人員，引導其嚴格按照標準進行加工處理，使成品質量符合圖紙設計的規(guī)范。

（3）檢測模塊。

自動化是機械產品設計與制造發(fā)展的一大趨勢，開放式循環(huán)系統(tǒng)用戶操作將面臨各種復雜信息的處理，強化生產信息的檢測是必不可少的。虛擬現實與仿真系統(tǒng)設置檢測模塊，可科學地辨別機械制造業(yè)數據的準確性。如：檢測分析由傳感器模塊接收到的數據信息，并將其轉換為系統(tǒng)操作指令傳輸給控制模塊操控虛擬環(huán)境，使機械產品實現了“邊加工、邊檢測”的局面。無論是成品、半成品或在制品，均可利用檢測模塊識別最終的質量。

（4）控制模塊。

所有機械產品的制造流程都是有控制模塊完成，這是仿真系統(tǒng)的核心部分，既可以仿真控制虛擬環(huán)境以應對用戶操作，又可以將虛擬環(huán)境的反饋通過反饋模塊控制傳感器使用戶獲得仿真體驗。為了減少產品制造的物資消耗量，降低企業(yè)生產加工的成本耗資，需利用虛擬現實與仿真技術進行加工模擬。生產人員向虛擬系統(tǒng)發(fā)出操作指令，自動選取不同的制造加工工藝，詳細地判斷各種制造方案的成本投入、物資消耗、操作難度等標準，篩選出最優(yōu)制造方案且完成自動化加工控制。

（5）反饋模塊。

虛擬現實技術融合了人工智能、計算機科學、電子學、傳感器、計算機圖形學、智能控制等多個學科知識，屬于一個系統(tǒng)性的產品加工制造過程，符合了開放式循環(huán)系統(tǒng)的運行特點。除了在機械產品設計與制造流程里發(fā)揮出傳輸、檢測、控制等功能外，虛擬系統(tǒng)也具備了分布式信號反饋功能。主要把實際生產中遇到的問題如實地反饋給生產人員，以促進制造工藝的優(yōu)化改進。如：反饋模塊能夠接收來自控制模塊的處理信息，為廣大企業(yè)用戶提供與產品制造相關的反饋服務。

3高科技系統(tǒng)應用的注意事項

新型系統(tǒng)用于機械產品設計與制造具有科技創(chuàng)新的價值，其徹底改變了傳統(tǒng)手工繪圖、編程、質檢等方面的缺陷，以機械制造技術為核心創(chuàng)建了新型的生產方案。開放式循環(huán)系統(tǒng)是基于電子信息技術、機械制造及其自動化技術等共同創(chuàng)建的新模式，推廣高科技系統(tǒng)加快了機械產品設計與制造的一體化流程。由于開放式系統(tǒng)與機械設計系統(tǒng)之間的獨立性，實際使用階段還要考慮循環(huán)系統(tǒng)開放式控制的技術要求。

（1）技術創(chuàng)新。

考慮到開放式循環(huán)系統(tǒng)的諸多優(yōu)勢，以及機械產品自動化加工的必然趨勢，選擇新型生產系統(tǒng)輔助產品制造是企業(yè)可持續(xù)經營的基本保證。隨著國外采購客戶的增多，機械制造業(yè)生產制造更應注重產品質量的“高標準”，必須充分發(fā)揮開放式循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)勢，借助虛擬現實與仿真技術的多項模塊，編制科學可行的產品加工工藝。例如，CAD/CAM等技術輔助機械產品的設計、制造，三維建模技術輔助機械產品設計方案的演變模擬，這些都是開放式循環(huán)系統(tǒng)應用需要采用的技術。

（2）設備創(chuàng)新。

機械產品設計與制造是一項復雜的技術活動，由于從手工繪圖設計轉變?yōu)檐浖茍D設計，機械產品加工工藝均發(fā)生了明顯的變化。未來機械制造業(yè)要考慮設備技術的創(chuàng)應用，手動式機床必須被數控機床所取代，再配備開放式循環(huán)系統(tǒng)才能發(fā)揮出最大的生產價值。數控設備是機械制造自動化的主要工具，涉及到數控機床、加工中心、數控刨銑等應用。開放式循環(huán)系統(tǒng)指導下，需把計算機控制平臺與機械產品設計聯合起來，創(chuàng)建遠程式生產控制系統(tǒng)，對X、Y、Z等三軸的工作坐標精確劃定。

4結論

總之，機械經濟對國民經濟收益具有極大的影響力，也是帶動其它兩大產業(yè)結構發(fā)展的有利因素。機械產品設計與制造方案是行業(yè)開發(fā)產品的研究重點，其必須要以高科技系統(tǒng)作為前臺支撐，才能挖掘出更多優(yōu)越的生產工藝方案。面對經濟全球化創(chuàng)造的機遇與挑戰(zhàn)，國內機械產品制造企業(yè)必須積極引入開放式循環(huán)系統(tǒng)，輔助機械產品設計與制造方案的順利實施。借助于虛擬化操作系統(tǒng)詳細地分析產品結構，對其中反饋出來的問題給予有效的改革指導，促進企業(yè)在設計方案、生產工藝、產品質量、制造成本等方面實現優(yōu)化升級。

作者：焦斌 單位：鄭州航空工業(yè)管理學院