1開放式循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用的特點

集約型經(jīng)濟(jì)增長方式是機(jī)械制造自動化發(fā)展的必然趨勢，并且受到社會主義科學(xué)發(fā)展觀的先進(jìn)指導(dǎo)，對機(jī)械產(chǎn)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(jīng)濟(jì)的典范，涵蓋了集約型理念及機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)的諸多要素，研究這一新產(chǎn)業(yè)模式必然有助于機(jī)械經(jīng)濟(jì)體系的優(yōu)化改革。開放式循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)，其基本內(nèi)涵主要包括：

（1）開放性。

經(jīng)濟(jì)全球化環(huán)境下，機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)營不再局限于國內(nèi)，國際市場應(yīng)當(dāng)是本國機(jī)械制造業(yè)開拓的主要方向。這就要求企業(yè)制定產(chǎn)品制造方案期間，以國際銷售質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為總指導(dǎo)把產(chǎn)品“做精、做細(xì)”，實行開放式的加工制造策略。另外，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計與制造加工階段所用的工藝方式也要進(jìn)行更新調(diào)整，根據(jù)不同產(chǎn)品銷售對象設(shè)計出相匹配的產(chǎn)品形式，以滿足采購方購買產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

（2）經(jīng)濟(jì)性。

引入先進(jìn)的循環(huán)系統(tǒng)輔助機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計與制造，所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)收益額度也是相當(dāng)可觀的。基于開放式循環(huán)系統(tǒng)的產(chǎn)品制造，既降低了原始物料的生產(chǎn)投資，也引入了國際市場上推廣的新產(chǎn)品形式，這些都幫助本國企業(yè)產(chǎn)品增強(qiáng)了其市場銷售的競爭力。借助新型機(jī)械制造業(yè)系統(tǒng)也可自動化計算企業(yè)生產(chǎn)的盈虧情況，督促經(jīng)營者及時調(diào)整產(chǎn)品生產(chǎn)方案。假設(shè)：企業(yè)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)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(jī)械產(chǎn)品設(shè)計與制造所用原材料的種類復(fù)雜，許多原材料均能夠重復(fù)處理應(yīng)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(jìn)指導(dǎo)，號召機(jī)械制行業(yè)從事生產(chǎn)加工活動時注重資源的高校利用。企業(yè)根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計與制造剩余的原物料，經(jīng)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(zhì)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(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計與制造研究

科學(xué)技術(shù)是先進(jìn)生產(chǎn)力的主要來源，任何一個企業(yè)掌握先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)均有助于日常生產(chǎn)效率的提升。開放式循環(huán)系統(tǒng)推廣應(yīng)用之后，企業(yè)必須要設(shè)計出符合開放式系統(tǒng)運(yùn)行要求的技術(shù)方案，以輔助機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計與制造的順利實施。虛擬現(xiàn)實與仿真是開放式循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)用的關(guān)鍵技術(shù)。通過建立數(shù)字化操作平臺改革產(chǎn)品制造方式，引導(dǎo)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計、制造朝著“自動化、智能化、一體化”的發(fā)展趨勢升級調(diào)整。

（1）設(shè)計模塊。

機(jī)械產(chǎn)品不同于其它產(chǎn)品范疇，其在生產(chǎn)制造前期需要經(jīng)過嚴(yán)格的設(shè)計處理，只能選擇最優(yōu)方案投入到實際生產(chǎn)活動中，這是由于機(jī)械產(chǎn)品種類繁多、功能不一、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點決定的。虛擬現(xiàn)實與仿真配備了設(shè)計模塊，用戶只需將產(chǎn)品需要控制的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)輸入系統(tǒng)，即可自動生成二維、三維等數(shù)據(jù)模型，如圖2所示。根據(jù)模型分析所得的產(chǎn)品制造方案進(jìn)行全面性的工藝研究，從而為企業(yè)提供出“質(zhì)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(shè)虛擬現(xiàn)實及仿真作業(yè)平臺，必須要借助傳感器完成各類數(shù)據(jù)的傳輸，如圖3所示。確保生產(chǎn)信息能夠及時地傳遞給生產(chǎn)人員。現(xiàn)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(jié)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(chǎn)品制造流程運(yùn)行時，經(jīng)過傳感器模塊把機(jī)械產(chǎn)品重要的參數(shù)傳輸給制造人員，引導(dǎo)其嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工處理，使成品質(zhì)量符合圖紙設(shè)計的規(guī)范。

（3）檢測模塊。

自動化是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)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(fù)雜信息的處理，強(qiáng)化生產(chǎn)信息的檢測是必不可少的。虛擬現(xiàn)實與仿真系統(tǒng)設(shè)置檢測模塊，可科學(xué)地辨別機(jī)械制造業(yè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。如：檢測分析由傳感器模塊接收到的數(shù)據(jù)信息，并將其轉(zhuǎn)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(jī)械產(chǎn)品實現(xiàn)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(zhì)量。

（4）控制模塊。

所有機(jī)械產(chǎn)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(yīng)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(chǎn)品制造的物資消耗量，降低企業(yè)生產(chǎn)加工的成本耗資，需利用虛擬現(xiàn)實與仿真技術(shù)進(jìn)行加工模擬。生產(chǎn)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(xì)地判斷各種制造方案的成本投入、物資消耗、操作難度等標(biāo)準(zhǔn)，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(xiàn)實技術(shù)融合了人工智能、計算機(jī)科學(xué)、電子學(xué)、傳感器、計算機(jī)圖形學(xué)、智能控制等多個學(xué)科知識，屬于一個系統(tǒng)性的產(chǎn)品加工制造過程，符合了開放式循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行特點。除了在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)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(chǎn)中遇到的問題如實地反饋給生產(chǎn)人員，以促進(jìn)制造工藝的優(yōu)化改進(jìn)。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(chǎn)品制造相關(guān)的反饋服務(wù)。

3高科技系統(tǒng)應(yīng)用的注意事項

新型系統(tǒng)用于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)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(zhì)檢等方面的缺陷，以機(jī)械制造技術(shù)為核心創(chuàng)建了新型的生產(chǎn)方案。開放式循環(huán)系統(tǒng)是基于電子信息技術(shù)、機(jī)械制造及其自動化技術(shù)等共同創(chuàng)建的新模式，推廣高科技系統(tǒng)加快了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計與制造的一體化流程。由于開放式系統(tǒng)與機(jī)械設(shè)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(shù)要求。

（1）技術(shù)創(chuàng)新。

考慮到開放式循環(huán)系統(tǒng)的諸多優(yōu)勢，以及機(jī)械產(chǎn)品自動化加工的必然趨勢，選擇新型生產(chǎn)系統(tǒng)輔助產(chǎn)品制造是企業(yè)可持續(xù)經(jīng)營的基本保證。隨著國外采購客戶的增多，機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)制造更應(yīng)注重產(chǎn)品質(zhì)量的“高標(biāo)準(zhǔn)”，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(xiàn)實與仿真技術(shù)的多項模塊，編制科學(xué)可行的產(chǎn)品加工工藝。例如，CAD/CAM等技術(shù)輔助機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計、制造，三維建模技術(shù)輔助機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計方案的演變模擬，這些都是開放式循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用需要采用的技術(shù)。

（2）設(shè)備創(chuàng)新。

機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計與制造是一項復(fù)雜的技術(shù)活動，由于從手工繪圖設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖茍D設(shè)計，機(jī)械產(chǎn)品加工工藝均發(fā)生了明顯的變化。未來機(jī)械制造業(yè)要考慮設(shè)備技術(shù)的創(chuàng)應(yīng)用，手動式機(jī)床必須被數(shù)控機(jī)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(chǎn)價值。數(shù)控設(shè)備是機(jī)械制造自動化的主要工具，涉及到數(shù)控機(jī)床、加工中心、數(shù)控刨銑等應(yīng)用。開放式循環(huán)系統(tǒng)指導(dǎo)下，需把計算機(jī)控制平臺與機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計聯(lián)合起來，創(chuàng)建遠(yuǎn)程式生產(chǎn)控制系統(tǒng)，對X、Y、Z等三軸的工作坐標(biāo)精確劃定。

4結(jié)論

總之，機(jī)械經(jīng)濟(jì)對國民經(jīng)濟(jì)收益具有極大的影響力，也是帶動其它兩大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展的有利因素。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計與制造方案是行業(yè)開發(fā)產(chǎn)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(chǎn)工藝方案。面對經(jīng)濟(jì)全球化創(chuàng)造的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，國內(nèi)機(jī)械產(chǎn)品制造企業(yè)必須積極引入開放式循環(huán)系統(tǒng)，輔助機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計與制造方案的順利實施。借助于虛擬化操作系統(tǒng)詳細(xì)地分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對其中反饋出來的問題給予有效的改革指導(dǎo)，促進(jìn)企業(yè)在設(shè)計方案、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量、制造成本等方面實現(xiàn)優(yōu)化升級。

作者：焦斌 單位：鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院