李樹江

摘要：虛擬設(shè)計是當(dāng)前機械加工行業(yè)技術(shù)的方向，特別是虛擬設(shè)計中對于包裝機械環(huán)境的仿真，可以實現(xiàn)包裝機械設(shè)計的優(yōu)化，達到提高包裝機械設(shè)計水平、提高包裝機械設(shè)計質(zhì)量，增長包裝機械市場競爭力的價值。本研究在描述包裝機械產(chǎn)業(yè)當(dāng)前情況的基礎(chǔ)上，對包裝機械設(shè)計工作中存在的設(shè)計質(zhì)量不高、設(shè)計周期過長、設(shè)計費用過高等問題進行了分析，提供了虛擬設(shè)計在包裝機械生產(chǎn)和開發(fā)中的應(yīng)用要點，并展開了對包裝機械虛擬設(shè)計的展望。

關(guān)鍵詞：包裝機械；虛擬設(shè)計；設(shè)計質(zhì)量；設(shè)計周期；模擬裝配；人體工程；

前言

在市場經(jīng)濟條件下，商品進入流通領(lǐng)域的一個必要前提就是進行規(guī)范地包裝，經(jīng)濟越發(fā)達，各類商品越多，就越需要對商品實現(xiàn)更為快速、高效的包裝。當(dāng)前商品越來越依靠包裝機械進行處理，在生產(chǎn)效率提高、差異化趨勢增強的背景下，包裝機械成為一項重要的設(shè)備，不但成為了一項重要的產(chǎn)業(yè)，同時也對整個商品生產(chǎn)和流通產(chǎn)生巨大影響。我國包裝機械存在著起步低、設(shè)計手段落后等實際問題，導(dǎo)致包裝機械設(shè)計有質(zhì)量、周期和費用的主要缺陷，嚴重影響了包裝機械的制造，并對包裝機械市場的開發(fā)帶來阻礙作用。新時期應(yīng)該站在發(fā)展包裝機械制造產(chǎn)業(yè)的高度上看待當(dāng)前存在的種種問題，通過應(yīng)用虛擬技術(shù)實現(xiàn)對包裝機械的不斷開發(fā)，從技術(shù)、思想上推進和實現(xiàn)包裝機械新時期的創(chuàng)新式發(fā)展。

1.包裝機械產(chǎn)業(yè)發(fā)展的描述

我國包裝機械產(chǎn)業(yè)經(jīng)過從無到有20多年的發(fā)展，至今已經(jīng)成為一個重要的門類，在支撐商品生產(chǎn)的同時，也形成了對整個經(jīng)濟發(fā)展的全面支撐作用。作為包裝機械產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人員應(yīng)該看到包裝機械產(chǎn)業(yè)現(xiàn)存的問題，只有將問題做到全面地分析，才能促進包裝機械產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展。當(dāng)前包裝機械產(chǎn)業(yè)存在的主要問題有：

1.1.基礎(chǔ)技術(shù)和工藝落后

在包裝機械行業(yè)中有一個基本的共識，就是我國包裝機械生產(chǎn)要落后于發(fā)達國家將近20年的差距，集中的表現(xiàn)是高精度包裝機械和自動化大型包裝機械的開發(fā)尚屬于空白，在傳統(tǒng)包裝機械的生產(chǎn)中存在外觀粗糙、穩(wěn)定性差、安全性不高、適應(yīng)性低下，并且存在質(zhì)量和壽命方面的通病，對包裝機械的長久發(fā)展不利。

1.2.盲目仿制國外包裝機械

當(dāng)前，包裝機械生產(chǎn)中存在生產(chǎn)規(guī)模小、科研能力低、創(chuàng)新能力差等實際問題，這導(dǎo)致大多數(shù)包裝機械生產(chǎn)企業(yè)都在或多或少地模仿國外包裝機械，生產(chǎn)出的包裝機械存在著性能、可靠性和服務(wù)質(zhì)量方面的問題，同時，過度依賴仿制會形成對國外包裝機械制造技術(shù)的依賴，形不成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的包裝機械生產(chǎn)技術(shù)，嚴重制約了包裝機械產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

1.3.生產(chǎn)和需要脫離

在市場經(jīng)濟建設(shè)步伐越來越快的背景下，包裝機械的種類和數(shù)量都有了較大幅度地增長，而國產(chǎn)的包裝機械卻在設(shè)計理念、制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量上都存在與市場需要的較大差距，人為導(dǎo)致了包裝機械市場中生產(chǎn)產(chǎn)品和需要上的矛盾，導(dǎo)致包裝機械長期需要進口的問題發(fā)生。

1.4.設(shè)計思想和手段落后

在包裝機械設(shè)計過程中很多企業(yè)仍然應(yīng)用傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)和設(shè)計思路，導(dǎo)致包裝機械沒有適應(yīng)性和創(chuàng)新性，影響了包裝機械對市場的占有力，不但浪費了包裝機械研發(fā)的資金和資源，而且造成對包裝機械生產(chǎn)的制約，難于實現(xiàn)對包裝機械行業(yè)的加速作用。

2.包裝機械產(chǎn)品開發(fā)中對虛擬設(shè)計的應(yīng)用

2.1.虛擬設(shè)計在包裝機械產(chǎn)品設(shè)計過程中的應(yīng)用

虛擬設(shè)計是在產(chǎn)品設(shè)計中采取人與計算機的交互方式，模擬新產(chǎn)品開發(fā)中產(chǎn)品的某些性能，便于設(shè)計人員對產(chǎn)品的修改。在進行虛擬產(chǎn)品設(shè)計時，設(shè)計人員或準(zhǔn)客戶可以感知產(chǎn)品，直接在虛擬環(huán)境中進行設(shè)計與修改，實時地對整個虛擬產(chǎn)品設(shè)計過程進行檢查、評估，實地解決設(shè)計中的決策問題，使設(shè)計思想得到綜合。

2.2.虛擬設(shè)計在包裝機械裝配過程中的應(yīng)用

產(chǎn)品開發(fā)人員借助虛擬裝配設(shè)計環(huán)境系統(tǒng)，可以在虛擬環(huán)境中使用各種裝配工具對設(shè)計的機構(gòu)進行裝配檢驗，幫助設(shè)計人員及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的裝配缺陷，全面掌握在虛擬制造中的裝配過程，盡可能早地發(fā)現(xiàn)在新產(chǎn)品開發(fā)過程中的設(shè)計、生產(chǎn)和裝配工藝等問題，及時優(yōu)化設(shè)計方案。

2.3.虛擬設(shè)計在包裝機械人機工程中的應(yīng)用

虛擬設(shè)計可以精確地定位包裝機械人機工程學(xué)的參數(shù)，并且，在必要時可以修改虛擬部件的位置，重新設(shè)計整個產(chǎn)品的構(gòu)造，為新產(chǎn)品開發(fā)在產(chǎn)品的人機工程學(xué)研究方面提供了新的方法，可以不斷地利用該系統(tǒng)來驗證假設(shè)，既減少開發(fā)費用，又縮短了制造模型的時間。

3.虛擬設(shè)計在包裝機械產(chǎn)品開發(fā)的應(yīng)用前景

在未來，包裝機械新產(chǎn)品開發(fā)中，虛擬設(shè)計技術(shù)能為設(shè)計人員提供有創(chuàng)造性思維的空間，提高設(shè)計人員的設(shè)計創(chuàng)新思維能力與產(chǎn)品設(shè)計水平，使設(shè)計人員能夠從理論認識到感性認識，對產(chǎn)品進行設(shè)計、分析和評價，使設(shè)計人員在精神世界的存在中獲得心靈自由，讓設(shè)計更趨合理化、人性化。虛擬設(shè)計可以在包裝機械的設(shè)計階段，借助于建模與仿真技術(shù)及時地、并行地模擬出產(chǎn)品的未來的制造過程，乃至產(chǎn)品全生命周期的各種活動對產(chǎn)品設(shè)計的影響，并預(yù)測、檢驗、評價產(chǎn)品性能和產(chǎn)品的可制造性。從而更加有效地、經(jīng)濟地、柔性地、即時地組織生產(chǎn)。有力地降低由于設(shè)計前期給后期制造帶來的回溯更改生產(chǎn)。

4.結(jié)語：

綜上所述，包裝機械產(chǎn)業(yè)是整個商品生產(chǎn)的配套產(chǎn)業(yè)，同時也是市場經(jīng)濟體系中不可或缺的基礎(chǔ)性行業(yè)，新時期需要各種新型技術(shù)和工藝對此加以發(fā)展。本文在最后要從人員能力上和設(shè)計思維的層面上做以重點強調(diào)，要高度重視包裝機械設(shè)計人員的培訓(xùn)，要真正形成以虛擬技術(shù)為出發(fā)點的高層次包裝機械設(shè)計人員，做到從周期、質(zhì)量、水平上擴大包裝機械設(shè)計的水平，創(chuàng)造出各種新式包裝機械，在滿足市場和商品需要的同時，促進包裝機械產(chǎn)業(yè)的提升。

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