关键词：机械工程及自动化（师范）专业；机械制造技术模块；教学方法；教学改革
中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1672-5727（2014）02-0152-03
机械工程及自动化（师范）专业（简称机械师范专业）以培养中等机械职业学校教师为目标，所培养出来的学生除应具有机械工程及自动化专业所需的专业知识和能力外，还应具备理论课程教学和实践课程教学的能力。机械师范专业的知识和能力培养体系可分为五大模块：素质教育模块、机械设计模块、机械制造技术模块、机电检测与控制技术模块和教育学模块。由于中等机械职业学校人才培养目标是机械类操作型、技能型人才，所培养的毕业生主要从事机械加工、设备维护与维修等技能性工作，机械制造过程中的机械加工（包括冷、热加工）要求岗位从业人员具备较好的理论基础和操作技能。这样一来，对中等职业学校教师的专业知识和能力就提出了特殊要求，要求在五大知识和技能模块中对机械制造技术模块应有所侧重。所以，机械制造技术模块在机械师范人才培养中有着举足轻重的作用，必须十分重视这一模块。但目前机械师范专业人才的培养基本采用机械工程及自动化专业的培养模式，无非是多加了几门教育学课程和教学实践项目，机械加工操作技能培养没有得到应有的重视。另外，机械制造技术模块是一门实践性非常强的知识体系，没有足够的实践知识，很难在理论学习时达到完全理解和掌握，这已成为机械制造技术模块课程任课教师及机械专业学生的共识。虽然机械制造技术模块里也安排了金工实习、生产实习，但其质量和效果尚未得到有效保证。具体表现为理论教学时学生显得实践知识不够，不容易理解；实习时又觉得没有较好的理论指导，不知所以然。为此，我们对机械师范专业的机械制造技术模块课程进行系统改革，提出了金工实习、生产实习和理论教学的综合改革措施。
金工实习教学方式改革
金工实习改革的总体思路是：改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，做到操作训练与机械制造工艺知识的初步认识有机结合；改变过去金工实习仅仅是对机械加工的初步认识和对机械加工操作技能的初步掌握的较低要求，而是通过初级金工实习——理论学习——高级金工实习的三个教学环节，特别是高级金工实习环节，既可验证和巩固学生对机械制造技术模块知识的掌握，又可使学生获得较高的操作技能，从而实现机械加工工艺知识掌握和操作技能提高双丰收，也避免了只懂理论而不会操作或会操作而不懂工艺的现象出现。因此，机械师范专业的金工实习应做如下具体改革。
将金工实习分为两个阶段：第一阶段时间为3周，主要是传统的车工、铣工、刨工、磨工、铸工、锻工和焊工等实习，安排在第一学年进行，放在“工程材料及热处理”及“机械制造基础”课程之前。通过金工实习使学生初步认识机械加工，初步掌握机械加工操作技能，为后续机械专业课的学习，特别是“机械制造基础”、“机械制造工艺学”等课程的学习提供认识和实践支撑。为此，理论课教师可以根据以往在“机械制造基础”、“机械制造工艺学”等课程教学过程中的体会，对现行的金工实习提出配合理论教学的要求。特别是对“机械制造工艺学”课程的教学，需要金工实习的有力帮助。例如，金工实习训练应帮助学生了解工件的三种装夹方式，即直接找正法、画线找正法和夹具装夹法；通过金工实习训练，使学生对车刀的具体结构及五个几何角度的概念、作用及合理选择有初步的了解。
第二阶段时间为3周，安排在第三学年学完机械制造技术模块理论课程之后。任务是对车、铣、刨、磨、钳工种的操作技能进一步提高和强化，验证工艺设计的正确性。方法是：第一周先对第一阶段进行复习，第二周开始根据所学知识，结合指导教师给出的具体要求，让学生自己设计出机械加工工艺规程，交指导教师检查认可后加工出实际零件。通过实际零件加工和检验，验证工艺的正确性和操作的正确性。安排这一阶段的目的是：一方面，检验和巩固学生所学工艺理论知识的掌握程度；另一方面，提高学生的操作技能，而且是高级操作技能。
理论课程教学方式改革
机械制造技术模块理论课程主要有“工程材料及热处理”、“机械制造基础”和“机械制造工艺学”。有些学校将“工程材料及热处理”、“机械制造基础”合为“机械制造基础”。目前，笔者所在学院机械师范专业仍然将“工程材料及热处理”、“机械制造基础”分成两门课来组织教学。“工程材料及热处理”的内容特点是以叙述为主，所以仍以传统教学方法为主。由于“机械制造基础”的内容均与实际操作紧密相联，传统教学方法很难取得较好的教学效果，为此专门购买了中央农业广播电视学校录制出版的“机械制造基础”课程声像光盘，光盘中的某些教学内容是现场录制或专门制作的CAI课件，内容很生动，讲解也很清楚。
机械制造技术模块理论课程改革的重点是“机械制造工艺学”课程。“机械制造工艺学”课程实践性非常强，给学生的感觉是抽象、难以理解。虽然机械制造模块里也安排了金工实习、生产实习等实践环节，但其质量和效果尚未得到足够的保证，使得理论教学非常困难，效果大打折扣。总体印象是理论教学时学生实践知识不够，听得云里雾里；实习时又觉得没有理论支持、不知所以然。理论与实践结合的紧密性和针对性不够，做不到互为支撑、互为促进。另外，根据认知理论，智力技能的获得必须通过“做”来实现。所以，学生要真正掌握机械加工工艺的设计能力，必须通过诸如课程设计等实践环节来保证。为此，我们对“机械制造工艺学”课程的理论教学提出如下几项改革措施。
金工实习为理论教学提供认识支撑改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，将实习中的操作训练与机械制造工艺知识掌握结合起来，使金工实习为“机械制造工艺学”课程的学习提供一定的感性认识基础。
生产实习与理论教学合一，实施现场教学、理实一体化教学生产实习不单独设立环节，与理论教学合为理实一体化教学，可由主讲教师负责统一实施。其目的是使生产实习更具目的性、针对性、指导性。生产实习为理论学习服务，理论学习指导生产实习，这既有助于理论知识的理解和掌握，也有助于提高生产实习的有效性和目的性。根据学生实践经验少而课程实践性强的特点，采用理论教学与现场教学并行的方式进行。课程中理论性强的部分在课堂上讲，实践性强的内容放在现场教学中讲。根据教学内容和教学进程，实施理论教学与现场教学穿行。具体各阶段的划分和要求如下：（1）第一阶段是机械制造过程认识实习，以现场教学为主。先粗略介绍机械产品的生产过程和机械加工工艺过程的基本概念，然后带领学生参观机械制造工厂，了解生产的整个过程、工艺过程和各种加工方法，感受企业生产气氛和企业文化。（2）第二阶段是机械制造工艺规程制定，以理论教学为主。在实习基础上总结概述生产过程、工艺过程的基本概念，然后学习机械加工工艺规程的制定。（3）第三阶段为机床夹具设计，以现场教学为主。现场介绍各类工件的装夹、各类夹的结构，然后回到课堂介绍定位原理、定位误差计算及机床夹具的设计过程、设计准则等理论知识。
以课程设计为载体，实施“教学做”一体化，确保培养学生的能力认知科学认为，智力技能的学习一般分为三个阶段：第一阶段，信息进入，与学生头脑中被激活的相关知识建立联系，从而出现新的意义构建；第二阶段，通过应用规则的变式练习，使规则的陈述性知识向程序性知识转化；第三阶段，程序性知识发展到高级阶段，规则完全支配人的行为，智力技能达到相对自动化。所以，机械加工工艺规程的制定、夹具的设计等知识的巩固和能力培养必须通过“做”来实现，如通过诸如课程设计等实践环节，使规则的陈述性知识向程序性知识转化。学生学完了工艺规程制定和夹具设计等理论教学内容后就可以安排课程设计。课程设计的题目可以来自于工厂实际，以便学生所设计的结果与企业实际进行比较，以验证学生设计的正确性或与实际应用的距离；也可以采用教师自拟的典型零件为实例，学生完成其工艺规程或夹具的设计，但必须通过金工实习后一阶段的实习，加工出实际零件或夹具，以验证设计的有效性和差距。
提高“机械制造工艺学”课重点和难点内容的教学效果“机械制造工艺学”中有许多概念，学生由于缺乏实践基础，初学时很难理解透彻和掌握。这些较难理解的概念有机械加工工序、调整法加工、工件装夹、基准、定位误差、误差复映等。教师首先应自己理解透彻，同时尽可能采用有效的方法帮助学生理解这些概念。例如，介绍机械加工工序时，就可以用包饺子的过程来类比；讲解调整法加工时，可以借用砂轮切割机切割多段等长线材或角钢为例，学生就感觉很直观，也很容易理解。
讲好“典型零件加工工艺”“典型零件加工工艺”是对前述机械加工工艺理论的综合运用，在“机械制造工艺学”课程学习中具有举足轻重的作用。另外，这一章介绍的是典型零件的加工，其加工工艺具有一定的普遍性和规律性。学好了典型零件的加工工艺，对一般零件的加工就有了借鉴的例子，甚至有了模板。所以，教师应讲好这一章内容，学生应学好这一章内容。典型零件主要指轴类零件、套类零件、箱体类零件和齿轮类零件。目前，教材介绍的几种典型零件的加工工艺过程都是用静态文字以表格的形式呈现，不直观、不生动，调动不起学生的学习兴趣，教学效果不佳。为此，我们采用实际加工过程录像或CAI课件，以“动”的形式加以呈现，再加以旁白，教学效果良好。
机械工程及自动化（师范）专业的人才培养有别于机械工程及自动化专业的人才培养，不是机械工程及自动化专业基础上加几门教育学课程那么简单，而是应从中等机械职业学校教师的岗位能力培养出发，培养具有机械工程及自动化专业知识背景和能力，并具有理论课程教学能力和实践教学能力的高技能型人才。在机械工程及自动化师范专业人才培养过程中，应对机械制造技术模块的教学有所侧重。由于机械制造技术模块是实践性非常强的知识体系，没有足够的实践知识，很难达到完全理解和掌握，必须处理好金工实习、生产实习与理论教学的关系，使它们互为支撑、互为促进，形成一个有机整体，才能保证机械制造模块的教学质量和教学效果。为此，我们对机械制造模块教学做了如下三方面的改革：第一，改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，强调金工实习要为理论教学提供认识基础，降低理论教学难度；第二，将生产实习与理论教学合一，实施理实一体化教学，提高教学效果；第三，以课程设计为载体，实施“教学做”一体化，确保教学质量。这三方面的改革实践证明，机械制造技术模块的教改是有成效的。学生普遍反映，通过该模块的学习和实践，既培养了工艺设计能力，又提高了操作技能。
参考文献：
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随着客户对于工程机械的产品性能、人机工程、安全性和环境适用性等方面的要求不断提高，工程机械制造企业必须具有满足客户群体日益增长的多样化和个性化要求的能力。针对工程机械产品品种多、批量小、交货时间短等特点，工程机械制造企业必须从设计源头入手，在现有模块化设计的基础上寻找出一条更为便捷而迅速的设计策略，努力缩短个性化定制产品的开发时间，快速响应市场需要，提高企业的市场竞争力。
本文从优化现有工程机械设计模块的角度出发，引入大规模定制的理念，分析在应用该理念进行产品设计时，模块化设计思想的新变化，提出一套工程机械模块化设计的新策略，并根据工作实践分析和验证这种新策略的应用效果。
一、工程机械大规模定制化特性
以小批量、低成本、高效率为特征的大规模定制（MassCustomization，MC）诞生于1987年，其核心目标是以大批量的生产效率以及与其对应的最短的设计周期，实现客户多样化、个性化需求与制造企业大批量生产的有机结合，即最大限度地解决客户的“产品定制”与“大规模生产”之间的矛盾，实现客户和产品制造企业的双赢。
工程机械产品大规模定制的基本思想是针对此类产品多品种、小批量的特点，通过对产品组成结构、制造过程、销售过程的优化，在充分满足客户多样化、个性化需求的基础上，实现设计和生产过程的最大批量化。大规模定制需求的源头一部分来自客户多样化、个性化市场需要的压力，另一部分来自工程机械制造企业产品设计周期、生产周期和交货期限等带来的企业之间的竞争压力。
在进行工程机械大规模定制的过程中，设计人员需要注意以下几个方面的特性需要。
（1）必须考虑产品平台化的设计思想。
产品平台化的设计思想并不是简单地对现有模块（包括系统、部件和零件等）的重用，还应该包括对一系列模块集合的共享和重用，即形成一个相对稳定的产品族的平台核心，使其具有产品族内所有产品的共性特征。以产品平台为基础，设计人员通过添加或修改不同的个体模块，就可以最大限度地满足客户对产品多样化和个性化的需求，符合大规模定制重用性和标准化、模块化、系列化等“三化”的基本要求。
（2）必须考虑客户的配置选择。
相似性是大规模定制的另一个基础特性，它包括面向客户定制需求的系统、零部件的几何相似性、结构相似性、功能相似性、性能相似性和技术相似性。相似性需求一般从市场分析和对顾客的需求调查开始，充分分析客户在各种典型工况、典型环境、典型安全性需要和典型人机工程性能下的各种需求，对其中的相似部分进行总结，形成客户相对集中的可能的配置选择，并进行技术上的归类总结，其中相当一部分需求来源于对设计历史的经验总结。
（3）必须预留客户特殊需求的接口和空间。
对于一些虽然设计历史上出现过但发生几率比较低的特殊用户的需求，一些无法预知的特殊用户的新的特殊需求，需要设计人员在设计整机产品的时候尽最大可能性预留必要的接口和空间。这些预留的接口要满足国家或行业通用的标准和技术规范的要求；这些预留的空间要尽可能地充足些，并提前制定安装形式和安装方法的预案和计划。
图1所示为工程机械产品大规模定制设计响应系统框图。首先产品定制系统对工程机械客户的需求进行分解，符合大规模定制重用性和相似性要求的技术选项（标准配置和可选择配置）进入快速生产通道进行零部件的生产和组装，不属于标准配置和可选择配置的特殊描述化配置走订单响应流程，由技术开发人员进行技术准备后走特殊订货响应通道进行零部件的生产和组装；标准配置和可选择配置的区分以及技术方面的准备由技术开发人员在产品设计期间完成，该模块化产品开发过程中的模块划分必须满足可选择配置和特殊描述化配置的基本需要，应有利于产品的大规模定制体系要求；标准配置和可选择的配置应提前以宣传资料的方式向客户进行告知，引导客户尽量不去选择或少选择特殊的描述化配置需求，以求缩短产品的交付时间，同时也降低客户的购买成本。
由于标准配置和可选择配置各模块之间可能存在复杂的排列组合或逻辑关系，如果任由客户随意选择可选择配置中的各个技术选项，可能带来技术开发的高难度和复杂性，对制造和销售也会带来极大的不便性，因此，按照高、中、低三档或多档对客户的可选择配置进行模块的组合是十分必要的。可以在客户购买工程机械时，向其宣传这种组合，尽量减少由于可选择配置之间的相关性和复杂性带来的技术、制造和销售方面的困难。
二、模块化设计策略的改进
模块化设计是对不同功能或相同功能不同性能、不同规格、不同接口的产品进行功能分析的基础上，分解出一系列的相互独立的模块，并通过模块的单独设计和有机结合，形成整机产品的新型设计方式。在大规模定制的环境下，模块化产品设计中的模块划分必须适应大规模定制的需要，必须有利于提高产品的生产率，缩短产品的开发周期和难度，方便制造和销售部门的工作，带来低成本、高质量的良好效果。由此，制订工程机械设计的模块分布策略就显得十分重要。
图2所示为大规模定制环境下的工程机械模块分布策略图，该策略图将工程机械整机产品的模块划分工作分为5层：模块分类层、模块形态层、处理方法层、设计模型存储层和定制过程层。根据大规模定制的要求，将工程机械产品的各个组成部分（模块）分为直接重用模块、间接重用模块和不可重用模块三个类型，分别对应可提供配置、可接受配置和可开发配置三种设计处理方法，分别储存在通用零部件库、定制零部件库和特殊零部件库之中。其中，直接重用模块是指产品平台或产品族核心部分模块的集合，存储在通用零件库中，属于系统可提供的标准配置，重新设计时基本不做改动。间接重用模块包括两个部分：一部分是已经技术准备完毕的可配置的选项，另一部分与可配置选项具有高相似性的近似可配置选项，它们已经或需要存储在定制零部件库中，重新设计时选择使用或简单更改后使用。不可重用模块是指那些历史上很少出现或第一次出现的特殊需要和配置要求，技术开发人员经过分析后认为其具有可开发性的，技术准备后存储在特殊零部件库中，供后期设计时参考。
在上述工程机械整机产品各个模块的分类过程中，无论是直接重用模块、间接重用模块还是不可重用模块，其模块的形态可以是传统意义上的具有相对独立性的功能系统，也可以是具有相对独立性的部件或者是零件，还可以是经常需要设计变化的功能接口等。需要进行产品定制的要点包括部件装配点、局部加工定制点等，全部归属于定制过程层。划分各个模块的基本思路和目标如下。
（1）符合大规模定制的特性要求，打破固有的独立系统即为独立模块的思想，一切以设计、制造和销售的方便性为根本目标。单独的零部件也可以作为单独模块。
（2）各个功能模块设计BOM的层次尽量保持在三层范围以内，保证设计BOM不至于太过复杂，而影响采购BOM、制造BOM等功能性BOM的运作。
（3）产品定制要点是产品模块划分的关键点，产品定制要点的确认与产品模块的划分需要同时进行。产品定制的要点可以作为一个独立的模块存在于一级BOM之中。
（4）无论是直接重用模块、间接重用模块还是不可重用模块，进行划分时要打破专业技术和管理体制上的限制，消除产品设计过程中的专业技术“保护主义”，必要时同一模块可以由来自不同专业的几个设计主体共同设计和管理。
三、案例分析
某工程机械制造企业在新型ERP和PLM系统的上线工作中，根据大规模定制的理念，将某型工程机械产品的设计模块进行了重新的优化，其优化方法包括以下几个方面：
（1）直接重用模块就是形成产品平台的基础性模块，在重新设计中基本不进行改动。
（2）间接重用模块由设计人员在产品开发的概念阶段开始就进行并行开发。
（3）不可重用模块在产品开发的过程中需要尽量预留接口和空间。
（4）子系统中的特殊配置选项需要有效地归纳成几个互相独立的选项模块组，降低设计BOM的复杂性。
（5）为提高设计工作的效率，需要将特殊配置较多的零部件从原系统中独立出来设计。
（6）尽最大可能保证设计BOM、生产BOM和采购BOM的一致性，降低生产管理的难度。
与传统的模块划分方式比较，进行大规模定制环境的模块划分以后，该型工程机械产品的客户定制响应时间缩短了20%～30%，设计、制造和销售的成本降低了15%左右，新产品设计的模块重用率增加了10%以上，新产品的交付周期平均缩短了20%左右。
综上所述，按照大规模定制特性的要求进行设计模块的重新划分以后，可以有效提高新产品的生产率，缩短产品的交付期限，降低制造企业的成本。
[关键词]模块化；自动化技术；实际运用
中图分类号：TM873文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）12-0366-01
行业的发展离不开现代高科技的支持，随现代科技发展，自动化技术随之不断进步，拓宽了模块化机械设计的应用空间，也就推动了模块化在自动化设计进入探究阶段。
1.在自动化技术中运用模块化技术的意义
在自动化技术中进行模块化机械设计的运用，主要有两方面的意义：一方面，进行模块化机械设计的运用，可以满足用户对自动化控制系统的开放性需求.。在利用自动化控制系统进行工作的过程中，不同的总线平台需要进行数据的交换和处理.。而在这种情况下，互通性较差的设备将被淘汰，而具有统一控制模式的系统将被用户受接受。所以，进行模块化机械设计的运用，可以使自动化控制系统具备一定的开放性，以便用户更好的进行自动化控制系统的应用，并进行工程成本效率的提高。另一方面，进行组件及模块化机械设计的运用，可以满足自动化控制系统向模块化和标准化发展的需求在进行工艺流程的组合运行时，需要对物理接口与数据传递形式间的差异进行协调。但是，由于目前尚没有模块和期间能够实现不同系统间的通信协议转换，所以导致了系统的工作量的增加而利用模块机械设计的运用，则可以进行自动化系统的模块化数据的简单交互，以便实现系统即插即用，从而提高体系的使用效率。
2.模块技术下的自动化技术
2.1系统集成的实现
模块技术的运用，需要进行标准化总线技术的借助，以便进行模块间的灵活配置通信关系的实现。而建立在模块技术的基础之上，设备控制的自动化思路则可以得到扩展，从而进行基于生产过程的多设备、多进程控制模式的实现。而作为一种横向集成，该种集成工作的实现不需要依靠编程来实现。而纵向集成的实现，则需要进行系统结构的利用，以便进行高速网络系统的构建。
2.2“积木”模式的实现
作为组件技术的突出特性，可组合性可以满足用户长期进行重复运作的应用软件应用的需求。而该种模式被称之为“积木”模式，被广泛应用在自动化控制系统中。为了使不同组件供应商可以进行数据的自由交换，需要进行相关的具备一定开放性的信息通信协议的制定。而模块化应用的实现用较为简便，只需要与电源相连接。
3.模块化机械设计在自动化技术中的实际运用
3.1模块化在设计文件中的应用
回归性分析，机械设计中纳入了较多的数据与文件，这就要求设计人员需充分把握住文件与数据的协调。但实际上，设计人员过于重视产品的开发，忽视了组件设计与模块的结合，于是便制约了模块在机械设计中的应用。目前，为充分结合组件设计中的自动化与模块化，建议设计人员将设计划分为多个模块，且为每个模块设置与之相对应的接口，接口与模块间形成了组合，便于采用组件形式将这些组合整合起来，从而实现一个有机的整体，即产品的开发。值得关注的是，设计人员在实践工作中，为提高模块化的应用水平，除秉承传统理念进行作业之外，应不断自我创新，将模块化子以改造，这也体现了设计人员是否具有丰富设计经验的渠道，也是提高自我价值的实践渠道。现阶段，模块化的设计文件于设计文件中可体现其若需模拟及组合时便可达到提取的应用目的，新产品的开发及设计均需将诸多组件结合应用，因此，若能够将模块化文件加以构建为一个系统化的产品数据库，势必对产品的后续开发与设计带来基本保障。
3.2自动化模块化设计的基本步骤
在机械模块设计中，高层模块建立于低层模块之上，且为更好地诠释抽象的层次，需以具体层次为判别依据，以上可视为最为基本的系统化设计理念及方法。通常，抽象层次包含了新产品的性能及所实物所体现的逻辑性，且也将产品设计中的宏观战略加以纳入其中。针对模块化机械设计，设计人员可选择以上宏观的抽象设计理念将产品子以模块化分割，并将分割后的各模块与组件设计上的各接口进行组合，形成一个整体，一旦用户对不同模块具有相应需求，便可通过以上组合方式达到使用目的。在此过程中，将新产品这一实物所具备的逻辑性向模块化转型，这就使得抽象的模块所携带的逻辑性经产品的零部件表达出来，这也是子系统设计的主要依据。以上统称为产品设计中前期的模块化。
根据以上对模块的分割，与设计相关的工作人员便可将已分割出来的模块视为重新分配设计工作及调整原始设计的主要依据。因产品设计涉及诸多环节，建议设计人员需加倍重视，而针对模块化设计中，设计人员应充分重视新产品的使用周期，需全面分析影响产品生命周期的潜在影响因素，采用有效手段与方法尽可能规避外部因素。例如，若将产品的模块化分割为采购部件、维修部件及工艺零件等模块，则要求设计人员将机械设计中生产、使用两流程有效的结合起来，成为一个完整的流程。目前，虽然模块设计中已分割的模块不可避免的与企业中不同领域发生冲突，但可采用有效的协调渠道解决这一问题。
4.结语
在模块技术中，自动化属于控制技术，目前，既可应用于模块设计，也可应用于机械设计。组件技术中自动化简化了模块化自动化系统的设计理念，充分应用开放式与集成式的自动化设计理念，且已广泛应用于机械设计中，为机械设计及产品开发等指明了方向。
参考文献
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关键词：生产制造业；机械设计；设备管理
一、机械制造中机械设计的技术分析
现代机械设计是对机械设计的质量、设计速度得以保障以及减少失误的情况下，从而确定出来的一种措施。此类设计方法满足了科学技术发展要求，也有利于机械设计现代化的实现。
（一）各阶段设计
初期计划设计分析。在初期的机械制造的机械设计阶段，类似于计算机软件的设计需求分析，也就是在设计之初，要针对机器设计做好调查与分析。从分析的要求以及研究中对机器的功能加以了解，这样才能够在优化整改时以及制造过程中对其规定约束条件。
优化整改设计方案分析。在机械设计中，方案设计是最为关键的部分，方案是设计灵魂所在，决定了设计的成败。一般来说，方案设计主要是针对理论与实际之间的矛盾，方案设计不仅要满足机器本身的要求与性能，同时还要考虑到检验者对于机器的认识、创新等。在这个阶段中，也可以将其简单的定格在：工作原理定义-基本结构-设计运动方式-选取和设计零部件-设计工程制图-检查初步设计。
主要技术设计分析。技术设计分析对于技术层面的要求相对较高，这一个阶段需要做好设计图纸的计算与核对、总图和草图之间的核对分析与对比。另外，对于每一个部分，从严格意义上来说也需要核对其设计，不允许疏漏的存在，如果出现，就应该做好相应的校对。
（二）模块化设计
机械设计要考虑到总体的布局、人机交互环境、造型设计、装箱匀速等等，可以采取模块化的设计方法。这一类方式属于较为先进的方法之一，其核心在于根据相应的功能，将整个系统划分为若干个模块，在机械内部，统一功能的单瓦设计成为可以转换、性能不同的模块，然后再利用模块不同的组合形态，将包装机械的系列化与功能化加以实现。模块设计包含的优点在于：第一，有利于机械更新换代速度的加快。一般来说，机械的新机型都通过局部的改进来加以实现的，通过这一类方式，只需要将相应的模块引入，就可以完成局部的改进；第二，有利于机械设计周期的缩短。考虑到系统内部的模块能够随意进行更换，只要用户提出了要求，就可以根据用户的实际需求来更换模块；第三，维修非常的方便、可靠性较高、性能较为稳定，不会花费过多的成本。
（三）可靠性设计方法
用户对于产品最基本的要求在于机械的可靠性，一般，在可靠性的设计中包含了：第一，故障设计的预防，主要是在零部件的选择与控制上应用；第二，在简化设计，机械设计当中应该考虑到简单、方便，所使用的零部件越少，其可靠性越高；第三，人际工程设计，应该考虑到人与机械自身特点的发挥，从而将产品的可靠性提升；第三，耐环境设计，在使用寿命之内，产品会受到不同环境因素影响，因此，在设计时需要考虑到环境因素，并且做好控制，才能够让产品适应环境；第五，模拟设计法，这一类方法主要是在关键零部件以及系统可靠性的定量设计加以应用。
二、生产制造企业机械设备管理的方法
（一）建立、健全质量监控与检修体系
从机械设备的选购、使用到维护，都必须要具备相应的管理措施，不能在任何一个环节上出现疏漏，这样才能尽量降低机械设备出现故障的概率。在选购方面，首先要考虑到自身的环境特征与生产需要，保证将要投入使用的机械设备能够在生产过程当中，发挥出最大化的效用，同时要在选购的过程当中，注意设备的质量，严把采购质量关；在验收阶段，同样要做好检查工作，如果情况需要，应当进行拆机检查，并在测试其性能完全正常后，再正式的确认其可投入使用；在使用与维护阶段，要时刻注意机械设备的状态，健全检修体系，定时对机械设备进行全面的维护保养工作，时刻保持其良好的运行状态。
（二）提高技术队伍的整体素质
在做好机械设备管理工作的众多因素中，发挥好专业技术人才的作用非常重要。因此，要管理好、使用好、维修好机械设备，必须要有一支技术过硬的专业化技术人才队伍，这样才能充分发挥出先进设备的优势。要保证技术人才队伍的稳定性：对于专业技术水平过硬的人员，要进行物质方面或者精神方面的褒奖，提高其待遇水平；同时要通过定期或不定期的技术培训，提高维修人员的技术水平，培养出一支技术良好的设备维修检测队伍。从而使机械维护与管理人员懂的操作规程，熟悉设备性能，掌握设备原理，准确快速地判断和处理故障。
（三）加强机械设备技术改造
在当前的社会生产条件下，技术是决定生产企业发展前景的关键要素，不断更新的技术支持、设备设施，是生产制造业扩大生产、提高经济效益的主要途径。因此，在机械设备的管理工作当中，必须要加强机械设备技术改造，采用新技术、新工艺、新材料，本着少投入，多技改的原则加大更新改造的力度，充分发挥广大知识分子和科技人员的主体作用，不断提高科学技术成果的转化率。依靠科技进步，保证生产制造企业在市场中的竞争能力。为此要大力采用先进的新工艺、新装备，还要成立质量控制小组，对技术难题进行攻关。鼓励员工进行小改小革，解决生产中的一些问题，不断推进零缺陷管理的进程。
（四）加快实现机械设备信息化管理
信息化技术的出现，对各个行业领域的生产工作都带来了变革，它能够进一步提高生产效率、生产质量。尤其是在设备管理工作当中，它能够发挥出极高的效率分析与处理作用。在当前的机械设备管理工作，同样需要加快实现信息化管理，以信息化技术来提高管理质量。信息化技术在机械设备管理中的应用，可以对众多的设施设备进行集中监控，根据机械设备反馈的信号，对其运行状态实现无缝隙监控，提前发出危险警报给予工作人员足够的处理应对时间；并可起到缩小备品件、易损件的库存量，缩短库存时间的作用，减少备品件、易损件对生产成本资金的占压。同时信息化管理还能够根据设备的反馈信息做出数据分析，让管理工作人员能够非常清楚的了解与掌握所有机械设备的运转情况。信息化管理与人为管理相互配合，能够在很大程度上提高提高机械设备维护管理质量。目前国外的很多发达国家都已经具备了这方面的实践经验，而在我国还有着较长的一段路要走。
三、结语
随着材料学、信息技术、微电子技术的全面发展，使得现代化技术与机械设计技术不断相互结合，朝着多元化的方向不断发展。而随着机械设备的应用越来越广泛，对于机械设备管理工作的要求也就越来越高，这就需要广大同行始终坚持科学化的管理理念，通过规范化、科学化的管理，不断提升机械设备的管理水平，促进生产制造业健康、有序的发展。
参考文献
【关键词】大规模定制设计；模块化；离心分离机
随着计算机技术的快速发展，CAD技术同模块化设计在离心机械得到了充分应用，使得机械设备制造市场竞争越来越激烈，多样化、个性化的客户需求为离心分离机实施大规模定制奠定了市场基础。
1国内离心机械发展现状
我国的离心机分离行业发展同国外相比还处于落后状态，近年来，随着社会生产力的快速发展，通过对引进国外技术的消化和吸收，我国的离心分离机技术也得到了发展，主要表现：一是已经形成一个集科研、制造和设计于一体的体系；二是学术界对该领域有了专项学术组织；三是理论与应用有了较好的结合；四是已具备初步的设备生产制造能力，如，三足、上悬、活塞、螺旋、离心卸料；振动、进动卸料、刮刀及虹吸刮刀等离心机；五是自动控制技术同计算机技术有了较好结合；六是制定了相关的技术标准。
2大规模定制设计的定义
大规模定制（MC）是新的市场环境中出现的生产模式，是一种集企业、用户、供应商、员工和环境于一体，在系统思想指导下，运用全局优化的观点，根据用户需求，充分利用企业自身的各种资源、技术、方法和优势，为用户大批量生产低成本、高质量的定制产品和服务的生产方式。大规模定制设计（DFMC）主要目的在于如何能够将有市场需求的单个产品设计提升到产品族设计。其中，在产品族设计中，模块化技术尤为关键。
2.1模块化产品族设计
模块化产品族体系和不同作用域之间的映射关系相类似，通过客户域，能准确找到客户需求和客户种类；通过功能域，能将产品功能特征化以满足客户特定需求；通过物理域，可验证产品的设计参数是否合格过关；通过过程域，过程变量能较好地计算出产品成本。所以，产品族模块化技术作为一项系统化工程，将贯穿于产品整个生命周期，为企业能大量生产出满足特定用户个性化需求的产品给予保障。
2.2模块化产品族体系组成
模块化设计中所用模块须具备互相结合且派生出复杂产品的特征，模块组合中的每个单元都必须具备有一项或者更多项功能，模块之间组合成新产品时应具备更强的功能。所以，模块化产品族体系中充分地显示出了产品的分析功能，以及子模块所具备的分解职能。产品族通常都是来自于同一平台中系列产品族中的每个产品变量。其中，每个产品变量都具备满足客户需求的特性和功能，由于这些产品变量都在共享某些共同的客户需求价值、结构和技术，所以，它们构成了产品族平台。通常情况下，构建模块化产品族体系有三个主要条件：公共基、差异使能和配置机制。
2.3模块化的不同层次
模块化产品族体系主要分为三个层次，，自顶向下存在着三种不同的层次。它们分别是：系统层、模块层和组件层。系统层是由多个不同模块组合而成的装配系统，通常情况下，系统层的接口越多，其模块化程度就越低。模块层是由组件层中的多个种类不同组件构建而成的，如：电气、机械、液压和以及化学类。组件层模块化程度级别最低的层级，它通常都是由一些标准化零配件组合而成。
3大规模定制设计在离心机设计中的应用实例
3.1离心分离机械概述
离心机所采用的分离技术同其它类型，如：机械、化学、热分离、电分离等技术相比较而言，有着设备体积小；停留时间短；不需要助滤剂；密闭性高；放大简单；过程连续；处理能力强；分离过程容易控制、调节等特点。由于离心机的以上特点，离心分离技术受到了工业制造业普遍关注。当前，在资源保护开发、环保工程、生物技术工程、国防工业、石油化工、医药、食品、纺织、汽车以及造船等诸多工业领域内得到了广泛应用。不同行业间的多样化、个性化、规模化的客户需求为离心机械大规模定制奠定了良好的市场需求。随着工业制造业新技术、新工艺的快速发展，尤其是在医药生物工程技术的推动下，离心机分离技术的高参数、全自动、多功能、自动化系统和新材料等呈现出新的发展势头。
综上所述，离心分离机械主要分为三大类型，主要有：过滤型离心机、沉降（分离）型离心机和组合型离心机。其中，过滤型离心机可分为：三足式、平板式、上悬式、刮刀卸料式、活塞推料式、锥篮式、翻袋卸料式、旁滤式等；沉降（分离）型离心机可分为：螺旋卸料式、三足沉降式、平板沉降式、管式分离机式、碟式分离机式；组合型离心机可分为：螺旋卸料沉降过滤组合式离心机、柱锥复合式活塞推料式离心机、碟片螺旋式分离机。
国外对大规模定制设计在离心分离机械中应用研究、开发时间较早，如：德国KRAUSS—MAFFEI公司的竖篮离心机、推料式离心机等产品，相比之下，我国内的大规模定制模块化设计工作起步较晚，在某些领域研究尚处于空白。
3.2实例介绍
以刮刀下部卸料离心机为例，对大规模定制在离心机设计应用中进行阐述。
刮刀下部卸料离心机的主要类型有四种：SG三足式手动刮刀下部卸料离心机、SGZ三足式全自动刮刀下部卸料离心机，PG平板式手动刮刀下部卸料离心机和PGZ平板式全自动刮刀下部卸料离心机。刮刀下部卸料离心机产品的结构（图1），刮刀下部卸料离心机模块化的结构层次（图2）。
4结束语
综上所述，大规模定制设计技术的出现推动了机械制造商的产品设计逐步趋向多样化、个性化的设计策略。大规模定制设计在提供多种产品满足客户需求的同时又大幅度的降低制造企业的生产成本。所以，离心分离机械为客户提供更高程度的个性化产品定制服务和设备时，应当继续保持大规模定制设计应用所具备的产品低成本竞争优势，保持低成本所追求的规模经济。
参考文献：
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1.1机械包装的速度要远远高于手工包装，能够极大程度地提高劳动生产效率，如糖果包装，手工每分钟仅能包十几块，而使用糖果包装机每分钟能够包装几百甚至上千块，生产效率可提高数十倍。
1.2可进一步确保包装质量。使用机械包装可按照被包装产品的实际需要，如形态、大小等得到规格一致的包装物，这是手工包装无法实现的，这一点作用在出口商品中显得尤为重要。换言之，只有采用机械进行包装处理，才能获得标准化、规范化、统一化的产品。
1.3使用机械包装能够实现传统手工包装无法实现的操作，如等压灌装、真空包装、贴体包装以及充气包装等等。
1.4能够有效地减轻劳动强度、改善劳动条件。众所周知，采用手工包装劳动强度较大，如包装体积大、质量重的产品，既不安全又耗费体力，而一些轻小型的产品因包装频率要求较高且动作单调，很容易使工人患上职业病，而采用机械包装这些问题全部能够避免。
1.5能有效降低包装成本，一些松散产品里的贮运费用也能显著下降，如烟丝、棉花等等，通过压缩包装机可使其体积缩小，进而达到降低包装成本的目的，同时还能节省仓储容量，不但能减少保管费用，而且还有利于运输。
1.6有利于工人的身体健康。如有毒、刺激性、放射性、粉尘等产品，若是采用手工包装会对人体健康造成一定的影响，而使用机械包装则可基本避免，同时还能进一步降低包装过程对环境的污染。
1.7能确保被包装产品的卫生，如药品、食品等等，这些产品根据我国的卫生法规定是不允许用手工进行包装的，机械包装避免了人手对包装物的直接接触，有效地确保了卫生质量。
1.8能够进一步促进相关工业的发展。就包装机械而言，其属于一门综合性较高的科学，其中涉及诸多学科领域，如电子、自动控制、工艺、材料、电器、设备等等，上述任何一个学科出现问题都有可能对包装机械的整体性能造成影响，为此，包装机械的发展能促进相关学科的同步协调发展。
2包装机械设计中现代机械设计方法的具体应用为了便于本文研究，下面先简要介绍一下现代机械设计方法。所谓的现代机械设计方法实质上就是确保机械设计质量、提高设计速度、尽可能减少或避免设计失误的一种措施，该设计方法符合科学技术发展的要求，能够进一步实现机械设计现代化，其具有科学性、动态性以及计算机化等特点，较为常见的有以下一些方法：信息分析法、技术预测法、系统分析法、人机工程、动态分析法、优化设计法、相似设计法、CAD技术、计算机辅助计算、可靠性设计、价值工程、有限元法、边界元法、模糊评价及决策法、创造性设计法、艺术造型法等。
2.1模块化设计从某种角度上讲，现代包装机的整体设计过程基本与现代机械设计类似，仅有设计阶段的侧重点略显不同，如包装机设计需考虑系统的总体布局、造型设计、人机交互环境、运动协调性和装箱运输等等。为此，可采取模块化设计方法。该方法是一种较为先进的方法，其核心是将整个系统按照相应的功能划分为若干个模块，把包装机内同一功能的单元设计成为不同性能、可相互转换的模块，再利用这些模块的不同组合形态，实现包装机械的功能化和系列化。模块设计法具有以下优点：其一，能够进一步加快包装机械的更新换代速度。对于一般的包装机械而言，新机型往往都是通过局部改进来实现的，通过该方法只需要引入相应的模块便可以完成对机械的局部改进；其二，可有效缩短机械的设计周期。由于系统内的模块能够任意更换，当用户提出要求时，仅需更换模块便可以满足用户的需要；其三，维修方便、性能稳定、可靠性高、成本较低。
2.2可靠性设计方法包装机械的可靠性是用户对产品最基本的要求之一，通常在可靠性设计中常采用以下方法：
2.2.1预防故障设计。主要应用于零部件的选择和控制。
2.2.2简化设计。包装机械设计应当做到简单，零部件使用的越少机械就越可靠。
2.2.3人机工程设计。应充分发挥出人与机械自身的特点，借此来提高产品的可靠性。