降低机械设计的成本和风险

　　概览

　　激烈的全球化竞争给机械制造商带来压力，他们制造出的机器需要能提高产量，同时降低成本，并满足更多类似的要求，如：提高生产力，提升效率，从而在竞争中脱 颖而出。因此，当今的机械制造商已从仅制造单一功能的机器，转变为设计灵活高效的多功能机器，他们通过采用现代化控制系统配合复杂的运算并将高端电子产品 集成到他们的机械产品中。

　　机电一体化

　　机电一体化是一种综合的工业技术，通过将最有效的开发实践和技术融和到精简设计、样机研究和系统发布中，以此来提升整个设计过程。

　　Kevin Craig博士是伦斯勒理工学院机械工程教授，他认为机电一体化作为工程的准则，是机械工程、电子、控制工程和计算机的协同组合，在设计过程中相互交融。 它涉及了在从复杂决策到物理系统运作等多方面应用。由于这些独特的功能，机电一体化系统依赖于计算机软件。这一规律导致了一个不断发展的趋势，由于设计变 得越加复杂，因此在不同设计团队间的合作越来越必要。

　　机电一体化开发方式的成功之道

　　机电一体化系统的发展趋势使得设计的复杂度陡增，迫使不同的设计团队一起工作。在一个机电一体化系统中，每个决策在整个设计中会产生连锁反应。如果 机械团队决定改变材料，意味着改变了机械零件的重量，为了机器有效的运行，会需要对电机的尺寸，甚至是电机的类型做相应的更改。将步进电机更换为伺服电机 会大大增加运算控制的复杂性和对嵌入式系统运算处理性能的要求。在机械、电气和控制工程师间，提高团队交流与和合作是十分重要的，而那些无缝合作工具，能 够帮助工程师们在开发周期的各阶段分享数据和信息，从而使合作和信息交流更为有效。

　　那些工具实现了虚拟样机(也被称作数字样机)，能够在从不同领域结合的仿真技术，即一个模型仿真完整的机器或设备。设计师可以在具化一个物理部件之 前，仿真其机械动力，其中包括质量和摩擦效应、循环次数和单个零件性能。在投入物理样机的花费之前，一个虚拟机样即可以预测和优化设计，并且能评估不同设 计的研究和概念。基于机电一体化的开发方式能降低机器设计的风险、加快设计节奏、提高对客户需求的认知，并简化调试排除故障的过程。因此机电一体化的方法 可以帮助机器制造商在第一时获得最优设计。