物联网视野下机械设计的新思维

　　摘要：随着科技和社会的发展，机械设计趋于智能化，以往的机械设计可以理解为被动的设计理念，遇到问题需要依靠人力，并不能通过系统主动解决现有的问题，更不属于系统和立体范畴。目前，与物联网相结合的机械设计更受到消费者和工厂的欢迎，它是以系统为终端，通过现代化技术和数据处理系统来支撑运转，实现了产品的自动化，也更能代表时代的发展趋势。文章通过人机交流设计的新思维以及功能设计的新思维展开分析，为相关行业提供参考。

　　物联网衍生于互联网，是互联网的开拓。它的应用为机械设计工作带来了极大便利，影响非常大。原本相互不联系的有机整体，在时间、空间、地域都不相同的情况下，通过物联网可以联系在一起，这种跨度是巨大的。原本工作中有很多环节和流程，它们是独立存在的，现在形成了一个有机整体，而且相互交叉，在空间上便利许多，还有智能化的呼应。这种设计理念比较接近于时代发展，相比于传统机械设计是质的进步，还加入了许多人性化的设计。

　　在物联网视野下，设计者的视野增加了，不再是单一的钢铁产品和单一的设计图纸，而是信息化视角下更加丰富、多元的技术手段，设立灵感也会因此迸发。这就需要设计者在设计产品过程中，积极开动思维，用创新的观念应对工作，将问题变成有趣的挑战。

　　1　人机交流设计的新思维

　　在物联网视野下，机械设计工作更加重视智能化、实用化、人性化，加强了操作者与机械之间的距离，不再是冷冰冰的流水线工程，不再呈现被动、割裂的接触面，可以理解为“浑然一体”。

　　传统机械设计理念比较狭隘，可总结为两个方面：机械本身的实用设计和外观设计、人性化的操作设计，其中第一部分属于人机工程类的范畴，第二部分属于人与机械之间的关系。虽然考虑到了方方面面，但明显的局限性暴露出来，可总结如下：①操作者在进行操作期间，会出现站立或者坐立的情况，设计者会考虑站立或者坐立是否能减少操作者的身体机能压力；②机械设备包含很多开关、扶手、仪表，这些硬件扶手和看台需要符合操作者的正常习惯，以及身体关节是否能承受这种连轴转的工作方式；③机械工作的环境大多恶劣，不是炎热就是寒冷，要考虑到工作设备是否能承受这环境，并做好防热、防湿、防震的计划方案；④由于机械的长时间使用，需要对寿命和正常机能进行维修，那么设计者便需要考虑维修的手段是否能变得简洁化，在应有的地方进行优化。以上4个方面，可以看出机械设计者的思维比较被动，可以理解为“治标不治本”，只是将目光放在了机械的修复方面，所涉及的问题也是单一性的。这样的设计理念不仅被动，还限制了机械行业的发展，太过表面化的东西终究抵不过时代的快速进程，再加上寿命的延伸更是远远不够的。

　　首先，要搞明白机械产品是为了什么而存在，不是为了什么而设计等一系列的表层思想，可以确定的是机械产品不是为了操作而存在的，所涉及的寿命包括方方面面的因素。试想一下，一批机械产品通过购买、流通到客户手中，可以为客户的生活带来经济效益，为从事的工作提供助力。其次，通过施工机械产品能够为操作者减少不必要的操作，为操作者带来愉悦的心情，进而让未来工作更加顺利地进行。传统的机械设计由于思想和科技的限制，只在意使用性能是否能满足客户的需求，对于使用者的感受很少顾及，并缺少系统的规划。鉴于以上论述，在互联网视域下可以得到满足，其思维更加人性化，优势也比较明显。

　　所谓物联网技术，其实不难理解，在上文中已经有所涉及，就是通过网络技术将原本呈“孤岛”的物体连接在一起，其中依靠的是传感器和网络两大支撑点。传感器的作用：物联网中产生的“物”可以通过它变得灵活。这时候“物”已经脱离了被动的状态，具有感知、身份识别、信息接收等行为，或是部分智能行为。这种智能行为才是最为关键的，它们可以感受到“呼应”，慢慢融合成为一个有机整体，在这之中的“物”，仿佛拥有了“思维”，但并非真正意义的“思维”，在短时间内对自己进行定位，将功能发挥出来。这种行为是基于互联网中的物联网形成的，智能化操作与传统机械设计天壤地别，使得现代化的操作系统有了解决问题的能力，不再被动地接受。

　　2　功能设计的新思维

　　对于机械设计工作来说，物联网的出现可谓是质的飞跃，若说以往的产品是智能化的转换，那么现在就是设计智慧产品的过程，可以看到这其中的进步已经不是一点两点。具体来说，传统设计经机械的各个功能环节进行合成，过度依赖操作者的操作，事先的设计理念才能呈现出来，机械这个物质由始至终都是被动存在的。放在现代化的物联网背景下，技术更加成熟，机械设计不再是被动存在的，而是化被动为主动，在设计各个机械的各个环节进程中更加智能化，且拉近了与人的距离，这里说的是操作者可以通过更加便捷的手段进行工作，而设备可以预知故障、预知流程，将设计中的问题呈现出来并加以解决，在此过程中机械是动态的，它所拓展的功能也进一步扩大。

　　从目前的发展状态来看，机械本身已经有了智能功能，但这种智能功能的作用似乎不太大，被动型智能化看似拥有了一切合理的想法，但是在实际操作遇到问题时，往往无法解决，这里指的是由于意外而造成的某些问题。美国的某专业人士曾研究过这一领域的问题，他曾说过：“机器的智能化终究是存在于设计者的大脑之中，机器程序中存储的还不够完善；因此，意外事故的发生，让机械不能独立解决，毕竟它存在于设计者脑海之中，出现不灵的现象情有可原”。

　　机械设计者并非万能的存在体，原本已经设计好的程序和系统可能由于机械本身问题出现不符合的现象。试想一下，任何人的智慧只有在时刻被激发的状态下，才是无穷无尽的，还是要保证生命体存在的情况下。所以正常情况下，人的智慧是有限的，所有的可能性不可能完全被挖掘，这才是符合客观世界的认识规律。若放在机械本身，它承载的东西已经超出了设定范围，那么意外来临之际，便可能出现故障或者直接报废，这种情况是始终存在的，只能说相对解决，完全避免很难做到。

　　现阶段的物联网设计能在一定程度上解决这些问题，起到缓解的作用。

　　如今，使用物联网技术和思维来解决问题，可以引导机械产品的设计内容，并了解设计和使用对象的各方面需求并加以融合，有效将传统机械设计中的弊端改善，面对的范围也更加广阔，逐渐延伸到互联网空间中，并通过物联网对涉及的信息和数据进行全方位处理，所提供的操作和方案更加有效、实时、灵活，机械产品设计呈现出智慧的影子，利用现代化技术的植入与融合，实现了机械操作的智能化，在面对部分突发问题、紧急问题时可以有效解决，为操作者提供更多的便利。

　　3　全寿命使用服务新思维

　　由于传统机械设计受到各个因素的限制，不能有效考虑到寿命问题，在物联网视野下，这些问题已经大体解决。当用户在购买设备时，也进入了网络覆盖之中，它们对产品的各个环节都有涉及，例如服务模式、商业模式、平台模式等，形成一个有机整体。

　　4　结语

　　社会的进程在不断进步，为经济的发展提供了有效保障，关于机械设计以智能化的方式呈现，解决了以往困扰已久的问题。文中通过3个方面论述了物联网视野下的新思维，当然新形势下的进步不止于此，未来还将朝着更好的方向发展。

　　作者简介：张小波（1983-），男，陕西渭南人，西安元智系统技术有限责任公司中级工程师，研究方向：机械设计、机电工程。

　　参考文献

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　　[2]辛礼兵.基于物联网的智能机械模糊理论设计思路分析[J].山东农业工程学院学报，2018，35（4）30-31.

　　[3]曹纪清.工业自动化计算机控制系统在人造板机械制造中的应用[J].林产工业，2020，57（1）：100-102.

　　（责任编辑：孙兰兰）