建材行業機械裝備的產品設計探討論文
所謂產品設計，從廣義來說就是一個創造性的綜合資訊處理過程，透過多種元素如線條、符號、數字、色彩等方式的組合，把產品的形狀以平面或立體的形式展現出來。它是將人的某種目的或需要轉換為一個具體的物體或工具的過程；是把一種計劃、規劃設想、問題解決的方法，透過具體的操作，以理想的形式表達出來的過程。產品設計的意義重大，具有“牽一髮而動全域性”的重要意義。如果一個產品的設計缺乏合理性，那麼生產時就將耗費大量資金、物料、勞動力來調整和更換裝置。相反，好的產品設計，不僅表現在產品功能上的優越性，而且便於製造，生產成本低，價效比高，從而使產品在市場上具有更強的綜合競爭力。許多在市場競爭中佔優勢的企業都十分注重產品設計的細節，以求設計的產品造價低而又具有獨特功能。許多發達國家的公司都把設計看作熱門的戰略工具，認為好的設計是贏得顧客的關鍵。筆者曾經在北京某大型建材裝置製造廠參加過近半年的社會實踐，深覺建材行業更需要對產品設計增加了解，本文就僅以磚瓦生產線中的自動碼坯機為例，簡單介紹產品設計的要求和流程。
1產品設計必須符合行業發展要求
設計和試製新產品，必須以滿足行業需要為前提。這裡的行業需要，不僅是眼前的行業需要，而且要看到較長時期的發展需要。為了滿足行業發展的需要，開發先進的產品，加速技術進步是關鍵。以前，磚廠碼坯全部是靠人工，那時候勞動力供大於求，招工也非常容易，所以很多磚瓦裝置製造廠就把精力全部放到人工碼坯裝置的研發與試製，對於自動碼坯裝置研究得很少。隨著社會的發展，科技水平的進步，機器代替手工已成必然趨勢，這些裝置製造廠頓時就跟不上行業的發展，處於被淘汰的邊緣。而那些預測到市場的發展，已經提前開始研發自動碼坯裝置的製造廠則如魚得水，迅速佔領了市場，在行業中確立了自己的領先地位，進而引導行業的發展。
2產品設計必須要考慮經濟效益要求
設計和試製新產品的主要目的之一，是為了滿足市場不斷變化的需求，以獲得更好的經濟效益。好的設計可以解決顧客所關心的各種問題，如產品功能如何、是否容易操作、產品質量如何等；同時，好的設計可以節約能源和原材料、提高勞動生產率、降低成本等。所以，在設計產品結構時，一方面要考慮產品的功能、質量，另一方面要顧及原料和製造成本的經濟性，同時，還要考慮產品是否具有投入批次生產的可能性。自動碼坯機外形龐大，零部件眾多，從而導致裝置的製造成本高，對裝置生產廠家和使用客戶都造成了很大的經濟壓力，所以如何在企業盈利與客戶認可之間找到平衡點是裝置存在並批次推向市場的關鍵，這就需要有新技術、新結構、新材料、新工藝的出現，降低裝置的整體造價，使得裝置廠覺得研發新型自動碼坯裝置有利可圖，又可以讓客戶心甘情願地購買，達到雙方共贏的目的。
3產品設計必須考慮使用要求
新產品要被社會所承認，並能取得經濟效益，就必須從市場和使用者需要出發，充分滿足客戶的使用要求。這是對產品設計的起碼要求。使用的要求主要包括以下幾方面的內容：
3.1使用的安全性
設計產品時，必須對使用過程的種種不安全因素，採取有力措施，加以防止和防護。同時，設計還要考慮產品的人機工程效能，易於改善使用條件，儘量降低操作者的勞動強度，為其創造一個相對舒適的工作環境與工作條件。裝置為客戶所用，就必須滿足客戶的要求，為客戶創造更大的經濟效益，從而得到客戶的認可，然後作為一種廣告效應，使得裝置的推廣更加廣泛。自動碼坯機的作用是用於碼放坯體，即將磚機擠出、切割系統切割後的坯體按照一定的方式碼放到窯車上的裝置，裝置執行速度快，大部分的驅動系統都是位於裝置的上方，距離地面有3～4m高，檢修或調整時需要操作人員爬上去操作，這些因素都要求產品設計人員在設計之初就要詳細考慮，採用各種措施來提高裝置使用的安全性，例如在裝置上設定行走報警器，設定爬梯、安全護欄、防護架等，否則就會給安全生產帶來隱患。
3.2使用的可靠性
可靠性是指產品在規定的時間內和預定的使用條件下正常工作的機率。可靠性與安全性相關聯。可靠性差的產品，會給使用者帶來不便，甚至造成使用危險，使企業信譽受到損失。客戶購買自動碼坯機是為了將其用於生產線上來創造價值，如果裝置故障率高，三天打魚兩天曬網，實現不了連續生產，或者裝置適用性窄，對生產條件的變化適應性低。這些現象都是客戶所不能接受的，也就決定了產品設計的失敗。
3.3美觀的外形和良好的包裝
產品設計還要考慮和產品有關的美學問題，產品外形和使用環境、使用者特點等的關係。在可能的條件下，應設計出使用者喜愛的產品，提高產品的欣賞價值。目前，由於磚瓦行業自身技術水平的侷限性，對於裝置的美觀性暫時還無暇顧及，主要是以實用為主。但是我們相信隨著磚瓦行業的發展，技術的飛躍，不久必然會出現令人賞心悅目的裝置。
4產品設計需要考慮製造工藝要求
生產工藝對產品設計的最基本要求，就是產品結構應符合工藝原則。也就是在規定的產量規模條件下，能採用經濟的加工方法，製造出合乎質量要求的產品。這就要求所設計的產品結構能夠最大限度地降低產品製造的勞動量，減輕產品的重量，減少材料消耗，縮短生產週期和製造成本。自動碼坯機的零部件眾多，全部自己生產必然會產生製造成本增加、製造週期延長等弊端，要解決這些問題，就要對製造工藝進行全新的變革，能夠用車床、銑床加工的零件堅決不用鏜床加工，外形尺寸接近的零件儘量統一，能夠外購的標準件儘量外購，數量多的零件儘量採用鑄造方式；選材上儘量用鋁合金型材代替常規的型鋼，用鈑金件代替鉚焊件來降低裝置的重量。因為裝置重量的降低，不僅有利於裝置的裝配、運輸，而且會提高裝置的產量。
5產品設計的規範流程
產品設計不是簡單的畫圖，完整的產品設計是需要流程的，它不僅僅是圖紙，也需要體現在文字上，下面筆者介紹一下產品設計的規範流程。
5.1產品設計需要編寫技術任務書
技術任務書是產品在初步設計階段內，由設計部門向上級以書面形式提出體現產品合理設計方案的改進性和推薦性意見的檔案。經上級批准後，作為產品技術設計的依據。其目的在於正確地確定產品最佳總體設計方案、主要技術性能引數、工作原理、系統和主體結構，並由設計員負責編寫（其中標準化綜合要求會同標準化人員共同擬訂），技術任務書包括以下內容。（1）設計依據①確定設計任務的來源，是根據銷售合同，還是根據行業發展需要來研發裝置；②國內外技術情報：蒐集在產品的'效能和使用性方面國內外同類產品的技術情況；③市場經濟情報：在產品的形態、型式（新穎性）等方面滿足使用者要求，適應市場需要，具有競爭能力；④產品開發長遠規劃和年度技術組織措施計劃，產品設計研發後的預計銷售情況及可能創造的經濟價值、社會效益，並說明現在進行產品設計在時機上的必要性。（2）產品用途及使用範圍，任何產品都不是萬能的，尤其是新產品的設計，一定要明確說出產品的用途及使用範圍，為以後的試製、實驗、行業內推廣提供依據。（3）對計劃任務書提出有關修改和改進意見。（4）基本引數及主要技術性能指標，包括產品的產量、工作週期、大致的裝機容量等。（5）總體佈局及主要部件結構敘述：用簡略畫法勾出產品基本外形、輪廊尺寸及主要部件的佈局位置，並敘述主要部件的結構。（6）產品工作原理及系統：簡單介紹產品的原理圖、系統圖，並加以說明。（7）國內外同類產品的水平分析比較：列出國內外同類型產品主要技術性能、規格、結構、優缺點一覽表，並作詳細的比較說明。（8）關鍵技術解決辦法及關鍵元器件的生產。（9）對新產品設計方案進行分析比較，運用價值工程，著重研究確定產品的合理性能，以及透過不同結構原理和系統的比較分析，從中選出最佳方案。（10）組織有關方面對新產品設計的方案進行論證，共同商定設計或改進的方案，保證其能滿足使用者的要求和社會發展的需要。（11）新產品設計、試製、試驗週期和經費估算。
5.2技術設計
技術設計的目的，是在已批准的技術任務書的基礎上，完成產品的主要計算和主要零部件的設計。（1）完成設計過程中必須的試驗研究（新原理結構、材料元件工藝的功能或模具試驗），並寫出試驗研究大綱和研究試驗報告。（2）作出產品設計計算書（如對運動速度、裝置剛度、強度、工作週期等方面的計算、核算）。（3）畫出產品總體尺寸圖、產品主要零部件圖。（4）運用價值工程，對產品中造價高的、結構複雜的、體積笨重的、數量多的主要零部件的結構、材質精度等選擇方案進行成本與功能關係的分析，確定最佳的組合方式。（5）繪出各種系統原理圖（如機械傳動、電氣、液動、氣動、安全保護等系統）。（6）提出特殊元件、外購件的材料清單。（7）對技術任務書的某些內容進行審查和修正。（8）對產品的可靠性、是否方便維修等方面進行分析。
5.3工作圖設計
工作圖設計的目的，是在技術設計的基礎上完成供試製（生產）及隨機出廠用的全部工作圖樣和設計檔案。設計者必須嚴格遵守有關標準規程和指導性檔案的規定，設計繪製各項產品工作圖。（1）繪製產品零件圖、部件裝配圖和總裝配圖。①零件圖：圖樣格式、檢視、投影、比例、尺寸、公差、形位公差、表面粗糙度、表面處理、熱處理要求及技術條件等應符合標準；②部件裝配圖：除保證圖樣規格外，還包括裝配、焊接、加工、檢驗的必要資料和技術要求；③總裝配圖：給出反映產品結構概況，組成部分的總圖，總裝加工和檢驗的技術要求，給出總體尺寸。（2）編寫產品使用說明書，介紹產品的組成、工作原理、使用要求、檢修要求、常見故障處理、軸承明細表、易損件明細表等內容。
5.4編制試驗方案
提出試驗所需原料、場地、輔助器材、運輸要求、拆裝專用工具要求、人員要求、實驗流程、實驗資料採集、實驗資料分析方法等。
5.5總結歸檔
試驗結束後，對於試製和試驗過程中出現的問題進行修改完善，保證技術資料（包括圖紙、說明書等）能夠指導生產，並將原始技術資料進行存檔保管。
6結束語
本文拋磚引玉，簡單介紹了產品設計的要求與流程，希望得到建材行業機械設計人員的認可，用標準的模式來進行產品的設計，將建材行業的裝備水平提升得更高、更快、更強，更上一層樓。
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