作者：楊之勇
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造及自動(dòng)化這是新工科熱門專業(yè)，國家強(qiáng)盛離不開此專業(yè)，不被重視，落后也在于此。
一 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化要有科技理論支撐
? ? ? 1.功能原理是設(shè)計(jì)方法學(xué)的靈魂，利用功能需要引領(lǐng)設(shè)計(jì)原理和實(shí)體構(gòu)型；2看破力是查找主要矛盾的先知先覺的第一能力；3.創(chuàng)造力和科技興趣愛好是是一個(gè)民族和國家的進(jìn)步的源泉；3.機(jī)械設(shè)計(jì)是應(yīng)用科技創(chuàng)造未來的先先遣隊(duì)，4.科技應(yīng)用和節(jié)外生枝是一種能力；5讓設(shè)計(jì)形成優(yōu)勢，構(gòu)成優(yōu)勢設(shè)計(jì)力量和氛圍，是國家和民族興旺發(fā)達(dá)的關(guān)鍵所在。教育要不斷提高教師水平，從知識原理啟蒙到擴(kuò)展和實(shí)際應(yīng)用都要有獨(dú)到之處，優(yōu)勢之處。
二 有關(guān)設(shè)計(jì)的新認(rèn)識
? ? ? 1.設(shè)計(jì)與物質(zhì)文明及精神文明；2設(shè)計(jì)與國際競爭；3用設(shè)計(jì)解決現(xiàn)存問題；4設(shè)計(jì)與新產(chǎn)品問世。5功能元素與功能單元?jiǎng)?chuàng)立組合；6關(guān)鍵技術(shù)功能塊和功能點(diǎn)，7綜合技術(shù)功能組合塊；8：延伸思考和綜合評價(jià)；9設(shè)計(jì)的實(shí)用性與創(chuàng)造性平衡；10設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和新穎性及原創(chuàng)性。
? ? ? 不少人對學(xué)機(jī)械缺乏明確認(rèn)識，以為會畫機(jī)械圖、知道皮帶、鏈條、，車、銑、刨、磨，學(xué)點(diǎn)機(jī)械原理就算懂機(jī)械了。實(shí)際學(xué)機(jī)械，關(guān)鍵在于會搞機(jī)械設(shè)計(jì)，要懂機(jī)構(gòu)學(xué)，因?yàn)?b>機(jī)械裝備的核心是機(jī)構(gòu)：不但要學(xué)好已有機(jī)構(gòu)理論與模型，更要有自己的機(jī)構(gòu)理論和模型的建樹。要想搞項(xiàng)新產(chǎn)品，首先要明確機(jī)械系統(tǒng)或單元的功能需求，列寫功能元框圖，再利用邏輯關(guān)系畫出功能元的邏輯關(guān)系框圖，運(yùn)用科技原理，有感性思維產(chǎn)生設(shè)計(jì)預(yù)案，預(yù)則立，不預(yù)則退，有了預(yù)案和功能需求的向維性，啟動(dòng)智慧和復(fù)合知識積累，在急中生智的條件下產(chǎn)生初步幾種方案。從幾種方案中對比選優(yōu)為重點(diǎn)方案。
機(jī)械設(shè)計(jì)按道理講不能認(rèn)為的分專業(yè)過細(xì)，機(jī)械類別可分為：工作母機(jī)設(shè)備、工藝設(shè)備、輸送設(shè)備、物儲設(shè)備、檢測計(jì)量設(shè)備、涂裝設(shè)備、包裝設(shè)備、起重輸送設(shè)備等。這些都在機(jī)構(gòu)學(xué)理論覆蓋面內(nèi)。
輸送設(shè)備：機(jī)械連續(xù)輸送設(shè)備、機(jī)械步進(jìn)輸送設(shè)備、機(jī)械差速輸送設(shè)備、機(jī)械懸掛輸送設(shè)備、機(jī)械地面輸送設(shè)備、機(jī)械地下輸送設(shè)備、有帶式、網(wǎng)帶式、鏈?zhǔn)?、輸送，還有氣力輸送等，輸送有剛性輸送和柔性輸送，供求適配輸送等
操作設(shè)備：機(jī)械手、機(jī)器人、極端條件下的機(jī)械手和機(jī)器人（高溫高壓重載煙塵防爆等環(huán)境），高精度度設(shè)備。
? ? ? ? 這方面我們搞機(jī)械設(shè)計(jì)的還有待努力研究和創(chuàng)新。知識結(jié)構(gòu)單一，覆蓋面窄，思維框能力、變通能力、改變、利用、組合等能力欠缺都是搞機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的禁忌。
三 制造的基礎(chǔ)在于運(yùn)用工藝?yán)碚摵拖冗M(jìn)裝備
優(yōu)質(zhì)制造是工藝和設(shè)備（恰到好處的工藝設(shè)備）及人（操作者管理者）的組合的最佳成功的體現(xiàn)，只有總設(shè)計(jì)師，沒有總工藝師配合合作是沒法出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的?？梢娤冗M(jìn)工藝規(guī)劃和原則在機(jī)械制造上的作用。
四 自動(dòng)化在于設(shè)計(jì)能力和全專業(yè)知識的運(yùn)用能力
自動(dòng)化一般是體現(xiàn)在生產(chǎn)線上，生產(chǎn)線是批量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品最佳選擇，沒有自動(dòng)化體現(xiàn)的產(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)形式被稱為流水線，有人工操作，或看管的部分由自動(dòng)化環(huán)節(jié)的流水作業(yè)線被稱作半自動(dòng)化生產(chǎn)線。由機(jī)械手、機(jī)器人操作，從供料到各工序間自動(dòng)化操作、檢驗(yàn)、次品移除、成品包裝入庫的生產(chǎn)線為自動(dòng)化生產(chǎn)線。有了生產(chǎn)線，質(zhì)量控制、生產(chǎn)節(jié)拍、生產(chǎn)能力也就有所保證了。
機(jī)械學(xué)成為機(jī)械產(chǎn)品發(fā)明創(chuàng)造的手段，機(jī)械制造、自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)主要還是依靠各種機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，可以推論機(jī)械產(chǎn)品的核心是機(jī)構(gòu)，也可以這樣說機(jī)械學(xué)的核心技術(shù)也是機(jī)構(gòu)學(xué)，學(xué)習(xí)機(jī)械專業(yè)的核心課程不能沒有機(jī)構(gòu)學(xué)。
我所經(jīng)歷有的機(jī)械工程師（新老都有之）機(jī)構(gòu)知識知之甚少，機(jī)構(gòu)理論、運(yùn)動(dòng)鏈理論、機(jī)構(gòu)組形也沒有一定理性意向，有的只有查手冊，看標(biāo)準(zhǔn)…學(xué)機(jī)械的大學(xué)不很好學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)學(xué)，這也是我們教育上的一個(gè)盲點(diǎn)。這里有個(gè)哲學(xué)上的普遍性與特殊性關(guān)系認(rèn)識問題，機(jī)構(gòu)是機(jī)械的普遍性共性的科技型的學(xué)問，用到重型機(jī)械、輕工、汽車、航空、以致模具上是不同場合應(yīng)用問題。所謂隔行不隔理是有道理的。
有的大學(xué)、機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)者，正式因?yàn)闄C(jī)構(gòu)知識知之甚少，不知道還有增程機(jī)構(gòu)，所以設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)所用氣缸或油缸選用4～6米行程，這就違反了設(shè)計(jì)上的理論禁忌，有的夾壓動(dòng)力選用300～500直徑的氣動(dòng)元件，實(shí)際采用增壓機(jī)構(gòu)后同樣工況條件下50～80氣缸就可以可而且施力剛度穩(wěn)定。過去進(jìn)口國外設(shè)備也有類似情況，都是因?yàn)閷C(jī)構(gòu)理論知識缺乏學(xué)習(xí)專研。
五 科技理論創(chuàng)新不在經(jīng)驗(yàn)而在邏輯思維和變通式理性認(rèn)知
? ? ? ?學(xué)習(xí)東西不止要學(xué)習(xí)書本上的知識，老子說過：“道可道非常道”，能夠成為非常道的道是原創(chuàng)首發(fā)的理性認(rèn)識，也要通過邏輯推演形成自己的一些理論建樹，節(jié)外生枝，不是書本上已有的學(xué)問和道理。按機(jī)械組成系統(tǒng)形式，常規(guī)有兩種形式：一是自由度（活動(dòng)度）為一的機(jī)構(gòu)，二是自由度為二的差動(dòng)機(jī)構(gòu)，理論上還應(yīng)該存在一個(gè)“外加約束條件的二自由度機(jī)構(gòu)”，這就是機(jī)構(gòu)存在第三種形式；這種機(jī)構(gòu)可以演變出多種機(jī)器設(shè)備：1）軋鋼行業(yè)的重型機(jī)械柴里科夫浮動(dòng)剪、2）自壓式剪切機(jī)、3）多動(dòng)作閉式循環(huán)機(jī)械臂、4）機(jī)械程序運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等。這一機(jī)構(gòu)理論提出是我在全國機(jī)構(gòu)創(chuàng)造發(fā)明學(xué)會上宣讀的論文中，被發(fā)明學(xué)會負(fù)責(zé)者看重此論文的實(shí)效性和理論凸顯性，通知我參加了中國機(jī)構(gòu)發(fā)明學(xué)會理事擴(kuò)大會議。會議間結(jié)識了清華等出名院校的專家教授，學(xué)會負(fù)責(zé)人贊揚(yáng)了我這個(gè)企業(yè)工程師理論研究的突破性?？梢娎碚撜J(rèn)知及研究的深入性，和經(jīng)驗(yàn)及過程同樣重要；以后不少創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)運(yùn)用此理論方法都收到很好實(shí)用效果。實(shí)際我本人還不是研究生出身，只是愛好機(jī)構(gòu)學(xué)，愛好和思考專研是最好的老師，會引領(lǐng)你走上科技的殿堂。
? ? ? ?機(jī)構(gòu)理論有待我們再探討再認(rèn)識：比如以前的某些學(xué)者認(rèn)為只有4桿以上的才能稱為機(jī)構(gòu)，實(shí)際從兩桿以上的機(jī)械組合都可以稱為機(jī)構(gòu)，電機(jī)是最常見的兩桿機(jī)構(gòu)，自動(dòng)線中的自動(dòng)料道的物料分配器實(shí)質(zhì)也是兩桿機(jī)構(gòu)，詹天佑的火車掛鉤是兩桿機(jī)構(gòu)組合，是一種邏輯機(jī)構(gòu)。有了廣義機(jī)構(gòu)的提出，有了多動(dòng)力元和信號傳遞開式機(jī)構(gòu)，也不能忽視閉式運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)，正是這種機(jī)構(gòu)是節(jié)能可靠自動(dòng)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。變異機(jī)構(gòu)理論（機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程中利用機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)型的改變），機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈等理論、平面機(jī)構(gòu)與空間機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)軌跡、理論深厚，有很多盲點(diǎn)帶我們揭示，有很多理論待我們機(jī)械從業(yè)者和愛好者去研究開發(fā)。
? ? ? ?目前一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家都十分重視機(jī)構(gòu)學(xué)的研究，因?yàn)樽灾髦R產(chǎn)權(quán)的機(jī)械產(chǎn)品離不開機(jī)構(gòu)學(xué)，機(jī)械產(chǎn)品性能提高離不開機(jī)構(gòu)學(xué)，機(jī)械產(chǎn)品的專利取得離不開機(jī)構(gòu)學(xué)，機(jī)械產(chǎn)品規(guī)避國外專利也離不開機(jī)構(gòu)學(xué)，機(jī)械產(chǎn)品自主知識產(chǎn)權(quán)的取得離不開機(jī)構(gòu)學(xué)，國家支柱產(chǎn)業(yè)升級和新產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的建立離不開機(jī)構(gòu)學(xué)。所以機(jī)械從業(yè)者和愛好者都要很好研究機(jī)構(gòu)學(xué)理論。
? ? ? ?企業(yè)發(fā)展急需機(jī)械設(shè)計(jì)形成優(yōu)勢，國家強(qiáng)盛不能沒有機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化，這就是我對新工科的熱門專業(yè)的思考和認(rèn)識。
