所应具有的能力

在3.1节我们介绍了机电一体化系统(产品)创新设计的思路,其目的有二:第一,让同学们了解机电一体化新产品开发设计到底是怎么一回事;第二,想导引出要想搞机电一体化新产品的开发设计,设计者应具有哪些能力。通过3.1节的介绍,第一个问题已经解决,在本节解决第二个问题。经我们对3.1节所介绍的开发设计思路的分析和专业介绍对学生应具有能力的要求,设计者应具有如下能力。

1.产品(系统)策划的初步能力

会做社会调查(市场调查、专家走访、相关人群调查),会查资料,能根据社会需求,结合自己的生产、生活经验,提出开发某个新产品(系统)的建议,会写设计任务书,能将新产品的工作对象、工作任务(或说用途、或说客户需求)描述清楚。

2.需求分析的能力

能与用户商讨确定产品(系统)的客户需求,然后将客户需求变为产品(系统)的功能需求,明确产品都应具有哪些功能。

3.产品构思的能力

能将产品(系统)的功能需求分解为互相关联的功能模块,能根据科学原理和科学技术(机械、电子、电工、检测、控制、计算机等)为功能模块寻找到功能载体(即实现模块功能的具体结构形成),并将同一模块按不同原理找到的功能载体分别构成不同的产品(系统)方案,组成待选方案集。

4.产品方案评价的能力

会用评价标准从众多的待选方案集中选出“最优”的一个作为最终方案,并会画方案的初始原理图和造型图。

5.产品结构设计的能力

能根据方案的原理图和造型图给出各模块功能载体的具体结构形式和它们的几何、物理参数(初步的参数)。

6.建模仿真能力

能利用系统分析原理,建立产品的自动控制系统的物理数学模型,会使用仿真软件对产品进行仿真设计,修正结构设计中所给的几何、物理参数,使设计方案得以完善。

7.产品工作能力的校验能力

会选用驱动装置及其附属元件,会设计驱动电路、油路、气路,能依科学原理对模块功能载体或其中的零件、元件建立物理数学模型,并会利用已有的工程计算程序(软件)对上述模型进行检算,看功能载体的工作能力是否符合要求。

8.机械制图能力

能利用CAD软件绘制零件图、部件图、总装图、电路图、油路图、气路图等。

9.软件编程能力

能编写各类微处理器的接口驱动程序;能编写检测、控制系统的应用程序或其他有关的应用程序(如智能软件)。

10.产品加工的基本能力

知道机械零件如何加工和怎么进行质量检测;知道怎么样选用电子元器件和芯片焊装成电路板,并能进行调试。

11.产品(系统)组装的能力

知道如何将驱动装置和机械零件组装成广义执行子系统;知道如何将传感器、电子元器件和测控电路板组装成检测控制子系统。

12.选择最优方案的能力

会通过理论计算和样机实测决定产品的“最优”方案。

13.对产品(系统)进行评价审定的能力

知道产品(系统)的评价指标,并能应用它对新产品进行评价与审定。

14.撰写技术文件的能力

会撰写产品设计任务书,准确地描述产品的工作对象、工作任务(客户需求)和主要技术指标。

会撰写技术设计说明书,准确地描述设计理念、设计思路、方案构思、系统分析、工作能力校验等工作。