降低機械設計的成本和風險

　　概覽

　　激烈的全球化競爭給機械制造商帶來壓力，他們制造出的機器需要能提高產量，同時降低成本，并滿足更多類似的要求，如：提高生產力，提升效率，從而在競爭中脫 穎而出。因此，當今的機械制造商已從僅制造單一功能的機器，轉變為設計靈活高效的多功能機器，他們通過采用現代化控制系統配合復雜的運算并將高端電子產品 集成到他們的機械產品中。

　　機電一體化

　　機電一體化是一種綜合的工業技術，通過將最有效的開發實踐和技術融和到精簡設計、樣機研究和系統發布中，以此來提升整個設計過程。

　　Kevin Craig博士是倫斯勒理工學院機械工程教授，他認為機電一體化作為工程的準則，是機械工程、電子、控制工程和計算機的協同組合，在設計過程中相互交融。 它涉及了在從復雜決策到物理系統運作等多方面應用。由于這些獨特的功能，機電一體化系統依賴于計算機軟件。這一規律導致了一個不斷發展的趨勢，由于設計變 得越加復雜，因此在不同設計團隊間的合作越來越必要。

　　機電一體化開發方式的成功之道

　　機電一體化系統的發展趨勢使得設計的復雜度陡增，迫使不同的設計團隊一起工作。在一個機電一體化系統中，每個決策在整個設計中會產生連鎖反應。如果 機械團隊決定改變材料，意味著改變了機械零件的重量，為了機器有效的運行，會需要對電機的尺寸，甚至是電機的類型做相應的更改。將步進電機更換為伺服電機 會大大增加運算控制的復雜性和對嵌入式系統運算處理性能的要求。在機械、電氣和控制工程師間，提高團隊交流與和合作是十分重要的，而那些無縫合作工具，能 夠幫助工程師們在開發周期的各階段分享數據和信息，從而使合作和信息交流更為有效。

　　那些工具實現了虛擬樣機(也被稱作數字樣機)，能夠在從不同領域結合的仿真技術，即一個模型仿真完整的機器或設備。設計師可以在具化一個物理部件之 前，仿真其機械動力，其中包括質量和摩擦效應、循環次數和單個零件性能。在投入物理樣機的花費之前，一個虛擬機樣即可以預測和優化設計，并且能評估不同設 計的研究和概念。基于機電一體化的開發方式能降低機器設計的風險、加快設計節奏、提高對客戶需求的認知，并簡化調試排除故障的過程。因此機電一體化的方法 可以幫助機器制造商在第一時獲得最優設計。