虚拟设计在包装机械产品开发中的应用

摘要：虚拟设计是当前机械加工行业技术的方向，特别是虚拟设计中对于包装机械环境的仿真，可以实现包装机械设计的优化，达到提高包装机械设计水平、提高包装机械设计质量，增长包装机械市场竞争力的价值。本研究在描述包装机械产业当前情况的基础上，对包装机械设计工作中存在的设计质量不高、设计周期过长、设计费用过高等问题进行了分析，提供了虚拟设计在包装机械生产和开发中的应用要点，并展开了对包装机械虚拟设计的展望。

关键词：包装机械；虚拟设计；设计质量；设计周期；模拟装配；人体工程；

前言

在市场经济条件下，商品进入流通领域的一个必要前提就是进行规范地包装，经济越发达，各类商品越多，就越需要对商品实现更为快速、高效的包装。当前商品越来越依靠包装机械进行处理，在生产效率提高、差异化趋势增强的背景下，包装机械成为一项重要的设备，不但成为了一项重要的产业，同时也对整个商品生产和流通产生巨大影响。我国包装机械存在着起步低、设计手段落后等实际问题，导致包装机械设计有质量、周期和费用的主要缺陷，严重影响了包装机械的制造，并对包装机械市场的开发带来阻碍作用。新时期应该站在发展包装机械制造产业的高度上看待当前存在的种种问题，通过应用虚拟技术实现对包装机械的不断开发，从技术、思想上推进和实现包装机械新时期的创新式发展。

1.包装机械产业发展的描述

我国包装机械产业经过从无到有20多年的发展，至今已经成为一个重要的门类，在支撑商品生产的同时，也形成了对整个经济发展的全面支撑作用。作为包装机械产业的从业人员应该看到包装机械产业现存的问题，只有将问题做到全面地分析，才能促进包装机械产业的加速发展。当前包装机械产业存在的主要问题有：

1.1.基础技术和工艺落后

在包装机械行业中有一个基本的共识，就是我国包装机械生产要落后于发达国家将近20年的差距，集中的表现是高精度包装机械和自动化大型包装机械的开发尚属于空白，在传统包装机械的生产中存在外观粗糙、稳定性差、安全性不高、适应性低下，并且存在质量和寿命方面的通病，对包装机械的长久发展不利。

1.2.盲目仿制国外包装机械

当前，包装机械生产中存在生产规模小、科研能力低、创新能力差等实际问题，这导致大多数包装机械生产企业都在或多或少地模仿国外包装机械，生产出的包装机械存在着性能、可靠性和服务质量方面的问题，同时，过度依赖仿制会形成对国外包装机械制造技术的依赖，形不成具有自主知识产权的包装机械生产技术，严重制约了包装机械产业的持续发展。

1.3.生产和需要脱离

在市场经济建设步伐越来越快的背景下，包装机械的种类和数量都有了较大幅度地增长，而国产的包装机械却在设计理念、制造技术和产品质量上都存在与市场需要的较大差距，人为导致了包装机械市场中生产产品和需要上的矛盾，导致包装机械长期需要进口的问题发生。

1.4.设计思想和手段落后

在包装机械设计过程中很多企业仍然应用传统的设计技术和设计思路，导致包装机械没有适应性和创新性，影响了包装机械对市场的占有力，不但浪费了包装机械研发的资金和资源，而且造成对包装机械生产的制约，难于实现对包装机械行业的加速作用。

2.包装机械产品开发中对虚拟设计的应用

2.1.虚拟设计在包装机械产品设计过程中的应用

虚拟设计是在产品设计中采取人与计算机的交互方式，模拟新产品开发中产品的某些性能，便于设计人员对产品的修改。在进行虚拟产品设计时，设计人员或准客户可以感知产品，直接在虚拟环境中进行设计与修改，实时地对整个虚拟产品设计过程进行检查、评估，实地解决设计中的决策问题，使设计思想得到综合。

2.2.虚拟设计在包装机械装配过程中的应用

产品开发人员借助虚拟装配设计环境系统，可以在虚拟环境中使用各种装配工具对设计的机构进行装配检验，帮助设计人员及时发现设计中的装配缺陷，全面掌握在虚拟制造中的装配过程，尽可能早地发现在新产品开发过程中的设计、生产和装配工艺等问题，及时优化设计方案。

2.3.虚拟设计在包装机械人机工程中的应用

虚拟设计可以精确地定位包装机械人机工程学的参数，并且，在必要时可以修改虚拟部件的位置，重新设计整个产品的构造，为新产品开发在产品的人机工程学研究方面提供了新的方法，可以不断地利用该系统来验证假设，既减少开发费用，又缩短了制造模型的时间。

3.虚拟设计在包装机械产品开发的应用前景

在未来，包装机械新产品开发中，虚拟设计技术能为设计人员提供有创造性思维的空间，提高设计人员的设计创新思维能力与产品设计水平，使设计人员能够从理论认识到感性认识，对产品进行设计、分析和评价，使设计人员在精神世界的存在中获得心灵自由，让设计更趋合理化、人性化。虚拟设计可以在包装机械的设计阶段，借助于建模与仿真技术及时地、并行地模拟出产品的未来的制造过程，乃至产品全生命周期的各种活动对产品设计的影响，并预测、检验、评价产品性能和产品的可制造性。从而更加有效地、经济地、柔性地、即时地组织生产。有力地降低由于设计前期给后期制造带来的回溯更改生产。

4.结语：

综上所述，包装机械产业是整个商品生产的配套产业，同时也是市场经济体系中不可或缺的基础性行业，新时期需要各种新型技术和工艺对此加以发展。本文在最后要从人员能力上和设计思维的层面上做以重点强调，要高度重视包装机械设计人员的培训，要真正形成以虚拟技术为出发点的高层次包装机械设计人员，做到从周期、质量、水平上扩大包装机械设计的水平，创造出各种新式包装机械，在满足市场和商品需要的同时，促进包装机械产业的提升。

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