淺談機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)中的技術(shù)要點(diǎn)

李靜

【關(guān)鍵詞】機(jī)械電子工程設(shè)計(jì) 存在的問(wèn)題 技術(shù)要點(diǎn) 設(shè)計(jì)方法

1.引言

時(shí)代的快速發(fā)展和進(jìn)步為各行各業(yè)的發(fā)生和發(fā)展創(chuàng)造出更多的機(jī)遇，機(jī)械電子工程行業(yè)作為高新技術(shù)的典型代表應(yīng)運(yùn)而發(fā)，從而在我們的日常工作和生活中被廣泛應(yīng)用，機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)集機(jī)械原理、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、微機(jī)原理等眾多學(xué)科于一體的綜合性工程項(xiàng)目，不僅需要完備的理論體系和硬件條件，更需要設(shè)計(jì)者具備極高的綜合技術(shù)水平。機(jī)械電子工程技術(shù)還具有應(yīng)用范圍較廣、自動(dòng)化的水平較高，還可以輔助順利實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)的方案，從而最大化避免一些問(wèn)題出現(xiàn)等特點(diǎn)。機(jī)械電子工程的發(fā)展水平在很大程度上能夠反應(yīng)出一個(gè)國(guó)家的工業(yè)實(shí)力，對(duì)推動(dòng)科技進(jìn)步具有重要的作用。我國(guó)機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展已經(jīng)在諸多領(lǐng)域達(dá)到世界先進(jìn)水平，然而依然存在著高級(jí)別人才短缺、理論體系有待進(jìn)一步提高的短板，本文就機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)當(dāng)中涉及到的技術(shù)要點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)粗淺論述。

2.機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)中存在的一些問(wèn)題

時(shí)代的飛速發(fā)展為各行各業(yè)創(chuàng)造了越來(lái)越多的發(fā)展機(jī)會(huì)，在機(jī)電工程的不斷發(fā)展和改革過(guò)程中，出現(xiàn)了許多問(wèn)題。與其它行業(yè)相比，電子產(chǎn)品的創(chuàng)新與改革離不開(kāi)大容量與高集成，經(jīng)過(guò)調(diào)查分析，大致總結(jié)出以下幾點(diǎn)：

第一，電子市場(chǎng)中機(jī)械電子產(chǎn)品的類(lèi)型繁多，但質(zhì)量卻存在參差不齊的問(wèn)題，其中很大一部分原因是由于市場(chǎng)缺乏規(guī)范性管理，使得仿冒產(chǎn)品的比例非常高，這對(duì)機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)是極為不利的，加上民眾在選擇產(chǎn)品時(shí)缺乏專(zhuān)業(yè)的甄別能力，使正規(guī)生產(chǎn)商的利潤(rùn)提不上去，進(jìn)而阻礙了產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

第二，在我國(guó)，電子行業(yè)中技術(shù)人員在資源共享的能力上有些薄弱，導(dǎo)致機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)企業(yè)在行業(yè)內(nèi)部的信息交流存在一定的閉塞性，這種情況在一定程度上會(huì)阻礙創(chuàng)新思維的產(chǎn)生，使機(jī)械電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念過(guò)于保守，進(jìn)而阻滯行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。

第三，工程設(shè)計(jì)人員的綜合水平是影響機(jī)械電子產(chǎn)品質(zhì)量的最重要因素。而中低層次工程技術(shù)人員供大于求和高級(jí)別工程技術(shù)人員較為缺乏實(shí)是目前我國(guó)機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展最為突出的現(xiàn)狀。此外，很多企業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械電子產(chǎn)品都屬于低端產(chǎn)品，主要目的在于用來(lái)迎合低消費(fèi)人群，滿(mǎn)足低端市場(chǎng)的龐大需求，而對(duì)于高端產(chǎn)品研發(fā)的投入比例是十分少的。高質(zhì)量機(jī)電產(chǎn)品是由先進(jìn)理念、設(shè)計(jì)方法、先進(jìn)體系的共同堆疊所產(chǎn)生的，其中，設(shè)計(jì)方法是相對(duì)來(lái)說(shuō)最易優(yōu)化的一步，文章內(nèi)容也將著重討論這一部分。

3.機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)策略

3.1 仿真設(shè)計(jì)

整個(gè)機(jī)械電子工程的設(shè)計(jì)方案確立之后便是系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)步驟，在機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)當(dāng)中仿真檢驗(yàn)是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，只有對(duì)產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行全面實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題調(diào)整設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而提升產(chǎn)品品質(zhì)。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)（EDA）通過(guò)對(duì)各個(gè)仿真環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而判斷產(chǎn)品各電子元件部分功能是否達(dá)到要求。仿真分析建立在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與大量的數(shù)據(jù)資料基礎(chǔ)之上，通過(guò)構(gòu)建相應(yīng)的機(jī)電電子產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型，基于編程實(shí)現(xiàn)各虛擬功能組塊搭建，仿真程序在運(yùn)行過(guò)程中技術(shù)人員可以根據(jù)需求對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，最終的結(jié)果為實(shí)際元件型號(hào)的選擇、參數(shù)的設(shè)定等提供參考。同時(shí)，通過(guò)EDA 技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)和信息也可以轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品性能參數(shù)，為企業(yè)在銷(xiāo)售這些電子產(chǎn)品時(shí)介紹產(chǎn)品的性能和特性提供便利條件。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

所謂的“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”是指電子工程技術(shù)人員通過(guò)分析環(huán)境、溫度、容差等要素，從而設(shè)計(jì)出來(lái)的最佳工程方案。機(jī)械電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣性受諸多因素的影響，因此設(shè)計(jì)師想要保證產(chǎn)品功能的完備性，就要再花費(fèi)大量的時(shí)間與精力，根據(jù)實(shí)際需求在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高效型、可靠性的前提下不斷優(yōu)化系統(tǒng)構(gòu)建方案。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)（EDA）可以對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)境進(jìn)行記錄和整理，從而完善設(shè)計(jì)方案，綜合設(shè)計(jì)出更優(yōu)質(zhì)的方案，提高電子技術(shù)的工程效率，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)尤其是芯片技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展是十分迅速的，相關(guān)產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期越來(lái)越短，因此電子系統(tǒng)與整體的兼容性在設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)當(dāng)被重視起來(lái)，避免機(jī)械電子產(chǎn)品在后期進(jìn)行升級(jí)換代時(shí)受到阻礙，制約行業(yè)的發(fā)展。

3.3 防靜電設(shè)計(jì)

目前，電子工程的很多產(chǎn)品構(gòu)造非常復(fù)雜，內(nèi)部的集成電路體積雖小，但卻鑲嵌著很多微小電子結(jié)構(gòu)體，防靜電設(shè)計(jì)處理不好的話，會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果，甚至發(fā)生重大安全事故。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行防靜電設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合考慮到這些問(wèn)題，最大化減少運(yùn)行環(huán)境所帶來(lái)的負(fù)面干擾，從根本上提高電子產(chǎn)品的靈敏度，以此來(lái)提高電子產(chǎn)品的使用安全等級(jí)、延長(zhǎng)使用壽命[4]。

3.4 電路設(shè)計(jì)

在機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)中，對(duì)電路特性進(jìn)行系統(tǒng)性分析將會(huì)大大提高設(shè)計(jì)方案的可行性和有效性，因此電路設(shè)計(jì)步驟是EDA 技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中必不可少的部分。同時(shí)，EDA 技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)對(duì)電子系統(tǒng)電路特性分析的重要手段。在傳統(tǒng)的機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)中，由于缺少了EDA 技術(shù)的支持，有關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)試和特征分析的信息與實(shí)際情況之間存在很大差異。同時(shí)，無(wú)法保證電路測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，這將直接影響后期電子產(chǎn)品的正常使用。因此，工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)規(guī)避電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)問(wèn)題，防止接線出現(xiàn)短路、開(kāi)路等問(wèn)題;對(duì)電容、電阻、電感元件的電氣參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，從而提升電路系統(tǒng)的運(yùn)行功能。此外，通過(guò)對(duì)電路保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析能夠在最大程度上提升產(chǎn)品應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的能力，從而保護(hù)CPU、集成芯片等核心部件。總之，EDA 技術(shù)對(duì)于機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)中電路設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行具有重要作用，工程人員應(yīng)當(dāng)充分掌握其應(yīng)用方法。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著時(shí)代的進(jìn)步，機(jī)械電子工程技術(shù)逐漸進(jìn)入到大眾視野，這不僅為國(guó)家工業(yè)化發(fā)展帶來(lái)好處，還為人們的日常生活提供便利，從而為機(jī)械電子工程的快、精、尖發(fā)展奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)中，科學(xué)的設(shè)計(jì)方法能夠極大的促進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量升級(jí)。本文結(jié)合行業(yè)實(shí)際情況，從仿真設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、防靜電設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)等四個(gè)角度出發(fā)進(jìn)行了綜合分析和論述，從而給出了幾點(diǎn)優(yōu)化機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)的建議，希望對(duì)行業(yè)進(jìn)步有所借鑒，當(dāng)然，對(duì)于更加深入的基礎(chǔ)理論研究還需要廣大業(yè)內(nèi)專(zhuān)家投入更多的精力去研究、去挖掘。