机械工程项目总体方案设计

第二章总体方案设计

2.1 概述

1.机械工程项目包括机电产品、专用设备、

各种加工和装配自动化生产线等的研发，

和所有的项目一样，具有唯一性、一次性、

多目标性、整体性和寿命周期性等特点，

同时要求投资较大，对成功率的要求较高。

一个成功的项目需要在技术和管理上同时

进行创新，根据机械工程项目的特点，=

对于绝大多数项目而言，创新的性质和基础或技术的研究是有很大的区别，主要体现在集成创新。有经验的工程师在进行总体设计的时候，所采用的技术至少有80~90%以上是成熟技术，也就是说一个总体方案的技术的可行性至少有85%的把握才能实施。由于成熟技术很多，对于同一功能，可以采用多种不同的成熟技术组合实现，因此形成了不同的总体方案；其余的15%左右是原始创新技术。在项目的总体设计过程中，15%的技术原始创新构成了项目的核心技术，需花较大的精力进行探讨和研究，包括理论探讨和试验验证，最后通过工程验证。由于机械工程项目直接面向用户、社会，研发投入较大，项目的研发成功，将为企业和社会带来直接的经济效益，大多数情况下，将促进行业的发展；基础理论和技术的研究，投入较小，以理论研究和试验验证为基础的成果，只有在工程上得到应用后，才能真正体现其价值。

对于机械工程项目的建设，总体方案的设计，确定了项目的技术和市场走向。本章内容结合相关老师的工程实践和一些资料的阐述，试图梳理出总体设计流程，并结合流程和案例，介绍总体设计各阶段的工作内容、要求以及相关知识。为今后从事机械工程

项目设计工作时，知道从哪里入手，如何

开展总体方案设计打下基础。

2 项目的发展周期分为五个阶段，分别为：

概念阶段、开发阶段、实施阶段、结束阶

段和应用阶段，其资源（人、财、物和时

间）的投入量按照前述由小到大，在实施

阶段达到最大，再由大到小。但一个项目

是否能取得成功，关键在于概念阶段所取得的成果，总体方案设计属于机械工程项目过程中的概念阶段中的一项任务，概念阶段的目标是对项目进行策划、可行性分析和决策，而总体方案设计是项目能否取得成功的关键，不完善和不周密的技术方案，将导致全盘皆输（胎里疾），应该引起所有从事方案设计的人员充分的重视。……

总体方案的设计，涉及到项目功能的定位、投入资金的大小、开发时间的长短、技术的先进性等，也包括建设的场地、使用的环境和对环境的影响等因素…… 进行总体方案设计的工作过程，大体如图所示……。

3. 总体方案设计的详细流程是：……，在进行总体方案中，应该同时设计多种能够实现功能需求的总体方案，以便进行分析和评价。同时，通过分析和评价，挖掘各方案中优势，以便集中这些优势，创造出更为合理和先进的方案。所以，进行总体方案设计，不是搞一轮方案，而是搞多轮以上的方案，并进行优化集合。

4.本章内容

2.2 功能设计

5.

功能设

6. 总体方案设计的第一步是进行功能需

求分析。功能需求分析包括对市场需求分

析和技术需求分析，其中市场需求分析结

果根据市场调研和相关数据分析获得，包

括：

1）项目加工（生产）对象的市场容量分析。

在此项分析中，将对项目功能进行定位的

同时，还需对加工对象的成本构成进行分析，从而确定项目的研发意义、所需的加工能力、加工成本、项目的年产量等；

2）项目的相关功能技术指标。即市场对项目功能的技术要求，加工对象、项目的研发成本与项目的技术指标有关，同样，项目的市场也与项目的技术指标有关（技术指标高，投入打，产品质量和成本高，在一定程度下将影响市场容量）；

3）市场可以接受的价格。即所研发的项目产品的市场价格，可以通过走访用户或者基于项目加工对象的成本分析，从提高劳动生产率，降低成本出发，进行核算。通过对市场可以接受的价格分析可知产品的最高成本，从而可以推算出本项目的研发、制造和销售成本，作为项目总体设计的约束条件。

通过市场调查，可以获得项目的功能和成本要求！

技术需求分析主要包括：

1）对当前产品存在的技术缺陷进行分析。分析针对当前具有本项目相似功能的产品展开，提出已有产品或相似产品所存在的技术缺陷，而分析出的技术缺陷，在本项目的实施过程中，均需要进行完善或突破；

2）明确功能目标。根据市场需求和对现有产品技术缺陷的分析，提出明确的项目目标，包括功能目标、技术目标、经济目标、研发周期目标等

3）明确约束条件。根据功能目标和市场预测及研发单位所拥有的资源现状，提出项目完成的约束条件，包括时间限制、精度限制、人员限制、资金限制、质量要求等。

通过前面的分析，项目的前景、功能及相关技术指标、研发的约束条件等有了基本认识，在此基础上，提出项目设计任务书。任务书的主要内容包括：功能目标、约束条件、技术经济指标（产量（节拍）、精度、使用场合、制造成本等）、已知可以采用的技术、实施计划等。所有内容中，合适的技术经济指标，是项目总体设计，乃至项目本身能否成功完成的关键之一，过高的技术经济指标（高于市场需求），不仅会增加项目研发难度和研发时间，提高项目成本，同时也会影响市场销量。

……

技术工作和管理工作的最大区别在于分析和解决问题的方式和方法不同，技术工作者解决问题的方法是将大问题按照一定的规则分解为小问题，各个击破，而后通过集成解决大问题；而管理工作者则站在全局的角度，分析所研发过程中出现的各个问题，从中找出内在的关联逻辑和问题的根本所在，从而着手解决，即采用系统的方法去分析问题和解决问题。在进行总体设计中，需要设计者从项目全局出发，系统的分析问题，将问题按逻辑分解并各个击破，再用全局思维方式，将其集成。（总体设计者的工作方式是；用管理者的思维和工作模式，从全局出发，发现问题；用技术工作者的思维和工作模式，解决问题）。

功能分解，就是将大问题逐级分解成小问题的开始。

总功能可以是多个功能元串联、并联或串并联而成。功能的分解根据项目目标不同，可以按照工艺动作分解（如装配生产线），也可以按照加工工艺过程分解（如组合机床、专用装备、自动化加工生产线等）。

7. 按照工艺动作进行分解

冷媒罐的加工主要通过多道次冲压成型，

为提高效率，加强劳动保护，需要采用机

械臂进行上下料。

8. 在按照工艺动作要求分解过程中，需要

对每个动作实现时间进行分解，以满足设

计任务书中的节拍要求。

说明工作要求，根据图示进行按工艺动作

进行分解介绍