关于我国木工机械的测绘移植与科学类比设计方法

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　　论文摘要：截至2009年，中国木工机械的GDP已经居世界第二位。中国与国外的差距主要体现在设计方法、知识产权、技术水平和国际市场占有率等方面。中国木工机械必须借助国际金融危机这一契机迅速掌握科学的设计方法，完成技术创新和技术转让，靠创新设计完成产品结构调整，加强内部知识产权的保护条件建设，完善测绘移植和科学类比设计方法。虽然知识产权外部条件恶劣，但只要方针路线正确，设计方法得当，中国木工机械在知识产权和技术等方面超过发达国家将仅仅是时间问题。
　　论文关键词：保护；木工机械；知识产权；技术转让；设计方法
　　1我国木工机械经常应用的设计方法
　　我国木工机械经常应用的设计方法有以下几种：①购机拆卸测绘法；②测绘移植法；③科学类比法；④反求工程设计法；⑤创新设计法。
　　这些方法构成一个现代设计体系，具有相当重要的应用价值。
　　2购机拆卸测绘法的优缺点
　　当前我国木工机械行业普遍采用的设计方法是购机拆卸测绘法，这种方法非常简单，买来需要测绘的机器，拆卸后测绘出图纸。在中国保护知识产权日益受到重视和普及的今天，这样公开剽窃别人产品的做法不应该继续下去。
　　2．1购机拆卸测绘法的缺点  购机拆卸测绘法的缺点有以下几点：①侵犯他人的知识产权；②测绘以后没有知识产权；③没有掌握机器的设计精髓，不了解内部的技术要点；④错过市场的暴利时期；⑤由于现代数控和电控技术相当复杂，对于高档次机器来说很难依靠这种方式完成测绘；⑥造就不出高层次的设计队伍；⑦不能提升企业的档次；⑧由于设计方法不当可能无法降低生产成本；⑨进入数控时代需要摒弃的设计方法；⑩永远不能创造出品牌；⑩如果测绘国内同行的设备可能遭到唾弃；⑥可能受到法律的制裁；⑩在国际市场上可能导致企业破产。
　　2．2购机拆卸测绘法的优点  购机拆卸测绘法也有很多优点，正是这些优点导致这种方法具有旺盛的生命力。归结起来有以下几条：①简单可行，我国95％的企业采用这种设计方法；②最省钱的设计方法，几乎没有设计成本，国内高水平的企业可购买国外的原装设备测绘，低水平的企业可购买国内优质产品测绘或者直接在图纸黑市购买其他企业的成熟图纸；③通常不需要高水平的设计人员；④不需要进行产品中试和推销试销期，产品可直接进入市场。
　　2．3我国木工机械产品设计存在的问题  我国木工机械存在的问题主要有以下几方面：①企业之间产品结构雷同，没有创新产品，技术开发走进误区，行业设计人员整体收人偏低；②产品知识产权模糊，企业产品没有知识产权，设备图纸黑市买卖猖獗；③技术人员没有上进心，不重视产学研结合；④没有真正达到国际水平的产品，没有符合国际标准的生产体系，没有国际销售网络；⑤从业人员没有在产品设计上赶超国际先进水平的决心和信心。
　　3购机拆卸测绘法的具体步骤
　　3．1样机选择与数控电控测绘步骤  购机测绘一定要选购合适的名牌测绘样机，在购机时不能让原生产厂家知道你的购买目的，因为测绘设计是非法的。
　　数控木工机床的测绘首先从软硬件开始，如果软硬件不能测绘成功就不要继续进行测绘。通用数控机床软件销量大且已经通用化，开发比较简单，一般由专业公司来完成，最好能外购。如果数控木工机械生产厂家更倾向专业化的数控木工机床，则必须自己开发软硬件。数控加工中心等大型通用数控设备的软件最难开发，因为这种软件具有不同的功能，所以必须由专业公司完成。因此，采用购机拆卸测绘法应尽量开发单功能的专用数控设备，选用的数控加工设备硬件基本是通用化的且必须在测绘之前完成，即数控工作全部完成后再购买样机。购买样机后，拆除包装和外钣金，包装和钣金都要进行再设计。如果不具备这些再设计能力的厂家不要选择购机拆卸测绘法进行设计。一般先测绘数控系统，但购机测绘法不适合测绘数控设备。测绘电控系统时首先对其进行拆卸，测绘和识别所有的电器元件型号，根据这些元件绘制电器原理图；同时测绘电控面板，并对面板形式进行再设计，一定不要完全照抄原机的电控面板。

　　完成上述工作后，测绘和绘制布线图；编写电控系统元件动作顺序表，然后测绘电控柜。一般都要重新设计电控柜，应使测绘机器的电控柜与原机不同。购买电器元件后，将自己测绘的电控系统进行原理联机测试，合格后制造电控柜，将所有电器元件安装在电控柜内进行元件联机测试。在原来样机机械系统的支撑下，可以确切地测试电控系统的功能，其全部合格后再进行下一步测绘。
　　3．2液压气动系统测绘步骤  在电器系统测绘成功后，开始测绘液压和气动系统，测绘时要根据元件的布置，首先绘出液压或气动原理图；然后登记和测绘出元件的型号规格，如果由于样机没有标号、型号和参数而无法得到确切的数据时，就要根据原理图猜出型号和规格参数，有了这些参数，就可以开始测绘和设计液压或气动元件安装板。没有液压原理图测绘其集成块是非常困难的，因为不可能用线切割机将集成块锯开，集成块的内部结构需要根据原理图、结构功能分析来确定。这些工作完成后，开始测绘油箱或选购泵站。油箱和泵站的形状不要与原样机相同，应该在造型上进行再设计。
　　泵站和油箱设计完成后，开始测绘和设计油路或气路布线图，设计液压或气动元件动作顺序表；采购标准件，连接元件进行原理测试。原理测试没有问题后，制造元件安装板、泵站等加工件和固定连接件。安装调试液压或气动系统，将已经制造好的电控系统与液压和气动系统进行联机调试，联机测试完全合格后，撰写液压或气动系统设计说明书和使用说明书。
　　3．3机械系统测绘步骤  在完成数控、电控、液压和气动系统测绘工作后进行机械系统测绘。首先确定机器的设计、装配、工艺和定位基准，明确机器各个部件的划分与总图中视图的个数，找出各个部件之间的连接关系，确定数控、电控、液压、气动与机械系统的连接环，绘制机体与地基、钣金、包装的连接关系草图。
　　确定机器的设计、装配、工艺及定位基准是设计成败的最关键因素，许多测绘机器不好使是因为测绘者没有领会这台机器的设计思想。机器的设计基准一般是主轴中心线、机器对称平面、台面的中心线和底座基线。在确定设计基准后建立机器的空间坐标系，每根坐标轴代表一根轴系部件或者一个部件的中心线。装配基准往往是机器实际装拆过程的结合面、定位销孔的中心距、主轴中心高、定位销孔直径、钣金连接孔直径和尺寸等关键部件的结构尺寸和连接尺寸。工艺基准是指机器为了保证所加工零件的最大和最小尺寸所需要保证的尺寸，包括加工零件的长、宽、高，转动的角度和方向等参数与设计基准的相关尺寸，与这些尺寸相关的可调整尺寸。定位基准是机器所有零件都具有的几个非常重要的尺寸之一，其是不直接测量的尺寸，也是测绘时最容易忽略的尺寸。在机械设计中，往往要求设计、装配、工艺、定位基准重合，最优秀的设计人员所设计的这四个尺寸应该是统一的，明确这些尺寸将为机器的测绘带来很大方便。
　　3．4明确机器各部件的划分与视图的个数  根据机器的复杂程度首先确定其总图应该由几个视图才能表达清楚，然后根据装配关系确定机器应该由几个部件组成。应根据企业自身的设备加工能力、习惯的装配方法合理地确定部件的数量，并为每个部件确定名称，列出各个部件的零件明细表、标准件表草稿和外购件明细表草稿，然后撰写机器设计任务书。
　　3．5测绘总图的绘制  根据设计、装配、工艺、定位基准设计出各个部件的总体尺寸，按部件在空问坐标系的位置标注装配尺寸、定位尺寸、主要结构的名义尺寸和安装尺寸。根据各主要零件的外形尺寸顺序和各部分尺寸绘制总图的各个部分，然后根据空间坐标分别绘制不同平面的部件。完成外形绘制后，对于有配合、又不能完全准确表达的内部结构要绘出各种不同的剖视图。一般不能将所有配合拆开测绘，往往根据零部件的连接性质猜测主要配合的公差，标注配合性质，确定连接面的精度。最后撰写技术要求、参数性能表及使用说明书。
　　3．6根据测绘总图设计部件图  我们通过部件草图可绘制出装配图，然后再通过装配图绘制部件图，但许多企业测绘时根本不绘制总图，这是极其错误的。在部件图中要标注部件的装配尺寸、连接尺寸、定位尺寸、连接件相关尺寸，复审和标全各处配合尺寸，明确相关工艺尺寸与部件的关系。对于不能全部拆开的零部件，由于其内部结构不清晰不能进行测绘时，可以进行有限的破坏性拆卸绘制。部件图绘制完成后，要核实所有标准件、外购件的技术参数，确实不详的部分可以进行必要的局部拆卸，以便完善这三个表格。猜想所有部件结构细节，细化立体部件装配图，然后撰写技术要求、参数性能表及拆装部件的爆炸图。
　　3．7根据测绘部件图自动生成立体零件图  采用立体部件图绘制的部件图很容易生成零件图，根据测绘部件图可以自动生成立体零件图，由立体零件图再形成平面图纸。根据工艺要求、部件的装配关系、连接相关件的结构要求、加工定位要求、相关尺寸加工过程的精度要求等等复审和标全各处尺寸，然后按照机械制图国家标准绘制零件图。对没有拆卸零件的看不见部位要进行工艺结构设计，对内部结构不详的部分要进行创新设计。最后撰写技术要求，形成合格的零件图。

　　3．8机械系统测绘的基本原则  机械系统测绘一定要保证样机完好如初，能不拆卸的零部件绝不拆卸。如果测绘以后样机销售不出去，测绘就失败了。
　　轴承、主轴、过渡以上配合的连接件、间隙调整组件、有弹簧压紧的组件、无定位销的平行导轨、配衍结合面等尽量不拆，数控、电控、液压、气动系统没有调试成功之前不要拆卸机械系统。有防拆漆涂饰的螺栓和螺母，有胶封的结合面在拆前必须谨慎，尽量不拆。采用三维绘制方法测绘整机是最好的方法，在空间坐标系内绘制立体图，然后由立体图形成平面图纸。一定要先画总图，再画部件图，最后画零件图，同一个部件尽量由一个人完成这些工作，再由另一个人来拆零件图，这样可以发现问题。
　　4测绘移植是企业设计的正确方向
　　按国际木工机械的设计模式，木工机械的测绘移植是最成功的设计方法。测绘移植仍然是测绘，还不能称其为木工机械的创新设计，但其区别于购机测绘，它是现代企业生存和赢利的基本设计方法。日本和中国台湾的木工机械设计都是采用测绘移植出效益的典范。企业的知识产权可以通过测绘移植获得，凭先进的情报和市场信息决定开发计划。具备10人以上研究队伍的企业在简单测绘样机的基础上，找专家决策移植部位就可以创造出知识产权。
　　移植是创新技术突破的基础，没有移植就难有创新。大企业可以移植产品，而且必须坚持在长线产品上进行移植创新，但要做到这一点也是非常困难的。企业移植产品所需的情报与信息是企业发展的保障。大企业移植产品是展示自己设计能力的主战场，我们要坚决杜绝盲目移植和夸大移植效果，客观地估计企业的移植与创新能力。
　　移植产品能否成功的关键是专利情报和市场信息，找到移植产品的主要弱点进行改进，找到对方没有专利保护的结构是移植成功的关键，在移植测绘过程中获得知识产权。我国龙头企业的技术开发部门必须掌握新产品开发的测绘移植设计方法，新产品的测绘移植可降低企业的产品开发成本，如果对测绘样机没有造成损害，将测绘样机销售出去，还可以双重获利。企业的主产品测绘移植要进行精准设计和精益移植，一定要把测绘移植产品样机做好、做精。要重新深度考察测绘样机生产企业产品的国外专利，计划移植国产产品的中国木工机械生产企业要搜集现有批量最大的木工机械产品进行测绘，搜集原来生产国厂家的全部专利。要详细考察国外专利保护的内容，搞清他们专利的限制期限，如果在中国注册过期就没有问题。国外专利是否在中国注册是最重要的，如果我们的产品出口，要注意这些专利在那些国家是否注册，并划定没有注册的范围，从而提出我们进行哪些移植及移植后的产品可以出口地区的范围，以保证这些设备出口到技术所在国家没有问题。
　　5企业没有知识产权的危害与突破国际专利限制的策略
　　最近几年，外国木工机械生产企业逐步形成了对中国木工机械生产企业的专利“包围圈”。中国木工机械生产企业出口自己的产品到欧洲将受到知识产权的严重制约，规模以上的企业一旦被外国企业提出专利诉讼将给其带来毁灭性的灾难，因此企业要制订反欧洲木工机械生产企业垄断技术的具体策略，制定长期测绘移植规划。
　　要突破欧洲木工机械生产企业反垄断法和知识产权限制，在他们的专利夹缝中寻找突破点。要充分借鉴欧盟竞争法为限制知识产权所采取的一般禁止与豁免和单独豁免以及美国的评估分析方法及法律适用原则，熟知我国企业应对外国知识产权保护法从而维护自身利益的策略等。
　　要按国际标准标注和测绘移植的产品，欧洲木工机械的标准是非常严格的，我们测绘移植的产品只有达到国际认证的指标才有可能使产品走向国际市场。不能以国内的标准来移植设计国际高端产品，更不能把国内的假冒伪劣产品出口到国外，测绘移植的产品应满足CE认证的要求。
　　6科学类比法的基本概念与优点
　　科学类比法的基本思想是摒弃原产品的结构专利，从机构原理上杜绝抄袭原结构的专利，但新设计的机构和原机构实现的动作应完全一致。其也可能是几个机构的演绎和综合，但从法律角度上看应与原设计没有任何关系。科学类比法绝不是完全照抄，它是在类比参考设备机构原理的基础上提出的新的设计理念。科学类比法在零部件尺寸、工艺、装配关系、基准选择上与原来的机器完全一致，但专利保护机构在类型上有所区别。

　　科学类比法是初步的创新设计，它是借鉴他人成功的经验进行创新。科学类比法是日本人发明的，日本依靠科学类比法创造了20世纪赶超国际先进水平的世纪奇迹。日本的照相机、电视机、冰箱、汽车等的成功设计依赖的就是科学类比法。中国的木工机械也必须依赖科学类比法设计自己的新产品系列并赶超国际先进水平。
　　我国木工机械生产企业的自主知识产权产品是未来进行国际市场竞争的根本法宝，科学类比法是我们战胜竞争对手不可或缺的有利武器。科学类比法是在测绘移植的基础上找出测绘产品的不足之处，提出科学合理的改进方法，在类比测绘设备原理的基础上形成自己的产品系列并获得自主知识产权。
　　我国大型企业一般技术力量雄厚，完全能够搞科学类比设计，只有利用科学类比法形成自主知识产权的企业才能最后成为行业的龙头企业。
　　我国木工机械龙头企业首先要组织工程技术人员学习科学类比法，利用科学类比法形成技术垄断，利用自主知识产权垄断形成系列产品从而获得超额利润，并形成系列专利技术。
　　科学类比法与传统类比法的差别主要体现在传统类比法以仿制为目的，而科学类比法则以仿制为手段，照抄原设计的目的是全面了解原产品；传统类比法以引进设备资金为主，科学类比法往往以引进技术为主；传统类比法以学习一家为主，测绘完就不再深究，科学类比法以学习众家为主，综合各家长处进行产品创新。科学类比法是我国木工机械设计中的主要方法，是相似、模仿、仿真、类比的集合。
　　科学类比法的设计步骤是从仿制开始，以相似设计为原理，以引进技术为辅助，基本照抄原设计。在仿制的基础上移植，在仿制中发现问题，改进原设计，将仿制品移植成具有自己特色的新产品。经过移植以后再进行综合，在自己产品成型后综合各家长处，优化自己的产品。综合就是创新，从相似、类比中得到灵感，创新出自己的新发明及新产品。
　　7反求工程设计法的设计理念
　　采用反求工程设计法往往没有足够的参考资料，或者有样机但不能拆卸，需要完全凭借设计人员的灵感和水平完成设计。反求工程设计是创造性设计的一部分，往往凭一张照片即可设计出机器。反求工程是综合运用现代机械设计方法完成的特定条件下的样机设计。反求工程设计可从产品的媒体资料、公开的技术参数、运行过程中的观察等获得灵感，从而创造出自己的新发明及新产品。
　　创造力和创造性设计的过程需要丰富的知识和经验，用已有的知识开拓新的知识。搞创造性设计要有高度的创新精神，强烈的参与意识和动力，同时还要具备健康的心理品质，不怕困难，刻意求新，百折不挠。而掌握科学的研究方法和各种创造技法，采取严谨的管理措施是成功的保证。设计中要克服片面性，树立辨证的观点，摆脱传统观念，不盲目相信权威，发挥群体优势，注意综合别人成功的经验，抓住灵感和意念，及时形成概念报告。要对产品的可行性模型进行简易论证，在样品原型设计出来后进行小批量生产。
　　创造性不是直觉，不是灵感，而是突变论的本质反映。突变论是辨证法量变到质变的丰富和具体化，事物达到极限后再继续发展就会创新。掌握现代设计方法自觉进行突变创造，就能够设计出具有创新性的产品，只有掌握反求工程设计的人才才能称其为师。
　　8我国木工机械产品与发达国家在技术上的差距
　　我国木工机械产品与国外的设计水平差距主要在理念、精度、造型和可靠性设计上。我国的设备水平和国际大公司的主要区别是知识产权、品牌、市场经销潜能，在国际上所树立的中国特色产品应该是高质量和高精度的。我们竞争的资本是低成本，而不能总是低档次。发达国家对我们的真正威胁是他们在中国建厂。
　　我们按国外市场设计他们需求的中国木工机械市场究竟能做多大的关键是技术水平的突破。加大科技研发力度的关键是人才，开发木工机械新产品是木工机械设备制造企业产品结构调整的关键。引进技术必须注意引进他们的生产工艺，我们现阶段必须以自主开发的木工设备作为首要目标，必须有自己开发且有知识产权的木工机械产品。现在，高校开发的产品企业不要，而企业又开发不出创新型产品。应该加快高校与企业共同研究的步伐，让引进技术和创新性开发成为企业和高校合作的新起点。
　　中国木工机械的国际地位与日俱增，我国木工机械的GDP已经超过意大利，再有3年可能会超过德国，我国木工机械生产企业要培育中国的豪迈和SCM。现在，我国木工机械没有技术型企业，谁重视产品开发，谁联合行业相类似的企业形成集团，使集团设计能力超出自己的制造能力，集团依靠技术收购没有开发产品能力的企业，这样的集团就会逐步把自己打造成技术型企业。
　　从长远的目标看，行业龙头企业必须成为技术型企业，企业进行技术开发必须有长远规划，塑造好自己的出口品牌，选好自己冲击国际市场的产品。现在国内木工机械市场价格已经走到谷底，没有品牌和质量的产品生产厂家在出现行业危机的情况下将只能破产。
　　9结束语
　　我国木工机械的发展前景是光明的，由于我们在技术上与国外的差距极大，我们的企业只有尽快采取必要的对策，抓住机遇，扬长避短，才能在经济全球化的过程中让我国木工机械的技术和品牌真正走向世界。