任龙静

摘要：任何机械类产品都具有结构组织性，产品的功能能够完全发挥或者有所发展，都是与机械装配结构组织性有着非常紧密的关系。基于此，本文对机械装配结构组织性进行详细的研究，同时研究了机械装配结构在自组织理论、装配系统范畴的组织、装配结构的自组织方法等概念设计中的应用。

关键词：机械装配结构 组织性研究 概念设计

前言

在设计一个机械产品的时候，在这个机械概念设计机端，需要对机械的各个零件、部件的装配结构进行全方位的研究，必须要保证他们的装配结构完整无缺。任何机械产品都不可能随意的设计装配结构，必须要依据最终设计目标，在特定的生产条件下，按照规定的结构、标准，使用特定的工艺流程对机械产品设计和制造以及装配。

一、机械装配结构组织性研究

（一）机械系统与生物学的机构相似性

仿生学是根据生物的功能、作用原理以及生物的结构，通过特殊的科学技术手段，实现机械产品的特殊功能的一门学科。机械臂就类似于人的胳膊，可以抽象的當成是有多个转动关节、牵引装置以及连杆，机械臂和人类的胳膊的相似之处非常的多。从系统论的理论知识中可以看出，生物体都是由很多种能够实现不同功能的器官所组成的，如消化器官、呼吸器官等等；而构成这些器官的很多组织，如肌肉组织、神经组织等等；每一个组织都可以细化为多种细胞，如红细胞、白细胞等等；很多的化学元素又组成了细胞。这些方式是根据不同部分的形态来划分的，对于机械来说。也是按照不同的结构来划分的，所以，研究人员根据生物体的结构来设计机械的每一个零件。

（二）机械装配结构系统组织的不确定性

第一，选择不确定性，机械产品如果想要起到某种效果，机械装配结构是有很多种选择，如：无论是采用直齿齿轮转动，还是斜齿齿轮转动，都可以实现不同方向的转矩传递。设计人员在对装配结构进行设计的时候，选择哪种结构最合理进行设计是不确定的。第二，特征不确定性，将机械的装配结构确定之后，就需要确定机械装配结构所需要的零件，所以选择不确定性被消除，但是每个机械的任务都不是一种机械装配结构可以完成的，它是由很多机械装配结构相互配合。才能够使整个任务顺利的完成，一旦这些机械装配结构都参与到一个任务中，那么这些结构之间应该如何配合又是一个不确定性。

（三）机械装配结构系统不确定性的度量

对机械装配结构的系统不确定性进行分析，在研究不确定性的实质上其实就是研究机械决策产生的概率问题，如主因子A与下层的机械装配结构建立关系时是有非常多的选择的，它既可以选择B因子，也可以选择C因子，但是这两种选择，A因子却只能选择他们中的一个，即B因子和C因子每个被选择的机会都是50%。决策的确定在整个机械产品设计中影响是非常大的，想要完成产品设计需要每个决策的确定。

二、机械装配结构在概念设计中的应用

（一）自组织理论

自组织系统是一个相对的概念，在机械装配系统中的有序机构以及系统形成过程中构成了整个组织系统，这个组织系统可以分为两类，其一是他组织，其二是自组织，自组织的特点是没有外界的特定干预、系统中的每个元素的相互作用以及从无序到有序。因此，机械装配结构的核心问题是每个系统没有外界的特定干预、系统中的每个元素的相互作用以及从无序到有序。自组织系统首先是一个有组织的系统，它是指该系统是有规律的、有相对稳定结构的、有秩序的。概念设计中，机械装配结构的自组织系统是一个有序性不断在增加的系统，具备增序性，系统要从外界不断的吸收“养分”来扩充自己，同时在概念设计中，机械装配结构的应用过程必须是不受外界的干扰、没有自组织系统制定指令的过程，

（二）装配系统范畴的组织

第一，装配的无组织与有组织状态，无组织的概念是存在于封闭的系统中，在封闭的系统中，这个系统的最终的状态是处于静平衡态的。有组织和无组织的主要问题在于“两种组织，本身的概念，这个组织既可以看作是一个过程，也可以看作是一种状态。当这个组织是一种状态时，机械装配系统当前是处于有序的存在方式，当这个组织是一个过程时，机械装配系统在功能、空间、时间上能够形成一个比较有序的演化过程。第二，机械装配结构的他组织和自组织的过程，自组织的概念与他组织的概念是相对的，相比于自组织的特征来说，他组织也同样拥有增序性和有组织的，但是他组织是非自发的，他组织结构的形成过程是机械装配结构的外界在施加了决定性影响的条件下，使系统形成一个组织命令，根据指令的作用形成的。

（三）装配结构的自组织方法

装配结构的基因理论，基因是生物体内具备遗传效应的序列，生物体的性能和状态受基因控制，是生物体遗传信息组成的最小单位。机械装配结构的组织基和功能基的构造生物体的相似度很高，机械装配结构虽然并不具备生物体所独有的生物基因，但他们的功能结构信息与生物体的基因是十分相似的，包括机械装配结构中的结构构型序列、功能参数序列、周边制造信息如工艺信息、材料信息等。这些信息让我们可以利用生物基因的原理，为机械装配结构创造出人工基因。同时顺着生物体基因工程思路，达到机械装配结构的变异、遗传，以此达到创新的目的。

三、结论

综上所述，机械装配结构组织性研究及其在概念设计中的应用研究非常重要，经过上文分析可得，机械装配结构的自组织理论应用是一个充满创新的、新型的领域；装配系统范畴的组织对于机械装配结构的设计发展有着非常重要的意义；装配结构的自组织方法能使机械装配结构变异、遗传，以此达到创新的目的。因此，对机械装配结构组织性研究及其在概念设计中的应用进行研究具有深远的意义。