工业设计在智能制造车间中的分析与应用

【摘要】：在工业4.0和中国制造2025的倡导下,随着各项高新技术的加入,智能制造备受企业追捧,其最显著的特点是精准高效,省时省力,从而使得产品产出的质量和产量同步提升。而自动导引运输车(Automated Guided Vehicle,AGV)作为智能制造车间的重要组成部分之一,可实现从两点或多点之间自动运输货物。现阶段我国AGV的设计仍处于发展中阶段,一般主要以机电、机械、控制设计为主,形式单一,很少涉及到工业设计。因此本论文将以AGV为例阐述工业设计理论原则及方法在智能制造车间中的分析与应用,并提出了三种创新设计方案。基于工业设计理论中的仿生学设计,提出了第一种设计方案。通过提取“锹甲虫”呈似鹿角状的上颚(牙齿)形态特征,运用到AGV的机械手臂上,由原来的线定位对齐货物方式改为端点对齐,使其插入更直观,且在搬运货物的过程中更加坚固牢靠,从而提高其精准度和稳定性。其最大的亮点设计在于AGV的机械手臂可在上下移动调整高度的同时,机身还可360°自由旋转改变转向,一来减少工作空间面积,二来省去轮子转向的多余操作。基于工业设计理论中的模块化设计,提出了第二种设计方案。外形上改变了原AGV外露货物的传统形式,结合了当下汽车的包裹性元素,给人以更安全更放心的设计心理。外壳为可拆卸部分,当需要运输易爆品,或是有腐蚀性的化学试剂,亦或是需要密封条件的物品,外壳起到一个安全和隐私的作用,取下外壳即又可作为背负式运输车使用。其最大的亮点设计在于考虑了能让设备自动更换电池的装置,并配合特有的电池更换充电桩使用,省时省力,从而提高工作效率。基于工业设计理论中的解构主义设计,提出了第三种设计方案。打破了传统AGV功能单一的局限性,其最大的亮点设计在于车身可通过滚轮以中心轴旋转变形,再安装固定配备的前臂装置,使AGV能够背负式/插入式两用,适用于多种工作环境。从人机工程学的视角探讨产品使用的需求,结合人性化设计及设计心理学的分析,以实现多样需求共存为目标。在确保运行速度和运行稳定性的前提下,寻找各方案设计创新突破点,力求为国内智能制造车间中的智能设备市场提供市场竞争力。