公差领域的终极设想

随着精密、超精密仪器加工制造精度要求的不断提高以及机器人的快速发展，我国机械领域的主要矛盾已经由渴望发展工业和一穷二白的工业基础之间的矛盾转化为加工精度需求日益增长和加工材料及相关理论发展不完善不领先的矛盾。比如我国光刻机的加工精度可以达到28nm，最近达到了14nm，7nm的生产线也在布置中，但是这远远满足不了我们的需求。

而公差领域即尺寸工程、机构学以及可靠性领域的发展严重影响着加工精度的提高以及成本的降低。

公差领域至今连二维都没有一个完善的大一统理论，各种理论都是从机构学、几何学、图形学、可靠性、高等数学等领域迁移而来，各自有各自的缺陷，更不要提三维层面和机构运动公差标注的理论了。现在的公差领域只是根据经验随便标标尺寸公差，形位公差，表面粗糙度，根本就没有什么准确的理论依据。

机构学领域机构设计理论已经很完善，但是在误差处理方面还略有不足，考虑到了制造误差即机构参数误差、位置误差、位姿误差等，但是制造误差只考虑了长度变化、轴销间隙等，但这是远远不够的，忽略了平面度，跳动，轮廓度等，这一方面与公差领域有重合。

可靠性包含了耐久性、可维修性、设计可靠性三大要素，是采用概率、统计等数学工具以及其他相关工具进行可靠性计算的一门学科，在误差处理方面，它考虑了公差、碰撞、变形等因素，但是与公差领域所使用分析方法和理论不同。

海明威说过：谁都不是一座岛屿，自成一体；每个人都是那广袤大陆的一部分。如果海浪冲刷掉一个土块，欧洲就少了一点；如果一个海角，如果你朋友或你自己的庄园被冲掉，也是如此。所以任何人的死亡都会使我受到损失，因为我包孕在人类之中。所以别去打听丧钟为谁而鸣，它为你敲响。

它们各自有各自的缺点，但是它们各自也有各自不可替代的优势，所以只在一个领域内闭门造车解决不了要解决的问题，我们应该尝试新思路，共建创新并包新理论。

未来的公差领域、机构学以及可靠性领域绝对会抱团取暖，机构学主要解决运动层面的问题，公差主要解决误差层面的问题，可靠性解决寿命方面的问题，他们兼容并蓄，相辅相成，构件一套机构设计——误差控制——公差标注——寿命——成本的大一统流程。

比如，我们使用三维绘制软件绘制一个机构，输入功能需求，所需构件类型，配合序列，便能自动生成装配体；输入所需成本，精度要求，便能自动生成最优化公差标注方案；输入工作环境，工作时长，受力大小，便能输出寿命等等。未来的机械领域会更自动，更智能。