第一篇：現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法3000字總結(jié)

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用而在設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展起來的一門新興的多元交叉學(xué)科。以滿足市場(chǎng)產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、時(shí)間、成本、價(jià)格綜合效益最優(yōu)為目的,以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為主體,以知識(shí)為依托,以多種科學(xué)方法及技術(shù)為手段,研究、改進(jìn)、創(chuàng)造產(chǎn)品和工藝等活動(dòng)過程所用到的技術(shù)和知識(shí)群體的總稱。

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法有:并行設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、智能優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)、人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì)、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、反求設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì)。

一、并行設(shè)計(jì)

并行設(shè)計(jì)是一種對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括設(shè)計(jì)制造過程和相關(guān)的支持過程)進(jìn)行并行和集成設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化工作模式。強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品開發(fā)人員一開始就考慮產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到消亡的整個(gè)生命周期里的所有相關(guān)因素的影響，把一切可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤、矛盾和沖突盡可能及早地發(fā)現(xiàn)和解決，以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。

二、虛擬設(shè)計(jì)

在達(dá)到產(chǎn)品并行的目的以后，為了使產(chǎn)品一次設(shè)計(jì)成功，減少反復(fù)，往往會(huì)采用仿真技術(shù)，而對(duì)機(jī)電產(chǎn)品模型的建立和仿真又屬于是虛擬設(shè)計(jì)的范疇。所謂的虛擬制造(也叫擬實(shí)制造)指的是利用仿真技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過程進(jìn)行全面的仿真，發(fā)現(xiàn)制造過程中可能出現(xiàn)的問題，在真實(shí)制造以前，解決這些問題，以縮減產(chǎn)品上市的時(shí)間，降低產(chǎn)品開發(fā)、制造成本，并提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

三、綠色設(shè)計(jì)

綠色設(shè)計(jì)是指以環(huán)境資源保護(hù)為核心概念的設(shè)計(jì)過程，其基本思想就是在設(shè)計(jì)階段就將環(huán)境因素和預(yù)防污染的措施納人產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中，將環(huán)境性能作為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)，力求使產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響為最小。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本流程為：市場(chǎng)調(diào)研--草圖構(gòu)思--方案設(shè)計(jì)。

四、可靠性設(shè)計(jì)

機(jī)電產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)可定義為:產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。可靠性設(shè)計(jì)是以概率論為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度去觀察偶然事件，并從偶然事件中找出其某些必然發(fā)生的規(guī)律，而這些規(guī)律一般反映了在隨機(jī)變量與隨機(jī)變量發(fā)生的可能性(概率)之間的關(guān)系。用來描述這種關(guān)系的模型很多，如正態(tài)分布模型、指數(shù)分布模和威爾分布模型。

五、智能優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著與機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)不斷的發(fā)展，以及機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛使用，我們面臨的將是越來越復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)。解決復(fù)雜系統(tǒng)的出路在于使用智能優(yōu)化的設(shè)計(jì)手段。智能優(yōu)化設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的局限，它更強(qiáng)調(diào)人工智能在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的作用。智能優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)該以計(jì)算機(jī)為實(shí)現(xiàn)手段，與控制論、信息論、決策論相結(jié)合，使現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品具有自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)的能力，其創(chuàng)造性在于借助三維圖形，智能化軟件和多媒體工具等對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。

六、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（機(jī)械CAD）技術(shù)，是在一定的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)上，對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械零、部件，輸入要達(dá)到的技術(shù)參數(shù)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性校核，然后輸出標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械圖紙，簡化了大量人工計(jì)算及繪圖，效率比人工提高幾十倍甚至更多。

七、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法是在計(jì)算參數(shù)難以準(zhǔn)確確定、設(shè)計(jì)理論和方法帶有經(jīng)驗(yàn)性和類比性時(shí)，根據(jù)施工 中反饋的信息和監(jiān)控資料完善設(shè)計(jì)，是一種客觀求實(shí)、準(zhǔn)確安全的設(shè)計(jì)方法。

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)主要是依據(jù)靜態(tài)條件下強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)要求和材料選擇來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)則以系統(tǒng)論，控制論為依據(jù)，在一定的位移，速度，力和力矩的干擾下對(duì)影響整機(jī)性能非常重要的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)（包括響應(yīng)速度、跟蹤精度和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性等）進(jìn)行設(shè)計(jì)。

機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的理論與方法主要包括以下四個(gè)方面：動(dòng)力學(xué)建模、動(dòng)態(tài)特性、計(jì)算實(shí)物試驗(yàn)、模型試驗(yàn)與試驗(yàn)建模、機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力修改。

八、模塊化設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)主要是以功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，分解現(xiàn)有的產(chǎn)品，在分解中考慮到各個(gè)要素的可行性，從而在早期就預(yù)測(cè)到設(shè)計(jì)中可能會(huì)出現(xiàn)的矛盾，提高設(shè)計(jì)的可行性和可靠性，降低產(chǎn)品的成本。

模塊化設(shè)計(jì)的一個(gè)重要前提是必須對(duì)產(chǎn)品的品種和規(guī)格以及市場(chǎng)對(duì)同類產(chǎn)品的需求量有充分的了解，只有這樣才能開展模塊的劃分、創(chuàng)建、組合。

九、計(jì)算仿真設(shè)計(jì)

根據(jù)工程機(jī)械不同的作業(yè)功能，在計(jì)算機(jī)上模擬各種作業(yè)過程，以分析和確定各種狀態(tài)下的作業(yè)參數(shù)，研究工程機(jī)械各系統(tǒng)主要部件的結(jié)構(gòu)合理性，借助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等方法預(yù)估工程機(jī)械的作業(yè)效果，從而可大大減少設(shè)計(jì)上的失誤，避免或減少走彎路。

十、人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì)

應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)、人體力學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)、勞動(dòng)心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對(duì)人體結(jié)構(gòu)特征和機(jī)能特征進(jìn)行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動(dòng)時(shí)的相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；還提供人體各部分的出力范圍、以及動(dòng)作時(shí)的習(xí)慣等人體機(jī)能特征參數(shù)，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機(jī)能特性；分析人在各種勞動(dòng)時(shí)的生理變化、能量消耗、疲勞機(jī)理以及人對(duì)各種勞動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)能力；探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對(duì)工作效率的影響等。

所謂人性化產(chǎn)品，就是包含人機(jī)工程的的產(chǎn)品，只要是“人”所使用的產(chǎn)品，都應(yīng)在人機(jī)工程上加以考慮，產(chǎn)品的造型與人機(jī)工程無疑是結(jié)合在一起的。

十一、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)

摩擦學(xué)是研究相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用表面間的摩擦、潤滑和磨損，以及三者間相互關(guān)系的理論與應(yīng)用的一門邊緣摩擦學(xué)系統(tǒng)過程研究學(xué)科。以減小摩擦為目的的設(shè)計(jì)，即為摩擦學(xué)設(shè)計(jì)。

世界上使用的能源大約有1/3～1/2消耗于摩擦。如果能夠盡力減少無用的摩擦消耗，便可大量節(jié)省能源。另外，機(jī)械產(chǎn)品的易損零件大部分是由于磨損超過限度而報(bào)廢和更換的，如果能控制和減少磨損，則既減少設(shè)備維修次數(shù)和費(fèi)用，又能節(jié)省制造零件及其所需材料的費(fèi)用。

十三、疲勞設(shè)計(jì)

疲勞材料、零件和構(gòu)件在循環(huán)加載下，在某點(diǎn)或某些點(diǎn)產(chǎn)生局部的永久性損傷，并在一定循環(huán)次數(shù)后形成裂紋、或使裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展直到完全斷裂的現(xiàn)象。

發(fā)展趨勢(shì)：飛機(jī)、船舶、汽車、動(dòng)力機(jī)械、工程機(jī)械、冶金、石油等機(jī)械以及鐵路橋梁等的主要零件和構(gòu)件，大多在循環(huán)變化的載荷下工作，疲勞是其主要的失效形式。因此，疲勞理論和疲勞試驗(yàn)對(duì)于設(shè)計(jì)各類承受循環(huán)載荷的機(jī)械和結(jié)構(gòu)，成為重要的研究內(nèi)容。

十四、反求設(shè)計(jì)

反求設(shè)計(jì)（也稱逆向設(shè)計(jì)），是指設(shè)計(jì)師對(duì)產(chǎn)品實(shí)物樣件表面進(jìn)行數(shù)字化處理(數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理)，并利用可實(shí)現(xiàn)逆向三維造型設(shè)計(jì)的軟件來重新構(gòu)造實(shí)物的CAD模型(曲面模型重構(gòu))，并進(jìn)一步用CAD/CAE／CAM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分析、再設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、數(shù)控加工的過程。

十四、無障礙設(shè)計(jì)（barrierfreedesign）

這個(gè)概念名稱始見于1974年，是聯(lián)合國組織提出的設(shè)計(jì)新主張。無障礙設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，一切有關(guān)人類衣食住行的公共空間環(huán)境以及各類建筑設(shè)施、設(shè)備的規(guī)劃設(shè)計(jì)，都必須充分考慮具有不同程度生理傷殘缺陷者和正?；顒?dòng)能力衰退者（如殘疾人、老年人）群眾的使用需求，配備能夠應(yīng)答、滿足這些需求的服務(wù)功能與裝置，營造一個(gè)充滿愛與關(guān)懷、切實(shí)保障人類安全、方便、舒適的現(xiàn)代生活環(huán)境。

十五、共用性設(shè)計(jì)UD(Universal Design)是指，在商業(yè)利潤的前提下河現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)條件下，產(chǎn)品（廣義的，包括器具﹑環(huán)境﹑系統(tǒng)和過程等）的設(shè)計(jì)盡可能使不同能力的使用者（例如殘疾人﹑老年人等），在不同的外界條件下能夠安全﹑舒適地使用的一種設(shè)計(jì)過程。

第二篇：現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法總結(jié)

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用而在設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展起來的一門新興的多元交叉學(xué)科。以滿足市場(chǎng)產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、時(shí)間、成本、價(jià)格綜合效益最優(yōu)為目的,以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為主體,以知識(shí)為依托,以多種科學(xué)方法及技術(shù)為手段,研究、改進(jìn)、創(chuàng)造產(chǎn)品和工藝等活動(dòng)過程所用到的技術(shù)和知識(shí)群體的總稱。

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法有:并行設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、智能優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)、人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì)、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、反求設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì)

一、并行設(shè)計(jì)

并行設(shè)計(jì)是一種對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括設(shè)計(jì)制造過程和相關(guān)的支持過程)進(jìn)行并行和集成設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化工作模式。強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品開發(fā)人員一開始就考慮產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到消亡的整個(gè)生命周期里的所有相關(guān)因素的影響，把一切可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤、矛盾和沖突盡可能及早地發(fā)現(xiàn)和解決，以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。并行設(shè)計(jì)作為現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法的范疇，目前已形成的并行設(shè)計(jì)方法基本上可以分為兩大類:(l)基于人員協(xié)同和集成的并行化。就是把組成與產(chǎn)品方面有關(guān)的，針對(duì)給定設(shè)計(jì)任務(wù)的專門的、綜合性的設(shè)計(jì)團(tuán)體(企業(yè))協(xié)同起來。

豐田的 產(chǎn)品開發(fā)過程有四個(gè)主要內(nèi)容： ●一個(gè)產(chǎn)生主要設(shè)計(jì)的概念論文的規(guī)劃階段 ●同步設(shè)計(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段 ●一個(gè)具有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段 ●一個(gè)精益生產(chǎn)的樣機(jī)模具階段。

●廣泛地協(xié)調(diào)，不僅僅在設(shè)計(jì)而且還有生產(chǎn)以及銷售 ●協(xié)調(diào)從概念到市場(chǎng)完整的項(xiàng)目 ●概念創(chuàng)造以及概念支持者

●規(guī)格、成本目標(biāo)、設(shè)計(jì)以及主要部件選擇，確信產(chǎn)品概念精確地被轉(zhuǎn)換為車型的技術(shù)細(xì)節(jié) ●直接地、經(jīng)常地與設(shè)計(jì)師以及工程師交流

●建立與顧客直接接觸（產(chǎn)品經(jīng)理辦公室實(shí)施它自己的市場(chǎng)調(diào)查，除了通過市場(chǎng)營銷進(jìn)行的定期市場(chǎng)調(diào)查）。

前端設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的集成 多部門協(xié)調(diào)研發(fā) 以客戶為中心 降低批量規(guī)模

(2)基于信息、知識(shí)協(xié)同和集成的并行化。該方法基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，各零部件的設(shè)計(jì)人員通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行可制造性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、可裝配性等內(nèi)容的分析及時(shí)的反饋信息，并按要求修改各零部件的設(shè)計(jì)模型，直至整個(gè)機(jī)電產(chǎn)品完成為止?？梢圆捎妹嫦蛑圃?DFM)和面向裝配(DFA)的設(shè)計(jì)方法，涉及CAX技術(shù)、產(chǎn)品信息集成(PDM)技術(shù)以及與人員協(xié)同集成有關(guān)的信息技術(shù)。

當(dāng)然，這兩種機(jī)電產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)方法并不是相互獨(dú)立的。在實(shí)際應(yīng)用過程中，它們往往是緊密結(jié)合在一起的。實(shí)例：

并行工程應(yīng)用于整車項(xiàng)目開發(fā)案例研究

在組織機(jī)構(gòu)上，建立一支跨部門矩陣式的開發(fā)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)全體成員共同對(duì)團(tuán)隊(duì)的目的和目標(biāo)負(fù)責(zé)，每一個(gè)成員都能理解其職責(zé)。它確定團(tuán)隊(duì)活動(dòng)的焦點(diǎn)，包括服務(wù)和產(chǎn)品。全體成員相互依賴，在協(xié)同環(huán)境中工作，實(shí)施信息預(yù)發(fā)布、設(shè)計(jì)評(píng)審及反饋，定期組織團(tuán)隊(duì)會(huì)議，進(jìn)行信息交流、討論，進(jìn)行團(tuán)隊(duì)決策，確保團(tuán)隊(duì)計(jì)劃向前推進(jìn)。結(jié)構(gòu)上可將開發(fā)團(tuán)隊(duì)劃分成若干小組（IPT）。

并行工程所需的體系結(jié)構(gòu)通常由工程設(shè)計(jì)、質(zhì)量管理、過程管理、軟件環(huán)境和生產(chǎn)制造等5個(gè)系統(tǒng)組成（見圖1）。

一般地，汽車整車產(chǎn)品開發(fā)共有4個(gè)大的階段，即策劃階段、設(shè)計(jì)階段、樣品試制階段和小批試制階段。

并行工程在實(shí)施過程中對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)度和質(zhì)量控制都可分多級(jí)并行循環(huán)體，對(duì)開發(fā)進(jìn)行協(xié)同、配合、反饋和修改的循環(huán)工作。設(shè)計(jì)部門與技術(shù)支持、工藝、質(zhì)量、制造、銷售、計(jì)算機(jī)仿真和供應(yīng)商等部門形成一個(gè)大的循環(huán)體，各部門內(nèi)部又有各專業(yè)小組之間的小循環(huán)體，根據(jù)需求不同可建立不同的循環(huán)體（見圖2）。

1.在整車項(xiàng)目開發(fā)周期管理中的作用

圖3所示為整車開發(fā)過程的大計(jì)劃，縱向列出全部工作內(nèi)容，橫向列出整體開發(fā)的時(shí)間，在什么時(shí)間完成什么內(nèi)容，是什么部門完成一目了然。大計(jì)劃通過各部門充分討論，達(dá)成共識(shí)、會(huì)簽，并經(jīng)總經(jīng)理簽字下發(fā)。各部門再根據(jù)大計(jì)劃編制各部門更詳細(xì)的計(jì)劃，然后按計(jì)劃并行實(shí)施。

從圖中可以看出，大部分工作下游部門都提前幾個(gè)月介入，這是縮短開發(fā)周期的關(guān)鍵，即所謂的并行，而傳統(tǒng)的開發(fā)流程總是需要上游部門完成后再進(jìn)行下游部門的工作。

以模、夾具的開發(fā)為例，運(yùn)用并行工程，其與車身工程設(shè)計(jì)幾乎同時(shí)進(jìn)行，從整個(gè)計(jì)劃第4個(gè)月開始介入，在整個(gè)開發(fā)周期的第22個(gè)月完成。而運(yùn)用串行工程，其在車身工程設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行，從整個(gè)計(jì)劃第15個(gè)月才介入，在整個(gè)開發(fā)周期的第34個(gè)月才完成。運(yùn)用并行工程開發(fā)時(shí)間上節(jié)約近36%，整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)周期可以縮短40%～50%。

設(shè)計(jì)部門不斷預(yù)發(fā)布、評(píng)審、輸出，相關(guān)部門評(píng)審、驗(yàn)證意見和建議不斷反饋，然后設(shè)計(jì)不斷更改，通過預(yù)發(fā)布和設(shè)計(jì)評(píng)審、修改若干個(gè)循環(huán)，這樣可以把不必要的失誤和不足消滅在設(shè)計(jì)階段，同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在各系統(tǒng)設(shè)計(jì)輸出評(píng)審的時(shí)候，相關(guān)部門的意見至關(guān)重要。在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段解決設(shè)計(jì)問題，所冒的風(fēng)險(xiǎn)和損失最小。

各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和預(yù)發(fā)布評(píng)審都需相關(guān)部門的工程師參加，反饋意見馬上修改。

造型設(shè)計(jì)，預(yù)發(fā)布評(píng)審需邀請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)部門的領(lǐng)導(dǎo)、設(shè)計(jì)總師、設(shè)計(jì)工程師、工藝工程師、模具工程師、制造工程師和銷售人員等。

總布置設(shè)計(jì)，需邀請(qǐng)車身、底盤、電器以及內(nèi)外飾各系統(tǒng)工程師、整車安全法規(guī)工程師等參與預(yù)發(fā)布評(píng)審。

小批試制階段，小批試制是批產(chǎn)前的關(guān)鍵過程，所有的問題必須在此階段解決，無論是技術(shù)性的還是生產(chǎn)性的問題，設(shè)計(jì)、工藝、模具、夾具、制造和質(zhì)量工程師必須全程跟蹤，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修改、驗(yàn)證。公告認(rèn)證、安全氣囊匹配驗(yàn)證和ABS匹配驗(yàn)證等的驗(yàn)證工作大都選用這階段生產(chǎn)的車，因?yàn)闀r(shí)間上可以提前，可并行完成，車況上與量產(chǎn)車非常接近。

總之，在整車開發(fā)的各個(gè)過程中，相關(guān)的部門都是提前滲入、協(xié)同工作、及時(shí)反饋、及時(shí)修改，使開發(fā)全過程方案更改次數(shù)減少50%以上，質(zhì)量達(dá)到最佳，為質(zhì)量的“零缺陷”打下基礎(chǔ)。

二、虛擬設(shè)計(jì)

在達(dá)到產(chǎn)品并行的目的以后，為了使產(chǎn)品一次設(shè)計(jì)成功，減少反復(fù)，往往會(huì)采用仿真技術(shù)，而對(duì)機(jī)電產(chǎn)品模型的建立和仿真又屬于是虛擬設(shè)計(jì)的范疇。所謂的虛擬制造(也叫擬實(shí)制造)指的是利用仿真技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過程進(jìn)行全面的仿真，發(fā)現(xiàn)制造過程中可能出現(xiàn)的問題，在真實(shí)制造以前，解決這些問題，以縮減產(chǎn)品上市的時(shí)間，降低產(chǎn)品開發(fā)、制造成本，并提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

虛擬設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)在產(chǎn)品加工制造之前，建立產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)模型，并能對(duì)其進(jìn)行修改和評(píng)審，以滿足不同客戶的要求。它不僅繼承了傳統(tǒng)CAD設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)也具備了仿真技術(shù)可視化的特點(diǎn)，更能支持協(xié)同工作和并行設(shè)計(jì)，從而縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期并通過各先進(jìn)技術(shù)的利用和補(bǔ)充，使產(chǎn)品保持技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。

汽車車輛虛擬設(shè)計(jì)與制造技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

(1)車身設(shè)計(jì)階段使用One-Step仿真軟件進(jìn)行快速?zèng)_壓成形性校核，可大大減少設(shè)計(jì)返回帶來巨大損失。

(2)模具設(shè)計(jì)階段采用Increment仿真軟件進(jìn)行沖壓仿真分析，可大大減少模具調(diào)試時(shí)間。

汽車研發(fā)典型流程中，實(shí)際工作中，經(jīng)常出現(xiàn)某些車輛沖壓件成形困難不得不返回設(shè)計(jì)部門更改設(shè)計(jì)現(xiàn)象，不得不犧牲總體性能來解決局部設(shè)計(jì)問題。解決該問題最好辦法是對(duì)車輛件設(shè)計(jì)后立刻進(jìn)行成形性校核，發(fā)現(xiàn)問題及早解決。由此產(chǎn)生了一步逆成形（One-Step Forming）軟件，如瑞士AutoForm.Eng.公司AutoForm/One-Step、加拿大FTI公司Fast3D、法國SIMTECH公司SIMEX 以及我們自主開發(fā)KMAS/One-Step軟件等。

一步成形也稱逆成形法（Inverse Approach-I.A.）。與傳統(tǒng)增量法由坯料到?jīng)_壓件成形順序相反，它是由制件逆成形方向反推到坯料。它可以模擬一步或多步成形、翻邊等成形過程。一步成形計(jì)算速度非?？欤ㄖ械燃∮?0分鐘），能夠比較準(zhǔn)確預(yù)示制件成形性，為結(jié)構(gòu)和碰撞分析提供真實(shí)信息（厚度、應(yīng)力等），將它作為預(yù)警系統(tǒng)用于車型開發(fā)早期階段。

汽車制造中瓶頸問題之一是車輛模具設(shè)計(jì)與制造，特別是拉延模設(shè)計(jì)。為解決這一問題，近十年來國內(nèi)外汽車模具行業(yè)廣泛采用了虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)，即采用增量分析軟件進(jìn)行沖壓過程仿真。這類軟件如法國ESIPAM-STAMP、美國LS-DYNA、瑞士AutoForm.Eng.公司AutoForm /Increment和我們自行開發(fā)KMAS/Increment軟件等。

三、綠色設(shè)計(jì)

綠色設(shè)計(jì)是指以環(huán)境資源保護(hù)為核心概念的設(shè)計(jì)過程，其基本思想就是在設(shè)計(jì)階段就將環(huán)境因素和預(yù)防污染的措施納人產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中，將環(huán)境性能作為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)，力求使產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響為最小

產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容:(l)產(chǎn)品材料的選擇和管理。產(chǎn)品的材料不僅要滿足傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的使用和性能要求，也包括對(duì)環(huán)境約束準(zhǔn)則的考慮。

(2)產(chǎn)品可拆卸性和可回收性設(shè)計(jì)?？刹鹦缎栽O(shè)計(jì)是將廢棄淘汰產(chǎn)品的連接按照需要和回收目標(biāo)拆開而將零部件相互分離，及用利于產(chǎn)品拆卸的連接方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的連接方式;可回收性設(shè)計(jì)則是將產(chǎn)品中的可重用零部件及材料按照其性質(zhì)進(jìn)行分類，以便實(shí)現(xiàn)零部件重用或材料循環(huán)的一種設(shè)計(jì)思想和方法。

(3)綠色產(chǎn)品成本分析和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的建立。對(duì)產(chǎn)品的成本分析不僅包括了產(chǎn)品原始成本的分析，還包括產(chǎn)品環(huán)境成本的分析，以便設(shè)計(jì)出更綠色、成本更低的產(chǎn)品。而產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫包括與產(chǎn)品壽命周期中環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等有關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及各類評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

(4)產(chǎn)品的綠色包裝設(shè)計(jì)。除了設(shè)計(jì)出能滿足客戶要求和喜愛的產(chǎn)品造型和樣式之外，還要充分考慮包裝對(duì)環(huán)境的影響因素。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本流程為：市場(chǎng)調(diào)研--草圖構(gòu)思--方案設(shè)計(jì)。具體到綠色設(shè)計(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，其過程可分為四個(gè)階段：

1、市場(chǎng)調(diào)研

在市場(chǎng)調(diào)研階段，將產(chǎn)品的綠色因素作為調(diào)研時(shí)的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。在此階段，對(duì)產(chǎn)品在人、資源與環(huán)境等方面存在的綠色缺陷做出調(diào)查研究，并進(jìn)行分析，形成理性的調(diào)研報(bào)告。通過市場(chǎng)調(diào)研，可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中所蘊(yùn)含的綠色機(jī)遇?？梢岳们拔乃龅漠a(chǎn)品綠色因素，對(duì)市場(chǎng)做出合理的關(guān)于綠色因素的調(diào)研。同時(shí)評(píng)估出未來產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)需求，指出現(xiàn)有產(chǎn)品與目標(biāo)產(chǎn)品的差距。

2、概念設(shè)計(jì)

在具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程中，將通過市場(chǎng)研究所得來的綠色機(jī)遇，通過草圖設(shè)計(jì)-方案篩選-方案設(shè)計(jì)流程，把功能、造型、色彩、人機(jī)等諸因素融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中去。使產(chǎn)品滿足綠色設(shè)計(jì)的三大要求：Reduce(節(jié)約)Reuse（回收利用）Recycle（循環(huán)）；二是通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的造型、色彩、人機(jī)等因素的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，使得用戶在使用綠色產(chǎn)品的時(shí)候，能夠感受到產(chǎn)品的綠色因素。

3、方案確定

對(duì)概念設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估，得到最終確立方案。對(duì)方案的評(píng)估有兩個(gè)方面，一是在設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、消費(fèi)、報(bào)廢和回收過程中，廢棄物的量作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，盡可能的減少該過程中廢棄物的量，二是看產(chǎn)品的在使用過程中，是否能夠很好的讓消費(fèi)者感受到產(chǎn)品的綠色因素，可著重于考察產(chǎn)品的人機(jī)、形態(tài)和色彩。

4、詳細(xì)設(shè)計(jì)

在產(chǎn)品的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，繼續(xù)深化產(chǎn)品的綠色因素，進(jìn)行詳細(xì)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。細(xì)致分析產(chǎn)品的生命周期，從其加工的原材料，制造、銷售、使用到回收利用的每一個(gè)階段，該產(chǎn)品所有與人、資源、環(huán)境相關(guān)的因素都要經(jīng)過細(xì)致的分析與設(shè)計(jì)。在此設(shè)計(jì)階段可以借助虛擬技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，可以在虛擬的環(huán)境下，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，生成軟產(chǎn)品模型以進(jìn)行形態(tài)和功能的評(píng)價(jià)與測(cè)試，這樣就可避免生成硬模型帶來的能源和資源上的浪費(fèi)，有利于縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低成本，減少污染。

四、可靠性設(shè)計(jì)

機(jī)電產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)可定義為:產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力?？煽啃栽O(shè)計(jì)是以概率論為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度去觀察偶然事件，并從偶然事件中找出其某些必然發(fā)生的規(guī)律，而這些規(guī)律一般反映了在隨機(jī)變量與隨機(jī)變量發(fā)生的可能性(概率)之間的關(guān)系。用來描述這種關(guān)系的模型很多，如正態(tài)分布模型、指數(shù)分布模和威爾分布模型?？煽啃猿Ｓ玫臄?shù)值標(biāo)準(zhǔn)有:可靠度(Reliability)、失效率(FailureRate)平均壽命(MeanUfe)。機(jī)電系統(tǒng)的可靠性不僅與組成系統(tǒng)單元(機(jī)械單元、電氣單元或混合單元)的可靠性有關(guān)，還與組成該系統(tǒng)各單元間的組合方式和相互匹配有關(guān)。通常機(jī)電產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:(l)明確機(jī)電產(chǎn)品中機(jī)械部件和電氣部件的設(shè)計(jì)制造要求。

(2)系統(tǒng)可靠性建模。系統(tǒng)常用的可靠性建模方式有:串聯(lián)系統(tǒng)建模、并聯(lián)系統(tǒng)建模、混聯(lián)系統(tǒng)建模、k/n系統(tǒng)建模和儲(chǔ)備系統(tǒng)建模。可通過這些數(shù)學(xué)模型并采適當(dāng)?shù)乃惴▉碛?jì)算出機(jī)電系統(tǒng)的可靠性。

(3)可靠性可預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)單元(機(jī)械單元、電氣單元或混合單元)的可靠性，首先要確定單元的基本失效率，它們是在一定的環(huán)境條件下得出的，設(shè)計(jì)時(shí)可以從相關(guān)的手冊(cè)、資料中查得。然后根據(jù)公式入=k入b來確定各單元的應(yīng)用失效率，k為修正系數(shù)，可由專門的資料中查得。對(duì)于不同的機(jī)電系統(tǒng)，其可靠性預(yù)測(cè)的方法也不同，常用的有元器件統(tǒng)計(jì)法、數(shù)學(xué)模型法和故障樹分析法等方法。

(4)可靠性的分配。根據(jù)機(jī)電產(chǎn)品各單元技術(shù)水平、復(fù)雜程度、重要程度以及相關(guān)費(fèi)用等條件來決定，總的來說都是為了獲取系統(tǒng)最高的可靠性?，F(xiàn)在常用的分配方法有等分發(fā)、再分發(fā)、Agree分配法和相對(duì)失效法和相對(duì)概率法。

五、智能優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著與機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)不斷的發(fā)展，以及機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛使用，我們面臨的將是越來越復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)。解決復(fù)雜系統(tǒng)的出路在于使用智能優(yōu)化的設(shè)計(jì)手段。智能優(yōu)化設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的局限，它更強(qiáng)調(diào)人工智能在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的作用。智能優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)該以計(jì)算機(jī)為實(shí)現(xiàn)手段，與控制論、信息論、決策論相結(jié)合，使現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品具有自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)的能力，其創(chuàng)造性在于借助三維圖形，智能化軟件和多媒體工具等對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。

而實(shí)現(xiàn)的手段有:(l)模糊設(shè)計(jì)。模糊設(shè)計(jì)是以模糊數(shù)學(xué)為理論基礎(chǔ)，它首先通過對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的各項(xiàng)性能指標(biāo)建立滿足某些模糊集合的隸屬度函數(shù)，并按其重要性乘以不同的加權(quán)引子，然后按一定的算法得到綜合模糊集合的隸屬函數(shù)，再通過優(yōu)化策略，把模糊問題向非模糊化轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)尋優(yōu)的過程?，F(xiàn)在機(jī)電產(chǎn)品中涉及到模糊理論的場(chǎng)合很多，如模糊冰箱、模糊洗衣機(jī)、模糊微波爐，它們正悄然地改變著人們的生活方式。

(2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模仿人類大腦結(jié)構(gòu)、功能的信息處理智能系統(tǒng)，一般由多輸人單輸出非線性單元組成神經(jīng)元，各神經(jīng)元按一定的模式連接，并構(gòu)成各種連接模型。它通過反復(fù)的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)以及自身的適應(yīng)能力來完成對(duì)復(fù)雜信息的處理，使輸出達(dá)到最優(yōu)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重要特征就是具有很強(qiáng)的自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)的能力和強(qiáng)容錯(cuò)性。為實(shí)現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品智能化的功能，還有一個(gè)途徑就是利用專家系統(tǒng)的框架。通過提取人類成熟的操作經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，以知識(shí)庫為核心，配以特征知識(shí)處理，并采用不同的匹配法則和推理機(jī)制，構(gòu)成完整的最優(yōu)決策系統(tǒng)。

.六、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（機(jī)械CAD）技術(shù)，是在一定的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)上，對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械零、部件，輸入要達(dá)到的技術(shù)參數(shù)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性校核，然后輸出標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械圖紙，簡化了大量人工計(jì)算及繪圖，效率比人工提高幾十倍甚至更多。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的過程,首先進(jìn)行功能設(shè)計(jì),選擇合適的科學(xué)原理或構(gòu)造原理,然后進(jìn)行產(chǎn)品總圖的初步設(shè)計(jì)、產(chǎn)品選型和外型的初步設(shè)計(jì);從總圖派生出零件,對(duì)零件的造型、尺寸、色彩等進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)零件

進(jìn)行有限元分析,使其結(jié)構(gòu)及尺寸與應(yīng)力狀態(tài)相適應(yīng);對(duì)零件進(jìn)行加工模擬,對(duì)其性能做出評(píng)價(jià)、分析和優(yōu)化,最終完成零件的工作圖;在計(jì)算機(jī)上制定零件制造工藝,在相應(yīng)的設(shè)備上制造出零件。

如各種建模軟件，solidworks proE AutoCAD等 現(xiàn)代CAD系統(tǒng)的功能包括:

(1)設(shè)計(jì)組件重用(Reuse of design components)

(2)簡易的設(shè)計(jì)修改和版本控制功能(Ease of design modification and versioning)

(3)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)組件的自動(dòng)產(chǎn)生(Automatic generation of standard components of the design)

(4)設(shè)計(jì)是否滿足要求和實(shí)際規(guī)則的檢驗(yàn)(Validation/verification of designs against specifications and design rules)

(5)無需建立物理原型的設(shè)計(jì)模擬(Simulation of designs without building a physical prototype)

(6)裝配件(一堆零件或者其它裝配件)的自動(dòng)設(shè)計(jì)

(7)工程文檔的輸出，例如制造圖紙，材料明細(xì)表(Bill of Materials)

(8)設(shè)計(jì)到生產(chǎn)設(shè)備的直接輸出

(9)到快速原型或快速制造工業(yè)原型的機(jī)器的直接輸出

七、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法是在計(jì)算參數(shù)難以準(zhǔn)確確定、設(shè)計(jì)理論和方法帶有經(jīng)驗(yàn)性和類比性時(shí)，根據(jù)施工 中反饋的信息和監(jiān)控資料完善設(shè)計(jì)，是一種客觀求實(shí)、準(zhǔn)確安全的設(shè)計(jì)方法。

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)主要是依據(jù)靜態(tài)條件下強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)要求和材料選擇來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)則以系統(tǒng)論，控制論為依據(jù)，在一定的位移，速度，力和力矩的干擾下對(duì)影響整機(jī)性能非常重要的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)（包括響應(yīng)速度、跟蹤精度和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性等）進(jìn)行設(shè)計(jì)。

對(duì)初步設(shè)計(jì)產(chǎn)品(或需要進(jìn)行改進(jìn)的產(chǎn)品)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模和動(dòng)態(tài)特性分析，根據(jù)工程實(shí)際要求，給出所要求的動(dòng)態(tài)特性設(shè)計(jì)目標(biāo)，按結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)“逆問題”分析法求解結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而得到一個(gè)具有良好動(dòng)靜態(tài)特性的產(chǎn)品，即不僅具有良好的工作工藝指標(biāo)，而且機(jī)械設(shè)備本身還能夠安全、可靠地工作，并滿足相應(yīng)的工作壽命要求。

機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的理論與方法主要包括以下四個(gè)方面：動(dòng)力學(xué)建模、動(dòng)態(tài)特性、計(jì)算實(shí)物試驗(yàn)、模型試驗(yàn)與試驗(yàn)建模、機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力修改

基坑支護(hù)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例

動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)通過建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和信息反饋有利于控制施工安全，并不斷地將現(xiàn)場(chǎng)地下水及地質(zhì)變化情況反饋到設(shè)計(jì)單位，調(diào)整完善設(shè)計(jì)。這一設(shè)計(jì)方法很適合用于基坑開挖支護(hù)、邊坡治理等巖土工程。現(xiàn)以廣東省某試驗(yàn)研究中心基坑設(shè)計(jì)為例，簡要地介紹了動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及方法。

動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)過程

根據(jù)基坑周邊環(huán)境及場(chǎng)地土情況，本基坑位移的最大預(yù)警值為 4cm（0.004h，h 即為開挖深 度）。為確?；邮┕さ陌踩烷_挖順利進(jìn)行，在整個(gè)施工過程中進(jìn)行全過程監(jiān)測(cè)，實(shí)施信息化施 工，并根據(jù)監(jiān)測(cè)反饋的信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。下面僅以該工程實(shí)例Ⅰ區(qū)支護(hù)設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)介紹根 據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及施工信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的全過程：

（1）基坑施工過程中，在Ⅰ區(qū)開挖第五層土及施工第五排錨桿時(shí)，14 號(hào)測(cè)點(diǎn)的水平位移由 2cm 突增至4.6cm，超過本基坑位移最大預(yù)警值。設(shè)計(jì)接收到監(jiān)測(cè)預(yù)警后，立即修改原支護(hù)設(shè)計(jì)，要求在開挖面補(bǔ)打一排長3m 的?48 注漿花管做超前支護(hù)，并將第六排錨桿改為預(yù)應(yīng)力錨桿，預(yù)應(yīng) 力為80kN，以控制該區(qū)域基坑水平位移。至地下室底板澆筑完成，該測(cè)點(diǎn)的水平位移量僅增加 0.6cm，設(shè)計(jì)采用注漿花管超前支護(hù)及預(yù)應(yīng)力錨桿控制位移是正確的，這兩項(xiàng)措施成功地控制住了 開挖引起的水平位移。

（2）施工放線發(fā)現(xiàn)：Ⅰ區(qū)支護(hù)的部分錨桿將碰倒臨近的高層住宅的地下室側(cè)壁。設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn) 場(chǎng)情況，將原第一、二排錨桿傾角由20°調(diào)整為30°。

動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)在整個(gè)施工期中根據(jù)實(shí)際情況不斷地調(diào)整原設(shè)計(jì)剖面。

八、模塊化設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)主要是以功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，分解現(xiàn)有的產(chǎn)品，在分解中考慮到各個(gè)要素的可行性，從而在早期就預(yù)測(cè)到設(shè)計(jì)中可能會(huì)出現(xiàn)的矛盾，提高設(shè)計(jì)的可行性和可靠性，降低產(chǎn)品的成本。

模塊化設(shè)計(jì)在齒輪減速器中的應(yīng)用 市場(chǎng)調(diào)查分析與參數(shù)范圍的確定

模塊化設(shè)計(jì)的一個(gè)重要前提是必須對(duì)產(chǎn)品的品種和規(guī)格以及市場(chǎng)對(duì)同類產(chǎn)品的需求量有充分的了解，只有這樣才能開展模塊的劃分、創(chuàng)建、組合$ 根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，為滿足冶金、礦山、建筑、化工、輕工等行業(yè)的需要，擬設(shè)計(jì)中小功率的通用齒輪減速器系列

齒輪減速器主要有圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、圓柱—圓錐齒輪減速器三種結(jié)構(gòu)，為了使齒輪減速器通過單元模塊組合，實(shí)現(xiàn)系列產(chǎn)品內(nèi)傳動(dòng)件互換，擬定產(chǎn)品的裝配形式共 減速器各級(jí)齒輪傳動(dòng)中心距的確定主要考慮兩個(gè)因素：一是盡可能實(shí)現(xiàn)各級(jí)齒輪等接觸 強(qiáng)度傳動(dòng)；

減速器整機(jī)結(jié)構(gòu)具有明顯的分級(jí)特性，在進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)時(shí)，以產(chǎn)品的功能分析為基礎(chǔ)，將產(chǎn)品的總功能分解為若干層次較高的綜合性功能單元，如圖然后根據(jù)不同的需

求，將這些綜合性功能單元分別細(xì)化為若干層次較低的、可互換的、獨(dú)立的基礎(chǔ)單元，如齒輪、軸承的分級(jí)分解如圖

對(duì)一定界限內(nèi)的不同產(chǎn)品的性能、規(guī)格進(jìn)行分析得出的一系列的功能模塊，這些模塊成為基礎(chǔ)，通過對(duì)它的選擇，重新組合構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)需求。根據(jù)各部件的位置及功能不同，設(shè)計(jì)為一個(gè)個(gè)獨(dú)立的模塊，模塊之間又可以組成一個(gè)大單元，如機(jī)械液力變矩器、變速器和中央傳動(dòng)一體化單元等，使整機(jī)的裝配和維護(hù)更為方便。從工程機(jī)械的傳動(dòng)方式看，傳統(tǒng)的“液力變矩十動(dòng)力換檔變速箱+兩級(jí)最終傳動(dòng)”方式，逐步向模塊化的傳動(dòng)方式轉(zhuǎn)變。如采用典型模塊化設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)為：外分流式液力變矩器+傳動(dòng)軸+動(dòng)力換檔變速器與中央傳動(dòng)的組合+離合器與盤式制動(dòng)器的組合+行星最終傳動(dòng)。

九、計(jì)算仿真設(shè)計(jì)

根據(jù)工程機(jī)械不同的作業(yè)功能，在計(jì)算機(jī)上模擬各種作業(yè)過程，以分析和確定各種狀態(tài)下的作業(yè)參數(shù)，研究工程機(jī)械各系統(tǒng)主要部件的結(jié)構(gòu)合理性，借助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等方法預(yù)估工程機(jī)械的作業(yè)效果，從而可大大減少設(shè)計(jì)上的失誤，避免或減少走彎路。

空調(diào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)實(shí)例李銳

計(jì)算機(jī)控制程序用Visual Basic 語言編寫, 其中用到重要的通信控件———MSComm。該控件使各自控設(shè)備與計(jì)算機(jī)得以溝通, 實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)對(duì)空調(diào)房間內(nèi)溫度、濕度、CO2 濃度的監(jiān)測(cè)及對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)

閥、電加濕器、新風(fēng)口的自動(dòng)控制。

空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控原理

如圖1 所示,被控變量(溫度、濕度、CO2 濃度)由傳感器測(cè) 得的電壓模擬量先經(jīng)過變送器轉(zhuǎn)換成0～5V 的電壓, 然后經(jīng)過A/D 控制器轉(zhuǎn)換(A/D 轉(zhuǎn)換)成CPU 能夠處理的數(shù)字量(0～255)。當(dāng)計(jì)算機(jī) 接收了給定量和被控變量的反饋量后, 運(yùn)用微處理器的各種指令, 對(duì) 該偏差值進(jìn)行控制規(guī)律的運(yùn)算, 再經(jīng)過A/D 控制器轉(zhuǎn)換(D/A 轉(zhuǎn)換), 把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓模擬控制信號(hào)去驅(qū)動(dòng)電動(dòng)執(zhí)行器(如電動(dòng)調(diào)節(jié) 風(fēng)閥的電動(dòng)機(jī)), 或直接輸出開關(guān)量電信號(hào)通過繼電器來驅(qū)動(dòng)開關(guān)(如 電加濕器、新風(fēng)口的開關(guān)), 從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制作用。

界面的設(shè)計(jì)包括一個(gè)主窗體、五個(gè)子窗體、一個(gè)“關(guān)于”對(duì)話框和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊。見圖2。①主窗體, 即“空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真”窗體。②“控制”子窗體。③“系統(tǒng)圖”子窗體。④“歷史記錄”子窗體。⑤“曲線圖”子窗體。⑥“幫助”子窗體。

⑦“關(guān)于我的應(yīng)用程序”對(duì)話框。⑧標(biāo)準(zhǔn)模塊。

監(jiān)視與控制子窗體分“輸入”“輸出”兩大塊?！拜斎搿敝覆杉降母鲄?shù)的現(xiàn)時(shí)值, 為監(jiān)測(cè)部分;“輸出”指經(jīng)程序運(yùn)算后要給各執(zhí)行器輸出的控制值, 為控制部分。

十、人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì)

應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)、人體力學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)、勞動(dòng)心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對(duì)人體結(jié)構(gòu)特征和機(jī)能特征進(jìn)行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動(dòng)時(shí)的相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；還提供人體各部分的出力范圍、以及動(dòng)作時(shí)的習(xí)慣等人體機(jī)能特征參數(shù)，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機(jī)能特性；分析人在各種勞動(dòng)時(shí)的生理變化、能量消耗、疲勞機(jī)理以及人對(duì)各種勞動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)能力；探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對(duì)工作效率的影響等.所謂人性化產(chǎn)品，就是包含人機(jī)工程的的產(chǎn)品，只要是“人”所使用的產(chǎn)品，都應(yīng)在人機(jī)工程上加以考慮，產(chǎn)品的造型與人機(jī)工程無疑是結(jié)合在一起的。

在現(xiàn)行的上機(jī)條件下，筆直坐立時(shí)，操作員常常是手臂向前懸空著來操作鍵盤和鼠標(biāo)的。手臂的懸空形成了肩頸部的靜態(tài)疲勞，放棄維持直坐姿勢(shì)而塌腰駝背，或者是把手腕摩擦桌面 電腦椅,學(xué)生電腦椅人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)說明

設(shè)計(jì)方案:

l 人的身體姿勢(shì)與腰椎形狀的關(guān)系:

⑴ 人的背后仰和放松時(shí)，椎間盤內(nèi)壓力最小。(2)靠背傾斜角越大，肌肉負(fù)荷越小。

(3)5cm厚的短靠腰（靠住腰部，也叫地靠腰），與最簡單的面的靠背相比，可降低椎間盤壓力，減輕肌肉負(fù)荷。

⑷ 靠背最佳傾斜角（與程度面夾角）為120°，坐面最佳角度（與程度面夾角）為14°，靠背應(yīng)力5cm厚的地靠背支撐著身體上部分的重量，從而減小了椎間盤內(nèi)壓力。

根據(jù)人的身體姿勢(shì)與腰椎形狀的關(guān)系確定學(xué)生座椅的具體人機(jī)設(shè)計(jì)要素：

學(xué)生電腦椅使用時(shí)人身體前傾，凹緣支撐住腰部，而放松休息時(shí)，人的身體后靠，靠背又保持了脊柱的自然“S”形曲線。因此應(yīng)具有高靠背墊腰凹緣。⑴高度可調(diào)。辦公椅的高度調(diào)節(jié)范圍為38-53cm。

(2)可防止座椅滑動(dòng)和翻倒。椅腳應(yīng)設(shè)計(jì)5個(gè)，等分在直徑為40-45cm的圓周上。

(3)給人留有足夠的活動(dòng)空間。需要時(shí)常站起來的座椅應(yīng)采用小腳輪。⑷應(yīng)保證腿的活動(dòng)空間，以減輕腿的疲勞。

(5)坐面應(yīng)為40～45cm寬，38～42cm長，坐面中部稍微下凹，前緣呈弧球面，坐面后傾4°～6°。(6)坐面的材料應(yīng)透氣而且不出溜(例如毛料)，以增加坐面的舒服感。

（7）在座椅右側(cè)扶手旁邊設(shè)置一個(gè)可以上翻后旋轉(zhuǎn)的鍵盤和鼠標(biāo)的操作臺(tái)，使座椅與顯示器熒幕之間的間隔有更大的自由度同時(shí)利于騰出電腦桌空間。此附帶加上裝置可配合電腦桌擁擠時(shí)使用，觀看視頻或圖片（畫手繪就利便了）。

用電腦，把臺(tái)面分為可別離調(diào)整高度的兩部分，保證適合的顯示器高度和鍵盤高度。

十一、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)

摩擦學(xué)是研究相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用表面間的摩擦、潤滑和磨損，以及三者間相互關(guān)系的理論與應(yīng)用的一門邊緣摩擦學(xué)系統(tǒng)過程研究學(xué)科。以減小摩擦為目的的設(shè)計(jì)，即為摩擦學(xué)設(shè)計(jì)。

世界上使用的能源大約有1/3～1/2消耗于摩擦。如果能夠盡力減少無用的摩擦消耗，便可大量節(jié)省能源。另外，機(jī)械產(chǎn)品的易損零件大部分是由于磨損超過限度而報(bào)廢和更換的，如果能控制和減少磨損，則既減少設(shè)備維修次數(shù)和費(fèi)用，又能節(jié)省制造零件及其所需材料的費(fèi)用。

人類對(duì)摩擦現(xiàn)象早有認(rèn)識(shí)，并能用來為自己服務(wù)，如史前人類 的鉆木取火?！对娊?jīng)·邶風(fēng)·泉水》中有“載脂載宣，還車言邁”的詩句，表明中國在春秋時(shí)期已應(yīng)用動(dòng)物脂肪來潤滑車軸。

摩擦學(xué)研究的對(duì)象很廣泛，在機(jī)械工程中主要包括動(dòng)、靜摩擦，如滑動(dòng)軸承、齒輪傳動(dòng)、螺紋聯(lián)接、電氣觸頭和磁帶錄音頭等；零件表面受工作介質(zhì)摩擦或碰撞、沖擊，如犁鏵和水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪等；機(jī)械制造工藝的摩擦學(xué)問題，如金屬成形加工、切削加工和超精加工等；彈性體摩擦，如汽車輪胎與路面的摩擦、彈性密封的動(dòng)力滲漏等；特殊工況條件下的摩擦學(xué)問題，如宇宙探索中遇到的高真空、低溫和離子輻射等，深海作業(yè)的高壓、腐蝕、潤滑劑稀釋和防漏密封等。

此外，還有生物中的摩擦學(xué)問題，如研究海豚皮膚結(jié)構(gòu)以改進(jìn)艦只設(shè)計(jì)，研究人體關(guān)節(jié)潤滑機(jī)理以診治風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，研究人造心臟瓣膜的耐磨壽命以謀求最佳的人工心臟設(shè)計(jì)方案等。地質(zhì)學(xué)方面的摩擦學(xué)問題有地殼移動(dòng)、火山爆發(fā)和地震，以及山、海，斷層形成等。在音樂和體育以及人們?nèi)粘Ｉ钪幸泊嬖诖罅康哪Σ翆W(xué)問題。

十三、疲勞設(shè)計(jì)

疲勞

材料、零件和構(gòu)件在循環(huán)加載下，在某點(diǎn)或某些點(diǎn)產(chǎn)生局部的永久性損傷，并在一定循環(huán)次數(shù)后形成裂紋、或使裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展直到完全斷裂的現(xiàn)象。

發(fā)展趨勢(shì) 飛機(jī)、船舶、汽車、動(dòng)力機(jī)械、工程機(jī)械、冶金、石油等機(jī)械以及鐵路橋梁等的主要零件和構(gòu)件，大多在循環(huán)變化的載荷下工作，疲勞是其主要的失效形式。因此，疲勞理論和疲勞試驗(yàn)對(duì)于設(shè)計(jì)各類承受循環(huán)載荷的機(jī)械和結(jié)構(gòu)，成為重要的研究內(nèi)容。疲勞有限壽命設(shè)計(jì)中進(jìn)行壽命估算，必須了解材料的疲勞性能，以此作為理論計(jì)算的依據(jù)。由于疲勞壽命的長短取決于所承受的循環(huán)載荷大小，為此還必須編制出供理論分析和全尺寸疲勞試驗(yàn)用的載荷譜，再根據(jù)與各種疲勞相適應(yīng)的損傷模型估算出疲勞壽命。疲勞理論的工程應(yīng)用，經(jīng)歷了從無限壽命設(shè)計(jì)到有限壽命設(shè)計(jì)，有限壽命設(shè)計(jì)尚處于完善階段。發(fā)展趨勢(shì)是：①宏觀與微觀結(jié)合，探討從位錯(cuò)、滑移、微裂紋、短裂紋、長裂紋到斷裂的疲勞全過程，尋求壽命估算各階段統(tǒng)一的物理-力學(xué)模型。②研究不同環(huán)境下的疲勞及其壽命估算方法。③概率統(tǒng)計(jì)方法在疲勞中的應(yīng)用，如隨機(jī)載荷下的可靠性分析方法，以及耐久性設(shè)計(jì)等。

十四、反求設(shè)計(jì)

反求設(shè)計(jì)（也稱逆向設(shè)計(jì)），是指設(shè)計(jì)師對(duì)產(chǎn)品實(shí)物樣件表面進(jìn)行數(shù)字化處理(數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理)，并利用可實(shí)現(xiàn)逆向三維造型設(shè)計(jì)的軟件來重新構(gòu)造實(shí)物的CAD模型(曲面模型重構(gòu))，并進(jìn)一步用CAD/CAE／CAM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分析、再設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、數(shù)控加工的過程。

逆向設(shè)計(jì)的流程示意：產(chǎn)品樣件 → 數(shù)據(jù)采集 → 數(shù)據(jù)處理CAD/CAE/CAM系統(tǒng) → 模型重構(gòu) → 制造系統(tǒng) → 新產(chǎn)品。

概念車車身造型設(shè)計(jì)方法的研究，2004年國際工業(yè)設(shè)計(jì)研討會(huì)暨第9屆全國工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)術(shù)年會(huì) 本文運(yùn)用反求工程的基本原理,通過電動(dòng)概念車車身的研發(fā),從汽車概念設(shè)計(jì)的角度,提出了一種新的造型設(shè)計(jì)方法,它以反求工程為基礎(chǔ),將正向設(shè)計(jì)和反向設(shè)計(jì)相互結(jié)合起來,利用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行車身造型設(shè)計(jì).該方法通過建立車身特征曲線框架來進(jìn)行概念車車身模型的構(gòu)建,代替了傳統(tǒng)反求工程制作實(shí)物模型的步驟,有效地提高了設(shè)計(jì)效率、降低了研制成本和縮短了研發(fā)周期.最后,以完成的電動(dòng)概念車樣車實(shí)例證明了該方法的正確性和有效性.十四、無障礙設(shè)計(jì)（barrierfreedesign）

這個(gè)概念名稱始見于1974年，是聯(lián)合國組織提出的設(shè)計(jì)新主張。無障礙設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，一切有關(guān)人類衣食住行的公共空間環(huán)境以及各類建筑設(shè)施、設(shè)備的規(guī)劃設(shè)計(jì)，都必須充分考慮具有不同程度生理傷殘缺陷者和正?；顒?dòng)能力衰退者（如殘疾人、老年人）群眾的使用需求，配備能夠應(yīng)答、滿足這些需求的服務(wù)功能與裝置，營造一個(gè)充滿愛與關(guān)懷、切實(shí)保障人類安全、方便、舒適的現(xiàn)代生活環(huán)境。

無障礙設(shè)計(jì)首先在都市建筑、交通、公共環(huán)境設(shè)施設(shè)備以及指示系統(tǒng)中得以體現(xiàn)，例如步行道上為盲人鋪設(shè)的走道、觸覺指示地圖，為乘坐輪椅者專設(shè)的衛(wèi)生間、公用電話、兼有視聽雙重操作向?qū)У你y行自助存取款機(jī)等，進(jìn)而擴(kuò)展到工作、生活、娛樂中使用的各種器具。

十五、共用性設(shè)計(jì)UD(Universal Design)是指，在商業(yè)利潤的前提下河現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)條件下，產(chǎn)品（廣義的，包括器具﹑環(huán)境﹑系統(tǒng)和過程等）的設(shè)計(jì)盡可能使不同能力的使用者（例如殘疾人﹑老年人等），在不同的外界條件下能夠安全﹑舒適地使用的一種設(shè)計(jì)過程。

實(shí)例：日本松下電器公司一直在潛心研究和開發(fā)的“共用設(shè)計(jì)”理念產(chǎn)品NA-V80GD斜式滾筒洗衣機(jī)，在外觀方面創(chuàng)造性地將滾筒洗衣機(jī)的前開門傾斜了30°，變?yōu)樾毕蜷_門，它可以讓不同年齡﹑身高﹑性別和特殊人群（包括殘疾人）都能安全﹑方便的使用。

第三篇：現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法期末考試總結(jié)

1、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的關(guān)系是繼承關(guān)系和共存與突破的關(guān)系?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)最主要有下列特點(diǎn):系統(tǒng)性、社會(huì)性、創(chuàng)造性、最優(yōu)化、動(dòng)態(tài)化、宜人性、智能化、CA化。

2、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的三個(gè)階段:

（1）功能原理設(shè)計(jì):針對(duì)某一確定的功能要求，尋求一些物理效應(yīng)，并借助于某些作用原理來求得一些實(shí)現(xiàn)該功能目標(biāo)的解法原理。（2）實(shí)用化設(shè)計(jì):使原理構(gòu)思轉(zhuǎn)化為具有實(shí)用水平的機(jī)器，完成從總體設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)到制造施工的全部技術(shù)資料。（3）商品化設(shè)計(jì):產(chǎn)品不止在技術(shù)上成功，要保證產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中成功。

3、設(shè)計(jì)方法學(xué)的含義:設(shè)計(jì)方法學(xué)是用系統(tǒng)的觀點(diǎn)，考慮自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)科學(xué)等各種現(xiàn)代因素，為獲得質(zhì)優(yōu)價(jià)廉有創(chuàng)新的產(chǎn)品，研究產(chǎn)品的一般設(shè)計(jì)進(jìn)程、設(shè)計(jì)規(guī)律、設(shè)計(jì)思維和工作方法、設(shè)計(jì)工具的綜合性學(xué)科。

設(shè)計(jì)方法學(xué)研究的具體對(duì)象有:設(shè)計(jì)思維、設(shè)計(jì)進(jìn)程、設(shè)計(jì)工具、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)對(duì)象、現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法的應(yīng)用。

4機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)各有不同，一般可分為三種類型:開發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變型設(shè)計(jì)。

9、可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。產(chǎn)品的可靠性由固有可靠性和使用可靠性兩部分組成。

系統(tǒng)的可靠性，不僅取決于組成系統(tǒng)零、部件的可靠性，而且也取決于各組成零部件的相互組合方式。系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)可靠性預(yù)測(cè)和系統(tǒng)可靠性分配兩方面內(nèi)容。

可靠性的重要意義。1）高可靠性產(chǎn)品才能滿足現(xiàn)代技術(shù)和生產(chǎn)的需要；

2）高可靠性產(chǎn)品可獲得高的經(jīng)濟(jì)效益；3）高可靠性產(chǎn)品，才有高的競(jìng)爭(zhēng)能力

10、整體剛度矩陣有對(duì)稱性、稀疏性、奇異性三個(gè)性質(zhì)。

15、要正確決策應(yīng)遵循的原則是系統(tǒng)原則、可行性原則、滿意原則、反饋原則、多方案原則。

5、評(píng)價(jià)目標(biāo)一般有三個(gè)方面。

（1）技術(shù)評(píng)價(jià)目標(biāo):技術(shù)性能、工藝性、可靠性、自動(dòng)化程度。

（2）經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)目標(biāo):成本、利潤、投資額、回報(bào)率、市場(chǎng)壽命。

（3）社會(huì)評(píng)價(jià)目標(biāo):國家政策、國際慣例、資源、節(jié)能、環(huán)境污染等。

6、創(chuàng)造性思維是指有創(chuàng)見的思維即通過思維，不僅能揭示事物的本質(zhì)，而且能夠在此基礎(chǔ)上提出新的、具有社會(huì)價(jià)值的產(chǎn)物。創(chuàng)造性思維有以下幾種形式:形象思維和抽象思維、發(fā)散思維和收斂思維、邏輯思維和非邏輯思維、直達(dá)思維和旁通思維。

創(chuàng)新方法:激智會(huì)法、德爾菲法、設(shè)問法、特性列舉法、聯(lián)想發(fā)明法、組合創(chuàng)新法（性能組合、原理組合、功能組合、模塊組合）

7優(yōu)化設(shè)計(jì)包括建立數(shù)學(xué)模型和選擇適當(dāng)?shù)膬?yōu)化方法兩個(gè)方面的內(nèi)容。優(yōu)化設(shè)計(jì)就是以數(shù)學(xué)規(guī)劃理論為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為工具，優(yōu)選設(shè)計(jì)參數(shù)的一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

8、懲罰函數(shù)法:將有約束問題的數(shù)學(xué)模型改造成為無約束的數(shù)學(xué)模型，然后按無約束問題進(jìn)行一系列的無約束最優(yōu)化求解，直到求得問題的最優(yōu)解。

根據(jù)所構(gòu)造的目標(biāo)函數(shù)的形式不同，決定了搜索點(diǎn)在可行域內(nèi)、或是在可行域外，因而該算法又分為內(nèi)點(diǎn)法、外點(diǎn)法、混合法三種。

（1）內(nèi)點(diǎn)法:適合于不等式約束問題。對(duì)于內(nèi)點(diǎn)法，求解過程要求保證【1】初始點(diǎn)X0和求序列最優(yōu)點(diǎn)Xk*，都應(yīng)是可行點(diǎn)；【2】求解到最后，序列最優(yōu)點(diǎn)Xk*應(yīng)逼近最優(yōu)點(diǎn)X*。要達(dá)到上述兩點(diǎn)要求，應(yīng)當(dāng)rk不太小，即開始和求解階數(shù)；當(dāng)rk→0時(shí)，即終了階數(shù)。

（2）外點(diǎn)法:適用于具有等式和不等式約束問題。懲罰函數(shù)的定義域?yàn)榉强尚杏颍丛诳尚杏蛲膺M(jìn)行搜索。

（3）混合法:是將內(nèi)點(diǎn)法和外點(diǎn)法的懲罰函數(shù)形式結(jié)合起來，解決同時(shí)具有等式和不等式約束問題。

11、現(xiàn)代設(shè)計(jì)所指的理論與方法:設(shè)計(jì)方法學(xué)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、有限元法、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、人工神經(jīng)元計(jì)算方法、工程遺傳算法、智能工程，價(jià)值工程、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計(jì)、人機(jī)工程、并行工程、模塊化設(shè)計(jì)、相互性設(shè)計(jì)、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、三次設(shè)計(jì)、反求工程設(shè)計(jì)。

12、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程可分為那幾個(gè)階段？

答：機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程一般可分為產(chǎn)品規(guī)劃、原理方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)四個(gè)階段。

（1）產(chǎn)品規(guī)劃階段；產(chǎn)品規(guī)劃，明確設(shè)計(jì)任務(wù)就是決策開發(fā)新產(chǎn)品，為新技術(shù)系統(tǒng)設(shè)定技術(shù)過程和邊界是一項(xiàng)創(chuàng)造性的工作。（2）原理方案設(shè)計(jì)階段；原理方案設(shè)計(jì)就是新產(chǎn)品的功能原理設(shè)計(jì)。（3）技術(shù)設(shè)計(jì)階段；該階段的主要任務(wù)是將已確定的產(chǎn)品的功能原理方案具體化為裝置及零件的合理結(jié)構(gòu)。（4）施工設(shè)計(jì)階段。把技術(shù)設(shè)計(jì)的結(jié)果變成施工的技術(shù)文件。

13、故障樹分析法及其特點(diǎn)。

答：故障樹分析亦稱失效樹分析，是一種可靠性、安全性分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。它通過對(duì)可能造成系統(tǒng)故障的各種原因進(jìn)行分析，由總體至部分按倒立樹狀逐級(jí)細(xì)化分析，畫出邏輯框圖，從而確定系統(tǒng)故障原因的各種可能組合方式或其發(fā)生概率。

特點(diǎn)：（1）故障樹是一種圖形演繹法、直觀、形象；（2）不僅可以對(duì)系統(tǒng)可靠性和安全性進(jìn)行定性和定量分析，而且可以找出系統(tǒng)的全部可能失效狀態(tài)；（3）需花費(fèi)大量的人力、時(shí)間、軟件方法發(fā)展迅速；（4）通過分析過程，可以加深對(duì)系統(tǒng)的理解和熟悉程度，從而找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。

14、有限元法的實(shí)質(zhì)。

答：有限元法是以計(jì)算機(jī)為工具的一種現(xiàn)代數(shù)值計(jì)算方法，其實(shí)質(zhì)是通過兩次近似將具有無限多個(gè)自由度的連續(xù)體轉(zhuǎn)化為只有有限個(gè)自由度的單元集合體，使問題簡化為數(shù)值求解的結(jié)構(gòu)問題。第一次近似為單元?jiǎng)澐?，精確的邊界被離散為簡單的邊界，連續(xù)的物體被離散為一系列只有結(jié)點(diǎn)相連的單元。第二次近似為真實(shí)復(fù)雜的位移分布被近似表示為簡單函數(shù)描述的位移分布。

16、請(qǐng)簡述梯度法和共軛梯度法的特點(diǎn)。

梯度法：梯度法又稱最速下降法，基本原理是在迭代點(diǎn)附近采用使目標(biāo)函數(shù)值下降最快的負(fù)梯度方向作為搜索方向，求目標(biāo)函數(shù)的極小值。特點(diǎn)：迭代計(jì)算簡單，只需求一階偏導(dǎo)數(shù)，所占的存儲(chǔ)單元少，對(duì)初始點(diǎn)的要求不高，在接近極小點(diǎn)位置時(shí)收斂速度很慢。

共軛梯度法：在梯度法靠近極值點(diǎn)收斂速度減慢的情況下，共軛梯度法可以通過構(gòu)造共軛方向，使其收斂速度加快，具有一次收斂速度，使得計(jì)算過程簡便，效果又好；在每一步迭代過程中都要構(gòu)造共軛方向，比較繁瑣。

17、試比較約束優(yōu)化和無約束優(yōu)化之間的區(qū)間和聯(lián)系。

答：無約束優(yōu)化對(duì)于設(shè)計(jì)變量沒有限制，搜索空間內(nèi)的點(diǎn)都是可行解，而約束優(yōu)化則有限制條件，只有在可行域內(nèi)的點(diǎn)才是可行解。無約束優(yōu)化是約束優(yōu)化的基礎(chǔ)，通過罰函數(shù)的方法可以將約束優(yōu)化問題化為無約束優(yōu)化問題求解。

18、優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的數(shù)學(xué)模型由哪幾個(gè)部份組成?其一般的表達(dá)形式是什么?一般由設(shè)計(jì)變量，目標(biāo)函數(shù)和約束條件組成。其一般表達(dá)式為： ?minf(x),x?Rn?tgj(x)?0j?1,2,?,m?s..?hk(x)?0k?1,2,?,l?

第四篇：現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

現(xiàn) 代 設(shè) 計(jì) 與 方 法 論 文

材控0931 王蘭蘭

200920607131

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法有:并行設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、智能優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)、人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì)、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、反求設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì)

一、并行設(shè)計(jì)

并行設(shè)計(jì)是一種對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括設(shè)計(jì)制造過程和相關(guān)的支持過程)進(jìn)行并行和集成設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化工作模式。強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品開發(fā)人員一開始就考慮產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到消亡的整個(gè)生命周期里的所有相關(guān)因素的影響，把一切可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤、矛盾和沖突盡可能及早地發(fā)現(xiàn)和解決，以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。并行設(shè)計(jì)作為現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法的范疇，目前已形成的并行設(shè)計(jì)方法基本上可以分為兩大類:(l)基于人員協(xié)同和集成的并行化。就是把組成與產(chǎn)品方面有關(guān)的，針對(duì)給定設(shè)計(jì)任務(wù)的專門的、綜合性的設(shè)計(jì)團(tuán)體(企業(yè))協(xié)同起來。

豐田的 產(chǎn)品開發(fā)過程有四個(gè)主要內(nèi)容： ●一個(gè)產(chǎn)生主要設(shè)計(jì)的概念論文的規(guī)劃階段 ●同步設(shè)計(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段

●一個(gè)具有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段 ●一個(gè)精益生產(chǎn)的樣機(jī)模具階段。

●廣泛地協(xié)調(diào)，不僅僅在設(shè)計(jì)而且還有生產(chǎn)以及銷售 ●協(xié)調(diào)從概念到市場(chǎng)完整的項(xiàng)目 ●概念創(chuàng)造以及概念支持者

●規(guī)格、成本目標(biāo)、設(shè)計(jì)以及主要部件選擇，確信產(chǎn)品概念精確地被轉(zhuǎn)換為車型的技術(shù)細(xì)節(jié)

●直接地、經(jīng)常地與設(shè)計(jì)師以及工程師交流

●建立與顧客直接接觸（產(chǎn)品經(jīng)理辦公室實(shí)施它自己的市場(chǎng)調(diào)查，除了通過市場(chǎng)營銷進(jìn)行的定期市場(chǎng)調(diào)查）。

前端設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的集成 多部門協(xié)調(diào)研發(fā) 以客戶為中心 降低批量規(guī)模

(2)基于信息、知識(shí)協(xié)同和集成的并行化。該方法基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，各零部件的設(shè)計(jì)人員通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行可制造性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、可裝配性等內(nèi)容的分析及時(shí)的反饋信息，并按要求修改各零部件的設(shè)計(jì)

模型，直至整個(gè)機(jī)電產(chǎn)品完成為止?？梢圆捎妹嫦蛑圃?DFM)和面向裝配(DFA)的設(shè)計(jì)方法，涉及CAX技術(shù)、產(chǎn)品信息集成(PDM)技術(shù)以及與人員協(xié)同集成有關(guān)的信息技術(shù)。

當(dāng)然，這兩種機(jī)電產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)方法并不是相互獨(dú)立的。在實(shí)際應(yīng)用過程中，它們往往是緊密結(jié)合在一起的。

二、虛擬設(shè)計(jì)

在達(dá)到產(chǎn)品并行的目的以后，為了使產(chǎn)品一次設(shè)計(jì)成功，減少反復(fù)，往往會(huì)采用仿真技術(shù)，而對(duì)機(jī)電產(chǎn)品模型的建立和仿真又屬于是虛擬設(shè)計(jì)的范疇。所謂的虛擬制造(也叫擬實(shí)制造)指的是利用仿真技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過程進(jìn)行全面的仿真，發(fā)現(xiàn)制造過程中可能出現(xiàn)的問題，在真實(shí)制造以前，解決這些問題，以縮減產(chǎn)品上市的時(shí)間，降低產(chǎn)品開發(fā)、制造成本，并提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

虛擬設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)在產(chǎn)品加工制造之前，建立產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)模型，并能對(duì)其進(jìn)行修改和評(píng)審，以滿足不同客戶的要求。它不僅繼承了傳統(tǒng)CAD設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)也具備了仿真技術(shù)可視化的特點(diǎn)，更能支持協(xié)同工作和并行設(shè)計(jì)，從而縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期并通過各先進(jìn)技術(shù)的利用和補(bǔ)充，使產(chǎn)品保持技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。

三、綠色設(shè)計(jì)

綠色設(shè)計(jì)是指以環(huán)境資源保護(hù)為核心概念的設(shè)計(jì)過程，其基本思想就是在設(shè)計(jì)階段就將環(huán)境因素和預(yù)防污染的措施納人產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中，將環(huán)境性能作為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)，力求使產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響為最小

產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容:(l)產(chǎn)品材料的選擇和管理。產(chǎn)品的材料不僅要滿足傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的使用和性能要求，也包括對(duì)環(huán)境約束準(zhǔn)則的考慮。

(2)產(chǎn)品可拆卸性和可回收性設(shè)計(jì)。可拆卸性設(shè)計(jì)是將廢棄淘汰產(chǎn)品的連接按照需要和回收目標(biāo)拆開而將零部件相互分離，及用利于產(chǎn)品拆卸的連接方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的連接方式;可回收性設(shè)計(jì)則是將產(chǎn)品中的可重用零部件及材料按照其性質(zhì)進(jìn)行分類，以便實(shí)現(xiàn)零部件重用或材料循環(huán)的一種設(shè)計(jì)思想和方法。

(3)綠色產(chǎn)品成本分析和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的建立。對(duì)產(chǎn)品的成本分析不僅包括了產(chǎn)品原始成本的分析，還包括產(chǎn)品環(huán)境成本的分析，以便設(shè)計(jì)出更綠色、成本更低的產(chǎn)品。而產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫包括與產(chǎn)品壽命周期中環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等有關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及各類評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

(4)產(chǎn)品的綠色包裝設(shè)計(jì)。除了設(shè)計(jì)出能滿足客戶要求和喜愛的產(chǎn)品造型和樣式之外，還要充分考慮包裝對(duì)環(huán)境的影響因素。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本流程為：市場(chǎng)調(diào)研--草圖構(gòu)思--方案設(shè)計(jì)。具體到綠色設(shè)計(jì)

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，其過程可分為四個(gè)階段：

1、市場(chǎng)調(diào)研

在市場(chǎng)調(diào)研階段，將產(chǎn)品的綠色因素作為調(diào)研時(shí)的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。在此階段，對(duì)產(chǎn)品在人、資源與環(huán)境等方面存在的綠色缺陷做出調(diào)查研究，并進(jìn)行分析，形成理性的調(diào)研報(bào)告。通過市場(chǎng)調(diào)研，可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中所蘊(yùn)含的綠色機(jī)遇?？梢岳们拔乃龅漠a(chǎn)品綠色因素，對(duì)市場(chǎng)做出合理的關(guān)于綠色因素的調(diào)研。同時(shí)評(píng)估出未來產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)需求，指出現(xiàn)有產(chǎn)品與目標(biāo)產(chǎn)品的差距。

2、概念設(shè)計(jì)

在具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程中，將通過市場(chǎng)研究所得來的綠色機(jī)遇，通過草圖設(shè)計(jì)-方案篩選-方案設(shè)計(jì)流程，把功能、造型、色彩、人機(jī)等諸因素融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中去。使產(chǎn)品滿足綠色設(shè)計(jì)的三大要求：Reduce(節(jié)約)Reuse（回收利用）Recycle（循環(huán)）；二是通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的造型、色彩、人機(jī)等因素的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，使得用戶在使用綠色產(chǎn)品的時(shí)候，能夠感受到產(chǎn)品的綠色因素。

3、方案確定

對(duì)概念設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估，得到最終確立方案。對(duì)方案的評(píng)估有兩個(gè)方面，一是在設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、消費(fèi)、報(bào)廢和回收過程中，廢棄物的量作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，盡可能的減少該過程中廢棄物的量，二是看產(chǎn)品的在使用過程中，是否能夠很好的讓消費(fèi)者感受到產(chǎn)品的綠色因素，可著重于考察產(chǎn)品的人機(jī)、形態(tài)和色彩。

4、詳細(xì)設(shè)計(jì)

在產(chǎn)品的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，繼續(xù)深化產(chǎn)品的綠色因素，進(jìn)行詳細(xì)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。細(xì)致分析產(chǎn)品的生命周期，從其加工的原材料，制造、銷售、使用到回收利用的每一個(gè)階段，該產(chǎn)品所有與人、資源、環(huán)境相關(guān)的因素都要經(jīng)過細(xì)致的分析與設(shè)計(jì)。在此設(shè)計(jì)階段可以借助虛擬技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，可以在虛擬的環(huán)境下，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，生成軟產(chǎn)品模型以進(jìn)行形態(tài)和功能的評(píng)價(jià)與測(cè)試，這樣就可避免生成硬模型帶來的能源和資源上的浪費(fèi)，有利于縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低成本，減少污染。

四、可靠性設(shè)計(jì)

機(jī)電產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)可定義為:產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力?？煽啃栽O(shè)計(jì)是以概率論為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度去觀察偶然事件，并從偶然事件中找出其某些必然發(fā)生的規(guī)律，而這些規(guī)律一般反映了在隨機(jī)變量與隨機(jī)變量發(fā)生的可能性(概率)之間的關(guān)系。用來描述這種關(guān)系的模型很多，如正態(tài)分布模型、指數(shù)分布模和威爾分布模型?？煽啃猿Ｓ玫臄?shù)值標(biāo)準(zhǔn)

有:可靠度(Reliability)、失效率(FailureRate)平均壽命(MeanUfe)。機(jī)電系統(tǒng)的可靠性不僅與組成系統(tǒng)單元(機(jī)械單元、電氣單元或混合單元)的可靠性有關(guān)，還與組成該系統(tǒng)各單元間的組合方式和相互匹配有關(guān)。通常機(jī)電產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:(l)明確機(jī)電產(chǎn)品中機(jī)械部件和電氣部件的設(shè)計(jì)制造要求。

(2)系統(tǒng)可靠性建模。系統(tǒng)常用的可靠性建模方式有:串聯(lián)系統(tǒng)建模、并聯(lián)系統(tǒng)建模、混聯(lián)系統(tǒng)建模、k/n系統(tǒng)建模和儲(chǔ)備系統(tǒng)建模。可通過這些數(shù)學(xué)模型并采適當(dāng)?shù)乃惴▉碛?jì)算出機(jī)電系統(tǒng)的可靠性。

(3)可靠性可預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)單元(機(jī)械單元、電氣單元或混合單元)的可靠性，首先要確定單元的基本失效率，它們是在一定的環(huán)境條件下得出的，設(shè)計(jì)時(shí)可以從相關(guān)的手冊(cè)、資料中查得。然后根據(jù)公式入=k入b來確定各單元的應(yīng)用失效率，k為修正系數(shù)，可由專門的資料中查得。對(duì)于不同的機(jī)電系統(tǒng)，其可靠性預(yù)測(cè)的方法也不同，常用的有元器件統(tǒng)計(jì)法、數(shù)學(xué)模型法和故障樹分析法等方法。

(4)可靠性的分配。根據(jù)機(jī)電產(chǎn)品各單元技術(shù)水平、復(fù)雜程度、重要程度以及相關(guān)費(fèi)用等條件來決定，總的來說都是為了獲取系統(tǒng)最高的可靠性?，F(xiàn)在常用的分配方法有等分發(fā)、再分發(fā)、Agree分配法和相對(duì)失效法和相對(duì)概率法。

五、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（機(jī)械CAD）技術(shù)，是在一定的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)上，對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械零、部件，輸入要達(dá)到的技術(shù)參數(shù)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性校核，然后輸出標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械圖紙，簡化了大量人工計(jì)算及繪圖，效率比人工提高幾十倍甚至更多。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的過程,首先進(jìn)行功能設(shè)計(jì),選擇合適的科學(xué)原理或構(gòu)造原理,然后進(jìn)行產(chǎn)品總圖的初步設(shè)計(jì)、產(chǎn)品選型和外型的初步設(shè)計(jì);從總圖派生出零件,對(duì)零件的造型、尺寸、色彩等進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)零件進(jìn)行有限元分析,使其結(jié)構(gòu)及尺寸與應(yīng)力狀態(tài)相適應(yīng);對(duì)零件進(jìn)行加工模擬,對(duì)其性能做出評(píng)價(jià)、分析和優(yōu)化,最終完成零件的工作圖;在計(jì)算機(jī)上制定零件制造工藝,在相應(yīng)的設(shè)備上制造出零件。

如各種建模軟件，solidworks proE AutoCAD等 現(xiàn)代CAD系統(tǒng)的功能包括:

(1)設(shè)計(jì)組件重用

(2)簡易的設(shè)計(jì)修改和版本控制功能

(3)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)組件的自動(dòng)產(chǎn)生

(4)設(shè)計(jì)是否滿足要求和實(shí)際規(guī)則的檢驗(yàn)

(5)無需建立物理原型的設(shè)計(jì)模擬

(6)裝配件(一堆零件或者其它裝配件)的自動(dòng)設(shè)計(jì)

(7)工程文檔的輸出，例如制造圖紙，材料明細(xì)表

(8)設(shè)計(jì)到生產(chǎn)設(shè)備的直接輸出

(9)到快速原型或快速制造工業(yè)原型的機(jī)器的直接輸出

六、計(jì)算仿真設(shè)計(jì)

根據(jù)工程機(jī)械不同的作業(yè)功能，在計(jì)算機(jī)上模擬各種作業(yè)過程，以分析和確定各種狀態(tài)下的作業(yè)參數(shù)，研究工程機(jī)械各系統(tǒng)主要部件的結(jié)構(gòu)合理性，借助數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等方法預(yù)估工程機(jī)械的作業(yè)效果，從而可大大減少設(shè)計(jì)上的失誤，避免或減少走彎路。

空調(diào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)實(shí)例李銳

計(jì)算機(jī)控制程序用Visual Basic 語言編寫, 其中用到重要的通信控件———MSComm。該控件使各自控設(shè)備與計(jì)算機(jī)得以溝通, 實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)對(duì)空調(diào)房間內(nèi)溫度、濕度、CO2 濃度的監(jiān)測(cè)及對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥、電加濕器、新風(fēng)口的自動(dòng)控制。

七、反求設(shè)計(jì)

反求設(shè)計(jì)（也稱逆向設(shè)計(jì)），是指設(shè)計(jì)師對(duì)產(chǎn)品實(shí)物樣件表面進(jìn)行數(shù)字化處理(數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理)，并利用可實(shí)現(xiàn)逆向三維造型設(shè)計(jì)的軟件來重新構(gòu)造實(shí)物的CAD模型(曲面模型重構(gòu))，并進(jìn)一步用CAD/CAE／CAM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分析、再設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、數(shù)控加工的過程。

逆向設(shè)計(jì)的流程示意：產(chǎn)品樣件 → 數(shù)據(jù)采集 → 數(shù)據(jù)處理CAD/CAE/CAM系統(tǒng) → 模型重構(gòu) → 制造系統(tǒng) → 新產(chǎn)品。

概念車車身造型設(shè)計(jì)方法的研究，2004年國際工業(yè)設(shè)計(jì)研討會(huì)暨第9屆全國工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)術(shù)年會(huì)

本文運(yùn)用反求工程的基本原理,通過電動(dòng)概念車車身的研發(fā),從汽車概念設(shè)計(jì)的角度,提出了一種新的造型設(shè)計(jì)方法,它以反求工程為基礎(chǔ),將正向設(shè)計(jì)和反向設(shè)計(jì)相互結(jié)合起來,利用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行車身造型設(shè)計(jì).該方法通過建立車身特征曲線框架來進(jìn)行概念車車身模型的構(gòu)建,代替了傳統(tǒng)反求工程制作實(shí)物模型的步驟,有效地提高了設(shè)計(jì)效率、降低了研制成本和縮短了研發(fā)周期.最后,以完成的電動(dòng)概念車樣車實(shí)例證明了該方法的正確性和有效性.

第五篇：現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法感想

《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》

學(xué)習(xí)心得體會(huì)

姓

名：

張

湉

序

號(hào)：

班

級(jí)：

09級(jí)機(jī)自2班

學(xué)

好：

24091901612

系

別：

機(jī)械與電子工程系

指導(dǎo)教師：

張曉紅老師

日

期：

2012年4月7日

《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》學(xué)習(xí)心得體會(huì)

——09機(jī)自2班 張湉（45號(hào)）

進(jìn)入大三，迎接我們的是真正的專業(yè)課，不再是以前的公共課或者是專業(yè)基礎(chǔ)課，而《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》作為專業(yè)課中的必修課，即是非常重要的一門課，同時(shí)也是一門結(jié)合機(jī)械類各科目知識(shí)的一門綜合性課程。在近一學(xué)期的學(xué)習(xí)中，我不僅僅是學(xué)到了比較多的綜合性設(shè)計(jì)方法同時(shí)也很好的認(rèn)識(shí)了我們的好老師-張老師。張老師的課堂教學(xué)非常幽默且具有非常強(qiáng)的科學(xué)性。張老師基本上是每20分鐘左右便給我們一定的時(shí)間休息會(huì)兒，這樣聽課就不會(huì)非常疲憊，做到勞逸結(jié)合，確實(shí)學(xué)習(xí)效果也非常好。

這門課程給我們講解了設(shè)計(jì)方法學(xué)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、有限元法、機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、人工神經(jīng)元計(jì)算方法、工程遺傳算法、智能工程等九種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法?？梢哉f是設(shè)計(jì)學(xué)的一個(gè)大綜合。雖然課程還沒有講解完，但是通過已經(jīng)學(xué)的知識(shí)和預(yù)習(xí)的相關(guān)知識(shí)我對(duì)這一課程有了一定程度的認(rèn)識(shí)?？v觀世界機(jī)械類設(shè)計(jì)發(fā)展歷史，從19世紀(jì)中葉英國工業(yè)革命至今，機(jī)械工業(yè)不斷革新其要求也不斷改變，現(xiàn)今對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)員的要求不斷提升，由以前的單一機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到后來的機(jī)電一體化再到如今的機(jī)、電、計(jì)算機(jī)三位一體的設(shè)計(jì)要求，這樣對(duì)于我們大學(xué)生尤其是三本院校的大學(xué)生，本身基礎(chǔ)較薄弱，學(xué)習(xí)現(xiàn)代設(shè)計(jì)要求也不斷提高、相應(yīng)的難度也在提升。

通過這半個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，自己對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法有了一定的認(rèn)知和掌握。我覺得開設(shè)本課程要達(dá)到的主要目的是：通過對(duì)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)和有限元分析中的基本概念、理論和方法的學(xué)習(xí)，對(duì)工程設(shè)計(jì)實(shí)例分析的了解和熟悉，我們可以拓寬視野，增強(qiáng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)意識(shí)，掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基本思想和基本方法，初步具有解決機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)與有限元分析問題的能力。學(xué)校的圖書館也有許多相關(guān)的書籍期刊，通過課本的學(xué)習(xí)和課外知識(shí)的學(xué)習(xí)以及《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，我對(duì)設(shè)計(jì)過程的復(fù)雜性和相關(guān)基礎(chǔ)過程有了一定的認(rèn)識(shí)，其過程主要為首先是任務(wù)的提出，確定需求和潛在的需求；然后是可理解的形成，即概念設(shè)計(jì)，包括掃描技術(shù)可能和產(chǎn)生矛盾統(tǒng)一設(shè)想；最后是對(duì)可能解的評(píng)估、優(yōu)選和確認(rèn)，并產(chǎn)生最終 2 解。通過這門課程的學(xué)習(xí)我還解決了另一個(gè)問題，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的相關(guān)類型有了一定的認(rèn)識(shí)。通過課程中的設(shè)計(jì)方法學(xué)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等方面的學(xué)習(xí)我深刻的認(rèn)識(shí)到現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法主要基于以下四個(gè)類型開展設(shè)計(jì)方案的。主要是結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)方法、基于產(chǎn)品特征知識(shí)的設(shè)計(jì)方法、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法、智能化設(shè)計(jì)方法四個(gè)方面的設(shè)計(jì)方法，我的學(xué)習(xí)提綱也就是從這四個(gè)方面鋪開的。

這半個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)使我受益匪淺，不僅僅是解決了這兩個(gè)問題，跟重要的是對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法有了個(gè)總的認(rèn)識(shí)，對(duì)自己的專業(yè)能力有了很大的提高，這將是將來工作以及學(xué)習(xí)更廣闊的專業(yè)知識(shí)的夯實(shí)基礎(chǔ)，也為我將來的考研以及更遠(yuǎn)的就業(yè)提供了很好的基礎(chǔ)，只有你專業(yè)知識(shí)學(xué)的好，將來工作上才能夠游刃有余，才能夠在人生的道路上走的更加平穩(wěn)、快速，取得人生的輝煌。最后，感謝張老師對(duì)我們的教導(dǎo)與教誨，您的辛勤工作給我們帶來的將是我們無盡的人生財(cái)富，助我們揚(yáng)帆人生。謝謝您！

參考文獻(xiàn)：

《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》 梅順齊 何雪明主編 華中科技大學(xué)出版社；