第一篇：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)過程有四個主要內(nèi)容： ●一個產(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

●一個具有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段 ●一個精益生產(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)施它自己的市場調(diào)查，除了通過市場營銷進(jìn)行的定期市場調(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)，往往會采用仿真技術(shù)，而對機(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)品的市場競爭力。

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，并能對其進(jìn)行修改和評審，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。

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環(huán)境的影響因素。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本流程為：市場調(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，其過程可分為四個階段：

1、市場調(diào)研

在市場調(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。通過市場調(diào)研，可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中所蘊(yùn)含的綠色機(jī)遇。可以利用前文所述的產(chǎn)品綠色因素，對市場做出合理的關(guān)于綠色因素的調(diào)研。同時(shí)評估出未來產(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

對概念設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評估，得到最終確立方案。對方案的評估有兩個方面，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)和功能的評價(jià)與測試，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。可靠性常用的數(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)建模和儲備系統(tǒng)建模?？赏ㄟ^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。預(yù)測單元(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、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。對于不同的機(jī)電系統(tǒng)，其可靠性預(yù)測的方法也不同，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。現(xiàn)在常用的分配方法有等分發(fā)、再分發(fā)、Agree分配法和相對失效法和相對概率法。

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)平臺上，對所設(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,對零件的造型、尺寸、色彩等進(jìn)行設(shè)計(jì),對零件進(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);對零件進(jìn)行加工模擬,對其性能做出評價(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)對空調(diào)房間內(nèi)溫度、濕度、CO2 濃度的監(jiān)測及對電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥、電加濕器、新風(fēng)口的自動控制。

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)研討會暨第9屆全國工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)術(shù)年會

本文運(yùn)用反求工程的基本原理,通過電動概念車車身的研發(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,以完成的電動概念車樣車實(shí)例證明了該方法的正確性和有效性.

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)品和工藝等活動過程所用到的技術(shù)和知識群體的總稱。

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)過程有四個主要內(nèi)容： ●一個產(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 ●一個具有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段 ●一個精益生產(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)施它自己的市場調(diào)查，除了通過市場營銷進(jìn)行的定期市場調(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)全體成員共同對團(tuán)隊(duì)的目的和目標(biāo)負(fù)責(zé)，每一個成員都能理解其職責(zé)。它確定團(tuán)隊(duì)活動的焦點(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)評審及反饋，定期組織團(tuán)隊(duì)會議，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)施過程中對設(shè)計(jì)進(jìn)度和質(zhì)量控制都可分多級并行循環(huán)體，對開發(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、會簽，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，從整個計(jì)劃第4個月開始介入，在整個開發(fā)周期的第22個月完成。而運(yùn)用串行工程，其在車身工程設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行，從整個計(jì)劃第15個月才介入，在整個開發(fā)周期的第34個月才完成。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、評審、輸出，相關(guān)部門評審、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)評審、修改若干個循環(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)布評審需邀請?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)，往往會采用仿真技術(shù)，而對機(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)品的市場競爭力。

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，并能對其進(jìn)行修改和評審，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。

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)行快速沖壓成形性校核，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環(huán)境的影響因素。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本流程為：市場調(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，其過程可分為四個階段：

1、市場調(diào)研

在市場調(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，對市場做出合理的關(guān)于綠色因素的調(diào)研。同時(shí)評估出未來產(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

對概念設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評估，得到最終確立方案。對方案的評估有兩個方面，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)和功能的評價(jià)與測試，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)建模和儲備系統(tǒng)建模?？赏ㄟ^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。預(yù)測單元(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、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。對于不同的機(jī)電系統(tǒng)，其可靠性預(yù)測的方法也不同，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分配法和相對失效法和相對概率法。

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)，它首先通過對設(shè)計(jì)對象的各項(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)容錯性。為實(shí)現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品智能化的功能，還有一個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，以知識庫為核心，配以特征知識處理，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)平臺上，對所設(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,對零件的造型、尺寸、色彩等進(jìn)行設(shè)計(jì),對零件

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);對零件進(jìn)行加工模擬,對其性能做出評價(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、動態(tài)設(shè)計(jì)

動態(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、跟蹤精度和動態(tài)穩(wěn)定性等）進(jìn)行設(shè)計(jì)。

對初步設(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)動力學(xué)建模和動態(tài)特性分析，根據(jù)工程實(shí)際要求，給出所要求的動態(tài)特性設(shè)計(jì)目標(biāo)，按結(jié)構(gòu)動力學(xué)“逆問題”分析法求解結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而得到一個具有良好動靜態(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)械動態(tài)設(shè)計(jì)的理論與方法主要包括以下四個方面：動力學(xué)建模、動態(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)動力修改

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

動態(tài)設(shè)計(jì)通過建立監(jiān)測系統(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?，F(xiàn)以廣東省某試驗(yàn)研究中心基坑設(shè)計(jì)為例，簡要地介紹了動態(tài)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及方法。

動態(tài)設(shè)計(jì)過程

根據(jù)基坑周邊環(huán)境及場地土情況，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，在整個施工過程中進(jìn)行全過程監(jiān)測，實(shí)施信息化施 工，并根據(jù)監(jiān)測反饋的信息進(jìn)行動態(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)測結(jié)果及施工信息進(jìn)行動態(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 號測點(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) 場情況，將原第一、二排錨桿傾角由20°調(diào)整為30°。

動態(tài)設(shè)計(jì)在整個施工期中根據(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要素的可行性，從而在早期就預(yù)測到設(shè)計(jì)中可能會出現(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 市場調(diào)查分析與參數(shù)范圍的確定

模塊化設(shè)計(jì)的一個重要前提是必須對產(chǎn)品的品種和規(guī)格以及市場對同類產(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)傳動件互換，擬定產(chǎn)品的裝配形式共 減速器各級齒輪傳動中心距的確定主要考慮兩個因素：一是盡可能實(shí)現(xiàn)各級齒輪等接觸 強(qiáng)度傳動；

減速器整機(jī)結(jié)構(gòu)具有明顯的分級特性，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、軸承的分級分解如圖

對一定界限內(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)，通過對它的選擇，重新組合構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場需求。根據(jù)各部件的位置及功能不同，設(shè)計(jì)為一個個獨(dú)立的模塊，模塊之間又可以組成一個大單元，如機(jī)械液力變矩器、變速器和中央傳動一體化單元等，使整機(jī)的裝配和維護(hù)更為方便。從工程機(jī)械的傳動方式看，傳統(tǒng)的“液力變矩十動力換檔變速箱+兩級最終傳動”方式，逐步向模塊化的傳動方式轉(zhuǎn)變。如采用典型模塊化設(shè)計(jì)的傳動系統(tǒng)為：外分流式液力變矩器+傳動軸+動力換檔變速器與中央傳動的組合+離合器與盤式制動器的組合+行星最終傳動。

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)對空調(diào)房間內(nèi)溫度、濕度、CO2 濃度的監(jiān)測及對電動調(diào)節(jié)風(fēng)

閥、電加濕器、新風(fēng)口的自動控制。

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 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 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)字信號轉(zhuǎn)換成電壓模擬控制信號去驅(qū)動電動執(zhí)行器(如電動調(diào)節(jié) 風(fēng)閥的電動機(jī)), 或直接輸出開關(guān)量電信號通過繼電器來驅(qū)動開關(guān)(如 電加濕器、新風(fēng)口的開關(guān)), 從而實(shí)現(xiàn)自動控制作用。

界面的設(shè)計(jì)包括一個主窗體、五個子窗體、一個“關(guān)于”對話框和一個標(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)用人體測量學(xué)、人體力學(xué)、勞動生理學(xué)、勞動心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對人體結(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；分析人在各種勞動時(shí)的生理變化、能量消耗、疲勞機(jī)理以及人對各種勞動負(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)可防止座椅滑動和翻倒。椅腳應(yīng)設(shè)計(jì)5個，等分在直徑為40-45cm的圓周上。

(3)給人留有足夠的活動空間。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)置一個可以上翻后旋轉(zhuǎn)的鍵盤和鼠標(biāo)的操作臺，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)是研究相對運(yùn)動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。

人類對摩擦現(xiàn)象早有認(rèn)識，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)用動物脂肪來潤滑車軸。

摩擦學(xué)研究的對象很廣泛，在機(jī)械工程中主要包括動、靜摩擦，如滑動軸承、齒輪傳動、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、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 飛機(jī)、船舶、汽車、動力機(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)展趨勢是：①宏觀與微觀結(jié)合，探討從位錯、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)研討會暨第9屆全國工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)術(shù)年會 本文運(yùn)用反求工程的基本原理,通過電動概念車車身的研發(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，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常活動能力衰退者（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)方法感想

《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》

學(xué)習(xí)心得體會

姓

名：

張

湉

序

號：

班

級：

09級機(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

——09機(jī)自2班 張湉（45號）

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)間休息會兒，這樣聽課就不會非常疲憊，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)的知識和預(yù)習(xí)的相關(guān)知識我對這一課程有了一定程度的認(rèn)識?？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)今對各個設(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。

通過這半個學(xué)期的學(xué)習(xí)，自己對現(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，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，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；最后是對可能解的評估、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)我還解決了另一個問題，對機(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。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)識到現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法主要基于以下四個類型開展設(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)方法四個方面的設(shè)計(jì)方法，我的學(xué)習(xí)提綱也就是從這四個方面鋪開的。

這半個學(xué)期的學(xué)習(xí)使我受益匪淺，不僅僅是解決了這兩個問題，跟重要的是對現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法有了個總的認(rèn)識，對自己的專業(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；

第四篇：現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法課程教學(xué)大綱

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

總學(xué)分：2 總學(xué)時(shí)：30 課程英文名稱：Modern Design Methods 先修課程：

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械原理、高等數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、運(yùn)籌學(xué) 適用專業(yè)：

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化、機(jī)械電子工程

一、課程性質(zhì)、地位和任務(wù)

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化、農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化、機(jī)械電子工程專業(yè)的專業(yè)選修課?，F(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)展起來的一門多元交叉學(xué)科，是以設(shè)計(jì)產(chǎn)品為目標(biāo)，以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和縮短設(shè)計(jì)周期為目的而發(fā)展起來的一系列新興學(xué)科的集成。主要任務(wù)是系統(tǒng)學(xué)習(xí)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)、技術(shù)體系、現(xiàn)代設(shè)計(jì)的基本理念和思路，以及一些應(yīng)用廣泛、實(shí)用性強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法的理論及其應(yīng)用。

二、教學(xué)目標(biāo)要求

1.理解現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基本概念及其特點(diǎn)，能以計(jì)算機(jī)為手段應(yīng)用幾種典型的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的主要問題；

2.掌握優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)和有限元法的基本理論和方法，建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理念，并能正確地運(yùn)用于機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

三、理論教學(xué)內(nèi)容及安排

第1章 緒 論（2學(xué)時(shí)）

教學(xué)目標(biāo)：理解設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基本概念及內(nèi)涵，部分現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基本概念及內(nèi)容；掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的概念及主要內(nèi)容，以及傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與現(xiàn)代設(shè)計(jì)的方法的區(qū)別及其特點(diǎn)。

重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基本概念及內(nèi)容；難點(diǎn)是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與現(xiàn)代設(shè)計(jì)的方法的區(qū)別及其特點(diǎn)。

1.1 設(shè)計(jì)的概念 1.2 設(shè)計(jì)系統(tǒng)

1.3 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì) 1.4 部分現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡介 1.5 學(xué)習(xí)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的意義 第2章 優(yōu)化設(shè)計(jì)（16學(xué)時(shí)）

教學(xué)目標(biāo)：理解優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念及其分類，以及多目標(biāo)和離散變量的優(yōu)化方法；掌握優(yōu)化設(shè)計(jì)的幾何意義和終止準(zhǔn)則、一維搜索方法、無約束優(yōu)化方法和約束優(yōu)化方法。

重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)是優(yōu)化設(shè)計(jì)的幾何意義和終止準(zhǔn)則、一維搜索方法、無約束優(yōu)化方法和約束優(yōu)化方法。難點(diǎn)是可行方向法和變尺度法。

2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念與數(shù)學(xué)模型(1學(xué)時(shí))2.1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念 2.1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型 2.1.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)的分類

2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)的幾何意義與終止準(zhǔn)則(1學(xué)時(shí))2.2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的幾何意義 2.2.2 數(shù)值迭代法及準(zhǔn)直準(zhǔn)則 2.3 一維搜索法(4學(xué)時(shí))2.3.1 概述

2.3.2 常用的一維搜索法 2.3.3 黃金分割法 2.3.4 二次插值法

2.4 無約束優(yōu)化問題(4學(xué)時(shí))2.4.1 梯度法

2.4.2 牛頓法

2.4.3 共軛方向法

2.4.4 變尺度法 2.5 約束優(yōu)化問題(4學(xué)時(shí))2.5.1 可行方向法

2.5.2 懲罰函數(shù)法

2.6 多目標(biāo)優(yōu)化與離散變量優(yōu)化問題(2學(xué)時(shí))2.6.1 概述

2.6.2 多目標(biāo)優(yōu)化問題

2.6.3 離散變量優(yōu)化問題

2.6.4 優(yōu)化結(jié)果分析

第3章 可靠性設(shè)計(jì)（8學(xué)時(shí)）

教學(xué)目標(biāo)：理解可靠性設(shè)計(jì)的必要性和基本內(nèi)容、常用指標(biāo)和設(shè)計(jì)原理；掌握可靠性設(shè)計(jì)的基本概念、常用分布函數(shù)的性質(zhì)及其特點(diǎn)、可靠度的計(jì)算方法和系統(tǒng)可靠性的預(yù)測方法。

重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)是可靠性設(shè)計(jì)的基本概念、常用指標(biāo)和分布函數(shù)、可靠度的計(jì)算方法和系統(tǒng)可靠性的預(yù)測方法；難點(diǎn)是可靠性設(shè)計(jì)的原理及系統(tǒng)可靠性預(yù)測方法。

3.1可靠性設(shè)計(jì)的概念及特點(diǎn)(1學(xué)時(shí))3.1.1 可靠性的概念及特點(diǎn) 3.1.3 可靠性設(shè)計(jì)的必要性 3.1.4 可靠性的基本內(nèi)容

3.2 可靠性設(shè)計(jì)的常用指標(biāo)(1學(xué)時(shí))3.2.1 概率指標(biāo) 3.2.2 壽命指標(biāo)

3.3 可靠性設(shè)計(jì)常用的分布函數(shù)(1學(xué)時(shí))3.3.1 離散型分布函數(shù) 3.3.2 連續(xù)性分布函數(shù) 3.4 可靠性設(shè)計(jì)原理(1學(xué)時(shí))3.4.1幾個概念的擴(kuò)展

3.4.2 應(yīng)力—強(qiáng)度分布的平面干涉模型 3.5 可靠度計(jì)算(2學(xué)時(shí))3.5.1可靠度的確定方法

3.5.2可靠度計(jì)算

3.6系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)(2學(xué)時(shí))3.6.1 概述

3.6.2 系統(tǒng)可靠性預(yù)測

3.6.3 故障樹分析法在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 第4章 有限元法(6學(xué)時(shí))教學(xué)目標(biāo)：理解有限元的特點(diǎn)、基本作用及分類；掌握有限元法的基本概念和有限元法的求解步驟。

重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)是有限元法的基本概念以及有限元法的求解步驟；難點(diǎn)是單元剛度矩陣和總體剛度矩陣的求解。

4.1 概述(2學(xué)時(shí))4.1.1 有限元法的基本概念

4.1.2 有限元法的特點(diǎn)及基本作用

4.1.3 有限元法的分類

4.2 有限元的求解方法及步驟(4學(xué)時(shí))4.2.1 有限元法求解的基本步驟

4.2.2 有限元法分析過程

4.2.3 有限元法求解示例分析

四、教學(xué)方式及考核方式

課程考核方式：平時(shí)作業(yè)、課程論文、考試

課程成績評定：平時(shí)作業(yè)及考勤(20%)、課程論文(20%)、結(jié)業(yè)考試(60%)

五、主要參考文獻(xiàn)

[1]王鳳岐.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用.天津：天津大學(xué)出版社，2008 [2]陳繼平，李元科.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法.武漢：華中科技大學(xué)出版社，1996 [3]孫新民.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法實(shí)用教程.北京：北京大學(xué)出版社，2009 [4]應(yīng)錦春.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法.機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [5]李思益，任工昌，鄭甲紅等.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008 [6] http://004km.cn/

第五篇：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)品和工藝等活動過程所用到的技術(shù)和知識群體的總稱。

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)，往往會采用仿真技術(shù)，而對機(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)品的市場競爭力。

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)品對環(huán)境的影響為最小。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本流程為：市場調(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?？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。

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)平臺上，對所設(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、動態(tài)設(shè)計(jì)

動態(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、跟蹤精度和動態(tài)穩(wěn)定性等）進(jìn)行設(shè)計(jì)。

機(jī)械動態(tài)設(shè)計(jì)的理論與方法主要包括以下四個方面：動力學(xué)建模、動態(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要素的可行性，從而在早期就預(yù)測到設(shè)計(jì)中可能會出現(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)的一個重要前提是必須對產(chǎn)品的品種和規(guī)格以及市場對同類產(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)用人體測量學(xué)、人體力學(xué)、勞動生理學(xué)、勞動心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對人體結(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；分析人在各種勞動時(shí)的生理變化、能量消耗、疲勞機(jī)理以及人對各種勞動負(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)是研究相對運(yùn)動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：飛機(jī)、船舶、汽車、動力機(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，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?；顒幽芰λネ苏撸ㄈ鐨埣踩?、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。