對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的認(rèn)識(shí)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的認(rèn)識(shí)摘要：簡(jiǎn)要介紹了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的發(fā)展趨勢(shì)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的內(nèi)容以及現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)，詳細(xì)介紹了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等。關(guān)鍵詞:現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、發(fā)展趨勢(shì)、內(nèi)容、特點(diǎn)Abstract ：This paper briefly introduces the development trend of the modern design method, the content of the modern design method and the characteristic of the modern design method,

2、 introduced the modern design method in computer aided design, optimization design and reliability design, etc.Key words: modern design methods, development tendency, content, characteristics專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)目錄緒論現(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)用而在涉及領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興的多元交叉學(xué)科。它是以設(shè)計(jì)產(chǎn)品為目標(biāo)的一個(gè)總的知識(shí)群體的總稱(chēng)。目前它的內(nèi)容主要包括：優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)

3、計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì)、三次設(shè)計(jì)、相似性設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、反求工程設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、有限元法、人機(jī)工程、價(jià)值工程、并行工程、人工神經(jīng)元計(jì)算方法等。在運(yùn)用他們進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，一般都以計(jì)算機(jī)作為分析、計(jì)算、綜合、決策的工具。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的發(fā)展從目前的發(fā)展趨勢(shì)看，21世紀(jì)的市場(chǎng)需求瞬息萬(wàn)變且競(jìng)爭(zhēng)將愈來(lái)愈激烈，而且市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)具有國(guó)際化、動(dòng)態(tài)化和多元化特征。企業(yè)要在市場(chǎng)中占有一席之地，就必須以最快的速度率先推出功能滿(mǎn)足要求，質(zhì)量上乘、價(jià)格合理、服務(wù)完善而且符合環(huán)保要求的產(chǎn)品。即在滿(mǎn)足功能的前提下綜合考慮Time(時(shí)間)、Quality(質(zhì)量)、Cost(成本)、Serv

4、ice(服務(wù))、Environment(環(huán)保)的要求。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是以經(jīng)驗(yàn)總結(jié)為基礎(chǔ)，運(yùn)用力學(xué)和數(shù)學(xué)形成的經(jīng)驗(yàn)、公式、圖表、設(shè)計(jì)手冊(cè)等作為設(shè)計(jì)的依據(jù)，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式、近似系數(shù)或類(lèi)比等方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足產(chǎn)品的功能需求和市場(chǎng)需求。目前出現(xiàn)的以電子計(jì)算機(jī)為手段，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，建立在現(xiàn)代管理技術(shù)之上，運(yùn)用工程設(shè)計(jì)的新理論和新方法，實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果最優(yōu)化，設(shè)計(jì)過(guò)程高效化和自動(dòng)化的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法則大大提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量、精度和效率，并將產(chǎn)品的適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性統(tǒng)一起來(lái)，能夠設(shè)計(jì)出性能優(yōu)產(chǎn)品，完全可以適應(yīng)劇烈競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)需要。當(dāng)前，我國(guó)正在進(jìn)行社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)，迫切需要質(zhì)量好、效率高、消耗低、價(jià)格

5、便宜的產(chǎn)品，因而現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法良、經(jīng)濟(jì)效益顯著的新型則責(zé)無(wú)旁貸的擔(dān)當(dāng)了現(xiàn)代企業(yè)的設(shè)計(jì)任務(wù)。二、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的內(nèi)容1、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign)，簡(jiǎn)稱(chēng)CAD。他是把計(jì)算機(jī)技術(shù)引入設(shè)計(jì)過(guò)程并用來(lái)完成計(jì)算、選型、繪圖及其他作業(yè)的一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。計(jì)算機(jī)、繪圖積極其他外圍設(shè)備構(gòu)成CAD硬件系統(tǒng)，而操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等構(gòu)成CAD的軟件系統(tǒng)。通常所說(shuō)的CAD系統(tǒng)是只由系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件組成，兼有計(jì)算、圖形處理、數(shù)據(jù)庫(kù)等功能，并能綜合利用這些功能完成設(shè)計(jì)作業(yè)的系統(tǒng)。2、優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)（OptimalDesign）是把最優(yōu)化數(shù)學(xué)原理應(yīng)用

6、于工程設(shè)計(jì)問(wèn)題，在所有可行方案中尋求最佳設(shè)計(jì)方案的一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。在進(jìn)行工程優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，首先把工程問(wèn)題按優(yōu)化設(shè)計(jì)所規(guī)定的格式建立數(shù)學(xué)模型，然后選用合適的優(yōu)化計(jì)算方法在計(jì)算機(jī)上對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行尋優(yōu)求解，得到工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。在建立優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的過(guò)程中，把影響設(shè)計(jì)方案選取的那些參數(shù)稱(chēng)為設(shè)計(jì)變量；設(shè)計(jì)變量應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足的條件稱(chēng)為約束條件；而設(shè)計(jì)者選定來(lái)衡量設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣并期望得到改進(jìn)的指標(biāo)表示為設(shè)計(jì)變量的函數(shù)，稱(chēng)為目標(biāo)函數(shù)。設(shè)計(jì)變量、約束函數(shù)、目標(biāo)函數(shù)組成了優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型。優(yōu)化設(shè)計(jì)需要把數(shù)學(xué)模型和優(yōu)化算發(fā)放到計(jì)算機(jī)程序中用計(jì)算機(jī)自動(dòng)尋優(yōu)求解。常用的優(yōu)化算法有：0.618法、鮑威爾（Po

7、wer）法、變尺度法、復(fù)合型法、懲罰函數(shù)法。3、可靠性設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)（ReliabilityDesign）是以概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)為理論基礎(chǔ)，是以失效分析、失效預(yù)測(cè)及各種可靠性試驗(yàn)為依據(jù)，以保證產(chǎn)品的可靠性為目標(biāo)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法?？煽啃栽O(shè)計(jì)的基本內(nèi)容是：選定產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)及量值，對(duì)可靠性指標(biāo)進(jìn)行合理的分配，再把規(guī)定的可靠性指標(biāo)設(shè)計(jì)到產(chǎn)品中去。4、有限元法有限元法（FiniteMethod）是以電子計(jì)算機(jī)為工具的一種數(shù)值計(jì)算方法。目前，該方法不僅能用于工程中復(fù)雜的非線(xiàn)性問(wèn)題、非穩(wěn)態(tài)問(wèn)題（如結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)、電磁場(chǎng)等方面的問(wèn)題）的求解，而且還可以用于工程設(shè)計(jì)中進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動(dòng)力學(xué)分析，

8、并能準(zhǔn)確地計(jì)算復(fù)雜零件的應(yīng)力分布和變形，成為復(fù)雜零件強(qiáng)度和剛度計(jì)算的有利分析工具。5、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計(jì)工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計(jì)時(shí)工程技術(shù)與美學(xué)藝術(shù)相結(jié)合的一門(mén)新學(xué)科。他是旨在保證產(chǎn)品使用功能的前提下，用藝術(shù)手段按照美學(xué)法則對(duì)工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行造型活動(dòng)，包括結(jié)構(gòu)尺寸、體面形態(tài)、色彩、材質(zhì)、線(xiàn)條、裝飾及人際關(guān)系等因素進(jìn)行有機(jī)的綜合處理，從而設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)美觀的產(chǎn)品造型。實(shí)用和美觀的最佳統(tǒng)一是工業(yè)藝術(shù)造型的基本原則。這一學(xué)科的主要內(nèi)容包括：造型設(shè)計(jì)的基本要素、造型設(shè)計(jì)的基本原則、美學(xué)法則、色彩設(shè)計(jì)、人機(jī)工程學(xué)等。6、反求工程設(shè)計(jì)反求工程設(shè)計(jì)（ReverseEngineering）是消化吸收并改進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的一系列

9、工作方法和技術(shù)的總和。它是通過(guò)實(shí)物或技術(shù)資料對(duì)已有的先進(jìn)產(chǎn)品進(jìn)行分析、解剖、試驗(yàn)，了解其材料、組成、結(jié)構(gòu)、性能、功能，掌握其工藝原理和工作機(jī)理，已進(jìn)行消化仿制、改進(jìn)或發(fā)展、創(chuàng)造新產(chǎn)品的一種方法和技術(shù)。它是針對(duì)消化吸收先進(jìn)技術(shù)的系列分析方法和應(yīng)用技術(shù)的組合。三、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)1、工作方式的變化傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程因受設(shè)計(jì)手段的限制采用串行方式進(jìn)行，即設(shè)計(jì)任務(wù)按時(shí)序從需求分析、方案設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、加工、試驗(yàn)直至出廠逐環(huán)節(jié)進(jìn)行。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，并行設(shè)計(jì)得到廣泛應(yīng)用。設(shè)計(jì)小組(Team)可同時(shí)地、并行地參與設(shè)計(jì)，并實(shí)時(shí)交流信息，縮短了設(shè)計(jì)周期并將各種新思想、新技術(shù)、新方法融入到產(chǎn)

10、品設(shè)計(jì)中因此計(jì)算機(jī)技術(shù)促進(jìn)了設(shè)計(jì)方式從“串行”到“并行”的變化。2、設(shè)計(jì)與制造一體化借助于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)，存在于計(jì)算機(jī)內(nèi)的產(chǎn)品模型可直接進(jìn)入CAPP系統(tǒng)進(jìn)行工藝規(guī)劃、工藝路線(xiàn)的設(shè)計(jì)，并通過(guò)數(shù)控編程軟件進(jìn)行NC編程，加工代碼可直接傳入NC機(jī)床、加工中心進(jìn)行加工。產(chǎn)品模型加強(qiáng)了設(shè)計(jì)與制造兩個(gè)環(huán)節(jié)的連接，提高了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的效率。3、以設(shè)計(jì)理論為核心現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是基于理論形成的方法，借助理論指導(dǎo)設(shè)計(jì)可減小傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的盲目性和隨意性，提高設(shè)計(jì)的主動(dòng)性、科學(xué)性和準(zhǔn)確性。4、全生命周期設(shè)計(jì)所謂全壽命周期設(shè)計(jì)，就是在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行、維修、報(bào)廢(廢品處理和部分再循環(huán)使用)每一個(gè)階段中

11、用戶(hù)的要求。全壽命周期設(shè)計(jì)意味著在設(shè)計(jì)階段就要考慮到產(chǎn)品生命歷程的所有環(huán)節(jié)，以求產(chǎn)品全壽命周期設(shè)計(jì)的綜合優(yōu)化，從時(shí)間、質(zhì)量、成本和服務(wù)方面提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。它包含并行設(shè)計(jì)技術(shù)、面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)3種先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，并行設(shè)計(jì)是在規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段，就以并行的方式綜合考慮產(chǎn)品生命周期中所有后續(xù)階段，包括工藝規(guī)劃、制造、裝配、試驗(yàn)、檢驗(yàn)、營(yíng)銷(xiāo)、運(yùn)輸、使用、維修、保養(yǎng)、直至回收處置等各環(huán)節(jié)，以降低成本，提高質(zhì)量；面向制造的設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)階段就考慮與制造有關(guān)的約束，全面評(píng)價(jià)和及時(shí)改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以得到綜合目標(biāo)較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，力爭(zhēng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造一次成功，以達(dá)到降低成本，提高質(zhì)量和縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期

12、的目的；產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)是利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品全壽命周期涉及的工程規(guī)范、文檔、圖紙、CAECADCAM文件、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型、產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)果、產(chǎn)品定單、供應(yīng)商狀況以及產(chǎn)品工作流程等大量設(shè)計(jì)制造數(shù)據(jù)和信息的管理，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的正確傳遞。在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中，這三種技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD、CAM、CAPP、CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造)、CACD(計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì))、NC人工智能和專(zhuān)家系統(tǒng)等支持下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和使用的全過(guò)程，從而提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造精度，降低成本增強(qiáng)了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。5、綠色設(shè)計(jì)技術(shù)人類(lèi)社會(huì)在發(fā)展過(guò)程中，為了滿(mǎn)足自己的物質(zhì)需求，一方面不斷向自然索取資源，另一方面又不停

13、地產(chǎn)生廢物與垃圾，造成了環(huán)境污染、生態(tài)破壞、資源殆盡的惡果。尤其是隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，人類(lèi)生存環(huán)境遭到了日益嚴(yán)重的污染，為了我們自身的生存與發(fā)展，設(shè)計(jì)領(lǐng)域提出了以節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)為主旨的“綠色設(shè)計(jì)”的口號(hào)，要求設(shè)計(jì)者在產(chǎn)品的全生命周期設(shè)計(jì)中要符合特定環(huán)境保護(hù)要求，做到對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害最小、資源利用率最高、能源消耗最低。也就是說(shuō)，要從產(chǎn)品的全壽命周期考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性(可拆性、可回收性、可維護(hù)性、可重復(fù)利用性和人身健康及安全性等)和基本屬性，使產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的污染和破壞達(dá)到最??；分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)能源消耗的影響因素，提高能源利用率，改善能源危機(jī)；在產(chǎn)品材料的選擇上，要以材料對(duì)環(huán)境的影響和有效利用作為控制目標(biāo)，在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能要求的同時(shí)，使材料對(duì)環(huán)境污染最小和能源消耗最少。四、總結(jié)通過(guò)對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的學(xué)習(xí)以及上網(wǎng)查閱一些資料，讓我對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法有了更深一步的了解。本節(jié)以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、有限元法、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)方法學(xué)、三次設(shè)計(jì)等為例來(lái)說(shuō)明現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基本內(nèi)容與特點(diǎn)。隨著社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的發(fā)展也是必要