對現(xiàn)代設計方法的認識

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上對現(xiàn)代設計方法的認識摘要：簡要介紹了現(xiàn)代設計方法的發(fā)展趨勢、現(xiàn)代設計方法的內(nèi)容以及現(xiàn)代設計方法的特點，詳細介紹了現(xiàn)代設計方法中的計算機輔助設計、優(yōu)化設計、可靠性設計等。關鍵詞:現(xiàn)代設計方法、發(fā)展趨勢、內(nèi)容、特點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專心-專注-專業(yè)目錄緒論現(xiàn)代設計方法是隨著當代科學技術的飛速發(fā)展和計算機技術的廣泛應用而在涉及領域發(fā)展起來的一門新興的多元交叉學科。它是以設計產(chǎn)品為目標的一個總的知識群體的總稱。目前它的內(nèi)容主要包括：優(yōu)化設計、可靠性設

3、計、計算機輔助設計、工業(yè)藝術造型設計、虛擬設計、疲勞設計、三次設計、相似性設計、模塊化設計、反求工程設計、動態(tài)設計、有限元法、人機工程、價值工程、并行工程、人工神經(jīng)元計算方法等。在運用他們進行工程設計時，一般都以計算機作為分析、計算、綜合、決策的工具。一、現(xiàn)代設計方法的發(fā)展從目前的發(fā)展趨勢看，21世紀的市場需求瞬息萬變且競爭將愈來愈激烈，而且市場競爭具有國際化、動態(tài)化和多元化特征。企業(yè)要在市場中占有一席之地，就必須以最快的速度率先推出功能滿足要求，質量上乘、價格合理、服務完善而且符合環(huán)保要求的產(chǎn)品。即在滿足功能的前提下綜合考慮Time(時間)、Quality(質量)、Cost(成本)、Serv

4、ice(服務)、Environment(環(huán)保)的要求。傳統(tǒng)的設計方法是以經(jīng)驗總結為基礎，運用力學和數(shù)學形成的經(jīng)驗、公式、圖表、設計手冊等作為設計的依據(jù)，通過經(jīng)驗公式、近似系數(shù)或類比等方法進行設計，已遠遠不能滿足產(chǎn)品的功能需求和市場需求。目前出現(xiàn)的以電子計算機為手段，以網(wǎng)絡為基礎，建立在現(xiàn)代管理技術之上，運用工程設計的新理論和新方法，實現(xiàn)計算結果最優(yōu)化，設計過程高效化和自動化的現(xiàn)代設計方法則大大提高了產(chǎn)品設計的質量、精度和效率，并將產(chǎn)品的適應性、經(jīng)濟性、可靠性統(tǒng)一起來，能夠設計出性能優(yōu)產(chǎn)品，完全可以適應劇烈競爭的市場需要。當前，我國正在進行社會主義現(xiàn)代化建設，迫切需要質量好、效率高、消耗低、價格

5、便宜的產(chǎn)品，因而現(xiàn)代設計方法良、經(jīng)濟效益顯著的新型則責無旁貸的擔當了現(xiàn)代企業(yè)的設計任務。二、現(xiàn)代設計方法的內(nèi)容1、計算機輔助設計計算機輔助設計（ComputerAidedDesign)，簡稱CAD。他是把計算機技術引入設計過程并用來完成計算、選型、繪圖及其他作業(yè)的一種現(xiàn)代設計方法。計算機、繪圖積極其他外圍設備構成CAD硬件系統(tǒng)，而操作系統(tǒng)、語言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和應用軟件等構成CAD的軟件系統(tǒng)。通常所說的CAD系統(tǒng)是只由系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件組成，兼有計算、圖形處理、數(shù)據(jù)庫等功能，并能綜合利用這些功能完成設計作業(yè)的系統(tǒng)。2、優(yōu)化設計優(yōu)化設計（OptimalDesign）是把最優(yōu)化數(shù)學原理應用

6、于工程設計問題，在所有可行方案中尋求最佳設計方案的一種現(xiàn)代設計方法。在進行工程優(yōu)化設計時，首先把工程問題按優(yōu)化設計所規(guī)定的格式建立數(shù)學模型，然后選用合適的優(yōu)化計算方法在計算機上對數(shù)學模型進行尋優(yōu)求解，得到工程設計問題的最優(yōu)設計方案。在建立優(yōu)化設計數(shù)學模型的過程中，把影響設計方案選取的那些參數(shù)稱為設計變量；設計變量應當滿足的條件稱為約束條件；而設計者選定來衡量設計方案優(yōu)劣并期望得到改進的指標表示為設計變量的函數(shù)，稱為目標函數(shù)。設計變量、約束函數(shù)、目標函數(shù)組成了優(yōu)化設計問題的數(shù)學模型。優(yōu)化設計需要把數(shù)學模型和優(yōu)化算發(fā)放到計算機程序中用計算機自動尋優(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、復合型法、懲罰函數(shù)法。3、可靠性設計可靠性設計（ReliabilityDesign）是以概率論和數(shù)理統(tǒng)計為理論基礎，是以失效分析、失效預測及各種可靠性試驗為依據(jù)，以保證產(chǎn)品的可靠性為目標的現(xiàn)代設計方法。可靠性設計的基本內(nèi)容是：選定產(chǎn)品的可靠性指標及量值，對可靠性指標進行合理的分配，再把規(guī)定的可靠性指標設計到產(chǎn)品中去。4、有限元法有限元法（FiniteMethod）是以電子計算機為工具的一種數(shù)值計算方法。目前，該方法不僅能用于工程中復雜的非線性問題、非穩(wěn)態(tài)問題（如結構力學、流體力學、熱傳導、電磁場等方面的問題）的求解，而且還可以用于工程設計中進行復雜結構的靜態(tài)和動力學分析，

8、并能準確地計算復雜零件的應力分布和變形，成為復雜零件強度和剛度計算的有利分析工具。5、工業(yè)藝術造型設計工業(yè)藝術造型設計時工程技術與美學藝術相結合的一門新學科。他是旨在保證產(chǎn)品使用功能的前提下，用藝術手段按照美學法則對工業(yè)產(chǎn)品進行造型活動，包括結構尺寸、體面形態(tài)、色彩、材質、線條、裝飾及人際關系等因素進行有機的綜合處理，從而設計出優(yōu)質美觀的產(chǎn)品造型。實用和美觀的最佳統(tǒng)一是工業(yè)藝術造型的基本原則。這一學科的主要內(nèi)容包括：造型設計的基本要素、造型設計的基本原則、美學法則、色彩設計、人機工程學等。6、反求工程設計反求工程設計（ReverseEngineering）是消化吸收并改進國內(nèi)外先進技術的一系列

9、工作方法和技術的總和。它是通過實物或技術資料對已有的先進產(chǎn)品進行分析、解剖、試驗，了解其材料、組成、結構、性能、功能，掌握其工藝原理和工作機理，已進行消化仿制、改進或發(fā)展、創(chuàng)造新產(chǎn)品的一種方法和技術。它是針對消化吸收先進技術的系列分析方法和應用技術的組合。三、現(xiàn)代設計方法的特點1、工作方式的變化傳統(tǒng)設計過程因受設計手段的限制采用串行方式進行，即設計任務按時序從需求分析、方案設計、概念設計、詳細設計、加工、試驗直至出廠逐環(huán)節(jié)進行。隨著數(shù)據(jù)庫技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，并行設計得到廣泛應用。設計小組(Team)可同時地、并行地參與設計，并實時交流信息，縮短了設計周期并將各種新思想、新技術、新方法融入到產(chǎn)

10、品設計中因此計算機技術促進了設計方式從“串行”到“并行”的變化。2、設計與制造一體化借助于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術，存在于計算機內(nèi)的產(chǎn)品模型可直接進入CAPP系統(tǒng)進行工藝規(guī)劃、工藝路線的設計，并通過數(shù)控編程軟件進行NC編程，加工代碼可直接傳入NC機床、加工中心進行加工。產(chǎn)品模型加強了設計與制造兩個環(huán)節(jié)的連接，提高了產(chǎn)品開發(fā)的效率。3、以設計理論為核心現(xiàn)代設計方法是基于理論形成的方法，借助理論指導設計可減小傳統(tǒng)設計中經(jīng)驗設計的盲目性和隨意性，提高設計的主動性、科學性和準確性。4、全生命周期設計所謂全壽命周期設計，就是在設計時要考慮設計、制造、安裝、運行、維修、報廢(廢品處理和部分再循環(huán)使用)每一個階段中

11、用戶的要求。全壽命周期設計意味著在設計階段就要考慮到產(chǎn)品生命歷程的所有環(huán)節(jié)，以求產(chǎn)品全壽命周期設計的綜合優(yōu)化，從時間、質量、成本和服務方面提高企業(yè)的競爭力。它包含并行設計技術、面向制造的設計技術、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術3種先進的設計技術，并行設計是在規(guī)劃和設計階段，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、檢驗、營銷、運輸、使用、維修、保養(yǎng)、直至回收處置等各環(huán)節(jié)，以降低成本，提高質量；面向制造的設計是在設計階段就考慮與制造有關的約束，全面評價和及時改進產(chǎn)品設計，以得到綜合目標較優(yōu)的設計方案，力爭產(chǎn)品設計和制造一次成功，以達到降低成本，提高質量和縮短產(chǎn)品開發(fā)周期

12、的目的；產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術是利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行產(chǎn)品全壽命周期涉及的工程規(guī)范、文檔、圖紙、CAECADCAM文件、產(chǎn)品結構模型、產(chǎn)品設計結果、產(chǎn)品定單、供應商狀況以及產(chǎn)品工作流程等大量設計制造數(shù)據(jù)和信息的管理，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的正確傳遞。在產(chǎn)品的整個生命周期中，這三種技術在網(wǎng)絡技術、CAD、CAM、CAPP、CIMS(計算機集成制造)、CACD(計算機輔助概念設計)、NC人工智能和專家系統(tǒng)等支持下實現(xiàn)產(chǎn)品的設計、制造和使用的全過程，從而提高了產(chǎn)品的設計制造精度，降低成本增強了企業(yè)的市場競爭力。5、綠色設計技術人類社會在發(fā)展過程中，為了滿足自己的物質需求，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)化進程的發(fā)展，人類生存環(huán)境遭到了日益嚴重的污染，為了我們自身的生存與發(fā)展，設計領域提出了以節(jié)約資源和環(huán)境保護為主旨的“綠色設計”的口號，要求設計者在產(chǎn)品的全生命周期設計中要符合特定環(huán)境保護要求，做到對生態(tài)環(huán)境無害或危害最小、資源利用率最高、能源消耗最低。也就是說，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、可維護性、可重復利用性和人身健康及安全性等)和基本屬性，使產(chǎn)品對環(huán)境的污染和破壞達到最小；分析產(chǎn)品設計對能源消耗的影響因素，提高能源利用率，改善能源危機；在產(chǎn)品材料的選擇上，要以材料對環(huán)境的影響和有效利用作為控制目標，在實現(xiàn)產(chǎn)品功能要求的同時，使材料對環(huán)境污染最小和能源消耗最少。四、總結通過對現(xiàn)代設計方法的學習以及上網(wǎng)查閱一些資料，讓我對現(xiàn)代設計方法有了更深一步的了解。本節(jié)以計算機輔助設計、優(yōu)化設計、可靠性設計、有限元法、工業(yè)藝術造型設計、設計方法學、三次設計等為例來說明現(xiàn)代設計方法的基本內(nèi)容與特點。隨著社會的發(fā)展，現(xiàn)代設計方法的發(fā)展也是必要