工程設計現(xiàn)代設計技術體系 8

古代設計技術。引言古代設計技術是先進制造技術中的首要關鍵技術，它是古代科技進展和全球市場競爭的產(chǎn)物。產(chǎn)品設計是以社會需求為目的，在肯定設計準繩的約束下，利用設計方法和手腕制造出產(chǎn)品結構的過程，如圖1所示。市場競爭的需求和各種新方法、新技術、新工藝、新材料不斷涌現(xiàn)，推進了設計方法和技術的進步，產(chǎn)品設計從傳統(tǒng)的閱歷設計進入古代設計。1古代設計的外延1.1古代設計的特征古代設計是傳統(tǒng)設計的深化、豐富和完善，而非獨立于傳統(tǒng)設計的全新設計。雖然目前對古代設計尚無精確定義，但可從以下特征來理解。⑴以計算機技術為核心這是古代設計的次要特征。計算機技術的飛速進展對設計產(chǎn)生了巨大影響，表現(xiàn)為以下幾方面：⑦世計手腕的美新計算機技術推進了設計手腕從“手工”向“自動”的轉變。傳統(tǒng)設計以圖板、直尺、鉛筆等作為工具，這種設計手腕效率低、人工強度大。CAD技術的消滅和進展，甩掉圖板的“無紙設計”作為古代設計的主流，分明進步了設計效率。②產(chǎn)品表東的存變計算機技術推進了產(chǎn)品表示從“二維”向“三維”的轉變。傳統(tǒng)設計利用投影原理表示產(chǎn)品結構，這種二維表示的數(shù)據(jù)單一，數(shù)據(jù)量少，不便于產(chǎn)品的進一步分析和制造。隨著CAD技術的進展，三維“產(chǎn)品模型(ProductModel)v越來越得至U廣泛運用。這種表示不只包括反映產(chǎn)品外形和尺寸的幾何信息，還可包括分析、加工、材料、特性等數(shù)據(jù)，從而可直接用于分析和制造。③鉞計方飲的進展促進了一些新的設計方法的消滅，高功能的計算機硬件和先進的軟件技術是這些方法實施的保證。一些先進的設計方法如有限元分析、優(yōu)化、模態(tài)分析等都觸及大量簡單計算，只要計算機技術的進展才能推進這些方法的進步和運用。新的設計方法如并行設計、虛擬設計、計算機仿真等。④工作方K的變他計算機技術促進了設計方式從“串行”到“并行”的變化。受設計手腕限制，傳統(tǒng)設計過程接受串行方式進行，即設計義務按時序從一個環(huán)節(jié)傳入下一環(huán)節(jié)。隨著數(shù)據(jù)庫技術和網(wǎng)絡技術的進展，并行設計正得到廣泛運用。它要求設計小組(Team)同時地、并行地參與設計，并最大限制地溝通訊息,以延長設計周期及有助于將各種新思想、新技術、新方法融入到產(chǎn)品設計中。⑤錢葉易制造一體化存在于計算機內(nèi)的產(chǎn)品模型可直接進入CAPP系統(tǒng)進行工藝規(guī)劃和NC編程，進而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，進步了產(chǎn)品開發(fā)的效率。⑥管理程淳的還步產(chǎn)品設計是一個簡單的系統(tǒng)工程，設計過程中觸及大量設計數(shù)據(jù)和設計行為的管理。數(shù)據(jù)庫技術的進展轉變了傳統(tǒng)的手工管理形式，各種MIS、PDM系統(tǒng)的廣泛運用大大進步了設計的管理程度，保證了設計過程的高效、協(xié)同和安全。⑦做鵲形式的升數(shù)網(wǎng)絡技術的進展加快了數(shù)據(jù)通訊速度，延長了企業(yè)之間的距離。傳統(tǒng)的局限于企業(yè)外部的封閉設計正在變?yōu)椴皇苄姓`屬關系約束的、多企業(yè)共同參與的異地設計。為完成一種設計義務構成的虛擬企業(yè)或動態(tài)聯(lián)盟將完成優(yōu)勢互補和資源共享，極大地進步設計效率和程度°⑵以設計理論為指點受科學技術進展程度的限制，傳統(tǒng)設計是以消費閱歷為基礎，以運用力學和數(shù)學構成的計算公式、閱歷公式、圖表、手冊等作為根據(jù)進行的。隨著理論爭辯的深化，很多工程景象不斷升華和總結為揭示事物內(nèi)在規(guī)律和本質(zhì)的理論，如摩擦學理論、模態(tài)分析理論、牢靠性理論、疲憊理論、光滑理論等。古代設計方法是基于理論構成的方法，利用這種方法指點設計可減小閱歷設計的自覺性和聽憑性，進步指傳統(tǒng)的設計理論與方法,特殊是運動學、靜力學與動力學、材料力學、結構力學、熱力學、電磁學、工程數(shù)學的基本原理與方法設計的自動性、科學性和精確性。因此，古代設計是以理論指點為主、閱歷為輔的一種設計。1.2古代設計的外延經(jīng)過對其特征的分析，可以以為：“古代設計”就是以滿足應市產(chǎn)品的質(zhì)量、功能、工夫、成本/價格綜合效益最優(yōu)為目的，以計算機協(xié)助設計技術為主體，以學問為依托，以多種科學方法及技術為手腕，爭辯、改進、制造產(chǎn)品活動過程所用到的技術群體的總稱。既以市場需求為驅動，以學問獵取為中心，以古代設計思想、方法為指點和古代技術手腕為工具，考慮產(chǎn)品的整個生命周期和人、機、環(huán)境相容性要素的設計。.古代設計作為一個爭辯范疇，包含范圍極其廣泛。既包含指點設計進程及規(guī)律規(guī)律的設計方法學（屬于思想方面），也包含能用來進步設計效率和設計質(zhì)量的各種單項技術（如CAD技術、有限元分析、牢靠性設計等），同時還包含有高產(chǎn)品市場競爭優(yōu)勢的技術（如商品化設計、工業(yè)外型技術、市場猜測與分析技術等），貫穿其中很重要一點就是并行工程的運用：產(chǎn)品設計開頭就要同時考慮制造、運用及全生命周期的各個要素，另外，對于一個義務,可以以網(wǎng)絡技術為基礎組織不同制造商（網(wǎng)上動態(tài)聯(lián)盟）來共同完成。因此，.古代設計只能綜合理解為:計算機為工具，專業(yè)設計技術為基礎，網(wǎng)絡為效率，市場為導向的一種綜合設計理念，其完成沒有固定的形式。簡約的說，古代設計的外延就是以市場為驅動，以學問為依托，以學問獵取為中心，以產(chǎn)品全生命周期為對象，人、機、環(huán)境相袞的設計理念。2古代設計的技術體系古代設計技術的整個體系好比一棵大樹，由基礎技術、主體技術、支撐技術和運用技術四個層次組成。圖2基礎技術等方面。它不只為古代設計技術供應了堅實的理論基

礎，也是古代設計技術進展的源泉。古代設計技術也

可以說是在傳統(tǒng)設計技術的基礎上，以新的方式和更

豐富的外延發(fā)揚光大傳統(tǒng)設計技術中的優(yōu)秀內(nèi)核與精|各種產(chǎn)品設計領域］I先進制造工藝I-

「材料科學卜

自動化技術卜

系統(tǒng)管理技術｝

自然科學卜

政治經(jīng)濟卜文化社會科學|市場營銷再I應用技術Ln華。霍學科與技術現(xiàn)代設計技術主體技術d計算機輔助技術I「T現(xiàn)代設計方法學|試驗設計技術可信性設計技術圖2古代設計技術體系與其他學的關系主體技術古代設計技術的誕生和進展與計算機技術的進展毫不相關、相反相成?？梢院敛豢鋸埖卣f，沒有計算機科學與計算機協(xié)助技術（如計算機協(xié)助設計、智能CADdntelligentCAD——（CAD）、優(yōu)化設計、有限元分析程序、模擬仿真、虛擬設計和工程數(shù)據(jù)庫等），便沒有古代設計技術；另一方面，沒有其他古代設計技術的多種理論與方法，計算機技術的運用也會大大遭到限制，由于運用優(yōu)化設計、牢靠性設計、模糊設計等理論構造的數(shù)學模型，來編制計算機運用程序，可以更廣泛、更深化地模擬人的推理與思想，從而進步計算機的“智力”。而計算機協(xié)助設計技術正是以它對數(shù)值計算和對信息與學問的獨特處理力量，成為古代設計技術群體的主干。支撐技術無論是設計對象的描畫，設計信息的處理、加工、推理與映射及驗證，都離不開設計方法學、產(chǎn)品的可信性設計技術及設計實驗技術所供應的多種理論與方法及手腕的支撐。設計方法學、可信性設計技術及實驗設計技術所包含的種種內(nèi)容，可視為古代設計技術群體的支撐技術。運用技術運用技術是針對有用目的處理各類具體產(chǎn)品設計范疇的技術。如機床、汽車、工程機械、精密機械的古代設計內(nèi)容，可以看作是古代設計技術派生出來的豐富多彩的具體技術群。古代設計技術在各類產(chǎn)品設計范疇的廣泛運用，促進了產(chǎn)質(zhì)量量與功能的進步。古代設計已擴展到產(chǎn)品規(guī)劃、制造、營銷、運轉、回收等各個方面，除了必要的傳統(tǒng)設計理論與方法的基礎學問外，相關的學科與技術，尤其是制造工藝、自動化技術、系統(tǒng)管理技術、材料學問與閱歷及廣泛的自然科學學問等也是格外必要的。值得一提的是，古代設計技術體系框架的劃分只是絕對的，而不是確定的；主體技術、支撐技術、運用技術、基礎技術之間并不存在截然的界限。主體技術所包含的計算機協(xié)助設計的有關技術本身往往就是運用技術。在特定狀況下，某些支撐技術也可以成為主體技術，例如變載荷及隨機干涉下零件的疲憊設計和波動性設計，這時疲憊設計、健壯設計就是相應狀況下的主體技術。有些設計支撐技術原來就是由傳統(tǒng)的強度、變形及失效理論“繁衍”出來的多種設計理論，如疲憊設計、防斷裂設計、牢靠性設計等，所以，這些設計支撐技術,也可看作基礎技術。3古代設計準繩設計準繩是為設計產(chǎn)品應滿足的條件，也是對設計行為的約束。受設計程度、觀念、體制等限制，傳統(tǒng)設計所考慮的準繩著眼于產(chǎn)品的功能和技術范疇，而設計的影響貫穿產(chǎn)品整個生命周期，所以設計準繩必需面對生命周期內(nèi)的各個階段。古代設計準繩是傳統(tǒng)設計準繩的擴充和完善，兩者并無本質(zhì)區(qū)分。可歸納為以下幾類。功能滿足準繩產(chǎn)品設計的目的是構造可以完成規(guī)定功能的產(chǎn)品。假如產(chǎn)品不具備要求的功能，設計就得到價值。因此滿足功能是各類產(chǎn)品設計的必要準繩。質(zhì)量保障率縫，保證質(zhì)量是產(chǎn)品設計的重要準繩。產(chǎn)質(zhì)量量次要由功能和牢靠性打算，因此這類準繩次要包括：0功健目的。指產(chǎn)品的各類技術目的，如機床加工精度、傳動系統(tǒng)運動精度，電視機辨別率等。先進的技術目的是完成高質(zhì)量產(chǎn)品的前提。⑵卒京保。指產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定工夫內(nèi)完成規(guī)定功能的力量。產(chǎn)品只要牢靠功能才有有用價值，因此功能的發(fā)揮依托于牢靠性。⑶強盛淮倦。要求產(chǎn)品零件具有抵制全體斷裂、塑性變形和某些表面損傷的力量。⑷斷京雁倦。要求外載作用下產(chǎn)品變形在規(guī)定的彈性變形之內(nèi)。⑸波劭崔。指產(chǎn)品在外載作用下可以恢復其均衡的特性。⑹就房覆嘏。要求零件在規(guī)定工夫內(nèi)材料的磨損量在規(guī)定值以內(nèi)。仞就腐械收。要求產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下不被周圍介質(zhì)腐蝕的特征。⑻擾場要做。要求高溫環(huán)境工作的產(chǎn)品不發(fā)生蠕變或蠕變變形在規(guī)定值以內(nèi)。仞劭各猜喉。指在動載荷作用下產(chǎn)品具有良好的抗振特性，以保證產(chǎn)品的顛簸和低噪聲運轉。G勿均雷特植。指旋轉產(chǎn)品具有良好的靜均衡和動均衡特性。G，載蠟雌。保證產(chǎn)品具有要求的溫度大小、溫度分布和熱流形態(tài)，以及熱應力、熱變形在規(guī)定值以內(nèi)。工藝優(yōu)秀準的指設計可以且簡約經(jīng)過消費過程完成，它包括：力可制暹楹。指利用現(xiàn)有設備可以制造出滿足精度等要求的零件，且制形成本低，效率高。⑶可柝種轆。指零件可以拆卸成滿足拆卸精度要求的部件和零件，且拆卸成本低、效率高。⑸可制裁轆。指產(chǎn)品可以且簡約經(jīng)過適當方進行有關測試，以評價設計、制造和拆卸。較濟合理準繩要求產(chǎn)品具有較低的開發(fā)成本和運用費用。社會運用準繩考慮產(chǎn)品投放市場后的表現(xiàn)行為，包括：⑴林枇故為植。保證產(chǎn)品產(chǎn)生盡可能少的廢水、廢氣、噪聲、射線等，符合環(huán)保法規(guī)，對生態(tài)環(huán)境毀壞最小。環(huán)境敵對性是可持續(xù)進展戰(zhàn)略在設計中的重要表現(xiàn)。⑶糅晚4nH點植。順應運用環(huán)境的濕度、溫度、載荷、震驚等特殊條件。⑶人機弒對植。滿足運用者生理、心思等方面要求，使產(chǎn)品外形美觀，顏色惱人，操作簡約、便利、溫馨。㈤可修痔楸。使產(chǎn)品可以且易于修繕，修繕的停機工夫、費用、簡單性、人員要求和差錯盡可能最小。日要企轆。保證不對人的生命財產(chǎn)形成毀壞。⑹可要裝轆。保證產(chǎn)品運用前安裝簡約、牢靠，且安裝費用最小。仞可柝御作。考慮產(chǎn)品的材料回收和零組件的重新運用。⑻可?收收?？紤]產(chǎn)品報廢及回收方式。下面分類引見了各種準繩，有些歸類并不格外嚴厲。設計時應根據(jù)產(chǎn)品特點選擇部分準繩，而在選擇的準繩中又分次要和次要準繩。根據(jù)所選次要準繩的不同，目前已構成很多針對性設計方法，如面對制造和拆卸的設計(DFMA)、面對環(huán)境的設計(DFE)；面對拆卸的設計(DFD)等。4古代設計理論、方法與技術設計理論是對產(chǎn)品原理和機理的科學總結。設計方法是使產(chǎn)品滿足以及推斷產(chǎn)品能否滿足設計準繩的根據(jù)。古代設計方法是基于設計理論構成的，因此更具科學性和規(guī)律性。但一些方法還有完善和進展的過程，所以古代設計方法還不能完全取代傳統(tǒng)設計方法，一些行之有效的閱歷方法目前仍在廣泛運用，它們?nèi)允枪糯O計方法的重要組成。古代設計法的內(nèi)容與范疇古代設計方法本質(zhì)上是科學方法論在設計中的運用。概括為十一論：漸變論、信息論、智能論、系統(tǒng)論、優(yōu)化論、對應論、功能論、把握論、離散論、模糊論、藝術論。這些論與廣義設計(有目的的看法活動)直接有關，有的已構成單一學科，有的正在構成。①漸變論方法漸變制造是古代設計的基石。如制造性設計。次要運用于定性的方案決策、系統(tǒng)設計；②智能論方法發(fā)揮智能載體的潛力，是古代設計的核心。如1°計算機協(xié)助計算：僅借助計算機代替人的初級智能；2°CAD：3°CAE：4°智能機器化方法：即指高級人工智能，如機器人、專家系統(tǒng)等。運用于能代替人的智力的一切場合。③信息論方法設計信息的分析是古代設計的根據(jù)。如：1°猜測技術法：用歷史性趨向及參數(shù)，猜測現(xiàn)需與將來的動向與參數(shù)；2°方差分析法：對一系列已知數(shù)據(jù)要素，進行參數(shù)的估量與辨認檢驗；3°信息合成法：將各種不同信息合成為所需的廣義系統(tǒng)，如人工合成細胞、圖形等。次要用于經(jīng)過歷史性或實驗性數(shù)據(jù)進行猜測與信號分析及可行性論證。④系統(tǒng)論方法系統(tǒng)分析是古代設計的前提。常用：1°系統(tǒng)分析法：把任何系統(tǒng)、功能、元件均看做系統(tǒng)，加以分析，進行輸入一輸入關系的描畫，得到合理的系統(tǒng)與功能；2°規(guī)律分析法：運用規(guī)律數(shù)學從各系統(tǒng)之間互相關聯(lián)與制約關系，設計出優(yōu)化系統(tǒng)；3°形式辨認法：把已有若干形式的系統(tǒng)樣本，進行形式的確定；次要用于總體方案與系統(tǒng)設計及可行性論證。⑤把握論方法動態(tài)分析是古代設計的深化。常用：1°動態(tài)分析法：運用傳遞函數(shù)與形態(tài)方程，爭辯輸人情號與輸入功能之間的定性定量關系，以獲得最好的動態(tài)特性目的；2°振蕩分析法：對振型模態(tài)進行辨認，以利用振動或衰退振動及樂音(廣義)；3°柔性設計法：把剛性系統(tǒng)按實踐彈性系統(tǒng)進行設計計算；4°動態(tài)優(yōu)化法：次要是爭辯大系統(tǒng)優(yōu)化與最佳動態(tài)數(shù)學模型；普通用于系統(tǒng)確定后的動態(tài)目的定性分析與定量校正。⑥優(yōu)化論方法廣義優(yōu)化是古代設計的宗旨。常用：1°優(yōu)化設計法：包括各種優(yōu)化值的搜索方法，如線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、幾何規(guī)劃、多目的優(yōu)化、實驗優(yōu)化、閱歷優(yōu)化、方案優(yōu)化、模糊優(yōu)化等；2°優(yōu)化把握法：次要是動態(tài)優(yōu)化、最優(yōu)把握等。可用于方案設計與參數(shù)設計。⑦對應論方法相像模擬是古代設計的捷儉。常用：1°相像設計法：似同類參照物為根據(jù)求出設計對象與參照對象間的數(shù)學關系；2°模擬分析法：以異類參照物為根據(jù)，設計系統(tǒng)結構與求得參數(shù)；3°仿真技術：用電子數(shù)字計算機及仿真言語模擬簡單系統(tǒng)與過程，求得解析法不能獲得的參數(shù)；4°仿生技術：模擬生物的特殊功能為設計服務。次要用于已有參照，模型的構思與定量計算。⑧功能論方法功能完成是古代設計的目的。有限壽命是自然與社會的基本客觀理想，所以設計時應保證有限運用期限內(nèi)設計對象的經(jīng)濟有效功能，其方法有功能分析設計法、牢靠性分析猜測、牢靠性設計及功能價值工程等。次要運用于方案設計與功能價值、功能安全牢靠性定量分析；⑨離散論方法離散分析是古代設計的細解。事物特殊是簡單廣義系統(tǒng)由離散體組成，是自然與社會另一個基本客觀景象，因此，用離散化方法近似確定參數(shù)是必定牢靠的，其方法有有限單元法、邊界元法、離散優(yōu)化、子模態(tài)分析法及其他運用離散數(shù)學技術的方法等。次要用于近似細解的精細設計。⑩模糊論方法模糊定量是古代設計的進展。事物的模糊性是一種大量的客觀存在，所以運用模糊分橋的量度方法(避開精確的數(shù)學方法)是必要的，其方法目前次要運用隸屬函數(shù)的論域法，可以進行模糊分析、模糊評價、模糊把握與模糊設計等的運用。次要用于模糊性參數(shù)確定與方案的綜合評價；QD藝術論方法悅心惱人是古代設計的美感。任何設計都盡可能把設計對象構成一件藝術品，是設計的重要觀念，古代藝術論不只如此，還要接受技術美學，計算機外型、模糊藝術等處理方法。次要用于使設計達到悅心惱人的功能;4.2目前所指的古代設計技術1)古代設計方法學(1)系統(tǒng)設計(3)功能設計(5)模塊化設計(7)反求設計(9)模糊設計(11)工業(yè)外型設計⑵價值工程⑵價值工程(4)并行設計(6)質(zhì)量功能配置(8)綠色設計(10)面對對象的設計⑵價值工程(4)并行設計(6)質(zhì)量功能配置⑵價值工程(4)并行設計(6)質(zhì)量功能配置(8)綠色設計(10)面對對象的設計(1)有限元法(2)優(yōu)化設計(3)計算機協(xié)助設計(4)模擬仿真與虛擬設計(5)智能計算機協(xié)助設計(6)工程數(shù)據(jù)庫3)可信性設計(可信性設計技術可看作廣義牢靠性設計內(nèi)容的擴展)(1)牢靠性設計(3)動態(tài)設計(5)抗疲憊設計(7)防腐蝕設計(2)安全設計(4)防斷裂設計(6)減摩耐磨設計(8)健壯設計(9)(2)安全設計(4)防斷裂設計(6)減摩耐磨設計(8)健壯設計5古代設計手腕設計手腕是人的設計思想借以完成的工具和技術。計算機技術、軟件技術和數(shù)據(jù)庫技術的進展對設計手腕起到了變革性的作用，以計算機為工作平臺的設計工具正在廣泛取代傳統(tǒng)的圖板，計算機協(xié)助設計正在成為古代設計的次要手腕，它使設計效率、設計程度和設計質(zhì)量得到片面進步。計算機協(xié)助設計包括如下內(nèi)容。6古代設計技術的特點由古代設計技術的涵義及其體系可見，它具有以下一系列特點。設計理論與方法的嵬伸、思想的變化及設計范疇的步長古代設計技術是傳統(tǒng)的設計理論與方法的承繼、延伸與擴展。靜態(tài)的設計原理向動態(tài)的延伸；閱歷的、類比的設計方法向精確的、優(yōu)化的方法延伸；確定的設計模型向隨機的模糊的延伸，單維思想形式向多維思想形式延伸；而且設計范疇在不斷擴大。傳統(tǒng)的設計通常只限于方案設計、技術設計(總體設計與工藝設計)，如先進制造技術中的面對制造的設計(DesignForManufacturingDFM),面對拆卸的設計(DesignForAssemblyDFA)及面對X的設計①esignFor“X”——DFX),并行設計(ConcurrentDesignCD)、虛擬設計、綠色設計(GreenDesignGD)＞模糊設計、修繕性設計(MainterinabilityDesignMD)、健壯設計等，便是工程設計范疇擴大的集中表現(xiàn)。古代設計可以說是設計師、制造工程師、管理營銷人員以及工人、財會人員、專利律師等通力合作、集體才智的結晶。多種設計技術、理論與方法的交叉與繪合計算機技術與信息科學對機械產(chǎn)品的浸透、改造與運用，使產(chǎn)品的結構、功能產(chǎn)生很大的變化，古代的機械產(chǎn)品正朝著機電一體化，物質(zhì)、能量、信息一體化，集成化，模塊化方向進展。數(shù)控機床及數(shù)控安裝、加工中心、工業(yè)機器人等典型的機電一體化產(chǎn)品，不只具有傳統(tǒng)意義上的物質(zhì)與能量轉換的功能，而且具有自動檢測、自動數(shù)據(jù)處理(運算、推斷、存儲、記憶)、自動顯示、自動把握、缺點診斷和自動愛護及維護性、可回收性等功能，從而對產(chǎn)品的質(zhì)量、牢靠性、波動性、穩(wěn)健性及效益等均提出更為嚴厲的要求。因此，古代設計技術必需是多學科的交融交叉，多種設計理論、設計方法、設計手腕的綜合運用，以系統(tǒng)的、集成的設計概念設計出符合時代特征和科技進展趨向的產(chǎn)品及全體綜合效益最佳的產(chǎn)品O設計手癰的希確化、計算機化、4動化與虛擬化(1)精確化在傳統(tǒng)設計中，面對載荷、應力、環(huán)境等要素的簡單化，通常以某種條件性的假設建立所謂波動的、抱負的載荷(集中的或勻布的)和應力(名義的、均勻的)模型，它與實踐狀況有差異的很多要素，則以安全系數(shù)和一系列的載荷系數(shù)、應力系數(shù)及其它影響系數(shù)等加以考慮，這往往使計算的結果誤差較大。古代設計技術可以接受概率設計(牢靠性設計)描畫載荷應力、環(huán)境條件等隨機要素的分布規(guī)律，133,經(jīng)過有限元法、動態(tài)分析、疲憊設計、防斷裂設計、健壯設計、耐環(huán)境設計等分析工具和建模手腕，精確模擬系統(tǒng)的真實狀況，從而得到比較符合實踐工況的真實解，進步了設計的精確化程度。⑵計算機化計算機化的標志是計算機在工程設計中得到廣泛的運用，并漸漸替代傳統(tǒng)的手工設計。硬件功能日益添加，計算機在設計中的運用已從計算機協(xié)助分析計算和協(xié)助繪圖，進展到優(yōu)化設計、并行設計、三維特征建模、設計過程管理、面對制造與面對拆卸的設計制造一體化，構成了CAD、CAPP、CAM的集成化、網(wǎng)絡化，并逐漸向設計智能化、模擬仿真和虛擬設計、國際互聯(lián)網(wǎng)絡條件下進行計算機協(xié)助設計過渡。計算機協(xié)助設計技術,特殊是工程數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡技術的廣泛運用，加速了完成計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)和全球化制造的進程。(3)自動化設計自動化的含義、內(nèi)容與范圍目前尚無精確定論，但它一直是設計范疇追求的目的。(4)虛擬化設計手腕虛擬化(或擬實化)，是以虛擬理想的系統(tǒng)軟件在計算機上完成仿真、完成虛擬理想的三維建模，包括幾何建模、運動建模、物理建模、對象特性建模及模型切分等，使設計者能在虛擬的設計環(huán)境下看到設計內(nèi)容，如設計對象的外形、表面、物體的移動、旋轉和各部分能否干涉與碰撞，以及對象的質(zhì)量、分量、慣性、表面特性(光滑與粗糙)、硬度、結構方式等轉變形式，從而完成設計可視化，快速顯示設計內(nèi)容，機警而便利地修正設計，同時由于虛擬制造技術，以及快速原形技術的消滅，使設計者在零件被制造之前就看到了它加工后的外形并感覺到它。這些虛擬技術與手腕的運用，大大進步了設計效果與質(zhì).&里。并行化、景優(yōu)化和智能化的設計過程古代設計技術中的并行設計、優(yōu)化設計及智能化設計(如智能CAD,專家系統(tǒng)(ES)等)均是古代設計技術中的重要設計技術，是設計開發(fā)新產(chǎn)品過程不行短少的方法和技術手腕。(1)并行設計過程并行設計(ConcurrentDesign)有時又稱為并行工程(ConcurrentEngineering)0這是一種綜合工程設計、制造、管理、運營的思想、方法和工作形式。并行工程技術可以在一個工廠、一個企業(yè)(包括跨地區(qū)、跨行業(yè)的大型企業(yè)及跨國公司)以通訊管理方式在計算機軟、硬件環(huán)境下完成。其核心是產(chǎn)品的設計階段就考慮到產(chǎn)品生命周期（從概念構成到產(chǎn)品報廢）中的全部要素（包括設計、分析、制造、拆卸、檢驗、維護、質(zhì)量、成本、進度與用戶需求等），強調(diào)多學科小組、各有關部門協(xié)同工作，強調(diào)對產(chǎn)品設計及其相關過程（制造過程和支持過程）進行并行地、集成地、一體化地進行設計，使產(chǎn)品開發(fā)一次成功，延長產(chǎn)品開發(fā)周期，進步產(chǎn)質(zhì)量量。這是一項包括人機集成和系統(tǒng)功能集成的多目的多層次、全體優(yōu)化的集成，需求用到很多古代技術與方法，如建模與仿真技術、優(yōu)化方法與技術、系統(tǒng)與集成技術、信息管理技術、專家系統(tǒng)與模糊技術、CAPP技術、片面質(zhì)量管理與把握技術、決策支持及評價系統(tǒng)、價值工程及其猜測技術、分布式并行處理的智能協(xié)同求解技術等。其關鍵技術是建模與仿真技術、信息系統(tǒng)及其管理技術、決策支持及評價系統(tǒng)等。美國于80年月末首先在福特、通用和克萊斯勒三大汽車公司組織實施并行工程技術，獲得了分明的經(jīng)濟效益。我國近年來在一些大型企業(yè)中也開頭部分實施并行工程技術，這項技術是進步我國企業(yè)程度，參與全球化競爭的一個重要進展方向。（2）全過程的優(yōu)化設計古代設計技術中的普通性優(yōu)化設計方法及其運用已日趨成熟，普通的連續(xù)變量優(yōu)化設計、混合離散變量優(yōu)化設計，已進展到隨機變量優(yōu)化設計（牢靠性優(yōu)化設計）、模糊變量優(yōu)化設計，單目的優(yōu)化設計已進展到多目的優(yōu)化設計。僅將優(yōu)化設計的范圍局限于優(yōu)化方法及其運用程序的編制上已不能順應工程技術進展的需求。廣義的工程優(yōu)化設計：應是優(yōu)化設計的重要進展方向,其內(nèi)容次要包括工程優(yōu)化設計成績的自動建模技術、優(yōu)化設計成績的前處理與后處理、優(yōu)化設計結果的評價等。此外,基于優(yōu)化設計和制造的分級分解優(yōu)化也是目前重要的爭辯內(nèi)容。上述優(yōu)化方向的完成,必定觸及到人工智能、信息技術、把握技術等多種方法、多種技術、多個軟件系統(tǒng)的綜合運用。（3）人機結合的智能化設計過程產(chǎn)品設計是一個制造性的思想、推理和決策的過程，CAD技術在產(chǎn)品設計中的成功運用，惹起設計范疇產(chǎn)生了深入的變革，由人完成的設計過程，已轉變?yōu)橛扇藱C親密結合共同完成設計過程的智力與智能活動。如人工智能原理和專家系統(tǒng)（包括普通專家系統(tǒng)與模糊專家系統(tǒng)）技術運用于CAD產(chǎn)生了智能CAD（ICAD）系統(tǒng)，完成了對設計過程基于符號性學問模型和符號處理的推理工作，用于完成概念設計的有關內(nèi)容?？梢哉f智能CAD系統(tǒng)是模擬人腦對學問處理，并拓展了人在設計過程中的智能活動。面對產(chǎn)品壽命周期全過程的可信性設計隨著科學技術的進展和日益增長的社會需求，產(chǎn)品的類型、規(guī)格及功能快速地發(fā)生變化，產(chǎn)品的壽命周期越來越短。人們對產(chǎn)質(zhì)量量要求的含義也在不斷變化，不只要滿足功能要求，對可信性、安全性、牢靠性、合理的壽命、便利運用和維護保養(yǎng)條件與方式也提出了更高的要求，并要符合有關標準、法律和生態(tài)環(huán)境要求及滿足用戶非物質(zhì)功能的要求等等。為貫徹這些標準和要求，需求設計、制造、管理、維護、運用等一系列環(huán)節(jié)有嚴厲的技術措施加以保證，其中最重要的是設計、制造程度，由于產(chǎn)品的質(zhì)量是設計和制造出來的，而不是檢驗出來的。因此，古代設計技術的重要內(nèi)容之一就是面對產(chǎn)品壽命周期全過程進行可信性設計，以滿足市場與用戶對產(chǎn)質(zhì)量量的要求。針對不同產(chǎn)品和各個設計階段擬接受其中某些合適的、有效的可信性設計技術與方法,以處理設計中各個具體的和總體的要求，把產(chǎn)品的設計從閱歷的、類比的、靜態(tài)的傳統(tǒng)設計進步到全方位的獵取信息，并結合運用其他古代設計理論、方法和手腕、進舉動態(tài)的、多變量的全過程的可信性優(yōu)化設計。多種設計實檢技術的綜合運用為了有效地驗證設計目的能否達到和檢驗設計過程、制造過程的技術措施，片面把握產(chǎn)品的質(zhì)量信息，做到萬元一失，在設計全過程中對產(chǎn)品進行必要的、針對性的實驗是不行忽視和超越的。在產(chǎn)品的設計過程中，人們根據(jù)不同產(chǎn)品的特點和需求，經(jīng)過物理模型實驗、動態(tài)實驗、牢靠性實驗、產(chǎn)品環(huán)保功能實驗與把握等，獵取相應的產(chǎn)品參數(shù)和數(shù)據(jù)，為評定設計方案的優(yōu)劣和幾種方案的比較供應肯定的根據(jù)，也為開發(fā)新產(chǎn)品供應有益的基礎數(shù)據(jù)。由于計算機、信息科學的