現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在工程設(shè)計(jì)中的意義

1、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在工程設(shè)計(jì)中的意義專(zhuān)業(yè)：材料工程 學(xué)號(hào)： 姓名： 指導(dǎo)老師：毛志偉摘要：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：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元設(shè)計(jì)、反求工程設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、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)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì)等。關(guān)鍵詞：多元交叉；知識(shí)群體；設(shè)計(jì)Abstract: the modern design method is with the rapid development of modern science a

2、nd technology and the wide application of computer technology in the field of development of a new multi - dimensional cross discipline. It is a generic term for a general knowledge group to design products as the goal. At present its contents mainly include: computer aided design, finite element de

3、sign, reverse engineering design, optimization design, concurrent design, virtual design, green design, reliability design, dynamic design, modular design, ergonomics design, fatigue design, etc.Key words: multiple cross; knowledge group; design第一章 引言各國(guó)研究的設(shè)計(jì)方法在內(nèi)容上各有側(cè)重，但共同的特點(diǎn)都是總結(jié)設(shè)計(jì)規(guī)律，啟發(fā)創(chuàng)造性，采用現(xiàn)代化的先進(jìn)理論

4、和方法使設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化、合理化，其目的是為了提高設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量，設(shè)計(jì)出更多功能全、性能好、成本低、外形美的產(chǎn)品,以滿(mǎn)足社會(huì)的需求和適應(yīng)日趨尖銳的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。 我國(guó)在20世紀(jì)80年代不斷吸收引進(jìn)國(guó)外研究成果，開(kāi)展了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的理論和應(yīng)用研究，并取得了一系列成果。目前我國(guó)的工程機(jī)械已進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期 , 由以前的仿制為主轉(zhuǎn)為自主創(chuàng)新 、自主研發(fā)階段 , 但工程機(jī)械產(chǎn)品大都結(jié)構(gòu)復(fù)雜 、龐大 , 由幾千個(gè)甚至幾十萬(wàn)個(gè)零部件組成 , 有的重量高達(dá)上千噸 , 若采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和手段 , 設(shè)計(jì)周期長(zhǎng) 、設(shè)計(jì)成本高 , 無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)需求 , 而先進(jìn)的三維數(shù)字化設(shè)計(jì) 、虛擬仿真等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法以其準(zhǔn)確 、

5、快捷和高質(zhì)量的特點(diǎn)被越來(lái)越多的企業(yè)所采用 。因此 , 培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才是時(shí)代對(duì)高等學(xué)校工程機(jī)械專(zhuān)業(yè)提出的迫切要求 , 需要從培養(yǎng)目標(biāo) 、培養(yǎng)方案和教學(xué)組織管理等方面對(duì)工程機(jī)械專(zhuān)業(yè)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式進(jìn)行研究與實(shí)踐 , 加強(qiáng)計(jì)算機(jī)三維輔助設(shè)計(jì) 、優(yōu)化技術(shù) 、有限元分析技術(shù) 、動(dòng)態(tài)仿真模擬等技術(shù)理論和實(shí)踐能力培養(yǎng) , 滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)應(yīng)用型 、復(fù)合型 、創(chuàng)新型工程機(jī)械專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)要求 。為此 , 必須對(duì) “工程機(jī)械 ”專(zhuān)業(yè)方向的課程體系進(jìn)行整體優(yōu)化 , 建立以現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法為核心的課程群 。第二章 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法概述現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法（Modern Design Technigue）是新理論與計(jì)算機(jī)應(yīng)用相結(jié)合的

6、產(chǎn)物。它是以思維科學(xué)、設(shè)計(jì)理論系統(tǒng)工程為基礎(chǔ),以方法論為手段,以計(jì)算機(jī)為工具的各種方案、圖樣和程序的總和。 對(duì)此定義作出以下解釋: :迄今為止, 尚未閱讀或檢索到有明確給出過(guò)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的定義, 盡管這種叫法、書(shū)名有很多, 或偶爾見(jiàn)到有對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法(技術(shù))作過(guò)某種解釋, 但很難視之為對(duì)這一概念的定義。:雖有文獻(xiàn)報(bào)道, 在機(jī)械設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)技術(shù)等方面出現(xiàn)的新領(lǐng)域中, 已有設(shè)計(jì)方法學(xué)- 是研究科學(xué)的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)組織等的方法。及設(shè)計(jì)系統(tǒng)學(xué)- 是研究對(duì)于同一問(wèn)題所能取得幾種設(shè)計(jì)方案的科學(xué)方法, 可也未提到現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。：于是, 借助于各種字詞典, 對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法做出上述定義尋找依據(jù):“現(xiàn)

7、代”、是個(gè)泊來(lái)詞，是指現(xiàn)在這個(gè)時(shí)代(中國(guó)多指 1919 年至現(xiàn)在)?！霸O(shè)計(jì)”、為了滿(mǎn)足人類(lèi)和社會(huì)的功能需求，將預(yù)定的目標(biāo)通過(guò)人們創(chuàng)造型思維經(jīng)過(guò)一系列規(guī)劃、分析和決策產(chǎn)生載有相應(yīng)的文字、數(shù)據(jù)、圖形等信息的技術(shù)文件。以取得最滿(mǎn)意的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。 “方法”多指解決問(wèn)題的門(mén)路、程序等。如工作方法、思想方法。綜合以上解釋, 加之考量現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法領(lǐng)域的實(shí)際, 成為定義現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法依據(jù)?；谝陨弦罁?jù)而給出上述現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的這個(gè)定義, 只是個(gè)人認(rèn)識(shí), 不一定完全正確, 也不一定十分科學(xué), 僅供參考, 并請(qǐng)大家討論。第三章 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法應(yīng)用一、CADCAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）。他是把計(jì)算機(jī)技術(shù)引入設(shè)計(jì)過(guò)程并用來(lái)

8、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)。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(jiǎn)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(guò)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,

9、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、solidedge、UG、proE、 AutoCAD等。二、有限元法設(shè)計(jì) 有限元法（Finite Method）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

10、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，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。三、反求工程設(shè)計(jì)反求工程設(shè)計(jì)（Reverse Engineering）是消化吸收并改進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的一系列工作方法和技術(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。四、優(yōu)化設(shè)計(jì)隨著與機(jī)電一體化技術(shù)不斷的發(fā)展和光反運(yùn)用，我們面臨的將是越來(lái)越復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)。解決復(fù)雜系統(tǒng)

11、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。優(yōu)化設(shè)計(jì)（Optimal Design）是根據(jù)設(shè)計(jì)方法學(xué)理論，把最優(yōu)化數(shù)學(xué)原理應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)問(wèn)題，以計(jì)算機(jī)為實(shí)現(xiàn)手段，借助于三維圖形軟件、智能化設(shè)計(jì)軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以及多媒體、超媒體工具進(jìn)行產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、表達(dá)產(chǎn)品的構(gòu)思、描述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，與控制論、信息論、決策論相結(jié)合，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，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)

12、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（Power）法、變尺度法、復(fù)合型法、懲罰函數(shù)法。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(guò)對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的各項(xiàng)性能指標(biāo)建立滿(mǎn)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

13、按一定的算法得到綜合模糊集合的隸屬函數(shù)，再通過(guò)優(yōu)化策略，把模糊問(wèn)題向非模糊化轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)尋優(yōu)的過(guò)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(lèi)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(guò)反復(fù)的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)以及自身的適應(yīng)能力來(lái)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(zhuān)家系統(tǒng)的框架。通過(guò)提

14、取人類(lèi)成熟的操作經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，以知識(shí)庫(kù)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)。五、并行設(shè)計(jì)并行設(shè)計(jì)(Parallel Design)是一種對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程(包括設(shè)計(jì)制造過(guò)程和相關(guān)的支持過(guò)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(kāi)發(fā)人員一開(kāi)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(kāi)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(lèi)：(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)

15、的，針對(duì)給定設(shè)計(jì)任務(wù)的專(zhuān)門(mén)的、綜合性的設(shè)計(jì)團(tuán)體(企業(yè))協(xié)同起來(lái)。(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(lái)實(shí)現(xiàn)，各零部件的設(shè)計(jì)人員通過(guò)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(guò)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(chē)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)案例研究在組織機(jī)構(gòu)上，建立一

16、支跨部門(mén)矩陣式的開(kāi)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(lài)，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(kāi)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(guò)程管理、軟件環(huán)境和生產(chǎn)制造等5個(gè)系統(tǒng)組成。一般地，汽車(chē)整車(chē)產(chǎn)品開(kāi)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(guò)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(kāi)發(fā)進(jìn)行協(xié)同、配合、反饋和修改的循環(huán)

17、工作。設(shè)計(jì)部門(mén)與技術(shù)支持、工藝、質(zhì)量、制造、銷(xiāo)售、計(jì)算機(jī)仿真和供應(yīng)商等部門(mén)形成一個(gè)大的循環(huán)體，各部門(mén)內(nèi)部又有各專(zhuān)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。在整車(chē)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期管理中的作用如下:整車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程的大計(jì)劃，縱向列出全部工作內(nèi)容，橫向列出整體開(kāi)發(fā)的時(shí)間，在什么時(shí)間完成什么內(nèi)容，是什么部門(mén)完成一目了然。大計(jì)劃通過(guò)各部門(mén)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(mén)再根據(jù)大計(jì)劃編制各部門(mén)更詳細(xì)的計(jì)劃，然后按計(jì)劃并行實(shí)施。大部分工作下游部門(mén)都提前幾個(gè)月介入，這是縮短開(kāi)發(fā)周期的關(guān)鍵，即所謂的并行，而傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程總是需要上游部門(mén)完成后再進(jìn)行下游部門(mén)的工作。以模、夾具的開(kāi)發(fā)為例，運(yùn)

18、用并行工程，其與車(chē)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(kāi)始介入，在整個(gè)開(kāi)發(fā)周期的第22個(gè)月完成。而運(yùn)用串行工程，其在車(chē)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(kāi)發(fā)周期的第34個(gè)月才完成。運(yùn)用并行工程開(kāi)發(fā)時(shí)間上節(jié)約近36%，整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期可以縮短40%50%。設(shè)計(jì)部門(mén)不斷預(yù)發(fā)布、評(píng)審、輸出，相關(guān)部門(mén)評(píng)審、驗(yàn)證意見(jiàn)和建議不斷反饋，然后設(shè)計(jì)不斷更改，通過(guò)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(mén)的意見(jiàn)至關(guān)重要。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的早期階段解決設(shè)計(jì)問(wèn)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

19、需相關(guān)部門(mén)的工程師參加，反饋意見(jiàn)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(mén)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(xiāo)售人員等?？偛贾迷O(shè)計(jì)，需邀請(qǐng)車(chē)身、底盤(pán)、電器以及內(nèi)外飾各系統(tǒng)工程師、整車(chē)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(guò)程，所有的問(wèn)題必須在此階段解決，無(wú)論是技術(shù)性的還是生產(chǎn)性的問(wèn)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(wèn)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(chē)，因?yàn)闀r(shí)間上可以提前，可并行完成，車(chē)況上與量產(chǎn)車(chē)非常接近。總之，在整車(chē)開(kāi)發(fā)的各個(gè)過(guò)程中，相關(guān)的部

20、門(mén)都是提前滲入、協(xié)同工作、及時(shí)反饋、及時(shí)修改，使開(kāi)發(fā)全過(guò)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)。六、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(guò)程進(jìn)行全面的仿真，發(fā)現(xiàn)制造過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，在真實(shí)制造以前，解決這些問(wèn)題，以縮減產(chǎn)品上市的時(shí)間，降低產(chǎn)品開(kāi)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)(Dummy Design)能實(shí)現(xiàn)在產(chǎn)品加工制造之前，建立產(chǎn)品的

21、功能、結(jié)構(gòu)模型，并能對(duì)其進(jìn)行修改和評(píng)審，以滿(mǎn)足不同客戶(hù)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(kāi)發(fā)周期并通過(guò)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(chē)車(chē)輛虛擬設(shè)計(jì)與制造技術(shù)應(yīng)用實(shí)例(1) 車(chē)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(lái)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，可減少模具調(diào)試時(shí)間。汽車(chē)制造中瓶頸問(wèn)題之一是車(chē)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(wèn)題，近十年來(lái)國(guó)內(nèi)外汽車(chē)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

22、進(jìn)行沖壓過(guò)程仿真。這類(lèi)軟件如法國(guó)ESIPAM-STAMP、美國(guó)LS-DYNA、瑞士AutoForm. Eng. 公司AutoForm /Increment和我們自行開(kāi)發(fā)KMAS/Increment軟件等。七、綠色設(shè)計(jì)綠色設(shè)計(jì)(Environmental Protection Design)是指以環(huán)境資源保護(hù)為核心概念的設(shè)計(jì)過(guò)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(mǎn)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

23、。(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(kāi)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(lèi)，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(kù)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(kù)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(lèi)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(mǎn)足客戶(hù)要求和喜愛(ài)的產(chǎn)品造型和樣式之外，還要充分考慮包裝

24、對(duì)環(huán)境的影響因素。八、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)（Reliability Design）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)，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，以保證產(chǎn)品的可靠性為目標(biāo)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。 可靠性設(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。用來(lái)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

25、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(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?？赏ㄟ^(guò)這些數(shù)學(xué)模型并采適當(dāng)?shù)乃惴▉?lái)計(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

26、)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(lái)確定各單元的應(yīng)用失效率，k為修正系數(shù)，可由專(zhuān)門(mén)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(shù)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(lái)決定，總的來(lái)說(shuō)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(duì)失效法和相對(duì)概率法。九、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法（Development Design）是在計(jì)算參數(shù)難以準(zhǔn)確確定、設(shè)計(jì)理論和方

27、法帶有經(jīng)驗(yàn)性和類(lèi)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(lái)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(wèn)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

28、夠安全、可靠地工作，并滿(mǎn)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(guò)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(kāi)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(jiǎn)要地介紹了動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及方法。十、模塊化設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)（Module Design）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

29、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(lèi)產(chǎn)品的需求量有充分的了解，只有這樣才能開(kāi)展模塊的劃分、創(chuàng)建、組合。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，為滿(mǎn)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(guò)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

30、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，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(guò)對(duì)它的選擇，重新組合構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿(mǎn)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，

31、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(pán)式制動(dòng)器的組合+行星最終傳動(dòng)。十一、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(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)以及膚覺(jué)等感覺(jué)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

32、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(Humanity Production)，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(wú)疑是結(jié)合在一起的。實(shí)例：電腦椅,學(xué)生電腦椅人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)方案:人的身體姿勢(shì)與腰椎形狀的關(guān)系:1、人的背后仰和放松時(shí)，椎間盤(pán)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(jiǎn)單的面的靠背相比，可降低椎間盤(pán)壓力，減輕肌肉負(fù)荷。4、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

33、的地靠背支撐著身體上部分的重量，從而減小了椎間盤(pán)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。1、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(lái)的座椅應(yīng)采用小腳輪。4、應(yīng)保證腿的活動(dòng)空間，以減輕腿的疲勞。5、坐面為4045cm寬，3842cm長(zhǎng)，坐面中部下凹，前緣呈弧球面，坐面后傾4°6°。6、坐

34、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(pán)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(huà)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(pán)高度。十二、疲勞設(shè)計(jì)疲勞設(shè)計(jì)（Tiredness Design）是指材料、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(chē)、動(dòng)力機(jī)械、工程機(jī)械 、冶金、石油等機(jī)械以

35、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(lèi)承受循環(huán)載荷的機(jī)械和結(jié)構(gòu)，成為重要的研究?jī)?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(zhǎng)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(wú)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：宏觀與微觀結(jié)合，探討從位錯(cuò)、滑移、微裂紋、短裂紋、長(zhǎng)裂紋到斷裂的疲勞全過(guò)程 ，尋求壽命估算各階段統(tǒng)一的物理-力

36、學(xué)模型 。研究不同環(huán)境下的疲勞及其壽命估算方法。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。從設(shè)計(jì)內(nèi)容上看，設(shè)計(jì)貫穿了產(chǎn)品從孕育到消亡的整個(gè)生命周期，涵蓋了需求獲取、概念設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、營(yíng)銷(xiāo)設(shè)計(jì)及回收設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)活動(dòng)，并把實(shí)驗(yàn)、研究、設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、維修作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行規(guī)劃。過(guò)去，在理論上主要以力學(xué)為基礎(chǔ)，在實(shí)踐上主要以經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)現(xiàn)在，作為基礎(chǔ)的理論遠(yuǎn)不止力學(xué)，還有系統(tǒng)論、控制論、信息論、傳感理論、信號(hào)處理理論、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)等等，作為實(shí)踐的基礎(chǔ)遠(yuǎn)不止經(jīng)驗(yàn)，而且還涉及各有關(guān)的學(xué)科，同時(shí)，自身也在形成自己的學(xué)科體系制造理論、工藝?yán)碚摗?/p>

37、第四章 總結(jié)值得一提的是：上述各種方法并不是完全孤立的，各類(lèi)方法之間都存在一定程度上的聯(lián)系，如結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)方法中，劃分結(jié)構(gòu)模塊時(shí)就蘊(yùn)含有系統(tǒng)化思想，建立產(chǎn)品特征及設(shè)計(jì)方法知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)時(shí)，通常也需運(yùn)用系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)模塊化方法，此外，基于產(chǎn)品特征知識(shí)的設(shè)計(jì)同時(shí)又是方案智能化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之一。在機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)中，視能夠?qū)崿F(xiàn)特定功能的通用零件、部件或常用機(jī)構(gòu)為結(jié)構(gòu)模塊，并將其應(yīng)用到系統(tǒng)化設(shè)計(jì)有關(guān)層次的具體設(shè)計(jì)中，即將結(jié)構(gòu)模塊化方法融于系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法中，不僅可以保證設(shè)計(jì)的規(guī)范化，而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，降低設(shè)計(jì)成本。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，異地協(xié)同設(shè)計(jì)與制造，以及從用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的功能需求設(shè)

38、計(jì)加工裝配成品這一并行工程的實(shí)現(xiàn)成為可能。但是，達(dá)到這些目標(biāo)的重要前提條件之一，就是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)效果的三維可視化。為此，不僅三維圖形軟件、智能化設(shè)計(jì)軟件愈來(lái)愈多地應(yīng)用于產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及多媒體、超媒體工具也在產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)中初露鋒芒。目前，德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家正著力于研究超媒體技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)STEP，以及標(biāo)準(zhǔn)虛擬現(xiàn)實(shí)造型語(yǔ)言VRML(Intemet 上基于虛擬環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)交換格式)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)正朝著計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)、智能化設(shè)計(jì)和滿(mǎn)足異地協(xié)同設(shè)計(jì)制造需求的方向邁進(jìn)，由于產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法的研究起步較晚，目前還沒(méi)有成熟的、能夠達(dá)到上述目標(biāo)的方案設(shè)計(jì)工具軟件