现代设计方法作业

现代设计方法的特点与趋势
摘要：现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。

本文论述了现代设计方法的主要内容和主要特点 .随着科学技术的飞速发展和人们对产品要求的提高 ,现代设计方法变得越来越重要 ,而且将会是各学科群之间相互交叉渗透的一门综合性学科。

【关键词】：现代设计方法特点趋势
引言
由于国际化市场的激烈竞争和用户对产品的功能、质量、价格、供货期、售后服务等要求越来越高，以及高新技术的飞速发展，以信息科学与微电子技术为代表的现代科学技术对制造业的渗透、改造和更新，使传统的制造技术演变成为一门涵盖从产品设计、制造、管理、销售到回收再生的全过程，跨多个学科且高度复杂化、集成化的先进制造技术。

柔性自动化，智能化，并行工程，虚拟制造，精密、微细加工等，是当今先进制造技术的发展趋势。

现代设计技术是现代制造技术的主体技术之一，也是先进制造技术的核心与灵魂，必将伴随着先进制造技术的发展，计算机和信息技术的进步，制造业生产模式的变革，竞争与合作的全球化，人们对生态环境、资源的关切和对产品品质多样化等方面的要求，而发生着深刻的变化。

一、现代设计方法的主要内容
现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。

以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。

现代设计方法有:并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计。

二、现代设计设计方法的特点
系统性：强调用系统工程处理技术系统问题。

设计时应分析各部分的有机关系，寻求多目标兼顾、系统整体最优。

同时考虑技术系统与外界的联系，即人—机—环境的大系统关系。

综合性：现代设计方法是建立在系统工程、创造工程基础上，综合运用信息论、优化论、相似论、模糊论、可靠性理论等自然科学理论和价值工程、决策论、预测论等社会科学
理论、同时采用集合、矩阵、图论等数学工具和电子计算机技术，总结设计规律，提供多种解决设计问题的科学途径。

计算机化：将计算机全面地引入设计。

通过设计者和计算机的密切配合，采用先进的设计方法，提高设计质量和速度。

计算机不仅用于设计计算和绘图，同时在信息贮存、评价决策、动态模拟、人工智能等方面将发挥更大作用。

三、现代设计方法的发展趋势
由于国际化市场的激烈竞争和用户对产品的功能、质量、价格、供货期、售后服务等要求越来越高，以及高新技术的飞速发展，以信息科学与微电子技术为代表的现代科学技术对制造业的渗透、改造和更新，使传统的制造技术演变成为一门涵盖从产品设计、制造、管理、销售到回收再生的全过程，跨多个学科且高度复杂化、集成化的先进制造技术。

柔性自动化，智能化，并行工程，虚拟制造，精密、微细加工等，是当今先进制造技术的发展趋势。

现代设计技术是现代制造技术的主体技术之一，也是先进制造技术的核心与灵魂，必将伴随着先进制造技术的发展，计算机和信息技术的进步，制造业生产模式的变革，竞争与合作的全球化，人们对生态环境、资源的关切和对产品品质多样化等方面的要求，而发生着深刻的变化。

现代设计技术的发展趋势，大致有以下几方面：
1．设计过程的数字化。

不仅要完善工程对象中确定性变量的数学描述和数学建模，而且更要研究非确定性变量，包括随机变量、随机过程、模糊变量（人的智能、经验、创造力、语言及政治、经济、人文等社会科学因素）等的数学描述和数学建模。

2．设计过程的自动化和智能化研究。

健全、研究、发展各种类型的数据库、方法库和知识库，及自动编程、自学习、自适应等高级商品化软件的研制，如研究设计知识、数据、信息的获取与处理技术、智能CAD人工神经网络专家系统的模型和应用软件等。

3．动态多变量优化和工程不确定模型优化、不可微模型优化及多目标优化等优化方法与程序的研究，并进一步发展到广义工程大系统的优化设计的研究。

4．网络化并行设计及协同设计技术、方法及软件的研究。

5．虚拟设计和仿真虚拟试验及快速成形技术的深入研究，是一种以计算机仿真为基础，集计算机图形学、智能技术、并行工程、人机工程、材料、成形工艺、光电传感技术和多媒体技术为一体的综合学科研究。

6．大力普及、推广与发展CAD技术的应用研究，其重点是研制开发功能强的商品化软件。

7．面向集成制造和分布式经营管理的设计方法、人员组织及规划的研究。

企业的成功中只有20%来自技术方面，不低于80%依赖于如何组织和设计生产过程。

这也是美国、日本大公司成功的一条经营之道。

近年来出现的并行工程、精益生产、灵捷制造、准时生产、质量功能配置等生产管理中的设计技术，应依据国情和市场的动态变化研究将这些技术贯彻到生产过程中。

8．微型机电系统的设计理论及设计方法和技术的研究，如智能计算、纳米技术、微型机器人系统及微型机械系统的设计计算。

9．面向生态环境的绿色设计理论与方法的研究，如绿色产品的设计、清洁化生产过程的设计、产品的可回收性设计等。

10．注重基础性设计理论及共性设计技术的深层次研究。

基础性设计技术，如动态设计、疲劳设计、防断裂设计、减摩和耐磨设计、防腐蚀性设计及运动学、动力学、传动技术、弹塑性理论等，是许多现代设计技术的知识源泉和数学建模的理论基础。

设计中的共性技术与方法，如数学描述、建模、仿真和优化及试验方法等，也是设计中的关键技术，它涉及到CAD、可靠性设计、安全性设计、模糊设计、绿色设计、反求工程、图像处理、专家系统、人工神经网络等信息和知识的获取、组织、传递及使用共享。

四、结论
我国近几年在这些方面也开展了广泛的研究，取得了许多瞩目的成就，其中有些项目的研究已接近或达到世界先进水平，但从总体情况看与工业发达国家相比尚有较大差距，为了尽快缩短差距，赶超世界先进水平，我们应依据国情，发挥社会主义制度的优势，统筹规划，加强现代设计技术的基础理论、共性的理论、方法、技术的研究，可以通过对产品动态特性、疲劳强度、可靠性、稳定性等的物理试验、仿真试验、市场信息和已有经验的获取以及数学建模、几何建模，知识表示与推理，优化方法等的研究，建立产品的静态和动态数据库，知识库、方法库。

数据和知识的获取以及现代科学技术与方法的运用也是现代设计重要的共性问题。

在加强设计基础技术与共性技术研究中应瞄准现代设计技术的前沿；应把研究的课题伸向工程，加强面向工程和产品设计中的关键技术的研究，并及时总结基础技术的研究成果，将其转化为现实的生产力。

应把对传统的设计理论、方法及技术的研究与创造新理论、方法和技术结合起来，积极推广新的设计技术与方法，扩大自主开发产品和CAD软件的质量与数量，提高其在国际市场中的竞争力，创造良好的经济效益和社会效益，使我国的现代设计技术尽快步入国际先进行列。

参考文献
[1] 梅顺齐，何雪明.现代设计方法[M].武汉：华中科技大学出版社，2009.
[2] 黄邦彦.现代设计方法基础[M].北京：中国人民大学出版社，2000.
[3] 王凤岐，张连洪，邵宏宇.现代设计方法[M].天津：天津大学出版社，2004.
[4] 钟志华，周彦伟.现代设计方法[M].武汉：武汉理工大学出版社，2001.
[5] 孙新民.现代设计方法应用教程[M].北京:人民邮电大学出版社，1999.
[6] 孙靖民.机械优化设计[M].北京：机械工业出版社，1990.
[7] 孙正国.优化设计及应用[M].2版.北京：人民交通出版社，2000.。