現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法的幾點(diǎn)思考

徐 穎

德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東德州 253000

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，全球化不斷的加劇，在這種背景下企業(yè)的發(fā)展處于舉步維艱的地步。科技的進(jìn)步，市場對(duì)產(chǎn)品的要求也越來越高，消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量以及價(jià)格和后期服務(wù)質(zhì)量也越來越挑剔，因此企業(yè)開始轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方向。很長時(shí)間以來，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)沒有創(chuàng)新，還是按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，在設(shè)計(jì)概念、設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)修改、制造加工工藝等方面沒有創(chuàng)新，產(chǎn)品的質(zhì)量沒有保障，尤其實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，研發(fā)周期長，設(shè)計(jì)成本高等難題逐漸凸顯出來，因此就需要對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行革新，滿足現(xiàn)代化的市場。

1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法概述

根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，為了找到既能保障設(shè)計(jì)的質(zhì)量，還能減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期，避免設(shè)計(jì)的失誤，更好的滿足現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需求，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員開始了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的研究。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法具有動(dòng)態(tài)、科學(xué)的特點(diǎn)，它能把科學(xué)的設(shè)計(jì)方法都應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中。現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)計(jì)方法的實(shí)質(zhì)就是將科學(xué)的方法引入到機(jī)械設(shè)計(jì)中并得以應(yīng)用，現(xiàn)代設(shè)計(jì)有以下幾種方法，一是信息方法論，這是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化設(shè)計(jì)的前提；二是系統(tǒng)論方法；三是控制論方法；四是優(yōu)化論方法；另外還有是對(duì)應(yīng)論方法、智能論方法、壽命論方法、離散論方法、模糊論方法、突變論方法以及藝術(shù)論方法等。將現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中就成為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法，目前常用的有創(chuàng)造性設(shè)計(jì)法、優(yōu)化設(shè)計(jì)法、系統(tǒng)設(shè)計(jì)法、模糊設(shè)計(jì)法、動(dòng)態(tài)分析設(shè)計(jì)法、信號(hào)分析法等方法。

2 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法

2.1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的優(yōu)化

設(shè)計(jì)的優(yōu)化就是通過不同的方式進(jìn)行方式的優(yōu)化，在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，這樣的優(yōu)化是為了保證設(shè)計(jì)出的機(jī)械產(chǎn)品一方面具有外在的品質(zhì)保證，另一方面是保證產(chǎn)品的內(nèi)在的質(zhì)量。優(yōu)化設(shè)計(jì)一般分為兩種方式。

2.1.1 數(shù)學(xué)規(guī)劃實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)優(yōu)化

我們說的數(shù)學(xué)規(guī)劃法，就是把數(shù)學(xué)規(guī)劃的理論作為基礎(chǔ)，是一種嚴(yán)格意義上的優(yōu)化方法。這種算法對(duì)理論依據(jù)有很高的要求，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)流程的規(guī)格也有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)檫@種規(guī)劃方法在計(jì)算的過程中要進(jìn)行很多的迭代，并對(duì)數(shù)學(xué)模型要求高性態(tài)。所以這樣的優(yōu)化方式的適用范圍很小，適用于目標(biāo)明確，容易建立數(shù)學(xué)模型或者結(jié)構(gòu)不復(fù)雜的機(jī)械設(shè)計(jì)中。

2.1.2 人工智能實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)優(yōu)化

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)是我國人民創(chuàng)造型勞動(dòng)中的一種，機(jī)械設(shè)計(jì)的過程需要進(jìn)行以下四個(gè)步驟，任務(wù)的明確，設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)技術(shù)以及設(shè)計(jì)施工，并且每個(gè)環(huán)節(jié)都要及時(shí)地對(duì)建立的模型進(jìn)行仔細(xì)分析，對(duì)設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行修改與合理性評(píng)價(jià)。人工智能優(yōu)化設(shè)計(jì)活動(dòng)有下面兩種，一直對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)值的計(jì)算，內(nèi)容主要是大量的繪圖與計(jì)算分析；二是對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)以及推理，內(nèi)容主要是方案的提出，方案的優(yōu)化以及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等方面。因?yàn)樗伎己屯评硎沁@種優(yōu)化活動(dòng)的基礎(chǔ)，所以這就要求設(shè)計(jì)人員要有豐富的專業(yè)知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

作為機(jī)械設(shè)計(jì)重要的內(nèi)容，設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)以及推理設(shè)計(jì)的結(jié)果對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起著關(guān)鍵性的作用，在這種情況下使用人工智能技術(shù)能為設(shè)計(jì)中的非數(shù)值計(jì)算工作提供保障。

2.2 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的并行設(shè)計(jì)

我們說的機(jī)械設(shè)計(jì)的并行設(shè)計(jì)就是在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，通過應(yīng)用IT 技術(shù)中的CAM 或者CAD 技術(shù)，以集成或者并成的方式對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)出合適的生產(chǎn)步驟。這種設(shè)計(jì)方法要求機(jī)械設(shè)計(jì)人員，從設(shè)計(jì)的最初階段就要對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)過程，包括生產(chǎn)周期內(nèi)的設(shè)計(jì)，測試，工藝規(guī)劃以及配置進(jìn)行細(xì)致的考慮和規(guī)劃，將產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品的報(bào)廢等一切可能發(fā)生的問題進(jìn)行分析，最大限度地對(duì)用戶的需求進(jìn)行把握。根據(jù)設(shè)計(jì)的效果，通過對(duì)并行設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，能有效地保證產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的一次成功率，還能夠增強(qiáng)企業(yè)的自身管理以及提高資源的利用率，減少生產(chǎn)成本提高生產(chǎn)效益。

2.3 現(xiàn)代機(jī)械的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)

一般來說，所謂的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)，就是通過利用現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，將分布在不同地方的設(shè)計(jì)資源以及設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一，以協(xié)同工作中的機(jī)制以及平面支撐工具為基礎(chǔ)對(duì)信息進(jìn)行有效的管理，進(jìn)而完成對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)以及設(shè)計(jì)工作。隨著現(xiàn)代IT 技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代中的寬帶也得到了很大程度上的提高，所以利用現(xiàn)代化中多媒體實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸特性，一方面能夠?qū)C(jī)械設(shè)計(jì)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了解，另一方面還能建立起數(shù)據(jù)平臺(tái)，這個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)是以web 為基礎(chǔ)的，進(jìn)而解決web 中數(shù)據(jù)的修改、訪問以及傳輸工作，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，進(jìn)一步滿足現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)過程中的技術(shù)要求。

3 結(jié)論

目前，隨著現(xiàn)代微電子技術(shù)，信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展，這些技術(shù)不斷地向機(jī)械工程方向滲透。現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)不斷地和機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)相融合，尤其是現(xiàn)代IT 技術(shù)的發(fā)展大大改進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)的方法，使得現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法向集成化，網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的方向發(fā)展，在機(jī)械設(shè)計(jì)中引入現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，能夠使機(jī)械設(shè)計(jì)的周期大大地減少，同時(shí)還能提高機(jī)械產(chǎn)品的性能，有助于經(jīng)濟(jì)效益的提高。尤其是隨著現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法手段的進(jìn)步，新技術(shù)新方法不斷地出現(xiàn)，加上機(jī)械設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思維也隨著社會(huì)的進(jìn)步不斷地創(chuàng)新，對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行研究，真正地提高了產(chǎn)品的開發(fā)能力，機(jī)械設(shè)計(jì)的水平也有了很大的提升空間，增強(qiáng)了企業(yè)在市場中競爭力。

[1]劉亞明.談現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法及進(jìn)展.世界家苑 .2013，10.

[2]陳新.基于IT技術(shù)的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法.城市建設(shè)理論研究（電子版），2013(19).

[3]黃乾歡，柴睿，黃磊.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法初探.中國科技信息，2014(7).