探討現(xiàn)代機械設計方法

杜寶林

【摘要】對于現(xiàn)階段的社會發(fā)展而言，很多的事物都發(fā)生了較大的變化。現(xiàn)代機械設計方法要具備智能化、自動化、高效率、高水準等特點，既要滿足生產(chǎn)生活的需要，同時還要最大限度避免過去的一些固有問題。另一方面，隨著經(jīng)濟的不斷增長，社會對現(xiàn)代機械設計方法提出了更多的要求，所以，我們需要進一步優(yōu)化研究現(xiàn)代機械設計方法，從內(nèi)部和外部解決眾多的問題。本文介紹了現(xiàn)代機械設計的特點，及計算機輔助機械設計方法。

【關鍵詞】機械 計算機 設計 探索

機械設計是根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算，并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程，其目標是在各種限定的條件下設計出最好的機械，即做出優(yōu)化設計。隨著科技的進步，特別是計算機科學、系統(tǒng)科學的發(fā)展，機械設計水平發(fā)展得很快。多種設計技術和理論交叉融合，使得機械設計方法進一步拓展，設計手段也更加精確化和智能化。

1現(xiàn)代機械設計概述

1.1現(xiàn)代機械設計的內(nèi)涵

在20世紀60年代初期，人們將機械設計方案的過程分為不同的設計階段，如用戶體驗階段、設計方案階段、技術設計與工藝設計階段等。但是隨著科技的不斷發(fā)展，產(chǎn)品技術的發(fā)展不再單純依賴于設計者的思想靈感或經(jīng)驗技術，而是逐漸發(fā)展成為一門科學，并且是以知識為基礎，具有科學設計手段的現(xiàn)代機械設計技術。隨后，現(xiàn)代機械設計又引進了多種不同的設計方法理念，例如系統(tǒng)科學、信息科學、計算機技術等，這些都為我國的機械設計理念增色不少。

1.2現(xiàn)代機械設計的特點

現(xiàn)代機械設計種類繁多，其結構也越來越復雜。現(xiàn)代機械設計可以從實現(xiàn)功能的角度來考查，其中包括系統(tǒng)功能、傳統(tǒng)功能、執(zhí)行功能和操作功能等，這些功能都可以用來協(xié)助機械的運作，每一種功能都有其自身的特點。現(xiàn)代機械設計方法一般都是憑借計算機網(wǎng)絡或其他一些現(xiàn)代化機械設備，引進先進的現(xiàn)代化設計理念及方法，創(chuàng)造出具有現(xiàn)代化機械設計特點的作品。現(xiàn)代機械設計的主要工具也是計算機，如利用計算機計算、分析、繪圖等，可以大大提高現(xiàn)代機械設計的效率。

2現(xiàn)代機械設計方法

2.1現(xiàn)代機械設計的優(yōu)化

設計的優(yōu)化就是通過不同的方式進行方式的優(yōu)化，在機械設計的過程中對產(chǎn)品的結構以及性能進行優(yōu)化設計，這樣的優(yōu)化是為了保證設計出的機械產(chǎn)品一方而具有外在的品質(zhì)保證，另一方面是保證產(chǎn)品的內(nèi)在的質(zhì)量。優(yōu)化設計一般分為兩種方式。

2.1.1數(shù)學規(guī)劃實現(xiàn)的設計優(yōu)化

我們說的數(shù)學規(guī)劃法，就是把數(shù)學規(guī)劃的理論作為基礎，是一種嚴格意義上的優(yōu)化方法。這種算法對理論依據(jù)有很高的要求，同時對設計流程的規(guī)格也有著嚴格的標準。因為這種規(guī)劃方法在計算的過程中要進行很多的迭代，并對數(shù)學模型要求高性態(tài)。所以這樣的優(yōu)化方式的適用范圍很小，適用于目標明確，容易建立數(shù)學模型或者結構不復雜的機械設計中。

2.1.2人工智能實現(xiàn)的設計優(yōu)化

現(xiàn)代機械設計是我國人民創(chuàng)造型勞動中的一種，機械設計的過程需要進行以下四個步驟，任務的明確，設計方案，設計技術以及設計施工，并且每個環(huán)節(jié)都要及時地對建立的模型進行仔細分析，對設計的模型進行修改與合理性評價。人工智能優(yōu)化設計活動有下面兩種，一直對設計數(shù)值的計算，內(nèi)容主要是大量的繪圖與計算分析；二是對設計方案進行設計以及推理，內(nèi)容主要是方案的提出，方案的優(yōu)化以及設計結構等方面。因為思考和推理是這種優(yōu)化活動的基礎，所以這就要求設計人員要有豐富的專業(yè)知識和設計經(jīng)驗。

作為機械設計重要的內(nèi)容，設計方案的設計以及推理設計的結果對產(chǎn)品的質(zhì)量起養(yǎng)關鍵性的作用，在這種情況下使用人工智能技術能為設計中的非數(shù)值計算工作提供保障。

2.2現(xiàn)代機械設計的并行設計

我們說的機械設計的并行設計就是在對機械產(chǎn)品進行設計的時候，通過應用IT技術中的CAM或者CAD技術，以集成或者并成的方式對產(chǎn)品設計出合適的生產(chǎn)步驟。這種設計方法要求機械設計人員，從設計的最初階段就要對機械產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程，包括生產(chǎn)周期內(nèi)的設計，測試，工藝規(guī)劃以及配置進行細致的考慮和規(guī)劃，將產(chǎn)品的概念設計到產(chǎn)品的報廢等一切可能發(fā)生的問題進行分析，最大限度地對用戶的需求進行把握。根據(jù)設計的效果，通過對并行設計進行全面的評價，對產(chǎn)品的設計進行改進，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)代機械的網(wǎng)絡協(xié)同設計

一般來說，所謂的網(wǎng)絡協(xié)同設計，就是通過利用現(xiàn)代的網(wǎng)絡機制，將分布在不同地方的設計資源以及設計任務進行統(tǒng)一，以協(xié)同工作中的機制以及平而支撐工具為基礎對信息進行有效的管理，進而完成對機械產(chǎn)品的研發(fā)以及設計工作。隨著現(xiàn)代IT技術的不斷發(fā)展與成熟，網(wǎng)絡時代中的寬帶也得到了很大程度上的提高，所以利用現(xiàn)代化中多媒體實時數(shù)據(jù)的傳輸特性，一方面能夠?qū)C械設計中的相關數(shù)據(jù)進行了解，另一方面還能建立起數(shù)據(jù)平臺，這個數(shù)據(jù)平臺是以web為基礎的，進而解決web中數(shù)據(jù)的修改、訪問以及傳輸工作，從而進一步實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，進一步滿足現(xiàn)代機械設計過程中的技術要求。

結語

總之，我們在未來的工作中，首先要進一步分析市場需求、國家的發(fā)展方向，居民對機械設備的具體訴求，之后采用有效的方式進行系統(tǒng)優(yōu)化，保證現(xiàn)代機械設計方法可以長久地被應用，最后再應用到實際的生產(chǎn)和加工工作中。相信在日后的相關工作中，現(xiàn)代機械設計方法能夠取得更大的經(jīng)濟效益和社會效益。

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