現代機械產品設計規劃及可視優化設計方法研究

嵇志剛

摘要：產品設計是產品開發過程最重要的一個環節，設計效果的好壞會直接影響產品的最終質量。先進而實用的設計理論方法對很好地完成產品設計工作有很大的促進作用，因而備受科研人員和企業界的重視。現代機械綜合設計理論方法在總結現有設計理論方法的基礎上，提出了應用產品設計規劃、功能優化設計、動態優化設計、智能優化設計、可視優化設計、設計質量檢驗等主要技術手段來對產品進行設計，以確保和提升產品的廣義質量（全部功能與性能）。綜合設計理論方法的提出避免了設計方法選擇的隨意性和不規范性，因而有著重要的意義。

關鍵詞：現代機械產品；設計規劃；可視優化設計；方法

1產品設計規劃的內涵

“規劃”一詞的意思是確定任務的發展方向以及具體的執行過程。大到整個人類、一個國家，小到一個家庭、一個人都在不斷進行著規劃工作，可以說“規劃決定著做事情的成敗”。眾所周知，我國在經濟和社會發展方面，每五年制定一個發展規劃，目前已制定完成第“十一”個五年計劃，五年發展規劃主要是為國家經濟及社會發展提出階段性的目標。企業在運營工程中也不斷進行著規劃，主要有企業發展規劃、人力資源規劃、企業資源規劃等，其內容主要是圍繞企業的整體或局部環節，制定目標及具體實現措施等。

1.1綜合設計法的應用策略

綜合設計法所涉及的具體技術和方法涵蓋了多個學科和多種技術手段，各方法之間也有很強的相關性，因此，如何將綜合設計法更有效的應用到產品設計中，是值得深入研究的一個問題。同時，有效的應用綜合設計法來提高產品的設計質量（廣義質量），也是綜合設計理論方法研究的最終目標。

設計平臺是一個支持復雜信息環境下工程設計、應用開發、應用集成和系統運行的軟件平臺，許多從事設計工作科研人員按照不同的需要創建了功能各異的軟件平臺，設計平臺對有效、快速實施相應的設計理念，提高產品的設計質量發起到了重要的支撐用。因此，按綜合設計法的相關理論，創建綜合設計法的設計集成平臺應該是應用該方法的一個重要手段。

界面層綜合設計法集成設計平臺是一個軟件平臺，為了便于用戶使用必須有一個友好的應用界面。目前，各種面向對象的語言，如VB、VC等都可以創建可視化的軟件界面。

應用層從綜合設計法的體系結構出發，進行設計平臺的應用層設計。通常包括產品設計規劃系統、功能優化設計系統、動態優化設計系統、智能優化設計系統、可視優化設計系統、設計質量評價系統的設計。

技術層技術層主要指為實現應用層所表述功能的各種技術。綜合設計法涵蓋了產品設計的各個環節，依托于現有的各種現代技術，這些技術方法可能跨越幾個學科。主要技術包括專家系統、知識工程、功能分析、動力學、優化設計、智能控制、CAD、CAE、PDM、模糊評判、數據庫、編程技術等。

2可視優化設計平臺構建策略

上一節是從可視優化設計理論完整性的角度研究了設計平臺的體系結構和功能模塊，可見創建功能完備的可視優化設計平臺要耗費大量的資金與人力。對于一個具體的企業，創建該設計平臺時應該慎重考慮，要按需創建。因此，對于一個生產特定產品族的企業，有必要研究“創建什么樣的可視優化設計平臺”的問題，這是一個策略性問題。

2.1創建設計平臺的影響因素

要創建適合于本企業、能為企業帶來效益的可視優化設計平臺，必須認真分析影響創建該平臺的各因素。

產品狀況產品狀況（即企業產品的具體特點）是創建可視優化設計平臺的最重要的影響因素。在前面章節中具體研究了可視優化設計法的應用原則，不同類別的機械產品在應用可視優化設計法的具體環節上會有很大的不同。對于一個生產特定產品的企業通常只需要選用6類可視化方法的幾類，因此，可以說產品的具體特點決定了企業所創建的可視優化設計平臺的繁簡。

資源狀況企業現有的資源也是創建可視優化設計平臺的一個重要影響因素。創建設計平臺時應盡可能利用現有產品設計過程中所用到的各種軟件及硬件，這樣可以大大節省創建設計平臺的投資。

人員狀況應用可視優化設計平臺進行產品設計時，要求產品設計者能夠掌握與可視優化設計相關的一些工程軟件。因此企業人員的設計水平和能力也影響著可視優化設計平臺的創建。

資金狀況可視優化設計平臺在常見的過程中需要購置大量的軟件及硬件，要支付平臺開發人員的勞務費用，也就是說需要大量的資金注入，因此企業的資金狀況也是影響設計平臺創建的一個重要因素。

2.2可視優化設計平臺構建策略

對于一個企業，在創建可視優化設計平臺時可遵循以下16字方針，分別是：“自我評價、追求效益、力求節約、分步實現”，這16字方針可以作為可視優化設計平臺的構建策略，在平臺的實際汗遏中起著重要的指導作用。

自我評價就是要對影響創建設計平臺的各因素進行分析，這是創建設計平臺過程中最關鍵的一個環節。企業只有充分的認識了自我才能創建出適合自身發展的可視優化設計平臺。

追求效益是企業創建設計平臺的根本宗旨，因此，要始終把效益放在首位。可以在自我評價的基礎上，明確企業的主要設計任務及難點是什么，進而決策出開發什么樣的可視優化設計平臺。

用最小的成本完成設計平臺的開發。具體策略是可以考慮將企業現有的軟、硬件按構建設計平臺的需要進行有效的集成，使應用的軟、硬件種類及數量最少。

分步實現分步實現也是創建可視優化設計平臺的重要策略，即企業可以按設計任務的需要，優先創建最重要的功能模塊。具體策略是通過分析將主功能對應的功能模塊按對本企業的重要度進行排序，進而做出合理的開發規劃。

3結語

本文主要研究了綜合設計法理論框架下的產品設計規劃和可視優化設計法，研究的重點是在總結相關研究成果基礎上分別建立各自的研究體系。設計理論方法研究對于提升產品質量有著重要意義，本文的研究雖然內容較多但還不夠充分和具體。在今后的工作中應該著重兩方面研究，一是繼續深入開展設計規劃和可視優化設計法的具體應用方法研究，二是對綜合設計法各環節進一步總結與提升，以便將綜合設計法整體推向企業，為企業提升產品設計質量服務。