计算机辅助机械产品设计.doc

机械产品设计中开发软件的表征与软件架构技术
从方案到实现的过程,由于图形处理技术的发展,已大大拓展了计算机辅助的领域与范围。可以全程实行计算机处理,这就需要软件(产品)开发。软件产品开发是和机械产品开发一样的过程,也就是存在着从需求到实现的设计过程—设计活动。不过其思维方式和表征方式有所不同。软件产品设计中的思维基本上是逻辑的,软件表征也就是逻辑的。其需求仍然是功能,但实现功能的构造是一个关于逻辑及其关系(关联)的架构方案。这样,软件设计的主要活动是解决问题的转化问题—翻译、映射等。也就是说,要将各种传统的表征(客观存在的、脑内的心理表征、脑外的文字图式表征等)转换为计算机语言的形式,在经过翻译、映射等转化传统形式的表征。所有这些表征也需要前期处理,就是利用各种人可以理解的模型来逐层转化、将复杂性分解、将表征形式变化,逐级从抽象向具体、从自然表征向计算机语言表征转换(翻译)。因此说,前期处理就是翻译、转换、模型化、逻辑描述、计算机语言描述等一系列的转换过程。尤其是将机械产品的各种表征数据化处理问题,以适应计算机内部的二进制数字化处理方式。
机械产品设计与软件产品设计
机械产品设计的软件化源于机械产品的设计,归于软件产品的设计。前面的章节提到,机械的发展解放了人类自身。人改进了机械,又发明了计算机,使机器具备了一定的智力功能。由代替人的肢体,发展到帮助人脑进行工作。这里需要强调两点。
机械产品设计是一门艺术,是一个过程。应用机械的基本原理、将基本机械零件巧妙的构造结合,获得具有指定功能的机械产品。设计方法因不同的设计人、不同类型的产品而有所不同。但其共性的规律是客观存在的,基本方法是共有的。这就是从抽象到具体、从发散到具体、从继承、继承创新结合到创新、从综合与分析交互进行到最终评价性能、做出决策。按照传统的观点,机械产品的设计步骤是市场调查、产品预测、方案设计、技术设计、施工设计、试生产样机、性能试验、方案的、技术和施工的设计改进、工业试验、继续改进等。使用了计算机之后,内容不变,方法却有极大不同。主要是设计次序相互渗透、交替结合,各个阶段没有明显的界限,每个工序都必须在正式进行以前,接受其它工序的限制条件,优化本阶段的工作,使最终的机电产品性能一次达到最优。这在传统设计中是根本不可能的。
软件产品设计也是一门艺术,也是一个过程。应用软件工程的基本原理、将基本的计算机语言功能巧妙的构造结合,获得具有指定功能的软件产品。设计方法因不同的设计人、不同类型的产品而有所不同。机械产品设计软件化,实际上是获得一个进行机械产品设计的软件产品。既然是产品,则有共性。从此可以类比出机械产品设计的软件产品的设计步骤。市场调查、方案设计、系统分析、软件模型、技术设计、程序编制、软件测试、软件维护、用户反馈、继续改进等。当然,软件产品的设计有其特点,它不是单一的技术,而是一个完整地解决方案。软件产品有自身特有的设计目的、设计过程(机械产品设计过程类比)、设计知识(涉及到的与计算机软硬件相关的知识)、设计方法(因人而异的一门艺术)、设计工具(计算机、绘图设备、显示器、计算机语言、编译软件(加工零部件的机床类比)、支撑软件(部件和标准件类比))等。进行机械产品设计的软件产品,更有其特点
,这便是机械产品设计的技术秘密问题。这使得进行机械产品设计的