现代机械综合设计理论与方法及应用.doc

--------------------------校验:_____________-----------------------日期:_____________现代机械综合设计理论与方法及应用1、简要分析现代产品设计理论与方法的发展状况?现代设计技术是先进制造技术中的首要关键技术,它是现代科技发展和全球市场竞争的产物。设计理论是对产品原理和机理的科学总结。设计方法是使产品满足以及判断产品是否满足设计原则的依据。现代设计方法是基于设计理论形成的,因而更具科学性和逻辑性。但一些方法还有完善和发展的过程,所以现代设计方法还不能完全取代传统设计方法,一些行之有效的经验方法目前仍在广泛使用,它们仍是现代设计方法的重要组成。英国工业革命推进了资本主义的发展,后来,经济衰退了,教训之一是没有认识到设计工作是国民经济的命根所在。到了六十年代初,英国政府明确提出要改善产品设计,并以政策和财政来支持推广设计新技术。联邦德国工程师协会(VDI)曾于1963年召开了一次“关键在于设计”的会议。1983年出版了一本“设计作为科学”的文集。经过二十多年的努力,全体工程师协会成员共同合作,制订了一系列有关设计的指导性文件,如:技术产品的方案性设计、技术系统和产品方法学、产品设计入机工程学、工业产品模块化设计、精密***造型设计以及其它设计规范、设计目录和设计守则等。美国在第二次世界大战末期,为了加强对设计的指导,成立“工业设计委员会”。到1972年改为“设计委员会”。1985年美国科学基金会召开了设计理论和设计方法研究的目标和优化项目的讨论会,制订相应的政策以提高产品的竞争能力。美国机械工程师学会每年召开一次“设计自动化会议”,每次会议都有创新内容。对日本设计领域冲击最大的是美国关于自动设计和CAD的发展,他们很快地将机械设计过程看作是一个完整的系统,将设计看作是技术、经济、美学、人机学的一体化整体,并激励推广和采用新技术,从而大大提高了机械产品在国际市场的竞争力。近年来在国际上召开了一系列与设计有关的国际会议。如1980年在英国朴次茅斯召开的“设计研究会议”,1981年在意大利罗马召开的“国际工程设计会议”,1982年在英国伦敦召开的“设计政策会议”等等,发展到最近,每年开会一次。这些会议的议题是探讨设计的新理论和新方法。从具体内容米看,在工业发达国家,优化设计于六十年代开始研究并应用于产品设计,目前已广泛应用。如机械产品及系统的方案优化设计,机械动态性能的优化设计,热力系统优化设计等,在CAD方面,八十年代工业发达国家己约有75%的中小企业采用,大企业几乎毫无例外地采用,设计效率比人工设计提高了三到二十倍。到二十一世纪,估计制造和设计之间的联系手段——图纸将失去作用。人工智能和专家系统将逐步应用于CAD中。计算机集成制造系统(CIMS),从概念设计、计算分析、图形处理,NC技术到柔性加工设备,成为一个集成的整体。以超级微机为基础工作站得到迅猛发展。动态分析及计算机仿真技术用于设计。图形与非图形数据统一的工程数据库管理系统的实用化将逐渐得到解决。工程图样的自动输入将进一步发展和得到应用。工艺特征实体造型将进一步完善。设计软件将实现接口标准化、图形标准化、制造标准化和系统管理标准化。新一代CAD集成软件将出现。工业发达国家对设计方法学的研究日益重视和深入。原联邦德国在六十年代就开始研究,逐渐形成了他们自己的体系,其研究特点是强调设计的系统化和逻辑分析,要求按步骤有规律地进行设计。近年来还注意将设计方法学密切联系生产,如价值工程、模块化设计等,还加强设计方法学与CAD的结合。日本发展设计方法学的特点是密切将本国实际和消化引进国外技术相结合,强调引进技术的国产化。美国技术界较多地强调创造性设计。1985年9月美国国家科学基金会提出“设计理论和设计方法学研究的目标和优先项目”的报告作为几个重要学会的特殊联合文件,由ASME出版。该报告指美国产品的质量及竞争力落后于其它先进国家的原因在于:①缺少一个能指导设计过程的统一原则和方法体系;②缺乏有剑新思想并能把它们迅速转化为有竞争力产品的专门人才。认为设计方法学是设计师能够运用设计理论于工程设计的有关设计程序、工具和技术的集合。在报告中还拟定了设计理论与方法学的五个重要研究领域:①设计的定量方法和系统方法;②方案设计(概念设计)和创新;③智能系统和以知识为基础的系统;④信息、综合和管理:⑤设计的人类学接口问题,这次会议对美国设计理沦和方法学研究与实践是一个促进。我国机械设计的发展经历了一个曲折的过程。1958年以前,所谓设计,主要是照抄前苏联的图纸进行仿制。长期以来我国采用传统的“三段设计法”,即方案设计(初步设计)、技术设计、施工设计。其中起决定作用的方案设计通常是根据提出的设计任务的技术要求,找样本、专利、图纸