现代先进设计技术与方法进展及综述new

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1、机械设计JOU瞄ALOFMACHI卜『EDESIGN25现代先进设计技术与方法进展及综述肖强。朱育权，王丽君(西安工业大学机电工程学院，陕西西安710032)摘要：主要介绍现代先进设计技术与方法的内容、方法．特点和发,ttO龟势，对主要的现代设计技术与方法进行了介绍．广大：r．tltR术人员应不断更新设计思维，采用现代设计技术与方法，真正提高产品的设计水平．关键词：现代设计；产品质量；设计方法现代工业的不断发展，人们对产品质量的要求逐步提高，传统的产品设计技术目前已远远不能满足产品的功能和市场的要求．而现代设计技术是以电子计算机为手段，以网络为基础，建立在现

2、代管理之上，运用工程设计的新理论、新方法，实现计算机结果最优化，设计过程高效化的设计技术，它是传统设计技术的延伸和发展，它使传统技术发生了质的飞跃．本文就近年来出现并不断发展的并行设计、优化设计、虚拟设计、绿色产品设计做一介绍．1并行设计(ConcurrentDesign)并行设计是并行工程在产品设计、开发活动中的重要体现，并行设计的中心思想是在产品开发的阶段就综合考虑产品生命周期中的各个活动的影响，如：工艺设计、装配设计和制造等，即将各种设计活动并行进行，以缩短产品开发周期，降低产品成本和提高产品质量。并行设计强调产品设计与后续活动的协调与并行．产品并行设

3、计过程中，分四个阶段进行设计和评价：产品概念设计及其评价、结构设计及其评价、详细设计及其评价、产品总体评价．(1)产品概念设计及其评价．对产品设计要求进行分级描述和表达．如设计实体的模型、性质、属性、实体之间的关系描述和设计约束的描述等。根据设计要求对产品进行功能建模，基于产品功能进行概念设计．(2)结构设计及其评价．将概念设计获得的最佳方案结构化，确定产品的总体结构形式以及零件、部件的主要形式、数量和相互间位置关系；选择材料，确定产品的主要结构尺寸，以获得产品的多种机构方案，并对各种结构方案的可制造性、可装配性和成本进行评价．(3)详细设计及其评价．根据结

4、构设计方案对零部件进行详细设计，零件由许多特征组合而成，进行特征设计的同时进行工艺设计。并对其可制造性进行评价，及其反馈信息，指导特征设计．最终实现特征、并行并行设计．(4)产品总体性能评价．该阶段由于产品信息较完善，对产品的功能、性能、可制造性和成本的采用价值工程方法进行总体评价，并提出反馈信息，指导产品的概念设计、总体机构设计和详细设计．2优化设计(OptimalDesign)优化设计按其类型可分为方案优化设计和参数优化设计。由于方案优化设计的目标很难用准确的数学方程描述，故一般用一些智能优化方法来实现，如专机系统等，而参数最优化设计是以数学规划为理论基

5、础。以电子计算机为工具，在充分考虑多种约束的前提下，寻求满足某项预定目标的最佳设计方案．常用的优化方法(1)直觉优化：。直觉优化又分为直觉选择性优化和直觉判断性优化．前者是设计者在设计过程中根据有限的几个方案，经过初步的分析设计计算，按照设计好的指标好坏选择其中最佳者的一种方法；后者社根据设计者的经验和直觉知识，不需计算而作出的一种判断．，(2)价值分析优化：它需要建立一个优化对象的价值表，列出各项指标的技术或经济价值，引入权重系数，计算各方案的各种指标的使用价值，统计各方案的总价值，其价值最大者为优化结果．(3)数值优化：数值优化是借助于一定的数学方法来求

6、最优方案的一种优化方法，现代优化技术大多以数值优化为特征．它一般适用于参数和设计指标有明确关系的优化问题中．(4)智能优化：它是随着人工智能技术的发展而发展起来的一种优化技术，最常见的有专家系统技术，它把设计中的一些公理性知识，经验和数据形成数据库，在一定的推理机制下，经过逻辑推理，形成设计参数与目标之间的一种最优匹配．它特别适合于方案设计或概念设计阶段．3虚拟设计(Virtualdesign)虚拟设计属于新兴的多学科技术，它是以虚拟技术现实技术为基础，以机械产品为对象的设计手段，对产品的概念设计，装配设计和人机工程学评价有益．借助此设计手段，设计人员可通过

7、多种传感器与多维的信息环境进行自然的交互，实现从定性到定量综合集成环境中得到感性和理性的认识，从而帮助深化概念与萌发创意．虚拟技术充分利用了模拟方针技术，它比现行的CAD系统具有更强的人机交互能力，设计人员可通过视觉、听觉、触觉及语音、手势等与设计的对象在虚拟的环境中进行直接的交互．虚拟技术为产品的刨意、变更及工艺优化：!垫彗望盐箜：!鲞望型提供了虚拟的三维环境，在产品设计过程中对产品进行虚拟的加工、装配和评价进而避免设计缺陷，缩短了开发周期，降低了开发和制造成本．虚拟技术系统接应用情况可分为增强的可视化系统和基于虚拟现实的CAD系统．增强的可视化系统利用现

8、有的CAD系统进行建模，通过对数据格式进行适当的转换