现代机械设计方法支撑理论及相关问题研究.pdf

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1、第12卷第1期Vol_12，No．12O12年1月Jan．，2012现代机械设计方法支撑理论及相关问题研究王举群，王海伟(1_陕西科技大学机电工程学院，西安710021；2．西北工业大学机电学院，西安710072)摘要：对现代机械设计方法的产生和发展进行了综合论述，提出了现代设计方法的三个组成部分，总结了现代设计方法的三个基本特点，着重阐述了系统论、相似论和本体论对现代设计方法的支撑关系，并指出了目前现代设计方法研究中存在的主要问题，最后对现代设计方法发展的趋势进行了讨论。科关一键词：现代设计方法；系统论；相似论；本体论

2、T中图分类号：TH122文献标志码：A文章编号：1671—1807(2012)01—0157—06技∞现代设计方法的产生，具有社会、经济、科技、艺本技术工具，运用知识进行创造活动的方法。现代设和y术和需求观念发展的背景。从有历史记录开始，设计计方法作为完整的体系，主要由三部分组成，即设计产d理论的产生距今已有4500多年的历史口]。传统机械思想和理论、设计方法和技术以及设计工具和平台。设计方法是基于经验、半经验，类比，实体模型，静态，1．1现代设计思想与理论业经典数理力及其试验所构成的设计方法，经验性、单设计创意的产生，

3、产品概念的形成，关键来源于y调性、封闭性、技艺性是其基本特点，弱理论强经验是思想，设计过程是思维的过程，设计结果是思想的结其固有模式，设计进程是单一的串行模式，在思想理果。因此现代设计方法十分重视设计思想方法和思论方面没有成形的基础，其创新设计往往建立在经验维规律的研究。已经形成分析与综合、收敛与发散、和灵感的基础上。对应与联想、分解与组合、换元与移植、正向与反向等随着科技、经济、社会发展和人类文明的需要，竞一系列对立统一思维法则，以及智暴法、635法、陈列争、战争与防御的驱使，传统设计方法已不能适应时法、戈顿法、输入输

4、出法等科学组织的多种思想方代的要求，现代设计方法便应运而生。通常所指的现法。一代设计方法仅指概念设计阶段和技术设计阶段。半从抽象到具体、通用到专用的程度和研究与应用个多世纪以来，现代设计理论与方法的内涵和外延在的专业范围来看，现代设计理论大体上构成了三个层不断扩展，表现出广泛的学科交叉性。现代设计方法次：设计基础理论——由设计哲学，横向科学，认知科形成设计科学理论与方法体系，也只有十来年的历学，思维科学，方法学等构成的设计理论；设计专业基史一引。础理论——由数理科学，计算机科学，人文科学，艺术实践证明，不断研发、学习和运

5、用现代设计理论科学，管理科学等构成的设计理论；设计专业理与方法，是企业自主经营的首要环节，是企业生命不论——由机械科学，材料科学，工程科学，产品领域专可缺少的基本要素，是企业竞争、生存和发展壮大的业知识等构成的设计理论。必经之路。本文就设计对象——产品本身的设计进现代设计思想与理论正在形成现代设计方法的程而言，限定在概念设计、技术设计和施工设计三个有力支撑而广泛深入地发展。其中以通用性、普适性阶段的现代设计方法进行综合论述。和互补性强的本体论、相似论和系统论，正在构成一1现代设计方法的组成个完整的理论体系，表现出对现代设

6、计方法全面的基现代设计方法是对传统设计方法继承和发展的本支撑作用。结果，是以科学理论作为思想基础，以计算机作为基1．2现代设计方法与技术收稿日期：2011—10～11基金项目：陕西科技大学BJ10—25博士科研启动基金项目作者简介：王举群(1954一)，男，陕西西安人，陕西科技大学机电工程学院，高级工程师，博士，研究方向：现代设计理论与方法，系统科学理论。157科技和产业第12卷第1期从产品设计过程来看，完整的广义设计体系包括件则是以计算机软件工程、组织科学、管理科学以及产品规划、概念设计、技术设计、施工设计和服务设相关

7、专业知识构成的操作系统，设计标准规范，设计计，贯穿于产品全生命周期。从产品设计对象来看，组织运行模式，数据、信息和知识管理系统，虚拟仿真简单到普通零件，复杂到由机、电、磁、光、液、软件以技术，以及接口技术等。在实际运行中，硬、软件是结及仿生物等能量流、信息流和物质流高度耦合的极限合在一起实现工具和平台作用的。系统，涉及到产品的全部构成。随着现代设计方法的发展，设计工具与平台相应经初步归纳统计，已经研究和应用的现代设计方经历了三个发展阶段：CAX系统阶段，20世纪50年法约有5O种，如计算机辅助设计、概念设计、功能设代开始

8、产生单一的CAD、CAE、CAM，此后发展到计、原理设计、结构设计、材料设计、系统设计、优化设CAD／CAE／CAM集成系统；并行工程阶段，即DFX／计、可靠性设计、安全设计、价值工程设计、成本设计、PDM集成阶段，2O世纪80年代后期提出的并行工规模定制设计、标准化设计、系列化设计、模块化设程是对传统的产品设计和开