计算机辅助机械产品设计

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1、4．8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

2、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。4.8.1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

3、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。

4、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、

5、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1（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软件产品的开发受到了极大的限制。机械产品设计软件化的目的是为了提高机械产品设计的水平，提高设计效率，降低劳动强度，降

6、低设计成本和生产成本，缩短设计周期，实现优化设计与个性化设计。需要两种艺术的创造性结合。机械产品设计软件化涉及到的知识经验，可和机械产品设计中涉及到的知识进行类比。以便尽快获得创新的动力源。作为产品应有工程管理的知识、设计的知识、加工生产的知识、安装调试的知识等。设计的知识主要包括，机械产品设计的全部知识和经验（机械专业的科目），软件分析与建模的知识与经验（计算机概论、计算机硬件基础等、计算机操作基础(DOSWINDOWS)、计算机语言基础（VB、VC++等）、系统分析、数据抽象与数据结构等、编译原理等、软件工程基础、计算方法等等）。加工生产的知识主要包括，编译工具、计

7、算机语言和支撑平台。如果利用机械产品设计的观点来学习软件产品设计会大有郫益。软件产品的设计是整个一个过程，涉及到诸多的知识、方法、技术、人力、财力、管理等，最主要的是创造性。创造性通过软件建模体现出来。这个过程可以从简单机械零件的设计编程到整机的软件产品设计中获得，最终应获得机械产品设计的软件化的思想和方法。软件产品的规模可大可小，可以单人开发用于自己的专业应用，可以多人开发用于某个特定目标，可以集团开发用于某个系列产品或市场销售。4.8.2软件开发的基本概念所谓基本概念，是指软件产品设计过程中用到的最基础的知识单元。用这些基