现代设计技术体系样本.doc

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1、现代设计技术0引言 现代设计技术是优异制造技术中首要关键技术，它是现代科技发展和全球市场竞争产物。产品设计是以社会需求为目标，在一定设计标准约束下，利用设计方法和手段发明出产品结构过程，图l所表示。 市场竞争需要和多种新方法、新技术、新工艺、新材料不停涌现，推进了设计方法和技术进步，产品设计从传统经验设计进入现代设计。1 现代设计内涵 1.1现代设计特征现代设计是传统设计深入、丰富和完善，而非独立于传统设计全新设计。即使现在对现代设计尚无确切定义，但可从以下特征来了解。 以计算机技术为关键 这是现代设计关键特征。计算机技术飞速发展对设计产生了巨大影响，表现为以下几方面： 设计手段更新 计算机技

2、术推进了设计手段从“手工”向“自动”转变。传统设计以图板、直尺、铅笔等作为工具，这种设计手段效率低、人工强度大。CAD技术出现和发展，甩掉图板“无纸设计”作为现代设计主流，显著提升了设计效率。 产品表示改变 计算机技术推进了产品表示从“二维”向“三维”转变。传统设计利用投影原理表示产品结构，这种二维表示数据单一，数据量少，不便于产品深入分析和制造。伴随CAD技术发展，三维“产品模型(Product Model)”越来越得到广泛应用。这种表示不仅包含反应产品形状和尺寸几何信息，还可包含分析、加工、材料、特征等数据，从而可直接用于分析和制造。 设计方法发展 促进了部分新设计方法出现，高性能计算机硬

3、件和优异软件技术是这些方法实施确保。部分优异设计方法如有限元分析、优化、模态分析等全部包含大量复杂计算，只有计算机技术发展才能推进这些方法进步和应用。新设计方法如并行设计、虚拟设计、计算机仿真等。 工作方法改变 计算机技术促进了设计方法从“串行”到“并行”改变。受设计手段限制，传统设计过程采取串行方法进行，即设计任务按时序从一个步骤传入下一步骤。伴随数据库技术和网络技术发展，并行设计正得到广泛应用。它要求设计小组(Team)同时地、并行地参与设计，并最大程度地交流信息，以缩短设计周期及有利于将多种新思想、新技术、新方法融入到产品设计中。 设计和制造一体化 存在于计算机内产品模型可直接进入CAP

4、P系统进行工艺计划和NC编程，进而加工代码可直接传入NC机床、加工中心进行加工。产品模型加强了设计和制造两个步骤连接，提升了产品开发效率。 管理水平提升 产品设计是一个复杂系统工程，设计过程中包含大量设计数据和设计行为管理。数据库技术发展改变了传统手工管理模式，多种MIS、PDM系统广泛应用大大提升了设计管理水平，确保了设计过程高效、协同和安全。 组织模式开放 网络技术发展加紧了数据通讯速度，缩短了企业之间距离。传统局限于企业内部封闭设计正在变为不受行政隶属关系约束、多企业共同参与异地设计。为完成一个设计任务形成虚拟企业或动态联盟将实现优势互补和资源共享，极大地提升设计效率和水平。 以设计理论

5、为指导 受科学技术发展水平限制，传统设计是以生产经验为基础，以利用力学和数学形成计算公式、经验公式、图表、手册等作为依据进行。伴随理论研究深入，很多工程现象不停升华和总结为揭示事物内在规律和本质理论，如摩擦学理论、模态分析理论、可靠性理论、疲惫理论、润滑理论等。现代设计方法是基于理论形成方法，利用这种方法指导设计可减小经验设计盲目性和随意性，提升设计主动性、科学性和正确性。所以，现代设计是以理论指导为主、经验为辅一个设计。1.2现代设计内涵经过对其特征分析，能够认为：“现代设计”就是以满足应市产品质量、性能、时间、成本价格综合效益最优为目标，以计算机辅助设计技术为主体，以知识为依靠，以多个科学

6、方法及技术为手段，研究、改善、发明产品活动过程所用到技术群体总称。既以市场需求为驱动，以知识获取为中心，以现代设计思想、方法为指导和现代技术手段为工具，考虑产品整个生命周期和人、机、环境相容性原因设计。1现代设计作为一个研究领域，包含范围极其广泛。既包含指导设计进程及逻辑规律设计方法学（属于思维方面），也包含能用来提升设计效率和设计质量多种单项技术（如CAD技术、有限元分析、可靠性设计等），同时还包含有高产品市场竞争优势技术（如商品化设计、工业造型技术、市场估计和分析技术等），贯穿其中很关键一点就是并行工程应用：产品设计开始就要同时考虑制造、使用及全生命周期各个原因，另外，对于一个任务，能够以

7、网络技术为基础组织不一样制造商（网上动态联盟）来共同完成。所以，2.现代设计只能综合了解为：计算机为工具，专业设计技术为基础，网络为效率，市场为导向一个综合设计理念，其实现没有固定模式。简单说，现代设计内涵就是以市场为驱动，以知识为依靠，以知识获取为中心，以产品全生命周期为对象，人、机、环境相容设计理念。2 现代设计技术体系 现代设计技术整个体系好比一棵大树，由基础技术、主体技术、支撑技术和应用技术四个层次组成。图22.1基础技术 指传统设计理论和方法，尤其是运动学、静力学和动力学、材料力学、结构力学、热力学、电磁学、工程数学基础原理和方法等方面。它不仅为现代设计技术提供了坚实理论基础，也是现

8、代设计技术发展源泉。现代设计技术也能够说是在传统设计技术基础上，以新形式和更丰富内涵发扬光大传统设计技术中优异内核和精华。图2现代设计技术体系和其它学关系2.2 主体技术现代设计技术诞生和发展和计算机技术发展息息相关、相辅相成。能够毫不夸张地说，没有计算机科学和计算机辅助技术(如计算机辅助设计、智能CAD(Intelligent CADICAD)、优化设计、有限元分析程序、模拟仿真、虚拟设计和工程数据库等)，便没有现代设计技术；其次，没有其它现代设计技术多个理论和方法，计算机技术应用也会大大受到限制，因为利用优化设计、可靠性设计、模糊设计等理论结构数学模型，来编制计算机应用程序，能够更广泛、更

9、深入地模拟人推理和思维，从而提升计算机“智力”。而计算机辅助设计技术正是以它对数值计算和对信息和知识独特处理能力，成为现代设计技术群体主干。2.3支撑技术 不管是设计对象描述，设计信息处理、加工、推理和映射及验证，全部离不开设计方法学、产品可信性设计技术及设计试验技术所提供多个理论和方法及手段支撑。设计方法学、可信性设计技术及试验设计技术所包含种种内容，可视为现代设计技术群体支撑技术。2.4应用技术 应用技术是针对实用目标处理各类具体产品设计领域技术。如机床、汽车、工程机械、精密机械现代设计内容，能够看作是现代设计技术派生出来丰富多彩具体技术群。现代设计技术在各类产品设计领域广泛应用，促进了产

10、品质量和性能提升。现代设计已扩展到产品计划、制造、营销、运行、回收等各个方面，除了必需传统设计理论和方法基础知识外，相关学科和技术，尤其是制造工艺、自动化技术、系统管理技术、材料知识和经验及广泛自然科学知识等也是十分必需。 值得一提是，现代设计技术体系框架划分只是相正确，而不是绝正确；主体技术、支撑技术、应用技术、基础技术之间并不存在截然界限。主体技术所包含计算机辅助设计相关技术本身往往就是应用技术。在特定情况下，一些支撑技术也能够成为主体技术，比如变载荷及随机干涉下零件疲惫设计和稳定性设计，这时疲惫设计、健壮设计就是对应情况下主体技术。有些设计支撑技术原来就是由传统强度、变形及失效理论“繁衍

11、”出来多个设计理论，如疲惫设计、防断裂设计、可靠性设计等，所以，这些设计支撑技术，也可看作基础技术。3 现代设计标准 设计标准是为设计产品应满足条件，也是对设计行为约束。受设计水平、观念、体制等限制，传统设计所考虑标准着眼于产品功效和技术范围，而设计影响贯穿产品整个生命周期，所以设计标准必需面向生命周期内各个阶段。现代设计标准是传统设计标准扩充和完善，二者并无本质区分。可归纳为以下几类。3.1 功效满足标准 产品设计目标是结构能够实现要求功效产品。假如产品不含有要求功效，设计就失去价值。所以满足功效是各类产品设计必需标准。3.2质量保障标准 确保质量是产品设计关键标准。产品质量关键由性能和可靠

12、性决定，所以这类标准关键包含： (1)性能指标。指产品各类技术指标，如机床加工精度、传动系统运动精度，电视机分辨率等。优异技术指标是实现高质量产品前提。 (2)可靠性。指产品在要求条件和要求时间内完成要求功效能力。产品只有可靠性能才有实用价值，所以性能发挥依靠于可靠性。 (3)强度标准。要求产品零件含有抵御整体断裂、塑性变形和一些表面损伤能力。 (4)刚度标准。要求外载作用下产品变形在要求弹性变形之内。 (5)稳定性。指产品在外载作用下能够恢复其平衡特征。 (6)抗磨损性。要求零件在要求时间内材料磨损量在要求值以内。 (7)抗腐蚀性。要求产品在恶劣环境下不被周围介质侵蚀特征。 (8)抗蠕变性。

13、要求高温环境工作产品不发生蠕变或蠕变变形在要求值以内。 (9)动态特征。指在动载荷作用下产品含有良好抗振特征，以确保产品平稳和低噪声运行。 (10)平衡特征。指旋转产品含有良好静平衡和动平衡特征。 (11)热特征。确保产品含有要求温度大小、温度分布和热流状态，和热应力、热变形在要求值以内。3.3 工艺优良标准 指设计能够且轻易经过生产过程实现，它包含： (1)可制造性。指利用现有设备能够制造出满足精度等要求零件，且制造成本低，效率高。 (2)可装配性。指零件能够装配成满足装配精度要求部件和整机，且装配成本低、效率高。 (3)可测试性。指产品能够且轻易经过合适方进行相关测试，以评定设计、制造和装

14、配。3.4 经济合理标准 要求产品含有较低开发成本和使用费用。3.5 社会使用标准 考虑产品投放市场后表现行为，包含： (1)环境友好性。确保产品产生尽可能少废水、废气、噪声、射线等，符合环境保护法规，对生态环境破坏最小。环境友好性是可连续发展战略在设计中关键表现。 (2)环境适应性。适应使用环境湿度、温度、载荷、震动等特殊条件。 (3)人机友好性。满足使用者生理、心理等方面要求，使产品外形美观，色彩宜人，操作简单、方便、舒适。 (4)可维修性。使产品能够且易于维修，维修停机时间、费用、复杂性、人员要求和差错尽可能最小。 (5)安全性。确保不对人生命财产造成破坏。 (6)可安装性。确保产品使用

15、前安装轻易、可靠，且安装费用最小。 (7)可拆卸性。考虑产品材料回收和零组件重新使用。 (8)可回收性。考虑产品报废及回收方法。 上面分类介绍了多种标准，有些归类并不十分严格。设计时应依据产品特点选择部分标准，而在选择标准中又分关键和次要标准。依据所选关键标准不一样，现在已形成很多针对性设计方法，如面向制造和装配设计(DFMA)、面向环境设计(DFE)；面向拆卸设计(DFD)等。4 现代设计理论、方法和技术设计理论是对产品原理和机理科学总结。设计方法是使产品满足和判定产品是否满足设计标准依据。现代设计方法是基于设计理论形成，所以更具科学性和逻辑性。但部分方法还有完善和发展过程，所以现代设计方法

16、还不能完全替换传统设计方法，部分行之有效经验方法现在仍在广泛使用，它们仍是现代设计方法关键组成。4.1 现代设计法内容和范围 现代设计方法实质上是科学方法论在设计中应用。概括为十一论：突变论、信息论、智能论、系统论、优化论、对应论、功效论、控制论、离散论、模糊论、艺术论。这些论和广义设计(有目标意识活动)直接相关，有已形成单一学科，有正在形成。 突变论方法 突变发明是现代设计基石。如发明性设计。关键应用于定性方案决议、系统设计；智能论方法 发挥智能载体潜力，是现代设计关键。如 10 计算机辅助计算：仅借助计算机替换人初级智能；20 CAD： 30 CAE： 40 智能机器化方法：即指高级人工智

17、能，如机器人、教授系统等。 应用于能替换人智力一切场所。 信息论方法 设计信息分析是现代设计依据。如： 10 估计技术法：用历史性趋向及参数，估计现需和未来动向和参数； 20 方差分析法：对一系列已知数据原因，进行参数估量和识别检验； 30 信息合成法：将多种不一样信息合成为所需广义系统，如人工合成细胞、图形等。关键用于经过历史性或试验性数据进行估计和信号分析及可行性论证。 系统论方法 系统分析是现代设计前提。常见： 10 系统分析法：把任何系统、功效、元件均看做系统，加以分析，进行输入一输出关系描述，得到合理系统和功效； 20 逻辑分析法：利用逻辑数学从各系统之间相互关联和制约关系，设计出优

18、化系统； 30 模式识别法：把已经有若干模式系统样本，进行模式确实定； 关键用于总体方案和系统设计及可行性论证。 控制论方法 动态分析是现代设计深化。常见： 10 动态分析法：利用传输函数和状态方程，研究输人情号和输出功效之间定性定量关系，以取得最好动态特征指标； 20 振荡分析法：对振型模态进行识别，以利用振动或消除振动及噪音(广义)； 30 柔性设计法：把刚性系统按实际弹性系统进行设计计算； 40 动态优化法：关键是研究大系统优化和最好动态数学模型；通常见于系统确定后动态指标定性分析和定量校正。优化论方法 广义优化是现代设计宗旨。常见： 10 优化设计法：包含多种优化值搜索方法，如线性计划

19、、非线性计划、动态计划、整数计划、几何计划、多目标优化、试验优化、经验优化、方案优化、模糊优化等；20 优化控制法：关键是动态优化、最优控制等。可用于方案设计和参数设计。 对应论方法 相同模拟是现代设计捷径。常见： 10 相同设计法：似同类参考物为依据求出设计对象和参考对象间数学关系； 20 模拟分析法：以异类参考物为依据，设计系统结构和求得参数； 30 仿真技术：用电子数字计算机及仿真语言模拟复杂系统和过程，求得解析法不能取得参数；40 仿生技术：模拟生物特殊功效为设计服务。关键用于已经有参考，模型构思和定量计算。 功效论方法 功效实现是现代设计目标。有限寿命是自然和社会基础客观现实，所以设

20、计时应确保有限使用期限内设计对象 经济有效功效，其方法有功效分析设计法、可靠性分析估计、可靠性设计及功效价值工程等。关键应用于方案设计和功效价值、功效安全可靠性定量分析； 离散论方法 离散分析是现代设计细解。事物尤其是复杂广义系统由离散体组成，是自然和社会另一个基础客观现象，所以，用离散化方法近似确定参数是肯定可靠，其方法有有限单元法、边界元法、离散优化、子模态分析法及其它利用离散数学技术方法等。关键用于近似细解精细设计。 模糊论方法 模糊定量是现代设计发展。事物模糊性是一个大量客观存在，所以利用模糊分桥量度方法(避开正确数学方法)是必需，其方法现在关键利用隶属函数论域法，能够进行模糊分析、模

21、糊评价、模糊控制和模糊设计等利用。关键用于模糊性参数确定和方案综合评价； 艺术论方法 悦心宜人是现代设计美感。任何设计全部尽可能把设计对象形成一件艺术品，是设计关键观念，现代艺术论不仅如此，还要采取技术美学，计算机造型、模糊艺术等处理方法。关键用于使设计达成悦心宜人功效；4.2 现在所指现代设计技术1）现代设计方法学 (1)系统设计 (2)价值工程 (3)功效设计 (4)并行设计 (5)模块化设计 (6)质量功效配置 (7) 反求设计 (8)绿色设计 (9)模糊设计 (10)面向对象设计 (11)工业造型设计2）计算机辅助设计技术(1) 有限元法 （2）优化设计 （3）计算机辅助设计 （4）模

22、拟仿真和虚拟设计（5）智能计算机辅助设计 （6）工程数据库3）可信性设计（可信性设计技术可看作广义可靠性设计内容扩展）(1) 可靠性设计 （2）安全设计 （3）动态设计 （4）防断裂设计（5）抗疲惫设计 （6）减摩耐磨设计（7）防腐蚀设计 （8）健壮设计（9）耐环境设计 （10）维修设计和维修保障设计 （11）测试性设计 （12）人机工程设计5 现代设计手段 设计手段是人设计思想借以实现工具和技术。计算机技术、软件技术和数据库技术发展对设计手段起到了变革性作用，以计算机为工作平台设计工具正在广泛替换传统图板，计算机辅助设计正在成为现代设计关键手段，它使设计效率、设计水平和设计质量得到全方面提升

23、。计算机辅助设计包含以下内容。6 现代设计技术特点 由现代设计技术涵义及其体系可见，它含有以下一系列特点。6.1设计理论和方法延伸、思维改变及设计范围扩展现代设计技术是传统设计理论和方法继承、延伸和扩展。静态设计原理向动态延伸；经验、类比设计方法向正确、优化方法延伸；确定设计模型向随机模糊延伸，单维思维模式向多维思维模式延伸；而且设计范围在不停扩大。传统设计通常只限于方案设计、技术设计(总体 设计和工艺设计)，如优异制造技术中面向制造设计(Design For ManufacturingDFM)，面向装配设计(Design For AssemblyDFA)及面向X设计(Design For “

24、X”DFX)，并行设计(Concurrent DesignCD)、虚拟设计、绿色设计(Green DesignGD)、模糊设计、维修性设计(Mainterinability DesignMD)、健壮设计等，便是工程设计范围扩大集中表现。现代设计能够说是设计师、制造工程师、管理营销人员和工人、财会人员、专利律师等通力合作、集体智慧结晶。6.2多个设计技术、理论和方法交叉和综合 计算机技术和信息科学对机械产品渗透、改造和应用，使产品结构、功效产生很大 改变，现代机械产品正朝着机电一体化，物质、能量、信息一体化，集成化，模块化方向发展。数控机床及数控装置、加工中心、工业机器人等经典机电一体化产品，不

25、仅含有传统意义上物质和能量转换功效，而且含有自动检测、自动数据处理(运算、判定、存放、记忆)、自动显示、自动控制、故障诊疗和自动保护及维护性、可回收性等功效，从而对产品质量、可靠性、稳定性、稳健性及效益等均提出更为严格要求。所以，现代设计技术必需是多学科融合交叉，多个设计理论、设计方法、设计手段综合利用，以系统、集成设计概念设计出符合时代特征和科技发展趋势产品及整体综合效益最好产品。 6.3设计手段正确化、计算机化、自动化和虚拟化 (1)正确化 在传统设计中，面对载荷、应力、环境等原因复杂化，通常以某种条件性假设建立所谓稳定、理想载荷(集中或匀布)和应力(名义、平均)模型，它和实际情况有差异很

26、多原因，则以安全系数和一系列载荷系数、应力系数及其它影响系数等加以考虑，这往往使计算结果误差较大。现代设计技术能够采取概率设计(可靠性设计)描述载荷应力、环境条件等随机原因分布规律，133，经过有限元法、动态分析、疲惫设计、防断裂设计、健壮设计、耐环境设计等分析工具和建模手段，正确模拟系统真实情况，从而得到比较符合实际工况真实解，提升了设计正确化程度。 (2)计算机化 计算机化标志是计算机在工程设计中得到广泛应用，并逐步替换传统手工设计。硬件功效日益增强，计算机在设计中应用已从计算机辅助分析计算和辅助绘图，发展到优化设计、并行设计、三维特征建模、设计过程管理、面向制造和面向装配设计制造一体化，

27、形成了CAD、CAPP、CAM集成化、网络化，并逐步向设计智能化、模拟仿真和虚拟设计、国际互联网络条件下进行计算机辅助设计过渡。计算机辅助设计技术，尤其是工程数据库和网络技术广泛应用，加速了实现计算机集成制造系统（CIMS)和全球化制造进程。(3)自动化 设计自动化含义、内容和范围现在尚无确切定论，但它一直是设计领域追求目标。（4）虚拟化 设计手段虚拟化(或拟实化)，是以虚拟现实系统软件在计算机上实现仿真、实现虚拟现实三维建模，包含几何建模、运动建模、物理建模、对象特征建模及模型切分等，使设计者能在虚拟设计环境下看到设计内容，如设计对象形状、外表、物体移动、旋转和各部分是否干涉和碰撞，和对象质

28、量、重量、惯性、表面特征(光滑和粗糙)、硬度、结构形式等改变模式，从而实现设计可视化，快速显示设计内容，灵活而方便地修改设计，同时因为虚拟制造技术，和快速原形技术出现，使设计者在零件被制造之前就看到了它加工后形状并感觉到它。这些虚拟技术和手段利用，大大提升了设计效果和质量。6.4并行化、最优化和智能化设计过程 现代设计技术中并行设计、优化设计及智能化设计(如智能CAD，教授系统(ES)等)均是现代设计技术中关键设计技术，是设计开发新产品过程不可缺乏方法和技术手段。 (1)并行设计过程 并行设计(Concurrent Design)有时又称为并行工程(Concurrent Engineering

29、)。这是一个综合工程设计、制造、管理、经营思想、方法和工作模式。并行工程技术能够在一个工厂、一个企业(包含跨地域、跨行业大型企业及跨国企业)以通信管理方法在计算机软、硬件环境下实现。其关键是产品设计阶段就考虑到产品生命周期(从概念形成到产品报废)中全部原因(包含设计、分析、制造、装配、检验、维护、质量、成本、进度和用户需求等)，强调多学科小组、各相关部门协同工作，强调对产品设计及其相关过程(制造过程和支持过程)进行并行地、集成地、一体化地进行设计，使产品开发一次成功，缩短产品开发周期，提升产品质量。这是一项包含人机集成和系统功效集成多目标多层次、整体优化集成，需要用到很多现代技术和方法，如建模

30、和仿真技术、优化方法和技术、系统和集成技术、信息管理技术、教授系统和模糊技术、CAPP技术、全方面质量管理和控制技术、决议支持及评价系统、价值工程及其估计技术、分布式并行处理智能协同求解技术等。其关键技术是建模和仿真技术、信息系统及其管理技术、决议支持及评价系统等。美国于80年代末首先在福特、通用和克莱斯勒三大汽车企业组织实施并行工程技术，取得了显著经济效益。中国多年来在部分大型企业中也开始部分实施并行工程技术，这项技术是提升中国企业水平，参与全球化竞争一个关键发展方向。(2)全过程优化设计 现代设计技术中通常性优化设计方法及其应用已日趋成熟，一般连续变量优化设计、混合离散变量优化设计，已发展

31、到随机变量优化设计(可靠性优化设计)、模糊变量优化设计，单目标优化设计已发展到多目标优化设计。仅将优化设计范围局限于优化方法及其应用程序编制上已不能适应工程技术发展需要。广义工程优化设计：应是优化设计关键发展方向，其内容关键包含工程优化设计问题自动建模技术、优化设计问题前处理和后处理、优化设计结果评价等。另外，基于优化设计和制造分级分解优化也是现在关键研究内容。上述优化方向实现，肯定包含到人工智能、信息技术、控制技术等多个方法、多个技术、多个软件系统综合利用。(3)人机结合智能化设计过程 产品设计是一个发明性思维、推理和决议过程，CAD技术在产品设计中成功应用，引发设计领域产生了深刻变革，由人

32、完成设计过程，已转变为由人机亲密结合共同完成设计过程智力和智能活动。如人工智能原理和教授系统(包含一般教授系统和模糊教授系统)技术应用于CAD产生了智能CAD(ICAD)系统，实现了对设计过程基于符号性知识模型和符号处理推理工作，用于完成概念设计相关内容。能够说智能CAD系统是模拟人脑对知识处理，并拓展了人在设计过程中智能活动。6.5 面向产品寿命周期全过程可信性设计 伴随科学技术发展和日益增加社会需求，产品类型、规格及性能快速地发生改变，产品寿命周期越来越短。大家对产品质量要求含义也在不停改变，不仅要满足功效要求，对可信性、安全性、可靠性、合理寿命、方便使用和维护保养条件和方法也提出了更高要

33、求，并要符合相关标准、法律和生态环境要求及满足用户非物质功效要求等等。为落实这些标准和要求，需要设计、制造、管理、维护、使用等一系列步骤有严格技术方法加以确保，其中最关键是设计、制造水平，因为产品质量是设计和制造出来，而不是检验出来。所以，现代设计技术关键内容之一就是面向产品寿命周期全过程进行可信性设计，以满足市场和用户对产品质量要求。针对不一样产品和各个设计阶段拟采取其中一些适宜、有效可信性设计技术和方法，以处理设计中各个具体和总体要求，把产品设计从经验、类比、静态传统设计提升到全方位获取信息，并结合利用其它现代设计理论、方法和手段、进行动态、多变量全过程可信性优化设计。6.6多个设计试验技

34、术综合利用 为了有效地验证设计目标是否达成和检验设计过程、制造过程技术方法，全方面把握产品质量信息，做到万元一失，在设计全过程中对产品进行必需、针对性试验是不可忽略和超越。在产品设计过程中，大家依据不一样产品特点和需要，经过物理模型试验、动态试验、可靠性试验、产品环境保护性能试验和控制等，获取对应产品参数和数据，为评定设计方案优劣和多个方案比较提供一定依据，也为开发新产品提供有益基础数据。 因为计算机、信息科学发展和渗透，在优异制造技术推进下，现代设计试验技术概念和范围已发生了改变和延伸。大家不仅需要针对具体模型进行物理性试验，还能够借助强大功效计算机软、硬件条件，在建立一系列数学模型基础上对

35、产品进行数字仿真试验和更高级虚拟现实试验，实现在计算机或机算机网络系统上模拟产品运行情况、估计产品性能；亦可利用快速成形技术，直接将CAD数据在计算机控制下，将材料快速成形为三维实体模型，该模型可直接用于设计外观评审或装配试验，或将模型转化为工程材料制成功效零件进行性能测试，方便确定和改善设计。综上叙述也能够说，现代设计技术是以传统设计理论和方法为基础，以计算机广泛应用为标志，含有信息时代特征一个设计技术。工业发达国家和优异企业成功大量事例表明，现代设计技术推广应用所取得技术、经济和社会效益，集中表现在大大提升产品质量，缩短设计周期，降低成本，而且有效地节省资源，保护生态，发明人类连续发展友好

36、环境。7现代设计发展趋势展望 展望现代设计技术发展趋势，大致有以下几方面：1)设计过程数字化不仅要完善工程对象中确定性变量数学描述和数学建模，而且更要研究非确定性变量，包含随机变量、随机过程、模糊变量(人智能、经验、发明力、语言及政治、经济、人文等社会科学原因)等数学描述和数学建模。2)设计过程自动化和智能化研究健全、研究、发展多种类型数据库、方法库和知识库，及自动编程、自学习、自适应等高级商品化软件研制，如研究设计知识、数据信息获取和处理技术、智能CAD人工神经网络教授系统模型和应用软件等。 3)动态多变量优化和工程不确定模型优化(模糊优化)、不可微模型优化及多目标优化等优化方法和程序研究，

37、并深入发展到广义工程大系统优化设计研究。 4)网络化并行设计及协同设计技术、方法及软件研究。 5)虚拟设计和仿真虚拟试验及快速成形技术深入研究，是一个以计算机仿真为基础，集计算机图形学、智能技术、并行工程、人机工程、材料、成形工艺、光电传感技术和多媒体技术为一体综合学科研究。6)大力普及、推广和发展CAD技术应用研究，其关键是研制开发功效强商品化软件。 7)面向集成制造和分布式经营管理设计方法、人员组织及计划研究。 8)微型机电系统设计理论及设计方法和技术研究，如智能计算、纳米技术、微型机器人系统及微型机械系统设计计算。 9)面向生态环境绿色设计理论和方法研究，如绿色产品设计、清洁化生产过程设计、产品可回收性设计等。 10)重视基础性设计理论及共性设计技术深层次研究。基础性设计技术，如动态设计、疲惫设计、防断裂设计、减摩和耐磨设计、防腐蚀性设计及运动学、动力学、传动技术、弹塑性理论等，是很多现代设计技术知识源泉和数学建模理论基础。