汽车设计的多学科设计优化方法探究

赵阳　金星

摘 要：当前我国对于多学科优化设计的系统研究还处于初步阶段，然而随着社会经济的飞速发展，在提升产品的质量以及设计效率方面取得的成就非常突出。就设计部门而言，如何设计一款既能有效保障汽车性能，又能合理控制制造成本的汽车，对于汽车行业在市场经济发展当中的地位尤为重要。文章针对汽车设计的多学科设计优化方案进行了系统研究，提出一些意见仅供大家参考。

关键词：汽车设计；多学科设计；优化；系统工程；工程设计

对于汽车设计来说，其是一项极为复杂的系统性工程，通常要涉及多个学科的系统化研究，同时还要对比以往的常规设计方案，从中找出缺陷并进行有效改进，这样才能更好的推进整个汽车行业的可持续发展。所以逐步强化对汽车设计的多学科设计优化研究，充分运用先进的设计方案与技术，进而提升其设计水平，促进整个行业的发展。

1 多学科设计优化方式简介

1.1 多学科设计优化概念简述

多学科设计优化方案，通常需要在系统化的角度，针对汽车设计这一复杂工程及其相关的子系统进行整体化研究，从而设计出最为理想的汽车设计方案。其必须充分考量各个学科之间的交叉影响，探究出系统工程当中各个子系统之间的协同机制，并加以应用，这是一种全新的工程设计理念，必须引起设计者的高度重视。

1.2 多学科设计优化的研究方向及其相关内容

现如今我国对于汽车行业多学科设计优化方案的探究大多集中于，科学高效的多学科设计优化方案、系统之间的分析论证、软件集成化与智能化研究以及高性能化的分布式计算系统等。当然，在这些研究内容当中，多学科设计优化方案是广大设计者最感兴趣的，其对整个汽车行业的发展尤为重要，可以有效促进汽车行业的可持续发展。

2 汽车设计中多学科设计优化方案应用的重要性分析

2.1 多学科设计优化

汽车设计的多学科设计优化，能够将各个学科之间的应用研究以及工程系统当中的相互作用进行综合性考量，从而使它们互相协同，为设计出一项综合的、复杂的系统设计方法创造条件。同时，这种研究思路还可以拓展至与其联系紧密的子系统当中，使其与主系统能够良好的协作。多学科设计优化方案大多运用到汽车行业当中，其较为充分的运用空间探究出一系列科学高效的设计理念，从而使空间能够得到最大化利用。与此同时，一套优良的设计理念能够在缩减设计时间的基础之上，提升设计效果，提升设计效益，使资源达到科学高效的应用。

2.2 多学科优化设计的标准化分类

对于多学科优化设计方案而言，通常可以划分为方案设计、模型设计、图纸绘制三个方面。设计者必须拥有非常充实的知识储备，在设计的进程当中，要能够合理的运用建筑学与经济学的相关理论，在一定程度上还要能够准确计量、灵活运用相关知识与技术。就这一方面而言，对于设计者的要求普遍较高，需要设计者的充分重视。

2.3 多学科优化设计的缺陷

就当前多学科优化设计的研究现状而言，它的实际应用还处于初步探究阶段，各个学科的学科交流还不够充分，从而导致设计者在设计方案时经常出现断档现象，这对于提升工作效率极为不利，因为它会耗费大量的人力、财力以及时间。

3 汽车多学科设计优化整体分析

3.1 汽车子系统探究

通过对汽车各个子系统的研究可以发现，其如同错综复杂的网络系统结构一样，需要设计者改良以往的整体性优化方案，积极的运用分布式网络理念进行系统优化。同时还要能够在总体系统探究的基础之上，对系统进行细化，使一些较为空洞复杂的设计系统细化成很多比较简单易懂的子问题，然后再利用各个学科之间研究理念较为成熟的技术对其进行论证。这样就能在最大程度上保障那些较为独立的子问题之间的协调性，并对其进行优化整合，进而提升设计质量。

例如，可以将汽车系统设计划分为推进动力、空气动力学、结构探究、燃油经济性、成本与投资收益率等几个学科。由设计者对各个学科所涉及到的问题进行分析论证，使其构成一个较为完整的信息网络，并对其进行优化整合，同时还必须注重各个链路之间的信息反馈，使得反馈机制与系统学科分析论证、总系统之间构成一个完整的设计回路，这对提升汽车系统设计的質量尤为重要。

3.2 汽车多学科设计优化所涉及问题探究

例如，在一个汽车系统的系统优化时，要求汽车能够具有优良的低速加速能力，同时保障汽车的成本最低化，一般情况下人们普遍认为只要拥有较为优良的发动机性能以及较为轻巧的汽车结构，就能够在一定程度上提升汽车的加速能力。然而实际情况下，如果想要提升汽车推进动力的成本，同时降低汽车的重量，这两者之间拥有很大的分歧存在。设计者在进行优化设计时，就必须将汽车的设计成本、推动力、质量这三者综合考量，尽量降低它们之间的分歧。就这一方面而言，设计者必须拥有充分的专业技能与灵活多变的设计思路，这对于提升汽车设计质量极为重要。

3.3 设计分析过程

在汽车进行多学科优化设计时，对于系统整体分析通常需要采用专用的系统软件，对汽车的响应时间及敏感性进行精细化计算。之后利用弹性梁模型针对所设计的结构进行系统化处理，在这一过程当中，空气动力学、计算机、网络通信等学科的相关知识理论得到大量运用。设计者通常是基于车身的尺寸、车体承受力、弯扭系数等一系列客观因素的限制，对车体质量进行了优化设计，并与模拟化计算出的实验数据进行对照分析，进而换算出汽车燃油经济性的实际效果，这样可以在一定程度上针对多个学科之间的耦合设计变量进行系统化控制，进而确保各个学科的局部论证，能够得到最大化利用，为提升设计质量提供便利。

4 结束语

对于多学科设计优化方案来说，它是一种充分利用多个系统之间的协同机制进行复杂系统优化的多学科探究理念。该种方案通常要求设计师在设计复杂系统时，要能够充分考量各个学科之间的交叉影响，并采用科学合理的方法，使系统细分成以学科探究为基础的模型，进而实现系统的优化整合。所以多学科设计优化方案的合理应用具有非常重要的探究意义，能够为汽车行业的可持续发展奠定坚实的基础。

参考文献

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