现代机械设计的理论与方法及研究进展

梁昌杰　罗恩　王宜新

摘 要：现阶段，随着科技的快速发展，在很大程度上促进着现代机械设计水平的进步。现代机械设计理论作为现代机械设计工程的重要核心，在机械工程中发挥着至关重要的力量。但是，通过深入的研究分析我们发现，当前我国对于机械化设计的理论与方法方面的研究依然较为不足，这也就使得我们所制造出的产品质量仍有较大的上升空间。基于此，现代机械设计的理论与方法及研究具有重要意义。本文首先概述了现代机械设计理论与方法；其次分析了现代机械设计理论与方法存在的不足；最后探讨了现代机械设计方法发展趋势。

关键词：现代机械设计；理论与方法；研究进展

一、现代机械设计理论与方法概述

（一）现代机械设计方法的特点

（1）智能化

在较为复杂的大型机械设计的过程当中，往往会面临分析到分解再到综合的这样一个过程，因此在这一过程当中，就包含着大量的创造性、智能化的活动。

（2）经济性

现阶段，随着市场竞争的日益激烈，广大用户对于产品的经济性方面的要求也越来越高。因此，现代机械设计也就有着经济性的特点。

（3）并行性

我们在机械设计的过程当中，应最大限度的实现DFM、DFA，并通过压缩废品、库存的消耗，来有效确保上述经济性。

（4）集成化

所谓的集成化，就是指树立人机、机电、硬软件一体化的设计观念，并通过深入的研究分析，将现代科技技术，合理的应用于机械产品的设计、生产当中。

（5）动态性

我们在进行现代机械设计的过程当中，不仅要充分的考虑到产品的静态特性，更应结合动态特性，来充分的考虑产品和外部环境的物质、能量流的交换。

（6）科学化

众所周知，现代机械设计所包含的内容是非常广泛的，具体来说，包括智能、环境科学、自动化技术、应用力学、控制理论技术等众多方面的知识成果。

（7）前瞻性

我们在进行机械产品设计的初级阶段，要充分的结合不同阶段的具体要求来进行设计，这样一来，就能够及时的发展产品所潜在的问题，有效降低故障率的产生。

（二）现代机械设计方法分类

具体来说，现代机械设计主要包括以下四个方面的设计方法：

（1）智能化设计方法

智能化设计方法主要就是充分的结合设计方法学理论，并利用虚拟现实技术以及三维图形软件等等，进而实现对产品的开发设计。

（2）系统化设计方法

系统化设计方法，主要就是将设计分为多个设计要素，并且各个要素之间并不是独立存在的，而是相互联系的关系。在这种情况下，通过对于设计要素的融合，进而完成设计工作。系统化设计方法主要包括构思设计、元素、图形建模法等等。

（3）基于产品特征知识的设计方法

基于产品特征知识的设计方法，主要是通过建立一套完善的知识库以及推理机，然后再充分的结合对产品的认知了解，进而利用计算机来辅助产品方案的设计。

（4）结构模块化方法

结构模块化方法主要是以功能化的产品为基础的，在进行设计的过程当中，结合已有产品，最大限度的避免在我们在进行设计任务的过程当中出现矛盾。

二、现代机械设计理论与方法存在的不足

（一）现有相似设计难于进行创新设计

创新作为现代机械设计永恒的话题，如果我们并没有及时的创新优化设计作品，就如同鲜花失去了生命力。但是，在现阶段的教科书所教授的方法当中，大多是模拟的现象，并没有从根本上来有效的改善设计创新这一问题。只是对于设计的局部进行相应的研究分析，这也就使得整个技术设计和施工设计两者之间存现了一定的脱节现象。此外，我们在现代机械设计的过程当中，我们不仅要确保概念设计和技术设计的有机融合，而且还应充分的结合技术、材料等因素，及时的对技术设计结果进行修改，确保设计结果的准确性。

（二）知识重用设计与知识创新设计

我们在进行分离设计的过程当中，不仅要重视起知识，而且还要重视起对知识的创新，由此我们可以看出，两者之间是相互依存的关系。但是，通过深入的研究分析我们发现，当前现代设计状况来说，知识重用设计和知识创新设计两者之间仍处于分离的状态，这也在很大程度上影响着现代机械设计方法的创新。

（三）设计过程集成程度低造成信息孤岛

不得不说，整个产品设计过程是较为复杂的，在这种情况下，就极易导致业务流程、信息、以及应用孤岛的现象。这样一来，如何才能够有效的整合当前相关工程设计及仿真分析软件的相关技术资源，并充分的发挥出创新管理设计方法，有效提高设计过程集中程度。

三、现代机械设计方法发展趋势

（一）绿色化设计

现阶段，绿色化设计理念越来越深入人心。在这种情况下，广大的设计人员，应充分的利用现有资源及能源，在设计的过程当中，融入产品的环境属性，并最大限度的确保产品的质量，进而在提高产品质量的同时，使得人们能够充分的享受到安全、舒适的生活。

（二）智能化设计

将人工智能和CAD技术两者之间进行有机的融合，然后充分的利用计算机技术，来建立一套能模拟描述机械产品状况的模型，进一步促进智能化设计的实现，提高产品技术内涵。

（三）系统和定量化设计

在机械产品设计的过程当中，采用现代化的设计理论与设计方法，充分的協调好各个系统之间的融合，进而实现最终的目标。但是，在这里需要我们指出道德是机械产品的功能的完成，是在随机的状况下进行的，在这种情况下，系统和定量化设计，成为未来的发展方向之一。

参考文献：

[1] 张劲 . 现代机械设计的理论与方法及研究进展 [J]. 林区教学，2010（12）：6-8.

[2] 许艺萍，张新民 . 现代设计理论方法在机械系统设计中的应用 [J].机械研究与应用，2010，（9）：152-154.

[3] 张晓东 . 运用现代设计理论进行机械产品设计 [J]. 天津职业院校联合学报，2007，9 （5）：10-11.