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1-11-1现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵它不仅在方案构思上很大程度地取决于个人的它不仅在方案构思上很大程度地取决于个人的经验,难以获得最佳结果,而且分析计算中使经验,难以获得最佳结果,而且分析计算中使用了大量的近似方法,降低了设计质量,周用了大量的近似方法,降低了设计质量,周期期长长,效效率率低低。
传传统统设设计计仅仅能能实实现现可可行行的的设设计计,不能实现最佳或最优化。
不能实现最佳或最优化。
1-11-1现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代商品经济的迅速发展,对于产品的性能现代商品经济的迅速发展,对于产品的性能和质量的要求日益提高,一方面,和质量的要求日益提高,一方面,工工程和产品的程和产品的结构日趋复杂和精密,功能日结构日趋复杂和精密,功能日趋完备和通用;
另趋完备和通用;
另一方面,工程和产品的更新周期日益缩短,工作可一方面,工程和产品的更新周期日益缩短,工作可靠性要求日益提高。
显然,上述传统的设计方法已靠性要求日益提高。
显然,上述传统的设计方法已完全不能满足这一发展的需要。
完全不能满足这一发展的需要。
经济全球化,市场竞争的激烈,人们需经济全球化,市场竞争的激烈,人们需求的多样性及快速变化,需要企业的产品必求的多样性及快速变化,需要企业的产品必须具有竞争优势才能生存,即要求快交货期、须具有竞争优势才能生存,即要求快交货期、高质量、低成本、重视环境、优质服务,而高质量、低成本、重视环境、优质服务,而要满足这些需要(要满足这些需要(TQCES),靠传统的设计,靠传统的设计方法仍难以实现。
方法仍难以实现。
1-11-1现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵1-11-1现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵另外,随着电子、计算机、网络等技术的另外,随着电子、计算机、网络等技术的迅猛发展,以及信息时代的来临,人们以往的迅猛发展,以及信息时代的来临,人们以往的生活、工作和思维等方式都发生了巨大的改变生活、工作和思维等方式都发生了巨大的改变,由此对设计方面产生了深远的影响。
市场竞,由此对设计方面产生了深远的影响。
市场竞争的需要和各种新方法、新技术、新工艺、新争的需要和各种新方法、新技术、新工艺、新材料的不断涌现,推动了设计方法和技术的进材料的不断涌现,推动了设计方法和技术的进步,产品设计从传统的经验设计进入了现代设步,产品设计从传统的经验设计进入了现代设计。
而各种现代设计方法诸如优化设计、可靠计。
而各种现代设计方法诸如优化设计、可靠性设计、有限元等的发展和应用,使工程领域性设计、有限元等的发展和应用,使工程领域的设计工作从形式到效果都发生了根本性的变的设计工作从形式到效果都发生了根本性的变化,产生了巨大的经济效益和社会效益。
近些化,产生了巨大的经济效益和社会效益。
近些年发展起来的如创新设计、绿色设计、稳健设年发展起来的如创新设计、绿色设计、稳健设计等新的设计思想和设计方法,大大促进了国计等新的设计思想和设计方法,大大促进了国民经济的发展。
民经济的发展。
1-11-1现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵综上所述,在综上所述,在“需求牵引、技术推动需求牵引、技术推动”的背景下,现代设计应运而生。
的背景下,现代设计应运而生。
1-11-1现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵二、现代设计的内涵二、现代设计的内涵由于现代设计仍处于发展之中,目前尚无由于现代设计仍处于发展之中,目前尚无统一的定义。
但综合已有的现代设计方法,都统一的定义。
但综合已有的现代设计方法,都是在传统设计的基础上、面向市场、从不同的是在传统设计的基础上、面向市场、从不同的侧面为实现产品功能和竞争优势而提出的。
换侧面为实现产品功能和竞争优势而提出的。
换句话说,句话说,现代设计是面向市场、实现功能及产现代设计是面向市场、实现功能及产品优势的设计,且是在传统设计基础上,溶入品优势的设计,且是在传统设计基础上,溶入新思想、新理念而形成的新的设计方法,是动新思想、新理念而形成的新的设计方法,是动态的、科学的、计算机化的方法。
态的、科学的、计算机化的方法。
当然,现代当然,现代设计的称谓是一个相对的概念,今天是现代的,设计的称谓是一个相对的概念,今天是现代的,若干年之后将成为传统的,目前所说的现代设若干年之后将成为传统的,目前所说的现代设计方法主要是区别于传统的由手工完成的基于计方法主要是区别于传统的由手工完成的基于经验公式的类比设计和经验设计。
经验公式的类比设计和经验设计。
1-11-1现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计的产生及内涵现代设计从技术角度还可进一步理解为:
现代设计从技术角度还可进一步理解为:
它是它是以市场需求为驱动,以计算机辅助设计技以市场需求为驱动,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,考虑产品的整个生命周期和人、技术为手段,考虑产品的整个生命周期和人、机、环境相容性等因素的设计。
机、环境相容性等因素的设计。
1.21.2现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法1-2现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法一、现代设计的特点一、现代设计的特点现代设计是以计算机技术为核心,以计算现代设计是以计算机技术为核心,以计算机辅助设计为手段,把经验的、类比的设计观机辅助设计为手段,把经验的、类比的设计观点变成逻辑的、推理的、系统的设计观点,采点变成逻辑的、推理的、系统的设计观点,采用动态的、多变量的、多方案的、扩散性的设用动态的、多变量的、多方案的、扩散性的设计思维方式。
其特点可概括如下九个方面:
计思维方式。
1.21.2现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法1.设计范畴的扩展化设计范畴的扩展化传统的设计只限于产品设计,而现代设计传统的设计只限于产品设计,而现代设计则将产品设计向前扩展到产品规划,甚至用户则将产品设计向前扩展到产品规划,甚至用户需求分析;
向后扩展到工艺设计,使产品规划、需求分析;
向后扩展到工艺设计,使产品规划、产品设计、工艺设计形成一个有机的整体。
另产品设计、工艺设计形成一个有机的整体。
另外,设计范畴的扩展还体现在设计过程中要同外,设计范畴的扩展还体现在设计过程中要同时考虑制造、维修、价格、包装发运、回收、时考虑制造、维修、价格、包装发运、回收、质量等因素。
质量等因素。
1.21.2现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法2.设计手段的计算机化和拟实化设计手段的计算机化和拟实化传统的手工设计正在被计算机辅助设计所传统的手工设计正在被计算机辅助设计所代替。
计算机在设计中的应用已从早期的辅助代替。
计算机在设计中的应用已从早期的辅助分析计算和辅助绘图,发展到现在的优化设计、分析计算和辅助绘图,发展到现在的优化设计、并行设计、三维建模、设计制造一体化、仿真并行设计、三维建模、设计制造一体化、仿真和虚拟制造等。
在传统的设计过程中,产品和和虚拟制造等。
在传统的设计过程中,产品和零件的外观只有在制造后才能看到。
由于三维零件的外观只有在制造后才能看到。
由于三维造型技术、仿真和虚拟制造技术以及快速原形造型技术、仿真和虚拟制造技术以及快速原形技术的出现,使得人们在零件被制造之前就可技术的出现,使得人们在零件被制造之前就可以看到它的形状甚至摸到它,可以大大改进设以看到它的形状甚至摸到它,可以大大改进设计的效果。
计的效果。
1.21.2现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法3.设计过程的并行化和智能化设计过程的并行化和智能化并行设计是目前最热门的技术之一,它改并行设计是目前最热门的技术之一,它改变了传统设计的串行设计方法,将与产品有关变了传统设计的串行设计方法,将与产品有关的各种过程并行交叉进行,这样可以减少各种的各种过程并行交叉进行,这样可以减少各种修改工作量,有利于加速设计进程,提高设计修改工作量,有利于加速设计进程,提高设计质量。
又由于并行设计技术要求团队工作质量。
又由于并行设计技术要求团队工作精神,精神,要求各方面的专家协同工作,有利于得到整体要求各方面的专家协同工作,有利于得到整体最优解。
在传统的设计过程中,一切创造性的最优解。
在传统的设计过程中,一切创造性的设计都需要设计人员来完成。
但现代设计中,设计都需要设计人员来完成。
但现代设计中,却可以借助人工智能和专家系统技术,由计算却可以借助人工智能和专家系统技术,由计算机完成一部分原来必须由设计者进行的创造性机完成一部分原来必须由设计者进行的创造性工作。
工作。
1.21.2现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法4.分析手段的精确化分析手段的精确化传统设计中,认为载荷和应力是集中的,传统设计中,认为载荷和应力是集中的,靠加大安全系数来提高可靠性。
但在实际中,靠加大安全系数来提高可靠性。
但在实际中,载荷和应力却往往是分布的,并且提高安全系载荷和应力却往往是分布的,并且提高安全系数并不总能提高可靠性。
现代设计则可考虑载数并不总能提高可靠性。
现代设计则可考虑载荷和应力的分布特性,利用有限元等功能强大荷和应力的分布特性,利用有限元等功能强大的分析工具,准确模拟系统的真实工作情况,的分析工具,准确模拟系统的真实工作情况,得到符合实际情况的最佳解。
现代设计还运用得到符合实际情况的最佳解。
现代设计还运用概率论和统计学方法进行产品的可靠性设计。
概率论和统计学方法进行产品的可靠性设计。
1.21.2现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法现代设计的特点及设计方法5.动态多变量的最佳化动态多变量的最佳化传统设计过程由于手段的限制,一般只能传统设计过程由于手段的限制,一般只能进行静态分析。
而现代设计方法却可考虑载荷进行静态分析。
而现代设计方法却可考虑载荷谱、负载率等随机变量,进行动态多变量最佳谱、负载率等随机变量,进行动态多变量最佳化设计。
化设计。
6.设计和制造一体化设计和制造一体化传统的设计与制造是分离的,从设计到制传统的设计与制造是分离的,从设计到制造要经过好几个过程,往往会造成信息的造要经过好几个过程,往往会造成信息的“误误理解理解”,所需的时间也很长。
现代设计则强调,所需的时间也很长。
现代设计则强调设计和制造过程的一体化和并行化,强调从设设计和制造过程的一体化和并行化,强调从设计信息到制造信息的顺畅传递和快
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