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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。

⑴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：

①设计手段更新

计算机技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。

②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(ProductModel)”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。

③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。

④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。

⑤设计和制造一体化

存在于计算机内产品模型可直接进入CAPP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。

⑥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。

⑦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。

⑵以设计理论为指导

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