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现代机械设计理论与方法

（大作业）

1、采用系统化设计流程及所学现代设计方法详细阐述某司需要投资研发一款

新型产品的整个设计流程和采用方法。

(1)请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的规划设计过程？

(2)请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的方案设计过程？

(3)请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的技术设计过程？

(4)请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的施工设计过程？

答：

(1)产品规划设计包括三个主要阶段：第一个阶段是市场细分及选择阶段。

在这个阶段，主要通过市场调研与分析，研究如何细分市场，以及企业如何选择

细分市场，最后确定企业对细分市场的战略选择。第二个阶段是定义新产品概念。

在这个阶段中要对某个细分市场，收集其需求的主要容，包括客户需求、竞争需

求及企业部需求，并确定企业在该细分市场的产品定位，然后寻找和定义新产品

概念。第三个阶段是确定产品规划阶段。在这一阶段中需要从技术层面分析新产

品属于哪个产品族及其开发路径，并根据司的战略确定新产品开发的优先顺序

和组合策略，然后依据企业资源状况，制定新产品开发的时间计划。

产品规划设计的步骤为：信息集约-产品设计任务-预测调研-可行性分析一

明确任务要求一可行性报告、设计要求项目表。

进行产品规划设计的主要方法有：设计方法和预测技术。支持产品规划设计

的主要理论有：设计方法学、技术预测理论、市场学、信息学等。

(2)新产品的方案设计过程大致可以分为方案设计和方案评审两个阶段。

方案设计阶段的步骤为：总共能分析-功能分解-功能元求解一功能载体组合-获

得功能原理方案(多个原理方案)-原理试验-评价决策-最优原理方案-原理参

数表、方案原理图。

进行产品的方案设计的方法主要有：系统化设计方法、创造技法、评价决策

法、形态学矩阵法。

主要的理论指导包括：系统工程学、形态学、创造学、思维心理学、决策论、

模糊数学等。

(3)对产品进行技术设计时，首先要对结构进行总体设计，包括了对产品

的结构设计和造型设计。进行新产品的技术设计的主要步骤为：

产品技术设计的方法主要包括：价值设计、优化设计、可靠性设计、宜人性

设计、产品造型设计、系列化设计、机械性能设计、工艺性设计、自动化设计等。

产品技术设计过程中主要涉及的理论指导有：价值工程学、最优化方法、工

程遗传算法、可靠性理论与实验、人机工程学、模块化设计、有限元法、动态设

计、摩擦学设计、机械设计的工艺基础、控制理论、智能工程、人工神经元计算

方法、专家系统等。

(4)产品结构设计施H设计的主要步骤为：零件工作图一部件装配图一技术

文件。产品造型设计施工设计的主要步骤为：外观件加工工艺、画饰工艺规程一

效果图、检验标准-造型工艺文件。

进行产品施工设计的主要方法有：各种制造、装配、造型、装饰、检验等方

法。

2、利用形态学矩阵和评价方法，建立合理的煤矿通风机结构设计方案，

并建立以费用为优化目标，系统可靠度不低于99%的通风机结构设计优化数

学模型？

答：研究对象为煤矿通风机

通风机是采煤通风系统中的重要设备。扇用于全矿井或矿井某一翼的通

风，又叫通风机。辅扇是用于矿井通风网路中分支风路调节起风量的，是协助

通风机工作的。局扇是用于矿井无贯穿风流没有打通的巷道的局部地点通风。

矿用风机在矿井通风中的功能包括，可以将足够的新鲜空气有效地送到井下工作

场所，保证生产和良好的劳动条件；保证风流稳定，易于管理并具有抗灾能力；

具有反转功能，在发生事故时，可由抽风改为送风，风流易于控制，人员便于撤

出；可与环境及安全监