面向機械產(chǎn)品設(shè)計的多層次規(guī)劃研究

【摘要】機械產(chǎn)品的設(shè)計一直是機械產(chǎn)品的重頭戲，只有有好的設(shè)計理念、設(shè)計方法才能制造出優(yōu)秀的機械產(chǎn)品。筆者通過對國內(nèi)外機械產(chǎn)品設(shè)計的思想進行分析和總結(jié)，得出一些有建設(shè)性的方法，然后進行多層次的規(guī)劃研究，最終希望設(shè)計出符合需求的產(chǎn)品。

【關(guān)鍵詞】機械產(chǎn)品；設(shè)計理念；多層次規(guī)劃

21世紀以來，科學技術(shù)迅猛發(fā)展，許多產(chǎn)品的功能及性能已不能滿足需求的多樣性，尤其是機械產(chǎn)品，由于機械產(chǎn)品開發(fā)周期長，復雜程度較高，但同時更新速度又快，這些客觀存在導致產(chǎn)品面臨著較尷尬的境地。針對上述原因，應(yīng)該從產(chǎn)品的設(shè)計著手，來進行多層次的規(guī)劃研究。

1.設(shè)計方法的類型概述

據(jù)國內(nèi)外在產(chǎn)品設(shè)計方面的專家學者的總結(jié)，將產(chǎn)品的設(shè)計方法加以分類，主要包括系統(tǒng)化設(shè)計方法、結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計方法、基于產(chǎn)品特性的設(shè)計方法和智能型設(shè)計方法。

下面就從這四大設(shè)計方法開始簡單的論述：

（1）系統(tǒng)化設(shè)計方法的思想就是把整個設(shè)計看成一個由多個設(shè)計單元組成的。統(tǒng)一體，這個統(tǒng)一體自成為一個系統(tǒng)，系統(tǒng)中的各個單元具有一定的聯(lián)系性、層次性，并且相互獨立。系統(tǒng)化設(shè)計方法是根據(jù)用戶需求基礎(chǔ)上進行的分析、構(gòu)思、規(guī)劃、設(shè)計和實施，從而有效地將客戶需求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品開發(fā)階段的各項目標和程序，總的來說，在機械設(shè)計中，系統(tǒng)化設(shè)計方法就是要處理把設(shè)計作品作為一個系統(tǒng)來看和將設(shè)計過程看成一個系統(tǒng)。

（2）結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計方法是把產(chǎn)品分成若干個小的模塊單位，不同的模塊組合。產(chǎn)生不同的設(shè)計效果，形成不同的產(chǎn)品。這些小的模塊單位可以是某個零件，或是某個部件，大則可以是一個系統(tǒng)，通過不同的排列組合，就能形成用戶所需的產(chǎn)品，也可以給用戶提供出多種選擇，最終達到滿意的效果。

（3）基于產(chǎn)品特性的設(shè)計方法，是一種依據(jù)產(chǎn)品所有的特征，利用計算機中的。程序和設(shè)計專家的知識和經(jīng)驗來進行產(chǎn)品的設(shè)計。

（4）智能化設(shè)計方法，不但使把產(chǎn)品的整個開發(fā)過程分成了階段，而且還充分。利用CAD的虛擬現(xiàn)實高端技術(shù)，將產(chǎn)品設(shè)計推向一個高智能時代。產(chǎn)品的整個開發(fā)過程被分為“規(guī)劃”、“開發(fā)”和“實施”三個階段。這個思想的整個過程是，先進行產(chǎn)品的規(guī)劃，用CAD來確定外部特性的立體模型，然后根據(jù)“系統(tǒng)合成”原理，進行產(chǎn)品的配置分析。最后加工成產(chǎn)品。

2.利用產(chǎn)品設(shè)計方法來進行多層次規(guī)劃研究

在現(xiàn)代的機械產(chǎn)品設(shè)計中，不再單單是一個簡單的設(shè)計工作，而是一個復雜的系統(tǒng)工程，從確定設(shè)計目標的開始到設(shè)計方法的選擇，再到如何合理安排設(shè)計人員的分工以及計算機軟硬件資源的利用，都是這個系統(tǒng)中要關(guān)心的事情，事無巨細，都要想清楚，弄明白。因此，在產(chǎn)品開始設(shè)計之前，進行科學地規(guī)劃是必要的，不然成本增加，質(zhì)量下降，設(shè)計工期延誤這些問題，可能都會出現(xiàn)。針對這些現(xiàn)象，國內(nèi)外的一些專家學者都有針對性的研究，比如質(zhì)量功能展開、模糊前段設(shè)計、生命周期，但這些都有各自的優(yōu)缺點，而且不具有成熟可行的體系。

根據(jù)目前這些現(xiàn)象，需要從產(chǎn)品設(shè)計的系統(tǒng)性出發(fā)，并且總結(jié)前輩們的經(jīng)驗教訓，研究出一套產(chǎn)品設(shè)計規(guī)范方法，即多層次設(shè)計規(guī)劃法，這種方法要求有三個層次，八個環(huán)節(jié)。三個層次包括：設(shè)計戰(zhàn)略層、設(shè)計業(yè)務(wù)層、設(shè)計質(zhì)量檢驗層；八個環(huán)節(jié)：設(shè)計環(huán)境、設(shè)計思想、設(shè)計目標、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計方法、設(shè)計過程、設(shè)計的潛在問題分析、設(shè)計質(zhì)量評價。有了以上環(huán)節(jié)的層層把關(guān)，環(huán)環(huán)相扣，才能提高設(shè)計的高效性和成功率。這一套設(shè)計規(guī)劃設(shè)計方法，對產(chǎn)品的整體工作具有積極地推動作用。

3.產(chǎn)品在各個層次的設(shè)計規(guī)劃

3.1戰(zhàn)略層。在企業(yè)中，戰(zhàn)略與利益是相輔相成的關(guān)系，只要有了戰(zhàn)略性目標，才能在企業(yè)發(fā)展的方向上和利益上取得一定的成就。在設(shè)計戰(zhàn)略層中的環(huán)節(jié)包括：設(shè)計壞境、設(shè)計思想和設(shè)計目標。

（1）設(shè)計環(huán)境方面：產(chǎn)品的存在或者說產(chǎn)品的應(yīng)用都需要一定的環(huán)境，因此環(huán)境設(shè)計顯得至關(guān)重要，主要從環(huán)境的影響要素著手，提出正確的、適合的方法。影響環(huán)境的要素主要包括政治、經(jīng)濟、人文、地理、法律等的自然環(huán)境，社會壞境，以及技術(shù)環(huán)境。有了環(huán)境因素做支持，我們解析來的問題就是“適合開發(fā)怎樣的產(chǎn)品？能不能開發(fā)該種類型的產(chǎn)品？以及會有什么樣的影響？”等等問題隨之而來。要解決上述的問題，我們需要進行產(chǎn)品定位、環(huán)境分析和資源配置，這些策略在一定程度上能解決具體開發(fā)什么樣的產(chǎn)品，以及產(chǎn)品的市場地位、等級定位。（2）設(shè)計思想方面：思想指導行動，只要有正確的理念，才能設(shè)計出好的方案，再加之理念所涉及的知識和經(jīng)驗教訓，并定使方案更將完善。完美的設(shè)計方案應(yīng)該以科學的發(fā)展觀，以科學的自助創(chuàng)新意識，以科技為手段，以文化為內(nèi)涵，以市場為導向，以充分調(diào)動設(shè)計者的主觀能動性為設(shè)計理念為原則。（3）設(shè)計目標方面：這是產(chǎn)品設(shè)計的核心問題，它是根據(jù)用戶的需要而要達到的一個目標，這個目標是通過設(shè)計人員的實際工作，最終將要完成的項目方向，設(shè)計的產(chǎn)品如果超標或是不達標，都會影響企業(yè)的效益以及利益。要制定一個好的設(shè)計目標，首先要了解影響的因素，具體包括市場環(huán)境、內(nèi)部資源、設(shè)計思想和設(shè)計水平等因素，確定了因素后，就有一定的規(guī)劃性，針對目標的可行性進行進一步的分析與論證。

3.2業(yè)務(wù)層。如果說，戰(zhàn)略層解決“做什么”的問題，接下來的業(yè)務(wù)層就是要完成“如何做”的問題，用什么樣的方法，什么樣的過程來完成設(shè)計的具體內(nèi)容，是本層次研究的方向。

（1）設(shè)計內(nèi)容規(guī)劃：是根據(jù)設(shè)計目標或者是產(chǎn)品的功能特點，來完成什么樣的具體工作，其流程主要有對設(shè)計目標的分析，對設(shè)計內(nèi)容的規(guī)劃和對設(shè)計資源的利用等。這樣就形成了產(chǎn)品的設(shè)計任務(wù)書，形成文字以后，就避免了重復工作，盡量提前完成設(shè)計工作。（2）設(shè)計方法規(guī)劃：這部分是設(shè)計人員的主要工作范圍，根據(jù)所要完成的設(shè)計作品來確定設(shè)計的方法，從四種設(shè)計方法中選擇一種適合自己作品的，或者四種方法的任何組合，可以揚長避短進行設(shè)計方法的選擇與規(guī)劃。（3）設(shè)計過程規(guī)劃：這是一個逐步得到答案的過程，有了目標，有了方法，接下來就面臨著設(shè)計了，由于現(xiàn)代產(chǎn)品的設(shè)計已融入了更多的元素，就造成了一定的復雜性，因此，就更需要一定的規(guī)劃。設(shè)計過程還是遵循著傳統(tǒng)的設(shè)計過程，從概念設(shè)計開始，經(jīng)過詳細設(shè)計，設(shè)計分析，最后進行樣機試制，在這個基礎(chǔ)上加入了前期的規(guī)劃，使系統(tǒng)更具有相對完整性。

3.3檢驗層。這層的中心思想就是，針對設(shè)計的作品，進行多方面、多角度的分析與檢驗，把任何問題都想在前面，盡量減少潛在因素的影響。所以，不僅僅是針對事后檢驗，而是在事前、事中都應(yīng)有一定的監(jiān)控和監(jiān)測，隨時發(fā)現(xiàn)問題，隨時解決，這樣就會減少一些因為到最后發(fā)現(xiàn)問題，而浪費一定的時間和精力去修改和完善。

結(jié)束語

綜上所述，針對機械產(chǎn)品設(shè)計的多層次規(guī)劃，進行了一定的論述，這個多層次的設(shè)計理念從宏觀上及三個層面都做了有對應(yīng)性的規(guī)劃。通過研究、分析和總結(jié)經(jīng)驗，定能使多層次規(guī)劃理念在機械產(chǎn)品設(shè)計中發(fā)揮最大的效能，達到產(chǎn)品設(shè)計的最終目標。

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