機械設計中優(yōu)化設計的重要性和實現(xiàn)方法

李艷紅

（晉中職業(yè)技術學院，山西 晉中 030600）

機械設計中優(yōu)化設計的重要性和實現(xiàn)方法

李艷紅

（晉中職業(yè)技術學院，山西 晉中 030600）

機械設計的發(fā)展歷程，其實是社會生產(chǎn)力進步的過程，也是設計者謀求設計最優(yōu)化的過程。在此過程中，各種機械設計的技術、技能和技藝會隨著科學技術、經(jīng)驗、理論的提升而提升，這其實是一種必然的邏輯關系。機械優(yōu)化設計其實指的就是運營數(shù)學模型方法和計算機技術找到最佳設計方案和路徑的過程，也是當前機械設計領域的研究熱點。

機械設計；優(yōu)化設計；重要性；實現(xiàn)方法

1 機械設計中優(yōu)化設計的重要性

所謂的優(yōu)化設計，其實不僅僅存在于機械設計領域，而是存在于各種學科和應用中。優(yōu)化設計的本質就是透過多種科學手段和研究步驟，篩選出多種解決問題的方案和措施，然后“優(yōu)中選優(yōu)”，找到最佳的路線和策略。優(yōu)化設計的功能性作用是毋庸置疑的，具體可以從如下方面考量。

1.1 優(yōu)化設計可以保證機械設計的工藝與質量

在機械設計的過程中，設計師不僅要考慮設計流程、設計時間和成本、功效等問題，更重要的是必須考慮設計產(chǎn)品的工藝水準和實用價值，也可以理解為設計產(chǎn)品的質量。要知道，機械產(chǎn)品往往用于工業(yè)生產(chǎn)及大型的工程項目，其質量的優(yōu)劣關系重大，絕對不能兒戲視之。簡言之，機械設計的質量是第一位，倘若失去了優(yōu)質的保證，那么這樣的機械設計毫無價值。所以，找到更好的設計路徑和策略，維持設計的質量和工藝，就成為了整個機械設計的關鍵。這里，優(yōu)化設計雖然也不能從設計流程和細節(jié)上保證機械設計的質量高低，但是優(yōu)化設計最起碼可以提供多種設計方案和選擇，為設計師的路線選擇提供了豐富的內容。

1.2 優(yōu)化設計可以最大限度的節(jié)約設計開支和成本

機械設計是一項繁瑣、浩大的工程，往往需要很久的時間才能完全，不存在所謂的捷徑和“小道”。所以在維系長時間設計流程的同時，必須做好高額開支和成本支出的準備。事實證明，機械設計的成本開支往往令主管單位“不堪重負”。誠然，隨著機械設計技術的進步以及管理流程的簡化，新時期的機械設計成本開支以及有所降低，但是仍然有壓縮的空間。要清楚的是，運用優(yōu)化設計的方法對機械設計的成本開支進行削減，完全要基于保障設計質量的前提；倘若成本的控制要以犧牲質量為代價，那么這樣的控制手法必須果斷舍棄。

1.3 優(yōu)化設計可以提高機械產(chǎn)品的科技附加值

機械設計的產(chǎn)品是一種自然屬性但是具備商業(yè)價值的“商品”，這就必然要與市場發(fā)生關聯(lián)。同時，優(yōu)化設計方法在機械設計中的應用，能夠增加機械產(chǎn)品的科技含量和技術附加值，大大提高產(chǎn)品的市場競爭力，這對機械設計企業(yè)而言無疑是一大利好。

例如，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展以及相互之間融合度越來越高，機械設計的產(chǎn)業(yè)化正在形成，即機械設計可以作為一個單獨的工程鏈條存在。如果我們把機械設計的產(chǎn)品作為一個普通商品看待，那么這種商品必須是價格最低、質量最好、科技含量最高的，唯有此，該產(chǎn)品才能在市場中取得占有率，企業(yè)才能因此獲取利益最大化。所以，優(yōu)化設計為機械設計產(chǎn)品的技藝提升、附加值增大提供了全新的路徑，也為機械設計單位和企業(yè)的發(fā)展增添了新的利潤增長點。

例如，隨著計算機技術、液壓技術、加工制造工藝的不斷發(fā)展和成熟，機械設計的每一個環(huán)節(jié)都會有一種或多種新技術的注入，最終的機械產(chǎn)品往往“飽含科技”，其技術附加值自然可以達到一個高位。類似這樣的高附加值機械產(chǎn)品，在市場中的價格是可以想見的，企業(yè)因此帶來的收益也是很高的。如果把機械設計中優(yōu)化設計作為一種生產(chǎn)選擇方式來衡量，那么優(yōu)化設計為產(chǎn)品的開發(fā)和流動，為設計單位、企業(yè)的利益最大化帶來的貢獻是很難估量。

由此可見，優(yōu)化設計對于當今的機械設計是多么的重要。

2 機械設計中優(yōu)化設計的實現(xiàn)路徑

既然優(yōu)化設計可以為機械設計提供質量和效益的保證，那么就必須引入科學有序的優(yōu)化設計方案，使之產(chǎn)生明顯的效果。從當前的情況看，機械優(yōu)化設計可以從如下角度考量。

機械設計的一維搜索優(yōu)化方法，這種方法也是當前機械設計優(yōu)化方法的最典型代表，以數(shù)學函數(shù)為理論基礎，透過搜索區(qū)間的確定，來保證優(yōu)化方案的有效性。眾所周知，機械設計大都是多維的，很少有一維的情況，但是這說明了一維的重要性和基礎性功能。就好比數(shù)學中的從0到9的10個數(shù)字，它們構筑了數(shù)學的基礎，成為數(shù)學的理論“細胞”。

所以，一維搜索方法在機械設計的應用，往往直接影響優(yōu)化設計問題的求解速度。

[1]趙愛林.機械設計中的人機工程學[J].網(wǎng)友世界，2012（12）.

[2]倪卉蘭.三維CAD技術在機械設計中的應用[J].科技致富向導，2011（20）.

MechanicalDesign Optim ization of the Importance and Imp lementation Method

LIYan-hong
(Jinzhong Vocationaland TechnicalCollege，Shanxi Jinzhong 030600，China)

The development ofmechanical design,in fact,is a process of social productivity and progress,also is the designer to design optimization process.In this process,technology,skills and techniques in mechanical design of various increases with the science and technology,experience,improving the theory,this is a kind of logical relationship.Mechanical optimization design actually refers to the operation method of mathematical model and computer technology to find the bestdesign scheme and the path,isalso the current research focusareas ofmechanical design.

mechanicaldesign；optimization design；importance；implementationmethod

TM 41

A

1672-545X（2014）04-0232-02

2014-01-10

李艷紅，晉中職業(yè)技術學院。