現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)劃及可視優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究

嵇志剛

摘要：產(chǎn)品設(shè)計(jì)是產(chǎn)品開發(fā)過程最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)效果的好壞會(huì)直接影響產(chǎn)品的最終質(zhì)量。先進(jìn)而實(shí)用的設(shè)計(jì)理論方法對(duì)很好地完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作有很大的促進(jìn)作用，因而備受科研人員和企業(yè)界的重視?，F(xiàn)代機(jī)械綜合設(shè)計(jì)理論方法在總結(jié)現(xiàn)有設(shè)計(jì)理論方法的基礎(chǔ)上，提出了應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)劃、功能優(yōu)化設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)、智能優(yōu)化設(shè)計(jì)、可視優(yōu)化設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)質(zhì)量檢驗(yàn)等主要技術(shù)手段來對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，以確保和提升產(chǎn)品的廣義質(zhì)量（全部功能與性能）。綜合設(shè)計(jì)理論方法的提出避免了設(shè)計(jì)方法選擇的隨意性和不規(guī)范性，因而有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品；設(shè)計(jì)規(guī)劃；可視優(yōu)化設(shè)計(jì)；方法

1產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)劃的內(nèi)涵

“規(guī)劃”一詞的意思是確定任務(wù)的發(fā)展方向以及具體的執(zhí)行過程。大到整個(gè)人類、一個(gè)國家，小到一個(gè)家庭、一個(gè)人都在不斷進(jìn)行著規(guī)劃工作，可以說“規(guī)劃決定著做事情的成敗”。眾所周知，我國在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展方面，每五年制定一個(gè)發(fā)展規(guī)劃，目前已制定完成第“十一”個(gè)五年計(jì)劃，五年發(fā)展規(guī)劃主要是為國家經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展提出階段性的目標(biāo)。企業(yè)在運(yùn)營工程中也不斷進(jìn)行著規(guī)劃，主要有企業(yè)發(fā)展規(guī)劃、人力資源規(guī)劃、企業(yè)資源規(guī)劃等，其內(nèi)容主要是圍繞企業(yè)的整體或局部環(huán)節(jié)，制定目標(biāo)及具體實(shí)現(xiàn)措施等。

1.1綜合設(shè)計(jì)法的應(yīng)用策略

綜合設(shè)計(jì)法所涉及的具體技術(shù)和方法涵蓋了多個(gè)學(xué)科和多種技術(shù)手段，各方法之間也有很強(qiáng)的相關(guān)性，因此，如何將綜合設(shè)計(jì)法更有效的應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，是值得深入研究的一個(gè)問題。同時(shí)，有效的應(yīng)用綜合設(shè)計(jì)法來提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量（廣義質(zhì)量），也是綜合設(shè)計(jì)理論方法研究的最終目標(biāo)。

設(shè)計(jì)平臺(tái)是一個(gè)支持復(fù)雜信息環(huán)境下工程設(shè)計(jì)、應(yīng)用開發(fā)、應(yīng)用集成和系統(tǒng)運(yùn)行的軟件平臺(tái)，許多從事設(shè)計(jì)工作科研人員按照不同的需要?jiǎng)?chuàng)建了功能各異的軟件平臺(tái)，設(shè)計(jì)平臺(tái)對(duì)有效、快速實(shí)施相應(yīng)的設(shè)計(jì)理念，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量發(fā)起到了重要的支撐用。因此，按綜合設(shè)計(jì)法的相關(guān)理論，創(chuàng)建綜合設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)集成平臺(tái)應(yīng)該是應(yīng)用該方法的一個(gè)重要手段。

界面層綜合設(shè)計(jì)法集成設(shè)計(jì)平臺(tái)是一個(gè)軟件平臺(tái)，為了便于用戶使用必須有一個(gè)友好的應(yīng)用界面。目前，各種面向?qū)ο蟮恼Z言，如VB、VC等都可以創(chuàng)建可視化的軟件界面。

應(yīng)用層從綜合設(shè)計(jì)法的體系結(jié)構(gòu)出發(fā)，進(jìn)行設(shè)計(jì)平臺(tái)的應(yīng)用層設(shè)計(jì)。通常包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)劃系統(tǒng)、功能優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)、智能優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)、可視優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)、設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

技術(shù)層技術(shù)層主要指為實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層所表述功能的各種技術(shù)。綜合設(shè)計(jì)法涵蓋了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，依托于現(xiàn)有的各種現(xiàn)代技術(shù)，這些技術(shù)方法可能跨越幾個(gè)學(xué)科。主要技術(shù)包括專家系統(tǒng)、知識(shí)工程、功能分析、動(dòng)力學(xué)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、智能控制、CAD、CAE、PDM、模糊評(píng)判、數(shù)據(jù)庫、編程技術(shù)等。

2可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)構(gòu)建策略

上一節(jié)是從可視優(yōu)化設(shè)計(jì)理論完整性的角度研究了設(shè)計(jì)平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)和功能模塊，可見創(chuàng)建功能完備的可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)要耗費(fèi)大量的資金與人力。對(duì)于一個(gè)具體的企業(yè)，創(chuàng)建該設(shè)計(jì)平臺(tái)時(shí)應(yīng)該慎重考慮，要按需創(chuàng)建。因此，對(duì)于一個(gè)生產(chǎn)特定產(chǎn)品族的企業(yè)，有必要研究“創(chuàng)建什么樣的可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)”的問題，這是一個(gè)策略性問題。

2.1創(chuàng)建設(shè)計(jì)平臺(tái)的影響因素

要?jiǎng)?chuàng)建適合于本企業(yè)、能為企業(yè)帶來效益的可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)，必須認(rèn)真分析影響創(chuàng)建該平臺(tái)的各因素。

產(chǎn)品狀況產(chǎn)品狀況（即企業(yè)產(chǎn)品的具體特點(diǎn)）是創(chuàng)建可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)的最重要的影響因素。在前面章節(jié)中具體研究了可視優(yōu)化設(shè)計(jì)法的應(yīng)用原則，不同類別的機(jī)械產(chǎn)品在應(yīng)用可視優(yōu)化設(shè)計(jì)法的具體環(huán)節(jié)上會(huì)有很大的不同。對(duì)于一個(gè)生產(chǎn)特定產(chǎn)品的企業(yè)通常只需要選用6類可視化方法的幾類，因此，可以說產(chǎn)品的具體特點(diǎn)決定了企業(yè)所創(chuàng)建的可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)的繁簡。

資源狀況企業(yè)現(xiàn)有的資源也是創(chuàng)建可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)的一個(gè)重要影響因素。創(chuàng)建設(shè)計(jì)平臺(tái)時(shí)應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中所用到的各種軟件及硬件，這樣可以大大節(jié)省創(chuàng)建設(shè)計(jì)平臺(tái)的投資。

人員狀況應(yīng)用可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)者能夠掌握與可視優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)的一些工程軟件。因此企業(yè)人員的設(shè)計(jì)水平和能力也影響著可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)的創(chuàng)建。

資金狀況可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)在常見的過程中需要購置大量的軟件及硬件，要支付平臺(tái)開發(fā)人員的勞務(wù)費(fèi)用，也就是說需要大量的資金注入，因此企業(yè)的資金狀況也是影響設(shè)計(jì)平臺(tái)創(chuàng)建的一個(gè)重要因素。

2.2可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)構(gòu)建策略

對(duì)于一個(gè)企業(yè)，在創(chuàng)建可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)時(shí)可遵循以下16字方針，分別是：“自我評(píng)價(jià)、追求效益、力求節(jié)約、分步實(shí)現(xiàn)”，這16字方針可以作為可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)的構(gòu)建策略，在平臺(tái)的實(shí)際汗遏中起著重要的指導(dǎo)作用。

自我評(píng)價(jià)就是要對(duì)影響創(chuàng)建設(shè)計(jì)平臺(tái)的各因素進(jìn)行分析，這是創(chuàng)建設(shè)計(jì)平臺(tái)過程中最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。企業(yè)只有充分的認(rèn)識(shí)了自我才能創(chuàng)建出適合自身發(fā)展的可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)。

追求效益是企業(yè)創(chuàng)建設(shè)計(jì)平臺(tái)的根本宗旨，因此，要始終把效益放在首位。可以在自我評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，明確企業(yè)的主要設(shè)計(jì)任務(wù)及難點(diǎn)是什么，進(jìn)而決策出開發(fā)什么樣的可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)。

用最小的成本完成設(shè)計(jì)平臺(tái)的開發(fā)。具體策略是可以考慮將企業(yè)現(xiàn)有的軟、硬件按構(gòu)建設(shè)計(jì)平臺(tái)的需要進(jìn)行有效的集成，使應(yīng)用的軟、硬件種類及數(shù)量最少。

分步實(shí)現(xiàn)分步實(shí)現(xiàn)也是創(chuàng)建可視優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)的重要策略，即企業(yè)可以按設(shè)計(jì)任務(wù)的需要，優(yōu)先創(chuàng)建最重要的功能模塊。具體策略是通過分析將主功能對(duì)應(yīng)的功能模塊按對(duì)本企業(yè)的重要度進(jìn)行排序，進(jìn)而做出合理的開發(fā)規(guī)劃。

3結(jié)語

本文主要研究了綜合設(shè)計(jì)法理論框架下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)劃和可視優(yōu)化設(shè)計(jì)法，研究的重點(diǎn)是在總結(jié)相關(guān)研究成果基礎(chǔ)上分別建立各自的研究體系。設(shè)計(jì)理論方法研究對(duì)于提升產(chǎn)品質(zhì)量有著重要意義，本文的研究雖然內(nèi)容較多但還不夠充分和具體。在今后的工作中應(yīng)該著重兩方面研究，一是繼續(xù)深入開展設(shè)計(jì)規(guī)劃和可視優(yōu)化設(shè)計(jì)法的具體應(yīng)用方法研究，二是對(duì)綜合設(shè)計(jì)法各環(huán)節(jié)進(jìn)一步總結(jié)與提升，以便將綜合設(shè)計(jì)法整體推向企業(yè)，為企業(yè)提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量服務(wù)。