1、特点
1) 机械设计中认知过程的渐变性
产品设计是一个从抽象到具体的演化过程。设计者在设计过程中,不断丰富和完善产品的设计信息,直到完成整个产品的设计。产品设计是一个逐步求精和细化的过程。产品设计是一个反复修改和迭代的过程,在此过程中,设计者需要不断的修改某些设计参数和结构,以达到最终的设计要求。
2) 设计过程中设计管理的复杂性
产品开发过程管理要求能够对整个产品开发过程从需求分析、概念设计、直到最终设计完成进行组织、协调和控制,并且能够对每一个阶段所需要的设备、工具、人员等进行分配、组织和管理。
3) 设计过程中以市场需求为导向的必要性
产品设计与制造的目的是为了满足市场的需求,因此,用户的满意程度是衡量产品优劣的重要指标。注重市场调查和预测,明确市场需要什么,是设计师经常关心的问题。
4) 设计过程中增强社会环境意识、建立可持续发展观念的必要性
2、创新和优化
(1) 创新
1) 机械设计的核心是创新
在机械设计中必须突出创新的原则,通过直觉、推理、组合等途径,探求创新设计的原理方案和结构,做到有所发明,有所创造,有所前进。
2) 产品设计创新的方向
一是能满足大范围当前需求的产品创新;二是研究开发具有重要技术进步,且为我所独有、技术含量高、在市场上具有竞争力的新产品。
3) 产品技术创新的主要类型
第一种是无重要新技术,但在形式上有所创新;第二种是含有重要的高新技术,使产品的竞争力有新的、更重要的提高;第三种是有完全创新的功能。
4) 创造性思维
创造性思维使人们突破各种约束,在一切领域内开创新的局面。创造性思维具有独创性 、连动性、多向性和综合性的特点。
(2)优化
在通常情况下,满足约束条件的机械问题的解都不是唯一的,而是存在多种可行方案。因此需从诸多可行方案中进行优化设计,得到最优解。作为设计人员必须对择优问题予以高度重视。优化方法的发展过程如下:
1) 基于经验的优化设计
是原始的优化,或被动的自然优化。其质量取决于专家经验的多少和经验的可靠程度。
2) 基于计算机的枚举寻优
用计算机计算出各种可行方案,结合人工判断寻优。
3) 基于数学规划的寻优方法
是定量的优化方法,适合于解决机械设计中的参数优化问题。
4) 工程优化和人工智能优化
能解决不少数学规划方法不能胜任的工程优化问题。
3、机械设计中的产品成本问题
好的设计不但要技术先进,制造可行,操作方便,而且要经济合理。所谓经济合理,其核心就是降低产品的成本。可以说,产品成本的高低,在产品设计的阶段就基本上确定了,因此,降低产品成本,永远是设计人员的一项主要任务,是机械设计领域中的一个永恒的技术经济问题。设计人员进行产品设计时,必须牢固地树立经济效益的观念,对每一个零部件进行功能成本分析,确定合理的技术指标和成本目标。
4、机械设计中的可持续发展问题
1) 所设计的产品应符合国家科技政策和国家科技发展规划的目标:要设计出具有竞争力的先进产品,还应很好的了解国家不同时期的科技政策和科技发展规划;
2) 所设计的产品应符合减少三废对环境污染的要求;
3) 所设计的产品应符合人机系统安全、可靠的要求;
4) 所设计的产品应有利于提高生产力;
5) 资源的合理利用。
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