现代机械产品设计规划及可视优化设计方法研究

嵇志刚

摘要：产品设计是产品开发过程最重要的一个环节，设计效果的好坏会直接影响产品的最终质量。先进而实用的设计理论方法对很好地完成产品设计工作有很大的促进作用，因而备受科研人员和企业界的重视。现代机械综合设计理论方法在总结现有设计理论方法的基础上，提出了应用产品设计规划、功能优化设计、动态优化设计、智能优化设计、可视优化设计、设计质量检验等主要技术手段来对产品进行设计，以确保和提升产品的广义质量（全部功能与性能）。综合设计理论方法的提出避免了设计方法选择的随意性和不规范性，因而有着重要的意义。

关键词：现代机械产品；设计规划；可视优化设计；方法

1产品设计规划的内涵

“规划”一词的意思是确定任务的发展方向以及具体的执行过程。大到整个人类、一个国家，小到一个家庭、一个人都在不断进行着规划工作，可以说“规划决定着做事情的成败”。众所周知，我国在经济和社会发展方面，每五年制定一个发展规划，目前已制定完成第“十一”个五年计划，五年发展规划主要是为国家经济及社会发展提出阶段性的目标。企业在运营工程中也不断进行着规划，主要有企业发展规划、人力资源规划、企业资源规划等，其内容主要是围绕企业的整体或局部环节，制定目标及具体实现措施等。

1.1综合设计法的应用策略

综合设计法所涉及的具体技术和方法涵盖了多个学科和多种技术手段，各方法之间也有很强的相关性，因此，如何将综合设计法更有效的应用到产品设计中，是值得深入研究的一个问题。同时，有效的应用综合设计法来提高产品的设计质量（广义质量），也是综合设计理论方法研究的最终目标。

设计平台是一个支持复杂信息环境下工程设计、应用开发、应用集成和系统运行的软件平台，许多从事设计工作科研人员按照不同的需要创建了功能各异的软件平台，设计平台对有效、快速实施相应的设计理念，提高产品的设计质量发起到了重要的支撑用。因此，按综合设计法的相关理论，创建综合设计法的设计集成平台应该是应用该方法的一个重要手段。

界面层综合设计法集成设计平台是一个软件平台，为了便于用户使用必须有一个友好的应用界面。目前，各种面向对象的语言，如VB、VC等都可以创建可视化的软件界面。

应用层从综合设计法的体系结构出发，进行设计平台的应用层设计。通常包括产品设计规划系统、功能优化设计系统、动态优化设计系统、智能优化设计系统、可视优化设计系统、设计质量评价系统的设计。

技术层技术层主要指为实现应用层所表述功能的各种技术。综合设计法涵盖了产品设计的各个环节，依托于现有的各种现代技术，这些技术方法可能跨越几个学科。主要技术包括专家系统、知识工程、功能分析、动力学、优化设计、智能控制、CAD、CAE、PDM、模糊评判、数据库、编程技术等。

2可视优化设计平台构建策略

上一节是从可视优化设计理论完整性的角度研究了设计平台的体系结构和功能模块，可见创建功能完备的可视优化设计平台要耗费大量的资金与人力。对于一个具体的企业，创建该设计平台时应该慎重考虑，要按需创建。因此，对于一个生产特定产品族的企业，有必要研究“创建什么样的可视优化设计平台”的问题，这是一个策略性问题。

2.1创建设计平台的影响因素

要创建适合于本企业、能为企业带来效益的可视优化设计平台，必须认真分析影响创建该平台的各因素。

产品状况产品状况（即企业产品的具体特点）是创建可视优化设计平台的最重要的影响因素。在前面章节中具体研究了可视优化设计法的应用原则，不同类别的机械产品在应用可视优化设计法的具体环节上会有很大的不同。对于一个生产特定产品的企业通常只需要选用6类可视化方法的几类，因此，可以说产品的具体特点决定了企业所创建的可视优化设计平台的繁简。

资源状况企业现有的资源也是创建可视优化设计平台的一个重要影响因素。创建设计平台时应尽可能利用现有产品设计过程中所用到的各种软件及硬件，这样可以大大节省创建设计平台的投资。

人员状况应用可视优化设计平台进行产品设计时，要求产品设计者能够掌握与可视优化设计相关的一些工程软件。因此企业人员的设计水平和能力也影响着可视优化设计平台的创建。

资金状况可视优化设计平台在常见的过程中需要购置大量的软件及硬件，要支付平台开发人员的劳务费用，也就是说需要大量的资金注入，因此企业的资金状况也是影响设计平台创建的一个重要因素。

2.2可视优化设计平台构建策略

对于一个企业，在创建可视优化设计平台时可遵循以下16字方针，分别是：“自我评价、追求效益、力求节约、分步实现”，这16字方针可以作为可视优化设计平台的构建策略，在平台的实际汗遏中起着重要的指导作用。

自我评价就是要对影响创建设计平台的各因素进行分析，这是创建设计平台过程中最关键的一个环节。企业只有充分的认识了自我才能创建出适合自身发展的可视优化设计平台。

追求效益是企业创建设计平台的根本宗旨，因此，要始终把效益放在首位。可以在自我评价的基础上，明确企业的主要设计任务及难点是什么，进而决策出开发什么样的可视优化设计平台。

用最小的成本完成设计平台的开发。具体策略是可以考虑将企业现有的软、硬件按构建设计平台的需要进行有效的集成，使应用的软、硬件种类及数量最少。

分步实现分步实现也是创建可视优化设计平台的重要策略，即企业可以按设计任务的需要，优先创建最重要的功能模块。具体策略是通过分析将主功能对应的功能模块按对本企业的重要度进行排序，进而做出合理的开发规劃。

3结语

本文主要研究了综合设计法理论框架下的产品设计规划和可视优化设计法，研究的重点是在总结相关研究成果基础上分别建立各自的研究体系。设计理论方法研究对于提升产品质量有着重要意义，本文的研究虽然内容较多但还不够充分和具体。在今后的工作中应该着重两方面研究，一是继续深入开展设计规划和可视优化设计法的具体应用方法研究，二是对综合设计法各环节进一步总结与提升，以便将综合设计法整体推向企业，为企业提升产品设计质量服务。