现代设计方法在汽车设计中的应用研究

曹纯儒

湖北大运汽车有限公司技术中心 湖北省十堰市 410004

改革开放政策实施后，我国国民经济建设迎来了全新的时期，综合国力不断提升，城市化建设与现代化发展也推向了高潮。贯穿着我国东西与南北的公路交通系统开始完善，人们对于出行便利性与出行速度提出了更高的要求，汽车产业正是在这一社会背景下迅速崛起。目前，汽车产业已经成为我国国民经济中的重要支柱。汽车产业以汽车产品的设计研发与制造加工为核心主体，其中，汽车产品设计是汽车生产过程的首要环节，对于汽车产品的结构、性能以及品质等均具有关键性影响。因此，汽车设计必须积极引进国际社会中先进的科学技术，不断提高汽车设计的科技含量，优化汽车设计过程，在确保汽车设计质量的基础上增强设计效率。现代设计方法是我国汽车设计的重要技术源泉，尤其是系统工程分析法、模糊设计法、计算机辅助技术以及虚拟技术等，它们在汽车设计领域中具有着良好的应用，且有益于减少汽车产品设计中的问题或疏漏。

1 现代设计方法的概念

现代设计方法是相对于传统设计方法而形成的当代设计技术的统称。传统设计方法主要依赖于动力学、数学以及物理学的相关理论，设计过程则主要依靠人力的手动计算，不仅无法保障计算结果的准确性与精度，更需要消耗更多的时间成本与人力成本，然而，现代设计方法则是基于计算机技术、信息处理技术以及数据库等现代化高新科技而形成的设计方式，具有着鲜明的特点。一方面，现代设计方法能够运用科学技术含量极高的电子设备构建出设计方案中的虚拟仿真模型，显著提高了设计产品的可视化，促进设计人员与设计产品的直接接触，从而提高产品设计的有效性。另一方面，现代设计方法依赖于计算机技术以及计算机相关设计软件，对虚拟仿真模型进行针对性的测试，从而及早发现该设计方案中存在的问题或不足，推动设计人员不断修改与完善产品设计。现代设计方法并不是一个精确的概念，而是指同时具有多种现代化的、科技化的设计方式系统，尤其是指计算机技术及其相关设计软件。伴随着人们消费水平的逐步提高与汽车使用过程的高要求化，传统的汽车产品已经逐步被社会淘汰，汽车生产企业为了提高市场占有率、增强产品核心竞争力，务必积极创新汽车产品研发，并将各种各样的电子设备引入到汽车制造中，从而精准控制产品性能。多种电子设备与现代汽车结构的有效结合有赖于现代设计方法。

2 现代设计方法的优势

伴随着我国国民经济的快速发展，汽车开始成为社会生产生活中的必需品，人们对于汽车产品的各种性能均具有了较高的要求，传统的汽车设计方法逐步被现代化的高新技术取代。汽车产业形成初期，各个汽车企业多采用力学、数学以及机械工程等理论知识，这是汽车设计人员经过多年的探索与实践总结而形成的成果，是对现实知识的应用与延伸。传统汽车设计方法是我国汽车产业发展的奠基石，对于汽车结构设计的进步具有关键性作用，但是其创新力与变革性不足，难以满足现代社会的需要。现代设计方法正是在这一背景下产生的，其以传统的力学、数学等学科为基础，引入了现代计算机技术、虚拟设计技术等，为我国汽车产业的现代化发展带来了新的动力。一方面，现代设计方法具有极强的创新性，通过计算机虚拟建模技术能够设计出各种各样的汽车类型，并进行针对性的模拟试验，以评估该汽车产品的综合性能。另一方面，现代设计方法优化了汽车设计流程，系统工程分析法、模糊设计法以及虚拟技术的应用显著增强了汽车设计环节的工作效率，降低设计工作所需耗费的人力、材料等，同时亦有助于提高汽车产品设计的精度。

3 现代设计方法在汽车设计中的实际应用

3.1 系统工程分析法

系统工程分析法是现代设计方法的典型构成，亦是汽车设计中的重要设计方式之一。系统工程分析主要是指设计人员通过特定的分析过程与分析方法，综合评估某系统，以明确系统的各个组成部分以及彼此间的关系、确定不同部分间如何进行信息传递等，从而设计出系统内各个部分间的协调方法，保障该系统的稳定有序运行。与其他设计方法相比，系统工程分析法中应用最普遍的技术是现代数学计算方法与计算机技术。目前，系统工程分析法广泛应用于我国汽车产品设计中的信息处理阶段，包含设计数据的搜集、分析与处理，系统工程分析法基于数据信息提出可选择的设计方案，并予以准确评估。

3.2 模糊设计法

模糊设计法，顾名思义，即是指设计人员通过设定模糊而不清晰的边界来限定设计操作的过程。具体来说，模糊设计主要是指设计人员通过分析总结过往实践，从而提取出有效的数据信息，完成设计指标、构件系数以及评估标准等。根据以往经验可知，模糊设计法在当代汽车产业中已获得了有效的应用，尤其是模糊优化分析与模糊决策法。其中，模糊优化分析能够针对汽车设计中的不确定性因素进行持续调整与处理，尤其应用在汽车离合器与变速箱等构件的设计中，可在较大程度上确保汽车设计的质量。

3.3 计算机辅助技术

计算机辅助技术是以现代计算机技术为基础，以计算机为工具，为工作者解决特定任务或指标提供辅助作用的一套方法。计算机辅助技术包含辅助设计、辅助制造、辅助绘图以及辅助质量控制等。计算机辅助技术强调了人的主体作用，计算机与人是两个相互作用、彼此交互的有机系统，只有二者达到均衡协调，方能确保辅助质量。目前，计算机辅助技术已广泛应用于我国制造业之中，尤其是汽车制造。计算机辅助设计能够构建出针对性的汽车产品虚拟模型，并根据设计图面、性能标准以及设计目的等，对汽车三维模型进行不同方面的试验、评估，以把握汽车产品设计方案的合理性，并针对设计问题进行持续性优化。

3.4 虚拟设计技术

虚拟设计技术作为一种综合性较强的设计方法，其主要是基于计算机辅助技术、虚拟现实技术以及其他现代化技术而形成的。虚拟设计技术主要应用于汽车产品的正式投入生产之前，通过一系列的产品设计和制造分析，准确评估该种设计方案在现实生产中的可行性与可操作性。虚拟现实技术通过应用计算机上的设计软件，将汽车产品的外部形状与内部构造系统性的显现出来，大幅度提高了汽车设计的可视化程度。随后，设计人员可充分结合汽车市场行情、汽车设计发展趋势以及用户需求等，对汽车产品的细节构件进行具体化设计，包含汽车设计模型的外形、色彩搭配、发动机等。虚拟设计技术能够在较大程度上缩短信息数据分析与计算所需耗费的时间，设计人员仅需将需要核算的信息数据输入计算机相关软件，即可根据此前设计的参数或计算公式，经过计算机计算后直接将结果导出，从而显著缩短汽车设计周期与人力资本的耗费。

4 结语

根据上述分析可知，汽车产业是我国当前制造业的重要构成，对于推动国民经济发展与交通运输事业建设均具有关键性作用。为满足汽车产品的更新换代与性能提升要求，设计人员必须积极变革设计思想，有效融合并应用现代设计方法，尤其是系统工程分析法、模糊设计法、计算机辅助技术以及虚拟设计技术。现代设计方法在汽车设计中的应用具有多方面的优势，不仅可以将间接的、理论化的产品设计转化为可视化的、直接性的三维模型，更能够显著提高汽车设计效率与设计精度，从而在缩减汽车设计成本的同时保障汽车设计质量。