浅析机械中优化设计的必要性及对策

杨惠博

摘 要：在当今社会中随着科学技术和计算机技术的发展以及广泛运用，设计领域中出现一种新兴的学科--现代设计方法。机械设计的发展对社会生产力进步有着重大作用，然而随着社会的不断进步，机械设计的技术、技能和技艺都较当前的社会形式有着明显的落后。人们与时俱进的思想观念和对生活需求的提高，对机械产品性能的要求也不断提升，传统机械设计研制出来的产品已经无法满足消费者的需求，产品的市场竞争能力逐渐下降，对机械设计技术进行优化和改革已成为必不可少的一部分。对机械设计技术进行优化无非是指在数学模型的建立和计算机技术方面进行提高，同时也是当前机械设计领域的研究热点。本文旨在通过对机械优化设计进行分析和探索，找出与之相对应的策略。

关键词：机械；优化设计；必要性

一、机械优化设计的基本理论

优化设计是现代设计方法产生与发展的重要组成内容，其在机械中的优化设计具有较强的综合性和实用性，为机械设计的提高和发展提供了科学的方法，对设计者使其从被动发展的模式转变为主动发展，对企业可以节约材料、减少成本、提高设计效率和水平、增强企业竞争力、对国家的经济效益和社会发展也具有一定的推动作用[1]。当今世界各国学者对优化设计的发展都十分重视，我国的优化设计虽然发展迅速，但由于发展时间短暂与国外的先进技术还有较大差距，在实践过程中运用的比例较为稀疏。随着各种辅助设备性能的提升，市场需求的扩大，科学技术的发展，优化技术也逐渐运用的各个领域和日常生活中。

二、机械中优化设计的必要性

（一）优化设计对机械工艺与质量的提高

在设计机械的过程，设计者不仅要对其流程、时间和成本、作用等问题进行细致的规划，还要重点考虑该设计产品在市场中是否具有较强的经济价值，在与其功能相似的产品竞争中能否具有较高的竞争力，同时还要对设计产品的质量进行保障，不能存在产品质量低下的问题[2]。机械产品往往用于大型的工程项目和全自动化的生产，产品的质量就成为其中的重中之重，良好的质量是机械设计的第一位因素，关系到其今后的发展与营销，如果一项产品质量不能得到保障，就好比鸟儿失去了翅膀，老虎丢失了牙齿，其经济价值将持续下降。因此对机械产品的优化设计就成了重点，良好的设计路径和策略能够对产品的工艺和质量有着显著的提高。良好的设计方案往往具有较为明显的特点，机械产品的生产效率和成本都有较大的作用。总而言之，机械中的优化设计就是对其设计过程中出现的错误进行发现与改正，形成最佳的设计方案，也往往具有较高的质量保证。

（二）优化设计对机械开支与成本的节约

在机械中优化设计可以极大程度地节约产品设计的成本和开支，对企业经济效益的提高有着显著效果。机械设计往往以繁琐、浩大的工程而出名，需求的时间较长，在其设计中几乎不存在任何的捷径。因此在开发设计过程所耗费的资金也往往不菲，在社会实践的过程中也验证了这一结论，机械设计常常使企业入不敷出[3]。虽然随着优化设计的运用，机械设计技术得到了一定的发展和进步，但仍然存在着开支问题。于此同时，在运用优化设计的方法对机械设计进行资金压缩、削减时应注意保证产品的质量，不能因为节约产品成本而导致产品质量下降，要以产品质量为前提，否则应果断舍弃。在机械设计中采用优化设计，往往可以发挥出百分之一百二的能力，对人力，物力进行充分的调用。减少了不必要损失的产生。因此优化设计能够对机械设计的开支成本进行有效的节约，能使机械设计产生更大的经济效益。

（三）优化设计对机械附加价值的提高

优化设计可以对机械附加价值进行提高，增强其产品在社会中的竞争力和企业的经济效益。机械设计产品具备较高的商业价值，在市场中也是较为热门的产品。优化设计方法在机械设计中的应用，对机械产品的附加价值有着显著的提高，使其较之以往的产品有了更大的科技含量和技术价值，在社会竞争过程中有了更为明显的优势。同时机械产品的热销也为企业的发展提供了新的经济效益，机械产品的更新换代也为人民群众的生活水平发展起到了一定的作用。机械产品往往本身的价值较低，但随着各项技术的不断完善和发展，机械产品在生产过程中的每一个环节都加入一个或者多个的新兴技术，使其最终就成为高科技产品，并且机械产品附加值达到了极高的程度，较之以往的产品仿佛一个天上一个地下的巨大差距[4]。在市场销售中，这类商品的价值也常常居高不下，由此可见企业也随着机械运用优化设计使本身的经济效益得到了巨大的提升。

三、对机械中优化设计的有效对策

优化设计能够为机械设计提供巨大作用，因此当前社会机械企业引入科学有效的优化设计就成了重中之重。在优化设计中，同一个问题不一定采用同一个优化方法，问题只有一个而解决的方法却极其之多[5]。在这众多的优化方法中无非两种答案，一种是效果较好或者较差但都能取得成功，另一种就有可能导致失败。因此，我们在选取优化方法中就非常关键了，要依据问题的特点来进行适当的选择。首先，效率要高，尽可能的减少优化算法的计算时间；其次，在一定的时间内计算成功率要高；最后，稳定性也是极其重要的一点，要尽可能的采用成熟的计算程序，使解答过程中不容易出现错误。除了上述的要求在选择优化方法时，个人经验也是必不可少的组成部分，这些经验往往对各类优化方法的特性极其清楚，能够对各项方法进行比较，从中找到最适合的方法出来。此外，在机械优化设计中线性规范方法、无约束优化方法、约束优化方法、多目标及离散变量优化方法也是常常出现的。总而言之，优化设计对机械设计起到了巨大的推动作用。

四、结论

在当前社会，传统机械设计已经较为落后，对机械类企业产生了较大的影响，使企业的经济效益日渐下降，而此时传统机械设计与现代设计方法结合而产生的机械优化设计则成为一种更科学的优化设计方法，能够使机械产品质量与工艺提高、附加价值增加、节约开支与成本。近年来随着社会发展，机械优化设计和手段也逐渐完善且用途也更加广泛，在仿生物学理论、基因遗传学理论和人工智能优化等理论中也逐渐出现，对优化设计的发展起到了巨大的推动作用。机械优化设计给机械领域带来了巨大的经济效益，但随着技术的不断更新和发展，优化设计也逐步迈入更多领域，发展前景也极其广阔。但目前国内较为先进的优化设计面对国外的优化设计仍然存在较大的差距，还停留在初步阶段，面对机械产品设计，应当使其运用到产品的各个生产方面，使之适应机械设计。本文通过上述的一系列分析和探索，发现新时期优化设计对机械的重要性和意义，并提出了一系列的对策以供参考。

参考文献：

[1]张殿江.浅谈机械设计在机械制造中的重要性[J].城市建设理论研究，2013，（07）：146-147.

[2]蔡余友.机械设计的重要性和实现路径[J].中国机械，2013，（06）：32-33.

[3]王国强.机械优化设计[M].北京：机械工业出版社，2009.

[4]张运节.机械优化设计综述与展望[J].科技信息，2009，26（6）：703-704.

[5]陳立周.机械优化设计方法[M].北京：冶金工业出版社，2005.