探討現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法

杜寶林

【摘要】對于現(xiàn)階段的社會發(fā)展而言，很多的事物都發(fā)生了較大的變化?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法要具備智能化、自動化、高效率、高水準(zhǔn)等特點，既要滿足生產(chǎn)生活的需要，同時還要最大限度避免過去的一些固有問題。另一方面，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷增長，社會對現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法提出了更多的要求，所以，我們需要進(jìn)一步優(yōu)化研究現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法，從內(nèi)部和外部解決眾多的問題。本文介紹了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的特點，及計算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計方法。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械 計算機(jī) 設(shè)計 探索

機(jī)械設(shè)計是根據(jù)使用要求對機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計算，并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程，其目標(biāo)是在各種限定的條件下設(shè)計出最好的機(jī)械，即做出優(yōu)化設(shè)計。隨著科技的進(jìn)步，特別是計算機(jī)科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)計水平發(fā)展得很快。多種設(shè)計技術(shù)和理論交叉融合，使得機(jī)械設(shè)計方法進(jìn)一步拓展，設(shè)計手段也更加精確化和智能化。

1現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計概述

1.1現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的內(nèi)涵

在20世紀(jì)60年代初期，人們將機(jī)械設(shè)計方案的過程分為不同的設(shè)計階段，如用戶體驗階段、設(shè)計方案階段、技術(shù)設(shè)計與工藝設(shè)計階段等。但是隨著科技的不斷發(fā)展，產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展不再單純依賴于設(shè)計者的思想靈感或經(jīng)驗技術(shù)，而是逐漸發(fā)展成為一門科學(xué)，并且是以知識為基礎(chǔ)，具有科學(xué)設(shè)計手段的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計技術(shù)。隨后，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計又引進(jìn)了多種不同的設(shè)計方法理念，例如系統(tǒng)科學(xué)、信息科學(xué)、計算機(jī)技術(shù)等，這些都為我國的機(jī)械設(shè)計理念增色不少。

1.2現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的特點

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計種類繁多，其結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計可以從實現(xiàn)功能的角度來考查，其中包括系統(tǒng)功能、傳統(tǒng)功能、執(zhí)行功能和操作功能等，這些功能都可以用來協(xié)助機(jī)械的運(yùn)作，每一種功能都有其自身的特點?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法一般都是憑借計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或其他一些現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備，引進(jìn)先進(jìn)的現(xiàn)代化設(shè)計理念及方法，創(chuàng)造出具有現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計特點的作品?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的主要工具也是計算機(jī)，如利用計算機(jī)計算、分析、繪圖等，可以大大提高現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的效率。

2現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法

2.1現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的優(yōu)化

設(shè)計的優(yōu)化就是通過不同的方式進(jìn)行方式的優(yōu)化，在機(jī)械設(shè)計的過程中對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，這樣的優(yōu)化是為了保證設(shè)計出的機(jī)械產(chǎn)品一方而具有外在的品質(zhì)保證，另一方面是保證產(chǎn)品的內(nèi)在的質(zhì)量。優(yōu)化設(shè)計一般分為兩種方式。

2.1.1數(shù)學(xué)規(guī)劃實現(xiàn)的設(shè)計優(yōu)化

我們說的數(shù)學(xué)規(guī)劃法，就是把數(shù)學(xué)規(guī)劃的理論作為基礎(chǔ)，是一種嚴(yán)格意義上的優(yōu)化方法。這種算法對理論依據(jù)有很高的要求，同時對設(shè)計流程的規(guī)格也有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。因為這種規(guī)劃方法在計算的過程中要進(jìn)行很多的迭代，并對數(shù)學(xué)模型要求高性態(tài)。所以這樣的優(yōu)化方式的適用范圍很小，適用于目標(biāo)明確，容易建立數(shù)學(xué)模型或者結(jié)構(gòu)不復(fù)雜的機(jī)械設(shè)計中。

2.1.2人工智能實現(xiàn)的設(shè)計優(yōu)化

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計是我國人民創(chuàng)造型勞動中的一種，機(jī)械設(shè)計的過程需要進(jìn)行以下四個步驟，任務(wù)的明確，設(shè)計方案，設(shè)計技術(shù)以及設(shè)計施工，并且每個環(huán)節(jié)都要及時地對建立的模型進(jìn)行仔細(xì)分析，對設(shè)計的模型進(jìn)行修改與合理性評價。人工智能優(yōu)化設(shè)計活動有下面兩種，一直對設(shè)計數(shù)值的計算，內(nèi)容主要是大量的繪圖與計算分析；二是對設(shè)計方案進(jìn)行設(shè)計以及推理，內(nèi)容主要是方案的提出，方案的優(yōu)化以及設(shè)計結(jié)構(gòu)等方面。因為思考和推理是這種優(yōu)化活動的基礎(chǔ)，所以這就要求設(shè)計人員要有豐富的專業(yè)知識和設(shè)計經(jīng)驗。

作為機(jī)械設(shè)計重要的內(nèi)容，設(shè)計方案的設(shè)計以及推理設(shè)計的結(jié)果對產(chǎn)品的質(zhì)量起養(yǎng)關(guān)鍵性的作用，在這種情況下使用人工智能技術(shù)能為設(shè)計中的非數(shù)值計算工作提供保障。

2.2現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的并行設(shè)計

我們說的機(jī)械設(shè)計的并行設(shè)計就是在對機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計的時候，通過應(yīng)用IT技術(shù)中的CAM或者CAD技術(shù)，以集成或者并成的方式對產(chǎn)品設(shè)計出合適的生產(chǎn)步驟。這種設(shè)計方法要求機(jī)械設(shè)計人員，從設(shè)計的最初階段就要對機(jī)械產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程，包括生產(chǎn)周期內(nèi)的設(shè)計，測試，工藝規(guī)劃以及配置進(jìn)行細(xì)致的考慮和規(guī)劃，將產(chǎn)品的概念設(shè)計到產(chǎn)品的報廢等一切可能發(fā)生的問題進(jìn)行分析，最大限度地對用戶的需求進(jìn)行把握。根據(jù)設(shè)計的效果，通過對并行設(shè)計進(jìn)行全面的評價，對產(chǎn)品的設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)，能有效地保證產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的一次成功率，還能夠增強(qiáng)企業(yè)的自身管理以及提高資源的利用率，減少生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。

2.3現(xiàn)代機(jī)械的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計

一般來說，所謂的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計，就是通過利用現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，將分布在不同地方的設(shè)計資源以及設(shè)計任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一，以協(xié)同工作中的機(jī)制以及平而支撐工具為基礎(chǔ)對信息進(jìn)行有效的管理，進(jìn)而完成對機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)以及設(shè)計工作。隨著現(xiàn)代IT技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，網(wǎng)絡(luò)時代中的寬帶也得到了很大程度上的提高，所以利用現(xiàn)代化中多媒體實時數(shù)據(jù)的傳輸特性，一方面能夠?qū)C(jī)械設(shè)計中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了解，另一方面還能建立起數(shù)據(jù)平臺，這個數(shù)據(jù)平臺是以web為基礎(chǔ)的，進(jìn)而解決web中數(shù)據(jù)的修改、訪問以及傳輸工作，從而進(jìn)一步實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，進(jìn)一步滿足現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計過程中的技術(shù)要求。

結(jié)語

總之，我們在未來的工作中，首先要進(jìn)一步分析市場需求、國家的發(fā)展方向，居民對機(jī)械設(shè)備的具體訴求，之后采用有效的方式進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，保證現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法可以長久地被應(yīng)用，最后再應(yīng)用到實際的生產(chǎn)和加工工作中。相信在日后的相關(guān)工作中，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法能夠取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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