现代设计的发展趋势.docx

一、进展趋一、进展趋势展望由于国际化市场的激烈竞争和用户对产品的功能、质量、价格、供货期、售后服务等要求越来越高， 以及高新技术的飞速进展，以信息科学与微电子技术为代表的现代科学技术对制造业的渗透、改造和更新, 使传统的制造技术演化成为一门涵盖从产品设计、制造、管理、销售到回收再生的全过程，跨多个学科且 高度简单化、集 成化的先进制造技术。柔性自动化，智能化，并行工程，虚拟制造，精密、微细加工等， 是当今先进制造技术的进展趋势。现代设计技术是现代制造技术的主体技术之一，也是先进制造技术的核 心与灵魂，必将伴随着先进制造技术的进展，计算机和信息技术的进步，制造业生产模式的变革，竞争与 合作的全球化，人们对生态环 境、资源的关切和对产品品质多样化等方面的要求，而发生着深刻的变化。 展望现代设计技术的进展趋势，大致有以下几方面：1 .设计过程的数字化，不仅要完善工程对象中确定性变量的数学描述和数学建模，而且更要讨论 非确定性变量，包括随机变量、随机过程、模糊变量(人的智能、阅历、制造力、语言及政治、经济、人 文等社会科学因素)等的数学描述和数学建模。2 .设计过程的自动化和智能化讨论。健全、讨论、进展各种类型的数据库、方法库和学问库，及 自动编程、自学习、自适应等高级商品化软件的研制，如讨论设计学问、数据、信息的猎取与处理技术、 智能CAD人工神经网络专家系统的模型和应用软件等。3 .动态多变量优化和工程不确定模型优化(模糊优化)、不行微模型优化及多目标优化等优化方 法与程序的讨论，并进一步进展到广义工程大系统的优化设计的讨论。4 .网络化并行设计及协同设计技术、方法及软件的讨论。5 .虚拟设计和仿真虚拟试验及快速成形技术的深化讨论，是一种以计算机仿真为基础，集计算机 图形学、智能技术、并行工程、人机工程、材料、成形工艺、光电传感技术和多媒体技术为一体的综合学 科讨论。6 .大力普及、推广与进展CAD技术的应用讨论，其重点是研制开发功能强的商品化软件。7 .面对集成制造和分布式经营管理的设计方法、人员组织及规划的讨论。据参考文献11介绍， 企业的胜利中只有20%来自技术方面，不低于80%依靠于如何 组织和设计生产过程。这也是美国、日本 大公司胜利的一条经营之道。如，近年来消失的并行工程(Concurrent EngineeringCE)、精益生产 (Lean ProductionLP)、灵捷制造(Agile ManufacturingAM)、准时生产(JustinTime)、质量功能配置(Quality Function DeploymentQFD)等生产管理中的设计技术，应依据国情和市场的 动态变化讨论将这些技术贯彻到生产过程中。8 .微型机电系统的设计理论及设计方法和技术的讨论，如智能计算、纳米技术、微型机器人系统 及微型机械系统的设计计算。9 .面对生态环境的绿色设计理论与方法的讨论，如绿色产品的设计、清洁化生产过程的设计、产 品的可回收性设计等。10 .注意基础性设计理论及共性设计技术的深层次讨论。基础性设计技术，如动态设计、疲惫设 计、防断裂设计、减摩和耐磨设计、防腐蚀性设计及运动学、动力学、传动技术、弹塑性理论等，是很多 现代设计技术的学问源泉和数学建模的理论基础。美国的基础讨论是当今世界领先的，制造技术也处于世 界领先地位，设计基础技术讨论成果为制造业供应了丰富的元学问和领域学问，这是美国推出一代又一代 产品参加市场竞争的支柱。美国把制造业和产品向国外推销时，供应的是企业的产品制造局部，而其讨论 开发的学问源那么牢牢掌握在国内。例如，人们熟知的美国格利森公司对准双曲线齿轮的设计制造技术是一 个看不见的“黑箱”(依据工况，算出机 床调整参数，从而加工出齿轮)，尽管人们慢慢把握了格利森加工 机床的内部构造，但格利森公司对“黑箱”实行了非公开政策，因而至今他们对准双曲线齿轮的设计制造技 术仍旧处于世界肯定领先地位。设计中的共性技术与方法，如数学描述、建模、仿真和优化及试验方法等, 也是设计中的关键技术，它涉及到CAD、牢靠 性设计、平安性设计、模糊设计、绿色设计、反求工程、 图像处理、专家系统、人工神经网络等信息和学问的猎取、组织、传递及使用共享。二、思索与建议先进制造技术是美国人在他们制造业进展进程中为促进我国经济的进展于80年月末期提出的,通过讨 论涌现出很多制造技术、设计技术和管理技术。我们我国近几年在 这方面也开展了广泛的讨论，取得了很 多瞩目的成就，其中有些工程的讨论已接近或到达世界先进水平；但从总体状况看与工业兴旺我国相比尚 有较大差距，主要表现在先进制造技术大局部依靠引进，很多精密设施，（如数控机床）、仪器、特大型 载重汽车和挖掘机、不少机电产品的核心部件（如电冰箱和空调的压缩机、录像 机和复印机的磁鼓等）也 依靠进口或合资生产，自主开发的产品份额不大，自主版权（自己的学问产权）的设计软件也不多（如至 今我们我国还没有自主版权现代轿车总体设计软件）12。这些技术与产品性能上的差距，通常不仅表现 在制造工艺上的差距，也表现在现代设计技术诸方面（特殊是基础性设计技术）的讨论力气较弱和新产品 （硬件与软件）设计开发力量较弱。为了尽快缩短差距，赶超世界先进水平，我们应依据国情，发挥社会 主义制度的优势，统筹 规划，加强现代设计技术的基础理论、共性的理论、方法、技术的讨论，例如，通 过对产品动态特性、疲惫强度、牢靠性、稳定性等的物理试验、仿真试验、市场信息和已有阅历的猎取以 及数学建模、几何建模，学问表示与推理，优化方法等的讨论，建立产品的静态和动态数据库，学问库、 方法库。由于没有牢靠的数据，设计中的数学建模及其仿真是不行信的。现代产品的设计是基于学问的设 计，没有学问含量和缺乏最新信息的设计，就不行能设计出先进的适应市场的产品，没有现代科学技术与 方法的运用，也不行能设计出高技术含量的产品。所以，数据和学问的猎取以及现代科学技术与方法的运 用就成为现代设计重要的共性问题。在加强设计基 础技术与共性技术讨论中应瞄准现代设计技术的前沿 （如虚拟设计与快速成形技术、纳米技术等）；应把讨论的课题伸向工程，加强面对工程和产品设计中的 关键技术的讨论，并准时总结基础技术的讨论成果，将其转化为现实的生产力。应把对传统的设计理论、 方法及技术的讨论与制造新理论、方法和技术结合起来，乐观推广新的设计技术与方法，扩大自主开发产 品和CAD软件的质量与数量，提高其在国际市场中的竞争力，制造良好的经济效益和社会效益，使我们我 国的现代设计技术尽快步入国际先进行列。