現(xiàn)代設計技術體系(編輯修改稿)
2025-08-10 01:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，所以現(xiàn)代設計方法還不能完全取代傳統(tǒng)設計方法，一些行之有效的經(jīng)驗方法目前仍在廣泛使用，它們?nèi)允乾F(xiàn)代設計方法的重要組成。 現(xiàn)代設計法的內(nèi)容與范疇 現(xiàn)代設計方法實質(zhì)上是科學方法論在設計中的應用。概括為十一論：突變論、信息論、智能論、系統(tǒng)論、優(yōu)化論、對應論、功能論、控制論、離散論、模糊論、藝術論。這些論與廣義設計(有目的的意識活動)直接有關，有的已形成單一學科，有的正在形成。 ①突變論方法 突變創(chuàng)造是現(xiàn)代設計的基石。如創(chuàng)造性設計。主要應用于定性的方案決策、系統(tǒng)設計；②智能論方法 發(fā)揮智能載體的潛力，是現(xiàn)代設計的核心。如 10 計算機輔助計算：僅借助計算機代替人的初級智能；20 CAD： 30 CAE： 40 智能機器化方法：即指高級人工智能，如機器人、專家系統(tǒng)等。 應用于能代替人的智力的一切場合。 ③信息論方法 設計信息的分析是現(xiàn)代設計的依據(jù)。如： 10 預測技術法：用歷史性趨向及參數(shù)，預測現(xiàn)需與未來的動向與參數(shù)； 20 方差分析法：對一系列已知數(shù)據(jù)因素，進行參數(shù)的估計與識別檢驗； 30 信息合成法：將各種不同信息合成為所需的廣義系統(tǒng)，如人工合成細胞、圖形等。主要用于通過歷史性或試驗性數(shù)據(jù)進行預測與信號分析及可行性論證。 ④系統(tǒng)論方法 系統(tǒng)分析是現(xiàn)代設計的前提。常用： 10 系統(tǒng)分析法：把任何系統(tǒng)、功能、元件均看做系統(tǒng)，加以分析，進行輸入一輸出關系的描述，得到合理的系統(tǒng)與功能； 20 邏輯分析法：運用邏輯數(shù)學從各系統(tǒng)之間相互關聯(lián)與制約關系，設計出優(yōu)化系統(tǒng)； 30 模式識別法：把已有若干模式的系統(tǒng)樣本，進行模式的確定； 主要用于總體方案與系統(tǒng)設計及可行性論證。 ⑤控制論方法 動態(tài)分析是現(xiàn)代設計的深化。常用： 10 動態(tài)分析法：運用傳遞函數(shù)與狀態(tài)方程，研究輸人情號與輸出功能之間的定性定量關系，以獲得最好的動態(tài)特性指標； 20 振蕩分析法：對振型模態(tài)進行識別，以利用振動或消除振動及噪音(廣義)； 30 柔性設計法：把剛性系統(tǒng)按實際彈性系統(tǒng)進行設計計算； 40 動態(tài)優(yōu)化法：主要是研究大系統(tǒng)優(yōu)化與最佳動態(tài)數(shù)學模型；一般用于系統(tǒng)確定后的動態(tài)指標定性分析與定量校正。⑥優(yōu)化論方法 廣義優(yōu)化是現(xiàn)代設計的宗旨。常用： 10 優(yōu)化設計法：包括各種優(yōu)化值的搜索方法，如線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、幾何規(guī)劃、多目標優(yōu)化、試驗優(yōu)化、經(jīng)驗優(yōu)化、方案優(yōu)化、模糊優(yōu)化等；20 優(yōu)化控制法：主要是動態(tài)優(yōu)化、最優(yōu)控制等?？捎糜诜桨冈O計與參數(shù)設計。 ⑦對應論方法 相似模擬是現(xiàn)代設計的捷徑。常用： 10 相似設計法：似同類參照物為依據(jù)求出設計對象與參照對象間的數(shù)學關系； 20 模擬分析法：以異類參照物為依據(jù)，設計系統(tǒng)結(jié)構與求得參數(shù)； 30 仿真技術：用電子數(shù)字計算機及仿真語言模擬復雜系統(tǒng)與過程，求得解析法不能取得的參數(shù)；40 仿生技術：模擬生物的特殊功能為設計服務。主要用于已有參照，模型的構思與定量計算。 ⑧功能論方法 功能實現(xiàn)是現(xiàn)代設計的目標。有限壽命是自然與社會的基本客觀現(xiàn)實，所以設計時應保證有限使用期限內(nèi)設計對象的 經(jīng)濟有效功能，其方法有功能分析設計法、可靠性分析預測、可靠性設計及功能價值工程等。主要應用于方案設計與功能價值、功能安全可靠性定量分析； ⑨離散論方法 離散分析是現(xiàn)代設計的細解。事物特別是復雜廣義系統(tǒng)由離散體組成，是自然與社會另一個基本客觀現(xiàn)象，因此，用離散化方法近似確定參數(shù)是必然可靠的，其方法有有限單元法、邊界元法、離散優(yōu)化、子模態(tài)分析法及其他運用離散數(shù)學技術的方法等。主要用于近似細解的精細設計。 ⑩模糊論方法 模糊定量是現(xiàn)代設計的發(fā)展。事物的模糊性是一種大量的客觀存在，所以運用模糊分橋的量度方法(避開精確的數(shù)學方法)是必要的，其方法目前主要運用隸屬函數(shù)的論域法，可以進行模糊分析、模糊評價、模糊控制與模糊設計等的運用。主要用于模糊性參數(shù)確定與方案的綜合評價； ⑾藝術論方法 悅心宜人是現(xiàn)代設計的美感。任何設計都盡可能把設計對象形成一件藝術品，是設計的重要觀念，現(xiàn)代藝術論不僅如此，還要采用技術美學，計算機造型、模糊藝術等處理方法。主要用于使設計達到悅心宜人的功能； 目前所指的現(xiàn)代設計技術1）現(xiàn)代設計方法學 (1)系統(tǒng)設計 (2)價值工程 (3)功能設計 (4)并行設計 (5)模塊化設計 (6)質(zhì)量功能配置 (7) 反求設計 (8)綠色設計 (9)模糊設計 (10)面向?qū)ο蟮脑O計 (11)工業(yè)造型設計2）計算機輔助設計技術(1) 有限元法 （2）優(yōu)化設計 （3）計算機輔助設計 （4）模擬仿真與虛擬設計（5）智能計算機輔助設計 （6）工程數(shù)據(jù)庫3）可信性設計（可信性設計技術可看作廣義可靠性設計內(nèi)容的擴展）(1) 可靠性設計 （2）安全設計 （3）動態(tài)設計 （4）防斷裂設計（5）抗疲勞設計 （6）減摩耐磨設計（7）防腐蝕設計 （8）健壯設計（9）耐環(huán)境設計 （10）維修設計和維修保障設計 （11）測試性設計 （12）人機工程設計5 現(xiàn)代設計手段 設計手段是人的設計思想借以實現(xiàn)的工具和技術。計算機技術、軟件技術和數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展對設計手段起到了變革性的作用，以計算機為工作平臺的設計工具正在廣泛取代傳統(tǒng)的圖板，計算機輔助設計正在成為現(xiàn)代設計的主要手段，它使設計效率、設
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