【正文】 是對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的描述，從含義上看造型設(shè)計(jì)中的符號(hào)也承載了設(shè)計(jì)對(duì)象的相關(guān)屬性信息。產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)活動(dòng)是對(duì)目標(biāo)對(duì)象所進(jìn)行的造型信息處理的過程，針對(duì)人機(jī)工程學(xué)知識(shí)而言，這是從初始的 人機(jī)知識(shí)—抽象的設(shè)計(jì)概念提煉—具體的造型與結(jié) 構(gòu)的過程，人機(jī)設(shè)計(jì)信息是不斷發(fā)展變化的，如何有效地描述和處理設(shè)計(jì)對(duì)象及其相關(guān)信息是產(chǎn)品造型 設(shè)計(jì)的基本問題，這也就是人機(jī)工程學(xué)知識(shí)的設(shè)計(jì)認(rèn) 知所需要解決的問題。此外，雖然許多設(shè)計(jì)工作者已經(jīng)有組織地對(duì)人—機(jī)—環(huán)境三者之間的關(guān)系進(jìn) 行實(shí)驗(yàn)研究，并積累了大量有關(guān)數(shù)據(jù)，但是對(duì)這些數(shù) 據(jù)的綜合運(yùn)用仍是憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，因而這種人機(jī)研究與應(yīng)用的方式難以取得人—機(jī)—環(huán)境匹配的最佳效 果。產(chǎn)品的安全性 因素可分為2個(gè)方面，對(duì)使用者來講不僅需要高效的 操作，更需要將事故危險(xiǎn)性減小到最低限度，這就需 要有相應(yīng)的防護(hù)、保險(xiǎn)、余量、防失誤、事故控制、求援 方法等等安全性的設(shè)計(jì)因素；此外，產(chǎn)品的人機(jī)安全 也需要反映到延長(zhǎng)產(chǎn)品的操作壽命與降低操作者的使用破壞性等因素。產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì) 要符合產(chǎn)品的使用環(huán)境，產(chǎn)品的內(nèi)部環(huán)境也要對(duì)人的 健康與效率負(fù)責(zé)，重視細(xì)節(jié)的微觀內(nèi)部環(huán)境與重視系統(tǒng)關(guān)系的宏觀外部環(huán)境構(gòu)成了產(chǎn)品人機(jī)環(huán)境因素的主體。人機(jī)的系統(tǒng)關(guān)系優(yōu)化是為了創(chuàng)造最優(yōu)的人機(jī)配合，優(yōu)化的尺度關(guān)系、舒適的環(huán)境關(guān)系、可辨識(shí)的界面關(guān)系都是充分發(fā)揮人、機(jī)各自的特點(diǎn)，相互配合、協(xié)調(diào)工作的重要因素，兩者之間的系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題也是人和產(chǎn)品有機(jī)交流的 重要前提。人作為設(shè)計(jì)的主體對(duì)象是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中人機(jī)研究的重點(diǎn)，也是人機(jī)研究的基礎(chǔ)；人的自然屬性（如人體形態(tài)特征參數(shù)、人的感知特性、人的反應(yīng)特性以及人在操作產(chǎn)品過程中 的心理特征等）與人的社會(huì)屬性（如人的社會(huì)行為、價(jià) 值觀念、人文環(huán)境、社會(huì)背景文化等）都是影響人與產(chǎn)品造型的重要關(guān)系因素。在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)過程中的人機(jī) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容有4個(gè)方面。人機(jī)工程學(xué)知識(shí)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用地位也得到提高。簡(jiǎn)而言之，人機(jī)工程學(xué)就是研究人與機(jī)器設(shè) 備之間的相互關(guān)系及其合理配合，使之更適合人的生理、心理特點(diǎn)，進(jìn)而使勞動(dòng)環(huán)境更安全舒適，使人機(jī)系 統(tǒng)的工作效率達(dá)到最佳化的一門學(xué)科[1]。1 人機(jī)工程學(xué)知識(shí) 人機(jī)工程學(xué) 是一門技術(shù)科學(xué)、人體科學(xué)以及社會(huì)科學(xué)相交叉的綜合性新興邊緣學(xué)科，它與產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)關(guān)系密切，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作者和社會(huì)科學(xué)工作者共同研究的課題。人機(jī)工程學(xué)隨著時(shí)代的進(jìn)步、科技的發(fā)展，人機(jī)工程學(xué)的理論 研究日益成熟，但如今人機(jī)工程學(xué)理論在實(shí)際設(shè)計(jì)生 產(chǎn)過程中的應(yīng)用還是以個(gè)案的改進(jìn)為主。結(jié)論可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)是在常規(guī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合可靠性設(shè)計(jì)理論發(fā)展起來的一種有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。環(huán)境應(yīng)力篩選是施加環(huán)境應(yīng)力到產(chǎn)品，以發(fā)現(xiàn)和排除不良零件、元器件、工藝缺陷等潛在缺陷為目的試驗(yàn)方法。可靠性試驗(yàn)可分為工程試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)兩大類，工程試驗(yàn)的目的在于暴露產(chǎn)品的可靠性缺陷，并采取糾正措施加以排除。機(jī)械可靠性試驗(yàn)技術(shù)可靠性試驗(yàn)是對(duì)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行調(diào)查、分析和評(píng)價(jià)的一種手段。將可靠性設(shè)計(jì)理論與優(yōu)化技術(shù)結(jié)合起來通常有兩種方法：（1）要求結(jié)構(gòu)或零部件在滿足一定性能的條件下，使其可靠度達(dá)到最大?？煽啃詢?yōu)化設(shè)計(jì)，一般包含三方面的內(nèi)容：質(zhì)量、成本、可靠度，把產(chǎn)品的總體可靠度作為性能約束的優(yōu)化，將會(huì)產(chǎn)生與合理安全性相協(xié)調(diào)的平衡設(shè)計(jì)，也就是在給定結(jié)構(gòu)布局和給定產(chǎn)品質(zhì)量或成本之下，使產(chǎn)品有最大的可靠度。它將可靠性分析理論與數(shù)學(xué)規(guī)劃方法有機(jī)地結(jié)合在一起，也就是說在優(yōu)化設(shè)計(jì)中將設(shè)計(jì)參數(shù)作為隨機(jī)變量，以產(chǎn)品的可靠度作為目標(biāo)函數(shù)或約束條件，運(yùn)用最優(yōu)化方法得到在概率意義下的最佳設(shè)計(jì)的一種數(shù)值計(jì)算方法。所以應(yīng)該進(jìn)行可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究，使機(jī)械產(chǎn)品既保證具有可靠性要求，又保證具有最佳的工作性能和參數(shù)。一方面是因?yàn)榭煽啃栽O(shè)計(jì)有時(shí)并不等于優(yōu)化設(shè)計(jì)，例如機(jī)械產(chǎn)品在經(jīng)過可靠性設(shè)計(jì)后，并不能保證它的工作性能或參數(shù)就一定處于最佳狀態(tài)；另一方面是因?yàn)閮?yōu)化設(shè)計(jì)并不一定包含可靠性設(shè)計(jì)，例如機(jī)械產(chǎn)品在沒有考慮可靠性的狀態(tài)下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，并不能保證它在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定的功能，甚至發(fā)生故障和事故，造成損失。優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的3個(gè)要素是目標(biāo)函數(shù)、約束條件和設(shè)計(jì)變量。當(dāng)然設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮各種載荷的隨機(jī)性，又要考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)的隨機(jī)性，以及二者對(duì)產(chǎn)品性能的影響。機(jī)械產(chǎn)品與可靠性的關(guān)系框圖見圖1。機(jī)械產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的是以最少的材料，最低的造價(jià)，最簡(jiǎn)單的工藝，實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)靠性指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)?？梢妼C(jī)械動(dòng)力學(xué)與機(jī)械可靠性有機(jī)地結(jié)合起來，研究動(dòng)態(tài)可靠性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論與方法具有重要意義。不考慮動(dòng)態(tài)特性將難以得到產(chǎn)品準(zhǔn)確的失效數(shù)據(jù)和可靠性信息，這必然使可靠性的研究從靜態(tài)可靠性向動(dòng)態(tài)可靠性轉(zhuǎn)變。 動(dòng)態(tài)可靠性設(shè)計(jì)經(jīng)典的可靠性設(shè)計(jì)理論不能考慮結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為，為了彌補(bǔ)這種缺失必須開展動(dòng)態(tài)可靠性的研究。g(X)0fx(X)dX式中fx(X)為基本隨機(jī)參數(shù)向量X=(X1,X2,Xn)T的聯(lián)合概率密度；g(X)為狀態(tài)函數(shù)，可表示零件的不同狀態(tài)：g(X)0為安全狀態(tài)，g(X)現(xiàn)代生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)表明，在設(shè)計(jì)、制造和使用產(chǎn)品的三個(gè)階段中，設(shè)計(jì)決定了產(chǎn)品的可靠性水平，即產(chǎn)品的固有可靠性，而制造和使用是保證產(chǎn)品可機(jī)械可靠性分析與設(shè)計(jì)的方法很多，總體上可以歸納成兩類，即數(shù)學(xué)模型法與物理原因法。可靠性設(shè)計(jì)的一個(gè)目標(biāo)是計(jì)算可靠度，可靠度是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。可靠性設(shè)計(jì)認(rèn)為所設(shè)計(jì)的任一機(jī)械存在著一定的失效可能性，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)需要預(yù)先控制的失效概率或可靠度，考慮各參數(shù)的隨機(jī)性及分布規(guī)律，以反映出零部件的實(shí)際工作狀況?？煽啃栽O(shè)計(jì) 可靠性設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法認(rèn)為零件的強(qiáng)度和應(yīng)力都是單值，只要計(jì)算出的安全系數(shù)大于規(guī)定的安全系數(shù)，就認(rèn)為零件是安全的，因而設(shè)計(jì)過程中忽略了各設(shè)計(jì)參數(shù)的隨機(jī)性。陳靜等[2]闡述了機(jī)械產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)及可靠性的相關(guān)理論，介紹了可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀，并介紹了機(jī)械行業(yè)相關(guān)的軟件應(yīng)用情況?？萍佳芯咳藛T和工程設(shè)計(jì)人員積極投入到可靠性工程的研究與實(shí)踐之中，取得了可喜的成果。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品性能參數(shù)日益提高，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，使用場(chǎng)所更加廣泛，產(chǎn)品的性能和可靠性問題也就越來越突出。機(jī)械可靠性，是指機(jī)械產(chǎn)品在規(guī)定的使用條件、規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。大量高強(qiáng)度，抗磨損，抗振動(dòng)和抗沖擊的新材料、納米技術(shù)材料、先進(jìn)的電子元件技術(shù)不斷出現(xiàn)，設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)應(yīng)根據(jù)機(jī)械性能與工況選用相適應(yīng)的新材料，從材料性能質(zhì)量上保證其使用壽命。 采用新材料制造的施工機(jī)械，可以有效地延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命。如果機(jī)械維修性好，易于維修，能夠采用“低成本的快速修理”，可使機(jī)件經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)。我國的大型施工項(xiàng)目中的主要土石方工程用機(jī)械設(shè)備主要是采用以上發(fā)達(dá)國家進(jìn)口產(chǎn)品，這些設(shè)備外觀新穎、操作舒適、性能先進(jìn)、經(jīng)久耐用。建立競(jìng)爭(zhēng)激勵(lì)機(jī)制 ,舉辦各種形式的競(jìng)賽活動(dòng) ,對(duì)在創(chuàng)新方面成績(jī)突出的學(xué)生進(jìn) 行表彰和獎(jiǎng)勵(lì) ,對(duì)獲得國家級(jí)或省(部)級(jí)創(chuàng)新成果的 學(xué)生, 以及在校內(nèi)外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中做出成績(jī)的學(xué) 生,可申請(qǐng)免修與之相關(guān)的課程學(xué)分、課程設(shè)計(jì)或畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文),可以免試推薦研究生等。設(shè)立創(chuàng)新研究基金的目的就是對(duì)那些具有創(chuàng) 新性、科學(xué)性、實(shí)用性、可行性的大學(xué)生研究項(xiàng)目予以 一定的資金保障,使學(xué)生不會(huì)因?yàn)橘Y金問題而不去參 與創(chuàng)新實(shí)踐。(六)提供創(chuàng)新政策保障, 建立相應(yīng)激勵(lì)措施創(chuàng)新 ,需要一個(gè)良好的政策環(huán)境 ,使更多的學(xué)生 愿意創(chuàng)新、樂于創(chuàng)新。教師的創(chuàng)新激情、學(xué)術(shù)水平、治學(xué)態(tài)度直接影響學(xué)生的創(chuàng) 新活動(dòng)。世界各國著名大學(xué)的共同經(jīng)驗(yàn)證明, 高素質(zhì)的師資隊(duì)伍是決定一所大學(xué)核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān) 鍵所在。配備高水平的、相對(duì)穩(wěn)定的創(chuàng)新指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì), 是大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)成敗的關(guān)鍵。學(xué)校要有必需的技能訓(xùn)練中心、加工中心 ,讓學(xué)生能夠自己動(dòng)手實(shí)現(xiàn)其創(chuàng)新構(gòu)思。(五)建設(shè)創(chuàng)新必需的硬件環(huán)境, 組建創(chuàng)新指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì) 學(xué)校要為大學(xué)生營造創(chuàng)新必需的硬件環(huán)境, 為大學(xué)生創(chuàng)新提供物質(zhì)技術(shù)支持, 包括開放基礎(chǔ)研究性實(shí)驗(yàn)室、各種功能的專業(yè)性實(shí)驗(yàn)室。一方面,學(xué)校要?jiǎng)?chuàng)造條件將大學(xué)生的創(chuàng)新成果主動(dòng)推向市場(chǎng) , 爭(zhēng)取得到市場(chǎng)的認(rèn)可。任何創(chuàng)新成果 ,只有不斷向市場(chǎng)轉(zhuǎn)化 , 得到市場(chǎng)的認(rèn)可 ,才是有價(jià)值的創(chuàng)新成果。鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新, 可以讓他們參加教師的科研 課題,也可以由學(xué)生自擬題目,并選派教師指導(dǎo) ,并對(duì)學(xué)生的科研課題進(jìn)行定期檢查和鑒定 ,這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新毅力和責(zé)任心 ,拓展學(xué)生的視野, 有效發(fā)揮他們的創(chuàng)造才能。同時(shí) , 大學(xué)生還應(yīng)該主動(dòng)走出校門 ,參加社會(huì)調(diào)研, 讓理論和實(shí)踐相結(jié)合 ,在社會(huì)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決 問題 ,并在實(shí)際活動(dòng)中及時(shí)反饋, 形成最后的成果。一方面, 大學(xué)生應(yīng)該主動(dòng)營建自己的創(chuàng)新團(tuán)體 , 如各 種創(chuàng)新競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)、大學(xué)生科技創(chuàng)新協(xié)會(huì)、大學(xué)生創(chuàng)業(yè) 團(tuán)隊(duì)等。這有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造能力, 并對(duì)他們起到一 種重要的導(dǎo)向作用。在考試內(nèi)容方面, 要安排一些沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)答案的探討性問題 ,需要學(xué) 生經(jīng)過充分而深入地思考才能夠做出解答?？荚嚂r(shí)允許學(xué)生帶課本、筆記 等資料 ,允許學(xué)生發(fā)表不同的意見, 對(duì)那些有創(chuàng)造性 見解的答卷要給予鼓勵(lì) ,力爭(zhēng)把學(xué)生的精力引導(dǎo)到對(duì) 問題的分析和解決上來。新的考試模式不僅要考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握 ,更 要考查學(xué)生創(chuàng)造性地分析問題、解決問題的能力, 以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。積極創(chuàng)造條件, 讓學(xué)生積 極參與教學(xué)過程。千方百計(jì)、想方設(shè)法地去調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生對(duì)科研創(chuàng)新的興趣。給學(xué)生介紹一 些最基本的科研和創(chuàng)新方法, 諸如如何選題 ,如何搜集、分析、整理資料, 如何提煉論點(diǎn)(觀點(diǎn)),如何撰寫研究報(bào)告和學(xué)術(shù)論文,如果申請(qǐng)專利等等。要增加選修課的比重, 允許學(xué)生跨系、跨專業(yè)選修課程, 使學(xué)生依托一個(gè)專業(yè) ,著眼于 綜合性較強(qiáng)的跨學(xué)科訓(xùn)練。大學(xué)教育中要注重文、理滲透, 可以對(duì)文科學(xué)生 開設(shè)部分自然科學(xué)課程 ,對(duì)理科學(xué)生適當(dāng)加強(qiáng)人文學(xué)科課程的教育, 使文理學(xué)科之間相互滲透。創(chuàng)造能力來源于 寬厚的基礎(chǔ)知識(shí)和良好的素質(zhì) ,僅僅掌握單一的專業(yè)知識(shí)是不夠的。鼓勵(lì) 學(xué)生參加各種科技創(chuàng)新競(jìng)賽 ,激勵(lì)那些敢于創(chuàng)新的學(xué) 生脫穎而出等。學(xué)校要重視學(xué)生的個(gè)性差異 ,注重學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。(一)重視學(xué)生個(gè)性發(fā)展 ,普及創(chuàng)新理念 創(chuàng)新理念不只是針對(duì)學(xué)生, 更是針對(duì)學(xué)校、教師 和管理干部。大學(xué)教育重在專業(yè)知識(shí)的積累 ,特殊技能的獲得 , 創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。最后設(shè)計(jì)任務(wù)完全落在項(xiàng) 目負(fù)責(zé)人身上,出現(xiàn)單打獨(dú)干現(xiàn)象。大學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)組織松散 , 易集易散。開始宏大 的構(gòu)思 ,遇到困難 ,就草草收?qǐng)? 能減則減。知識(shí)面窄 , 對(duì)現(xiàn)代輔助設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用不熟練 ,科技論文寫作水平欠缺。由于我國過去的教育觀念和體制 及專業(yè)設(shè)置和課程體系等多方面的原因, 我國大學(xué)生 的創(chuàng)新能較差,這主要表現(xiàn)在創(chuàng)新意識(shí)淡薄 , 缺乏創(chuàng)新思維。在備戰(zhàn)機(jī)械創(chuàng)新大賽的初期, 學(xué)生普遍表 現(xiàn)出好高騖遠(yuǎn) ,對(duì)比賽的要求和難度估計(jì)不足 , 提出了很多宏大的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案 ,即超出了自己知識(shí)和能力所限, 又在學(xué)校資金資助范圍之外, 更是幾個(gè)人在短短的幾個(gè)月不可能完成的。另外培養(yǎng)大學(xué)生具