摘要(zhdiydo)：隨著科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步與飛速發(fā)展，人們對產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、可靠性、效益提出了更為嚴(yán)格的要求(ydoqid)。顯然，傳統(tǒng)的設(shè)計方法已不能滿足這一發(fā)展的需要。在“需求牽引，技術(shù)推動”背景下應(yīng)運(yùn)而生的現(xiàn)代設(shè)計，在對產(chǎn)品開發(fā)的指導(dǎo)作用方面變得越來越來重要。本文通過對現(xiàn)代設(shè)計內(nèi)涵、特點(diǎn)及原則較為詳細(xì)地闡述并結(jié)合具體的現(xiàn)代設(shè)計方法來進(jìn)一步論述現(xiàn)代設(shè)計對產(chǎn)品開發(fā)的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：現(xiàn)代(xidnddi)設(shè)計產(chǎn)品開發(fā)指導(dǎo)作用隨著社會(shQhui)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)品功能要求(ydoqid)的日益增多，復(fù)雜性增加，壽命期縮短，更新?lián)Q代速度加快，使人們對設(shè)計的要求發(fā)展到了一個新的階段，具體表現(xiàn)為設(shè)計對象由單機(jī)走向系統(tǒng)、設(shè)計要求由單目標(biāo)走向多目標(biāo)、設(shè)計所涉及的領(lǐng)域由單一領(lǐng)域走向多個領(lǐng)域、承擔(dān)設(shè)計的工作人員從單人走向小組甚至大的群體、產(chǎn)品設(shè)計由自由發(fā)展走向有計劃的開展。然而，產(chǎn)品的設(shè)計，尤其是機(jī)械產(chǎn)品方案的設(shè)計手段，則顯得力不從心，跟不上時代發(fā)展的需要。主要表現(xiàn)為：對客觀設(shè)計的研究不夠，尚未很好的掌握設(shè)計中的客觀規(guī)律；當(dāng)前設(shè)計的優(yōu)劣主要取決于設(shè)計者的經(jīng)驗；設(shè)計生產(chǎn)率較低；設(shè)計進(jìn)度與質(zhì)量不能很好控制；實(shí)際手段與設(shè)計方法有待改進(jìn)；尚未形成能被大家接受，能有效指導(dǎo)設(shè)計實(shí)踐的系統(tǒng)設(shè)計理論。目前，計算機(jī)輔助產(chǎn)品的設(shè)計繪圖、設(shè)計計算、加工制造、生產(chǎn)規(guī)劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效，而產(chǎn)品開發(fā)初期方案的計算機(jī)輔助設(shè)計卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計的需要。面對這種形勢，唯一的解決方法就是設(shè)計必須科學(xué)化。這就意味著要科學(xué)的闡述客觀設(shè)計過程及本質(zhì)，分析與設(shè)計有關(guān)的領(lǐng)域及其地位，在此基礎(chǔ)上科學(xué)的安排設(shè)計進(jìn)程，使用科學(xué)的方法和手段進(jìn)行設(shè)計工作，同時也要求設(shè)計人員不僅有豐富的專業(yè)知識，而且要掌握先進(jìn)的設(shè)計理論、設(shè)計方法及設(shè)計手段，科學(xué)地進(jìn)行設(shè)計工作，這樣才能及時得到符合要求的產(chǎn)品。本世紀(jì)60年代以來，由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用與普及，給設(shè)計工作包括機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計工作帶來了新的變化。隨著科技發(fā)展，新工藝、新材料、的出現(xiàn)，微電子技術(shù)，信息處理技術(shù)及控制技術(shù)等新技術(shù)對產(chǎn)品的滲透和有機(jī)(ybuji)結(jié)合，與設(shè)計相關(guān)的基礎(chǔ)理論的深化和設(shè)計方法的涌現(xiàn)，都給產(chǎn)品設(shè)計開辟了新途徑，使產(chǎn)品設(shè)計跨上了現(xiàn)代設(shè)計的水平。在這一時期，國際上再設(shè)計領(lǐng)域相繼出現(xiàn)了一系列有關(guān)設(shè)計學(xué)的新興理論和方法。為了強(qiáng)調(diào)他們對設(shè)計領(lǐng)域的革新，以區(qū)別與傳統(tǒng)設(shè)計理論和方法，把這些新興理論和方法統(tǒng)稱為現(xiàn)代設(shè)計。機(jī)電一體化系統(tǒng)的現(xiàn)代設(shè)計方法是以設(shè)計產(chǎn)品為目標(biāo)的一個總的知識群體的總稱。它運(yùn)用了系統(tǒng)工程，實(shí)行人、機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)一體化設(shè)計，使設(shè)計思想、設(shè)計進(jìn)程、設(shè)計組織更合理化、現(xiàn)代化，大力采用許多動態(tài)分析(fQnxi)方法，使問題分析動態(tài)化，實(shí)際進(jìn)程、設(shè)計方案和數(shù)據(jù)的選擇更為優(yōu)化，計算、繪圖等計算機(jī)化。所以人們常用動態(tài)化、優(yōu)化、計算機(jī)化概括其核心內(nèi)容。機(jī)電一體化系統(tǒng)(xitbng)的現(xiàn)代設(shè)計方法包括可靠性設(shè)計方法，優(yōu)化設(shè)計方法，反求設(shè)計(shQji)方法，綠色(Wse)設(shè)計方法，虛擬設(shè)計方法等?，F(xiàn)代設(shè)計的特點(diǎn)設(shè)計范疇的擴(kuò)展化：傳統(tǒng)的設(shè)計只限于產(chǎn)品設(shè)計，而現(xiàn)代設(shè)計則將產(chǎn)品設(shè)計向前擴(kuò)展到產(chǎn)品規(guī)劃，甚至用戶需求分析；向后擴(kuò)展到工藝設(shè)計，使產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計形成一個有機(jī)的整體。另外，設(shè)計范疇的擴(kuò)展還體現(xiàn)在設(shè)計過程中要同時考慮制造、維修、價格、包裝發(fā)運(yùn)、回收、質(zhì)量等因素。設(shè)計手段的計算機(jī)化和擬實(shí)化：計算機(jī)特別是網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)中的應(yīng)用，加速了設(shè)計進(jìn)程，提高了設(shè)計質(zhì)量，便于管理者對設(shè)計進(jìn)程進(jìn)行管理，方便了與其他部門及協(xié)作企業(yè)的信息交換。三維造型技術(shù)、仿真和虛擬制造技術(shù)以及快速原形技術(shù)的出現(xiàn)，使得人們在零件被制造之前就可以看到它的形狀甚至摸到它，科技大大改進(jìn)設(shè)計的效果。設(shè)計過程的并行化和智能化：并行設(shè)計改變了傳統(tǒng)設(shè)計的串行設(shè)計方法，將與產(chǎn)品有關(guān)的各種過程并行交叉進(jìn)行，這樣可以減少各種修改工作(gongzuo)量，有利于加速設(shè)計進(jìn)程，提高設(shè)計質(zhì)量。又由于并設(shè)計技術(shù)要求團(tuán)隊工作精神，要求各方面的專家協(xié)同工作，有利于得到整體最優(yōu)解。產(chǎn)品全壽命周期最優(yōu)化：現(xiàn)代(xidnddi)設(shè)計強(qiáng)調(diào)從市場調(diào)研、用戶需求，到產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、制造過程、質(zhì)量控制、成本核算、銷售價格、包裝運(yùn)輸、售后服務(wù)、維護(hù)保養(yǎng)、報廢(bdofei)處理、回收再利用等產(chǎn)品全壽命周期的綜合最優(yōu)化。產(chǎn)品的環(huán)保性和宜人性：隨著人們對環(huán)境問題的愈來愈重視，要求環(huán)境保護(hù)的呼聲也愈來愈高，這就要求能設(shè)計出所謂的綠色產(chǎn)品，即要求產(chǎn)品運(yùn)行過程中的各種污染盡可能少，對人們的危害減至最低限度。重視環(huán)保的設(shè)計已成為現(xiàn)代設(shè)計中的一個主要發(fā)展趨勢?，F(xiàn)代設(shè)計除強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量外，還特別強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，如美觀性，時代性和藝術(shù)性，使產(chǎn)品造型具有(jhyg)一定的藝術(shù)感染力，使用者有新穎、心情舒暢、愉快、興奮等感覺，滿足使用者的審美要求。強(qiáng)調(diào)用戶參與：用戶是產(chǎn)品最終消費(fèi)者，僅僅靠市場調(diào)研的結(jié)果常常不能完全反映用戶的需求，所以，現(xiàn)代設(shè)計強(qiáng)調(diào)用戶參與設(shè)計過程，這樣設(shè)計出來(chUlai)的產(chǎn)品才能準(zhǔn)確無誤地反映用戶的需求，取得用戶的最大滿意。利用現(xiàn)代設(shè)計方法可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢，如:有限元、動態(tài)設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、摩擦學(xué)等基礎(chǔ)性現(xiàn)代設(shè)計方法，它們與產(chǎn)品的基本性能有關(guān)，是保證競爭優(yōu)勢的基礎(chǔ)性設(shè)計方法。如:提高計算能力和速度、提高制圖速度、加快設(shè)計過程、加快試制周期的，如并行工程、虛擬設(shè)計、異地網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、快速響應(yīng)設(shè)計等間接創(chuàng)造競爭優(yōu)勢的現(xiàn)代設(shè)計方法，它們對提高產(chǎn)品的性能和品質(zhì)不能起直接的作用，但它們能從時間和準(zhǔn)確性上為競爭優(yōu)勢創(chuàng)造條件。如:可靠性設(shè)計、價值工程、人機(jī)工程、創(chuàng)新設(shè)計、綠色設(shè)計、穩(wěn)健設(shè)計、機(jī)電一體化設(shè)計、工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計等直接創(chuàng)建競爭優(yōu)勢的設(shè)計方法，它們都是從本質(zhì)上體高產(chǎn)品競爭優(yōu)勢的，其作用較為直接。如在目前和未來市場上，綠色產(chǎn)品時最具有競爭力的產(chǎn)品，而綠色設(shè)計則是獲得綠色產(chǎn)品的前提，因此(yinci)越來越多的國家將綠色設(shè)計作為了產(chǎn)品的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。其次，綠色設(shè)計可以使產(chǎn)品的整體成本越低。雖然綠色設(shè)計的初期階段費(fèi)用比傳統(tǒng)產(chǎn)品的費(fèi)用高，但其長遠(yuǎn)效益是非常明顯的。采用綠色設(shè)計而受惠的零件部件，一部分直接用于或簡單加工后用于新產(chǎn)品，一部分則作為材料加工成新的零部件，這時的材料需求量和加工量減少，生產(chǎn)投入少且組織簡化，從而有效減低整體成本?？煽啃栽O(shè)計是可靠性工程(gOngchQng)的最重要的階段。這是因為：設(shè)計規(guī)定了系統(tǒng)的固有可靠性。如果在系統(tǒng)設(shè)計階段沒有認(rèn)真考慮其可靠性問題，如材料、元器件選擇不當(dāng)，安全系數(shù)太低，檢查、調(diào)整、維修不便等，那么以后無論怎樣注意制造、嚴(yán)格管理、精心使用，也難以(ndnyi)保證產(chǎn)品的可靠性要求?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，使同類產(chǎn)品之間的競爭加劇。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代很快，這就要求企業(yè)不斷引進(jìn)新技術(shù)，開發(fā)新產(chǎn)品，而且新產(chǎn)品研制周期要短。實(shí)踐告訴我們，如果在產(chǎn)品的設(shè)計過程中，僅憑經(jīng)驗辦事，不注意產(chǎn)品的性能要求，或者沒有對產(chǎn)品的設(shè)計方案進(jìn)行嚴(yán)格的、科學(xué)的論證，產(chǎn)品的可靠性將無法保證。往往等到試制、試用后才發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在質(zhì)量問題，只得再做改進(jìn)設(shè)計，這就使產(chǎn)品研制周期加長，推遲了產(chǎn)品投入市場的周期，降低了競爭能力。在產(chǎn)品的全壽命周期中，只有在設(shè)計階段采取措施，提高產(chǎn)品的可靠性，才會使企業(yè)在激烈(jiliQ)的市場競爭中取勝，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在設(shè)計階段采取措施，提高產(chǎn)品的可靠性，耗資最少，效果最佳。美國的諾斯洛普公司估計，在產(chǎn)品的研制、設(shè)計階段，為改善可靠性所花費(fèi)的每一美元，將在以后(yihbu)的使用維修方面節(jié)省30美元。機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計正朝著計算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)、智能化設(shè)計和滿足異地協(xié)同設(shè)計制造需求的方向邁進(jìn)，由于現(xiàn)代設(shè)計仍處于發(fā)展之中，目前尚無統(tǒng)一的定義。但是綜合已有的現(xiàn)代設(shè)計方法，都是在傳統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上，面向市場，從不同的側(cè)面為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能和競爭優(yōu)勢而提出的。我認(rèn)為，綜合運(yùn)用多種類型設(shè)計方法是達(dá)到目標(biāo)的有效途徑。這些應(yīng)用都是工程領(lǐng)域的設(shè)計工作從形式到效果都發(fā)生了根本性的變化，產(chǎn)生了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，雖然這些方法的綜合運(yùn)用涉及的領(lǐng)域較多，不僅與機(jī)械設(shè)計的領(lǐng)域知識有關(guān)，而且還涉及到系統(tǒng)工程理論、人工智能理論、計算機(jī)軟硬件工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各方面的領(lǐng)域知識，但仍然是產(chǎn)品方案設(shè)計必須努力的方向。內(nèi)容總結(jié)（1