1.概論1.1機電一體化基本概念1.1.1機電一體化定義機電一體化是在大規(guī)模集成電路和微型計算機為代表的微電子技術(shù)高度發(fā)展，向傳統(tǒng)機械工業(yè)領(lǐng)域迅速滲透、機械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)基礎(chǔ)上，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)，接口技術(shù)、信號變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技1.概論1術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標，合理布置布局機械本體、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、動力驅(qū)動單元、傳感測試元件、微電子信息接收、分析、加工、處理、生產(chǎn)、傳輸單元和線路，以及銜接接口元件等硬件元素，并使之在軟件程序和微電子電路邏輯的有目的的信息流向?qū)б?，互相協(xié)調(diào)，有機融合和集成，形成物質(zhì)和能量的有序規(guī)則運動，在高功能，高質(zhì)量，高可靠性，低能耗術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標，合2的意義上實現(xiàn)特定功能的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個以微電子技術(shù)為主導的、以現(xiàn)代高新技術(shù)支持下的機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。

1984年美國機械工業(yè)協(xié)會(ASME)專家組在給美國國家科學基金會的報告中，明確地提出現(xiàn)代機械系統(tǒng)的定義：“由計算機信息網(wǎng)絡協(xié)調(diào)與控制的，用于完成包括機械力，運動和能量流的意義上實現(xiàn)特定功能的系統(tǒng)工程技術(shù)。3等動力學任務的機械和（或）機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”。等動力學任務的機械和（或）機電部件相互聯(lián)系4

1.1.2機電一體化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)要素一個完善的機電一體化系統(tǒng)，應包括以下幾個基本要素：機械本體、動力部分、測試傳感部分、執(zhí)行部分、驅(qū)動部分、控制及信息處理單元、各要素和環(huán)節(jié)之間通過接口相聯(lián)系。（1）機械本體系統(tǒng)所有功能元素的機械支持結(jié)構(gòu)，包括機身、框架、機械聯(lián)接等。由于機電一體化產(chǎn)品的1.1.2機電一體化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)要素5技術(shù)性能，水平和功能的提高，機械本體要在機械結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面適應產(chǎn)品高效、多功能、可靠和節(jié)能、小型、輕量、美觀等要求。（2）動力部分按系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力，使系統(tǒng)能正常運行。用盡可能小的動力輸入，獲得盡可能大的功能輸出，是機電一體化產(chǎn)品的顯技術(shù)性能，水平和功能的提高，機械本體要在機6著特征之一。（3）測試傳感部分對系統(tǒng)運行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進行檢測，變成可識別信號，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應的控制信息，其功能一般由專門的傳感器和儀表完成。著特征之一。7

（4）執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)控制信息和指令，完成要求的動作。執(zhí)行機構(gòu)是運動部件，一般采用機械，電磁，電液等機構(gòu)。根據(jù)機電一體化系統(tǒng)的匹配性要求，需要考慮改善性能，如提高剛性、減輕重量、實現(xiàn)組件化、標準化和系列化，提高系統(tǒng)整體可靠性等。（4）執(zhí)行機構(gòu)8（5）驅(qū)動部分在控制信息作用下提供動力，驅(qū)動各種可執(zhí)行機構(gòu)完成各種動作和功能。機電一體化系統(tǒng)一方面要求驅(qū)動的高效率和快速響應特性，同時要求對水、油、溫度、塵埃等外部環(huán)境的適應性和可靠性。由于幾何尺寸上的限制，動作范圍狹窄，還需考慮維修和標準化。隨著電力電子技術(shù)的高度發(fā)展，高性能步進驅(qū)動，直流和交流伺服（5）驅(qū)動部分9驅(qū)動大量應用于機電一體化系統(tǒng)。（6）控制及信息處理單元將來自傳感器的檢測信息和外部輸入命令進行集中、儲存、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應的指令，控制整個系統(tǒng)有目的地運行。一般由計算機，可編程控制器(PLC)，數(shù)控裝置以及邏輯電路，A/D與D/A轉(zhuǎn)換，I/O(輸入/輸出)接口和計算機的驅(qū)動大量應用于機電一體化系統(tǒng)。10外部設備等組成。機電一體化系統(tǒng)對控制和信息處理單元的基本要求是：提高信息處理速度、可靠性。增強抗干擾能力，以及完善系統(tǒng)自診斷功能，實現(xiàn)信息處理智能化和小型、輕量、標準化等。外部設備等組成。機電一體化系統(tǒng)對控制和信息111.1.3機電一體化相關(guān)技術(shù)機電一體化是系統(tǒng)技術(shù)，計算機與信息處理技術(shù)，自動控制技術(shù)，伺服傳動技術(shù)和機械技術(shù)等多學科領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集性系統(tǒng)工程。1.1.3機電一體化相關(guān)技術(shù)12

1.1.3.1機械技術(shù)

機械技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ)。隨著高新技術(shù)引入機械行業(yè)，機械技術(shù)面臨著挑戰(zhàn)和變革。在機電一體化產(chǎn)品中，它不再是單一地完成系統(tǒng)間的連接，而是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，重量，體積，剛性與耐用方面對機電一體化系統(tǒng)有著重要的影響。機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化的技術(shù)相適應，利用其他高新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)1.1.3.1機械技術(shù)

機械技術(shù)是機電一體化的13

結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變革，滿足減輕重量、縮小體積、提高精度、提高剛度、改善性能的要求。在制造過程的機電一體化系統(tǒng)中，經(jīng)典的機械理論與工藝應借助于計算機的輔助技術(shù)，同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機械制造技術(shù)。這里原有的機械技術(shù)以知識和技能的形式存在，是任何其它技術(shù)代替不了的。

結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變革，滿足減輕重14如計算機輔助工藝規(guī)程編制(CAPP)是目前CAD/CAM系統(tǒng)研究的瓶頸，其關(guān)鍵問題在于如何將廣泛存在于各行業(yè)、企業(yè)、技術(shù)人員中的標準、習慣和經(jīng)驗進行表達和陳述，從而實現(xiàn)計算機的自動工藝設計與管理。如計算機輔助工藝規(guī)程編制(CAPP)是目前151.1.3.2計算機與信息處理技術(shù)

信息處理技術(shù)包括信息的交換、存取、運算、判斷和決策，實現(xiàn)信息處理的工具是計算機，因此計算機技術(shù)與信息處理技術(shù)是密切相關(guān)的。計算機技術(shù)包括計算機的軟件技術(shù)和硬件技術(shù)、網(wǎng)絡與通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。

在機電一體化系統(tǒng)中，計算機與信息處理部分指揮整個系統(tǒng)的運行。信息處理是否正確、及1.1.3.2計算機與信息處理技術(shù)

信息處理技術(shù)包括信16時，直接影響到系統(tǒng)工作的質(zhì)量和效率，因此計算機應用及信息處理技術(shù)已成為促進機電一體化技術(shù)發(fā)展和變革的最活躍的因素。

人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)等都屬于計算機信息處理技術(shù)。時，直接影響到系統(tǒng)工作的質(zhì)量和效率，因此計171.1.3.3系統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)就是以整體的概念組織應用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā)。將總體分解成相互有機聯(lián)系的若干概念單元，以功能單元為子系統(tǒng)進行二次分解，生成功能更為單一和具體的子功能與單元。這些子功能和單元同樣可繼續(xù)逐層分解，直到能夠找出一個可實現(xiàn)的技術(shù)方案。深入了解系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系，把握系1.1.3.3系統(tǒng)技術(shù)18

統(tǒng)外部聯(lián)系，對系統(tǒng)設計與產(chǎn)品開發(fā)十分重要。

接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中的一個重要方面，它是實現(xiàn)系統(tǒng)各個部分有機連接的保證。接口包括電氣接口，機械接口，人--機接口。電氣接口實現(xiàn)系統(tǒng)間電信號連接；機械接口則完成機械與機械部分，機械與電氣裝置部分的連接；人--機接口提供了人與系統(tǒng)間的交互界面。

統(tǒng)外部聯(lián)系，對系統(tǒng)設計與產(chǎn)品開發(fā)十分重要。

接口技術(shù)是191.1.3.4自動控制技術(shù)自動控制技術(shù)范圍很廣，主要包括：基本控制理論；在此理論指導下，對具體控制裝置或控制系統(tǒng)的設計；設計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試；最后使研制的系統(tǒng)能可靠的投入運行。由于控制對象種類繁多，所以控制技術(shù)的內(nèi)容極其豐富，例如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。1.1.3.4自動控制技術(shù)20

由于微型機的廣泛應用，自動控制技術(shù)越來越多地與計算機控制技術(shù)聯(lián)系在一起，成為機電一體化中十分關(guān)鍵的技術(shù)。由于微型機的廣泛應用，自動控制技術(shù)越來211.1.3.5傳感與檢測技術(shù)傳感與檢測裝置是系統(tǒng)的感受器官，它與信息系統(tǒng)的輸入端相連，并將檢測到的信號輸送到信息處理部分，傳感與檢測是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它的功能越強，系統(tǒng)的自動化程度越高。傳感與檢測的關(guān)鍵元件是傳感器。

傳感器是將被測量(包括各種物理量、化學量和生物量等)變換成系統(tǒng)可識別的，與被測量1.1.3.5傳感與檢測技術(shù)22有確定關(guān)系的有用電信號的一種裝置?，F(xiàn)代工程技術(shù)要求傳感器能快速、精確地獲取信息，并能經(jīng)受各種嚴酷環(huán)境的考驗。與計算機技術(shù)相比，傳感器的發(fā)展顯得緩慢，難以滿足技術(shù)發(fā)展的要求。不少機電一體化裝置不能達到滿意的效果或無法實現(xiàn)的關(guān)鍵原因，在于沒有合適的傳感器，因此大力開展傳感器的研究，對于機電一體化技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的意義。有確定關(guān)系的有用電信號的一種裝置。23

1.1.3.6伺服傳動技術(shù)伺服傳動包括電動、氣動、液動等各種類型的傳動裝置，由微型計算機通過接口與這些傳動裝置相連接，控制它們的運動，帶動工作機械做回轉(zhuǎn)，直線及其其它各種復雜的運動。伺服傳動技術(shù)是直接執(zhí)行操作的技術(shù)，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件，對系統(tǒng)的動態(tài)性能，控制質(zhì)量和功能都具有決定性的影響。1.1.3.6伺服傳動技術(shù)24常見的伺服驅(qū)動有電液馬達、脈沖油缸、步進電機、直流伺服和交流伺服電機。由于變頻技術(shù)的進步，交流伺服驅(qū)動技術(shù)取得突破性進展，為機電一體化系統(tǒng)提供高質(zhì)量的伺服驅(qū)動單元，極大地促進了機電一體化技術(shù)的發(fā)展。常見的伺服驅(qū)動有電液馬達、脈沖油缸、步25

1.1.4機電一體化的技術(shù)，經(jīng)濟和社會效益機電一體化綜合利用各種相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢，揚長避短，取得系統(tǒng)優(yōu)化效果，有顯著的社會效益和技術(shù)，經(jīng)濟效益。1.1.4機電一體化的技術(shù)，經(jīng)濟和社會效益26

1.1.4.1提高精度機電一體化技術(shù)使機械傳動部件減少，因而使機械磨損，配合間隙及受力變形等所引起的誤差大大減小，同時由于采用電子技術(shù)實現(xiàn)自動檢測和控制，補償，校正因各種干擾因素造成的動態(tài)誤差，從而達到單純機械裝備所不能實現(xiàn)的工作精度。1.1.4.1提高精度27

1.1.4.2增強功能現(xiàn)代高新技術(shù)的引入，極大地改變了機械工業(yè)產(chǎn)品的面貌。具備各種復合功能，成為機電一體化產(chǎn)品和應用技術(shù)的一個顯著特征。

1.1.4.2增強功能28

例如，加工中心機床可以將多臺機床上的多道工序在一次裝夾中完成，并且還有自動檢測工件和刀具精度、自動顯示刀具動態(tài)軌跡圖形、自動保護和自動故障診斷等極強的功能；配有機器人的大型激光加工中心，能完成自動焊接、劃線、切割、鉆孔、熱處理等操作，可加工金屬、塑料陶瓷、木材、橡膠等各種材料。這種極強的復合功能，是傳統(tǒng)機械加工系統(tǒng)所不能比擬的。

例如，加工中心機床可以將多臺機床上的多29

1.1.4.3提高生產(chǎn)效率，降低成本機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)能夠減少生產(chǎn)準備和輔助時間，縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高產(chǎn)品合格率，減少操作人員，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

例如數(shù)控機床生產(chǎn)效率比普通機床高5~6倍，柔性制造系統(tǒng)可使生產(chǎn)周期縮短40%，生產(chǎn)成本減低50%。1.1.4.3提高生產(chǎn)效率，降低成本30

1.1.4.4節(jié)約能源，降低消耗

機電一體化產(chǎn)品通過采用低能耗的驅(qū)動機構(gòu)，最佳的調(diào)節(jié)控制和提高設備的能源利用率，來達到顯著的節(jié)能效果。1.1.4.4節(jié)約能源，降低消耗

機電一體化31

例如汽車電子點火器，由于控制最佳點火時間和狀態(tài)，可大大節(jié)約汽車耗油量；若將節(jié)流工況下運行的風機、水泵隨工況變速運行，平均可節(jié)電30%；工業(yè)鍋爐若采用微機精確控制燃料與空氣的混合比，可節(jié)煤5%~20%；電弧爐是最大的耗電設備之一，改用微型計算機實現(xiàn)最佳功率控制，可節(jié)電20%。例如汽車電子點火器，由于控制最佳點火時32

1.1.4.5提高安全性，可靠性具有自動檢測監(jiān)控的機電一體化系統(tǒng)，能夠?qū)Ω鞣N故障和危險情況自動采取措施，及時修正運行參數(shù)，提高系統(tǒng)的安全可靠性。1.1.4.5提高安全性，可靠性33

例如大型火力發(fā)電設備中，鍋爐和汽輪機的協(xié)調(diào)控制、汽輪機的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)、自動啟停系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)等，不僅提高了機組運行的靈活性和積極性，而且提高了機組運行的安全性和可靠性，使火力發(fā)電設備逐步走向全自動控制。又如大型軋機多級計算機分散控制系統(tǒng)，可解決對大型、高速、冷熱軋機的多參數(shù)測量、控制問題，保證系統(tǒng)可靠運行。例如大型火力發(fā)電設備中，鍋爐和汽輪機的34

1.1.4.6改善操作性和使用性機電一體化裝置或系統(tǒng)各相關(guān)傳動機構(gòu)的動作順序以及功能協(xié)調(diào)關(guān)系，可由程序控制自動實現(xiàn)，并建立良好的人--機界面。對操作參量加以揭示，因而可以通過簡便的操作得到復雜的功能和良好的使用效果。1.1.4.6改善操作性和使用性35如一座高度復雜的現(xiàn)代大型熔爐作業(yè)控制系統(tǒng)，其控制內(nèi)容包括最優(yōu)配料、多臺電爐的功率控制、球化和孕育處理、記憶球鐵澆鑄情況、鐵水成分、計劃熔化和造型之間的協(xié)調(diào)平衡等，從整個系統(tǒng)的啟動到熔爐全部作業(yè)完畢，只需要操作幾個按鈕就能完成。有些機電一體化裝置，可實現(xiàn)操作全部自動化，如示教再現(xiàn)工業(yè)機器人，在由人工進行一次示教操作后，即可按示教如一座高度復雜的現(xiàn)代大型熔爐作業(yè)控制系36內(nèi)容重復實現(xiàn)全部動作。有些更高級的機電一體化系統(tǒng)，還可通過被控對象的數(shù)學模型和目標函數(shù)，以及各種運行參數(shù)的變化情況，隨機自動尋最佳工作過程，協(xié)調(diào)對內(nèi)對外關(guān)系，以實現(xiàn)自動最優(yōu)控制，如微型計算機控制的鋼板測厚主動控制系統(tǒng)、電梯全自動控制系統(tǒng)、智能機器人等。機電一體化系統(tǒng)的先進性，是和技術(shù)密集性與操作使用的簡易性和方便性互相聯(lián)系在一起。內(nèi)容重復實現(xiàn)全部動作。有些更高級的機電一體37

1.1.4.7

減輕勞動強度，改善勞動條件機電一體化一方面能夠?qū)⒅圃旌蜕a(chǎn)過程中極為復雜的人的智力活動和資料數(shù)據(jù)記憶查找工作改由計算機來完成，一方面又能由程序控制自動運行，代替人的緊張和單調(diào)重復的操作，以及在危險或有害的環(huán)境下的工作，因而大大減輕人的腦力和體力勞動，改善了人的工作環(huán)境條件。1.1.4.7

減輕勞動強度，改善勞動條件38例如CAD和CAPP極大地減輕了設計人員的勞動復雜性，提高了設計效率；搬運、焊接和噴漆機器人取代了人的單調(diào)重復勞動；武器彈藥裝配機器人、深海太空工作機器人、在核反應堆和有毒環(huán)境下的自動工作系統(tǒng)，則成為人類謀求解決危險環(huán)境中的勞動問題的唯一途徑。例如CAD和CAPP極大地減輕了設計人員的39

1.1.4.8

簡化結(jié)構(gòu)，減輕重量由于機電一體化系統(tǒng)采用新型電力電子器件和傳動技術(shù)，代替笨重的老式電氣控制的復雜機械變速傳動，由微處理器和集成電路等微電子元件和程序邏輯軟件，完成過去靠機械傳動鏈來實現(xiàn)的關(guān)聯(lián)運動，從而使機電一體化產(chǎn)品體積減小，結(jié)構(gòu)簡化，重量減輕。

1.1.4.8

簡化結(jié)構(gòu)，減輕重量40例如，無換向器電機，將電子控制與相應的電機電磁結(jié)構(gòu)相結(jié)合，取消了傳統(tǒng)的換向電刷，簡化了電機結(jié)構(gòu)，提高了電機壽命和運行特性，并縮小了體積；數(shù)控精密插齒機可節(jié)省齒輪等傳協(xié)部件30%；一臺現(xiàn)金出納機用微處理機控制可取代幾百個機械傳動部件。采用機電一體化技術(shù)簡化結(jié)構(gòu)，減輕重量，對于航天航空技術(shù)而言更具有特殊的意義。例如，無換向器電機，將電子控制與相應的41

1.1.4.9

減低價格由于結(jié)構(gòu)簡化，材料消耗減少，制造成本降低，同時由于微電子技術(shù)的高速發(fā)展，微電子器件價格迅速下降，因此機電一體化產(chǎn)品價格低廉，而且維修性能改善，使用壽命延長。

例如石英電子表以其高功能，使用方便及價格優(yōu)勢，迅速占領(lǐng)了計時商品市場。1.1.4.9

減低價格42

1.1.4.10增強柔性應用功能機電一體化系統(tǒng)可以根據(jù)使用要求的變化，對產(chǎn)品的應用功能和工作過程進行調(diào)整修改，滿足用戶多樣化的使用要求。通過編制用戶運行程序，實現(xiàn)工作方式的改變，適應各用戶對象及現(xiàn)場參數(shù)變化的需要，機電一體化的這種柔性應用功能，構(gòu)成了機械控制“軟件化”和“智能化”。1.1.4.10增強柔性應用功能43例如工業(yè)機器人具有較多的運動自由度，手爪部分可以換用不同的工具，通過修改程序改變運動軌跡和運動姿勢適應不同的作業(yè)過程和工作內(nèi)容；利用數(shù)控加工中心或柔性制造系統(tǒng)，可以通過調(diào)整系統(tǒng)運行程序，適應不同零件的加工工藝。機械工業(yè)約有75%的產(chǎn)品屬中小批量，利用柔性生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠經(jīng)濟，迅速的解決這種中小批量，多品種的自動化生產(chǎn)，對機械工業(yè)的發(fā)展具有劃時代的意義。例如工業(yè)機器人具有較多的運動自由度，手44

1．2

現(xiàn)代系統(tǒng)設計的特征現(xiàn)代機電一體化系統(tǒng)產(chǎn)品面對用戶，社會和市場環(huán)境，面向經(jīng)濟建設，受到世界經(jīng)濟競爭形勢和技術(shù)發(fā)展速度及產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的沖擊。國際上工業(yè)高速和貿(mào)易競爭加劇，迫切要求大幅度提高機電一體化系統(tǒng)設計工作的質(zhì)量和速度，因此，開展現(xiàn)代設計理論和方法的研究，在機電一體化系統(tǒng)設計中推廣和運用現(xiàn)代設計的方法，1．2

現(xiàn)代系統(tǒng)設計的特征45提高設計水平，是機電一體化設計方法發(fā)展的必然趨勢。由于設計概念的更新，現(xiàn)代設計具有區(qū)別于傳統(tǒng)設計的顯著特征。(1)現(xiàn)代設計的實踐活動是由一定的實踐原理和實踐理論作指導，有意識地按照事(設計活動)物(設計對象)自身的內(nèi)在規(guī)律進行設計，不同于單純依靠經(jīng)驗的傳統(tǒng)設計工作，因此，必然能夠獲得很高的設計成功率。提高設計水平，是機電一體化設計方法發(fā)展的必46(2)現(xiàn)代設計致力于澄清設計任務與目標，全面、系統(tǒng)地確定設計過程的起始條件和最終結(jié)果。可以使設計過程始終不渝地從實際出發(fā)，達到預定的目標，取得優(yōu)于傳統(tǒng)設計的結(jié)果。(3)

現(xiàn)代設計十分重視設計策略和戰(zhàn)略過程的研究，建立一種合理的設計程序，并且嚴格按照規(guī)范化的設計過程進行工作，求得較高的工作質(zhì)量和效率。(2)現(xiàn)代設計致力于澄清設計任務與目標，全47(4)

現(xiàn)代設計極其強調(diào)抽象的設計構(gòu)思，防止過早的進入某一已經(jīng)定型的實體結(jié)構(gòu)的分析，以便對系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)關(guān)系做本質(zhì)和創(chuàng)新的設計構(gòu)思。(5)現(xiàn)代設計經(jīng)常采用擴展性的設計思維，自始自終地在尋求多種可行的方案構(gòu)思，以便從中選擇確定能夠令人滿意的解決方案，改變傳統(tǒng)設計中慣用的封閉式的設計思維和忽視方案搜索的現(xiàn)(4)

現(xiàn)代設計極其強調(diào)抽象的設計構(gòu)思，防止過48現(xiàn)象，能夠達到較高的滿意程度。(6)現(xiàn)代設計十分強調(diào)評價決策，盡量避免直接決策，排除決策中的主觀因素，使得在決策中所選定的設計方案能夠達到最佳的價值水平。(7)

現(xiàn)代設計采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計，多結(jié)構(gòu)形式，技術(shù)參數(shù)和技術(shù)性能進行各種不同性質(zhì)的優(yōu)化設計方法，以求綜合優(yōu)化的效果?，F(xiàn)象，能夠達到較高的滿意程度。49