1.1設(shè)計(jì)的概念

1.2現(xiàn)代設(shè)計(jì)的發(fā)展

1.3設(shè)計(jì)方法的概念

1.4設(shè)計(jì)方法的發(fā)展

1.5現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)

1.6現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的意義與任務(wù)

1.7科學(xué)方法論在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.8典型設(shè)計(jì)方法

思考題第1章現(xiàn)代設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)方法概論

1.1設(shè)計(jì)的概念

設(shè)計(jì)是創(chuàng)造性的思維與活動(dòng)，是為滿足人類與社會(huì)的要求，將預(yù)定的目標(biāo)通過(guò)人們的創(chuàng)造性思維，經(jīng)過(guò)一系列規(guī)劃、分析和決策，形成載有相應(yīng)文字、數(shù)據(jù)、圖形等信息的技術(shù)文件，以取得最滿意的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益的過(guò)程。廣義地來(lái)講，設(shè)計(jì)就是把人類的理想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的實(shí)踐活動(dòng)。狹義的設(shè)計(jì)是指根據(jù)客觀需求完成滿足該需求的技術(shù)系統(tǒng)的圖紙及技術(shù)文檔的活動(dòng)。隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)的內(nèi)涵和外延都在擴(kuò)大，設(shè)計(jì)的概念趨于廣義化。設(shè)計(jì)不僅僅要考慮構(gòu)成產(chǎn)品的物質(zhì)條件以及產(chǎn)品的功能需求，更要綜合經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境、人體工程學(xué)、心理學(xué)、文化等多種因素。

在工程領(lǐng)域，設(shè)計(jì)是運(yùn)用科學(xué)技術(shù)和知識(shí)規(guī)劃出人類所需要制造的產(chǎn)品的過(guò)程，其最終表達(dá)形式是圖樣和技術(shù)相關(guān)文件，作為制造和使用的依據(jù)，以保證制造出的產(chǎn)品能滿足規(guī)定的技術(shù)要求。設(shè)計(jì)過(guò)程是十分復(fù)雜的智力活動(dòng)，這種智力活動(dòng)是人類特有的主觀能動(dòng)性的表現(xiàn)。馬克思說(shuō)過(guò)：“蜜蜂建筑蜂房的本領(lǐng)使人間許多建筑師感到慚愧。但是，最蹩腳的建筑師從一開始就比最靈巧的蜜蜂高明的地方，是他在用蜂蠟建筑蜂房之前，已經(jīng)在自己的頭腦中把它建成了?！边@說(shuō)明設(shè)計(jì)這種智力活動(dòng)，其任務(wù)在于利用已有的科學(xué)理論和技術(shù)原理，為生產(chǎn)活動(dòng)規(guī)定具體的目的和模式，以便最合理地轉(zhuǎn)化自然資源，滿足人類社會(huì)的各種需要。因此，設(shè)計(jì)是將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)應(yīng)用的過(guò)程，也是將人的主觀愿望轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)現(xiàn)實(shí)的過(guò)程?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)是現(xiàn)代科學(xué)理論與現(xiàn)代技術(shù)工具在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用。系統(tǒng)論、信息論、控制論等科學(xué)方法與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及創(chuàng)造性設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法脫穎而出，并對(duì)設(shè)計(jì)活動(dòng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，為新產(chǎn)品的開發(fā)提供新的現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段。應(yīng)該指出，設(shè)計(jì)是一項(xiàng)多種學(xué)科、多種技術(shù)相互交叉的工程。它既需要方法論的指導(dǎo)，也依賴于各種專業(yè)理論和專業(yè)技術(shù)，更離不開技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是在繼承和發(fā)展傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上融合新的科學(xué)理論和新的科學(xué)技術(shù)成果而形成的，因此，學(xué)習(xí)使用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，并不是要完全拋棄傳統(tǒng)的方法與經(jīng)驗(yàn)，而是要讓廣大設(shè)計(jì)人員在傳統(tǒng)方法和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上掌握一把新的思想鑰匙。設(shè)計(jì)方法具有時(shí)序性和繼承性，冠以“現(xiàn)代”二字是為強(qiáng)調(diào)其科學(xué)性和前沿性，并非為了將其與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法截然分開。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)只是相對(duì)而言的，它們具有共存性。

1.2現(xiàn)代設(shè)計(jì)的發(fā)展

20世紀(jì)70年代以來(lái)，由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用與普及，給設(shè)計(jì)工作包括機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的變化。隨著科技的發(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(duì)產(chǎn)品的滲透和有機(jī)結(jié)合，與設(shè)計(jì)相關(guān)的基礎(chǔ)理論的深化和設(shè)計(jì)新方法的涌現(xiàn)，都給產(chǎn)品設(shè)計(jì)開辟了新途徑。在這一時(shí)期，國(guó)際上在設(shè)計(jì)領(lǐng)域相繼出現(xiàn)了一系列有關(guān)設(shè)計(jì)學(xué)的新興理論與方法。為了強(qiáng)調(diào)其對(duì)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的革新，以區(qū)別于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和方法，把這些新興理論與方法統(tǒng)稱為現(xiàn)代設(shè)計(jì)。當(dāng)然，現(xiàn)代設(shè)計(jì)不僅指設(shè)計(jì)方法的更新，也包含了新技術(shù)的引入和產(chǎn)品的創(chuàng)新。目前現(xiàn)代設(shè)計(jì)所應(yīng)用的新興理論與方法主要包括：優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)方法學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、有限元法、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計(jì)、人機(jī)工程、并行工程、價(jià)值工程、協(xié)同設(shè)計(jì)、反求工程設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、相似性設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì)、三次設(shè)計(jì)、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等。

1.3設(shè)計(jì)方法的概念

方法是人類探索科學(xué)真理的鑰匙。在人們認(rèn)識(shí)事物、解決問(wèn)題的過(guò)程中，正確的方法是必不可少的。培根說(shuō)過(guò)：“沒有一個(gè)正確的方法，猶如在黑暗中摸索行走?！卑透β宸蛞舱f(shuō)過(guò)：“好的方法將為人們展開更廣闊的圖景，使人們認(rèn)識(shí)更深層次的規(guī)律，從而更有效地改造世界?！惫I(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性的活動(dòng)，設(shè)計(jì)的結(jié)果直接影響產(chǎn)品的性能質(zhì)量、成本和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。由于在產(chǎn)品的開發(fā)和提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平的工作中，科學(xué)的設(shè)計(jì)方法起著重要的作用，因此，加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法的研究有著十分重要的意義。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家中，對(duì)設(shè)計(jì)方法的研究十分重視，各國(guó)研究的設(shè)計(jì)方法在內(nèi)容上雖各有側(cè)重，但共同的特點(diǎn)都是總結(jié)設(shè)計(jì)規(guī)律，啟發(fā)創(chuàng)造性，采用現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)和理論方法，使設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化、合理化，其目的是設(shè)計(jì)出更多高質(zhì)量、低成本的工程技術(shù)產(chǎn)品，以滿足人民的需求和適應(yīng)日趨尖銳的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)需要。設(shè)計(jì)方法學(xué)是以系統(tǒng)的觀點(diǎn)來(lái)研究產(chǎn)品的設(shè)計(jì)程序、設(shè)計(jì)規(guī)律和設(shè)計(jì)中的思維與工作方法的一門綜合性學(xué)科，它是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的一個(gè)重要組成部分。設(shè)計(jì)方法學(xué)主要研究的內(nèi)容有：

(1)設(shè)計(jì)對(duì)象。設(shè)計(jì)對(duì)象是一個(gè)能實(shí)現(xiàn)一定技術(shù)過(guò)程的技術(shù)系統(tǒng)。能滿足一定需要的技術(shù)過(guò)程不是唯一的，能實(shí)現(xiàn)某個(gè)特定技術(shù)過(guò)程的技術(shù)系統(tǒng)也不是唯一的。影響技術(shù)過(guò)程和技術(shù)系統(tǒng)的因素有很多，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該全面系統(tǒng)地考慮、研究并確定最優(yōu)技術(shù)系統(tǒng)，即設(shè)計(jì)對(duì)象。

(2)設(shè)計(jì)過(guò)程和程序。設(shè)計(jì)方法學(xué)從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)來(lái)研究產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程。在設(shè)計(jì)方法學(xué)中，產(chǎn)品即設(shè)計(jì)對(duì)象被視為由輸入、轉(zhuǎn)換、輸出三要素組成的系統(tǒng)，重點(diǎn)討論將功能要求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖紙的這一設(shè)計(jì)過(guò)程，并分析設(shè)計(jì)過(guò)程的特點(diǎn)，總結(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程的思維規(guī)律，尋求合理的設(shè)計(jì)程序。

(3)設(shè)計(jì)思維。設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造活動(dòng)，設(shè)計(jì)思維應(yīng)是創(chuàng)造思維。設(shè)計(jì)方法學(xué)通過(guò)研究設(shè)計(jì)中的思維規(guī)律，總結(jié)設(shè)計(jì)人員科學(xué)的、創(chuàng)造性的思維方法和創(chuàng)造性技法。

(4)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣評(píng)價(jià)，其核心是設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。設(shè)計(jì)方法學(xué)研究和總結(jié)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立，以及應(yīng)用價(jià)值工程和多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行各種定性、定量的綜合評(píng)價(jià)方法。

(5)設(shè)計(jì)信息管理。設(shè)計(jì)方法學(xué)研究設(shè)計(jì)信息庫(kù)的建立和應(yīng)用，即探討如何把分散在不同學(xué)科領(lǐng)域的大量設(shè)計(jì)知識(shí)、信息挖掘并集中起來(lái)，建立各種設(shè)計(jì)信息庫(kù)，使之可通過(guò)計(jì)算機(jī)等先進(jìn)設(shè)備方便快速地調(diào)閱參考。

(6)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法的應(yīng)用。為了改善設(shè)計(jì)質(zhì)量，加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，設(shè)計(jì)方法學(xué)研究如何把不斷涌現(xiàn)出的各種現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法應(yīng)用到設(shè)計(jì)過(guò)程中。

1.4設(shè)計(jì)方法的發(fā)展

從人類生產(chǎn)的進(jìn)步過(guò)程來(lái)看，設(shè)計(jì)方法發(fā)展的歷史大致分為直覺設(shè)計(jì)階段、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)階段、現(xiàn)代設(shè)計(jì)階段四部分。這四個(gè)階段是逐漸發(fā)展的，并沒有明顯的分界線。

1.直覺設(shè)計(jì)階段

在古代，人們從生活中直接得到靈感，或全憑人的直觀感覺來(lái)設(shè)計(jì)制造工具，設(shè)計(jì)方案僅存在于手工藝人頭腦中，沒有記錄表達(dá)，產(chǎn)品也比較簡(jiǎn)單。直覺設(shè)計(jì)階段在人類歷史中經(jīng)歷了一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)期，17世紀(jì)以前基本都屬于這一階段。

2.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段

隨著生產(chǎn)的發(fā)展，單個(gè)手工藝人的經(jīng)驗(yàn)或其頭腦中的構(gòu)思已經(jīng)很難滿足生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求，于是手工藝人聯(lián)合起來(lái)，互相協(xié)作。一部分經(jīng)驗(yàn)豐富的手工藝人將自己的經(jīng)驗(yàn)或構(gòu)思用圖紙表達(dá)出來(lái)，然后根據(jù)圖紙組織生產(chǎn)。圖紙的出現(xiàn)，既可使具有豐富經(jīng)驗(yàn)的手工藝人通過(guò)圖紙將其經(jīng)驗(yàn)或構(gòu)思記錄下來(lái)，傳于他人，便于用圖紙對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析、改進(jìn)和提高，推動(dòng)設(shè)計(jì)工作向前發(fā)展；還可滿足更多的人同時(shí)參加同一產(chǎn)品的生產(chǎn)活動(dòng)，提高了生產(chǎn)率。因此，利用圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，使人類的設(shè)計(jì)活動(dòng)由直覺設(shè)計(jì)階段進(jìn)步到經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段。

3.傳統(tǒng)設(shè)計(jì)階段

20世紀(jì)以來(lái)，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論研究和實(shí)驗(yàn)研究得到加強(qiáng)，隨著理論研究的深入、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累，已形成了一套半經(jīng)驗(yàn)半理論的設(shè)計(jì)方法。這種方法以通過(guò)理論計(jì)算和長(zhǎng)期設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)而形成的經(jīng)驗(yàn)、公式、圖表、設(shè)計(jì)手冊(cè)等為設(shè)計(jì)的依據(jù)，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式、近似系數(shù)或類比等方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，稱為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，又稱常規(guī)設(shè)計(jì)。

4.現(xiàn)代設(shè)計(jì)階段

近30年來(lái)，伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)不斷深入，設(shè)計(jì)工作所需的理論基礎(chǔ)和手段有了很大進(jìn)步，特別是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，對(duì)設(shè)計(jì)工作產(chǎn)生了革命性的改變，為設(shè)計(jì)工作提供了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化和精密計(jì)算的條件。例如CAD技術(shù)能得出所需要的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果資料、生產(chǎn)圖紙和數(shù)字化模型，一體化的CAD/CAM技術(shù)更可直接輸出加工零件的數(shù)控代碼程序，直接加工出所需要的零件，從而使人類的設(shè)計(jì)工作步入現(xiàn)代設(shè)計(jì)階段。此外，現(xiàn)代設(shè)計(jì)階段的另一個(gè)特點(diǎn)就是，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)已不是僅考慮產(chǎn)品本身，并且還要考慮其對(duì)系統(tǒng)和環(huán)境的影響；不僅要考慮技術(shù)特點(diǎn)，還要考慮產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益；不僅考慮當(dāng)前的應(yīng)用情況，還需考慮其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

5.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法發(fā)展前沿

設(shè)計(jì)方法是隨社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和科技的進(jìn)步而不斷發(fā)展的。工程實(shí)際中，還有很多正處于討論和研究階段的值得重視的研究方法，如摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、穩(wěn)健設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、反求設(shè)計(jì)等，這些設(shè)計(jì)方法都是隨著社會(huì)的發(fā)展、人們觀念的更新和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而提出的，并且由于在節(jié)能、環(huán)保、改善產(chǎn)品性能和增加產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力等方面有其重要性而越來(lái)越受到關(guān)注。

1.5現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)

1.傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)是靜態(tài)的、經(jīng)驗(yàn)的，主要依靠手工操作完成，不僅設(shè)計(jì)緩慢，還在很大程度上約束了人腦的設(shè)計(jì)思維進(jìn)度。更糟的是，三維設(shè)計(jì)對(duì)象在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中只能靠抽象的二維圖形來(lái)表達(dá)，難以直觀地將設(shè)計(jì)結(jié)果展現(xiàn)給工程技術(shù)人員和其它相關(guān)人員，如產(chǎn)品用戶，因而不利于判斷、評(píng)價(jià)和改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)果。

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算依賴工程問(wèn)題的解析求解方法，使實(shí)際問(wèn)題不得不盡量簡(jiǎn)化，其簡(jiǎn)化程度取決于已有的數(shù)學(xué)工具能否求解，這一方面使大量相對(duì)復(fù)雜的工程問(wèn)題無(wú)法進(jìn)行計(jì)算求解，另一方面使很多工程問(wèn)題的求解離實(shí)際情況有較大的差距。

2.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，主要有以下特點(diǎn)：

(1)設(shè)計(jì)手段計(jì)算機(jī)化?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)過(guò)程中大量使用CAD技術(shù)，計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已經(jīng)從早期的輔助分析、計(jì)算機(jī)繪圖發(fā)展到現(xiàn)在的優(yōu)化設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、三維建模、設(shè)計(jì)過(guò)程管理、設(shè)計(jì)制造一體化、仿真和虛擬制造等。CAD技術(shù)大大提高了設(shè)計(jì)效率，改善了設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低了設(shè)計(jì)成本，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。特別是網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用，加速了設(shè)計(jì)進(jìn)程，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，便于對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)程進(jìn)行管理，方便了各有關(guān)部門及協(xié)作企業(yè)間的信息交換。

(2)設(shè)計(jì)范疇擴(kuò)展?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)將設(shè)計(jì)范疇從傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)擴(kuò)展到從產(chǎn)品規(guī)劃直至工藝設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程。此外，設(shè)計(jì)過(guò)程中同時(shí)還要考慮制造、維修、價(jià)格、包裝、發(fā)運(yùn)、回收、質(zhì)量等因素，即面向X的設(shè)計(jì)。

(3)設(shè)計(jì)制造一體化?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)、制造過(guò)程的一體化和并行化，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型和計(jì)算機(jī)集成制造。設(shè)計(jì)過(guò)程組織方式由傳統(tǒng)的順序方式逐漸過(guò)渡到并行設(shè)計(jì)方式，與產(chǎn)品有關(guān)的各種過(guò)程并行交叉進(jìn)行設(shè)計(jì)，這可以避免重復(fù)修改數(shù)據(jù)的工作，有利于加速工作進(jìn)程，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。并行設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)工作精神和有關(guān)專家協(xié)同工作，有利于得到整體最優(yōu)解。設(shè)計(jì)手段的虛擬化、三維造型技術(shù)、仿真和虛擬制造技術(shù)以及快速成型技術(shù)，使得人們?cè)诹慵圃熘熬涂梢钥吹剿男螤钌踔劣|摸它，可大大改進(jìn)設(shè)計(jì)的效果?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)利用高速計(jì)算機(jī)，可以將各種不同的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)手段綜合起來(lái)，以求得系統(tǒng)的整體最優(yōu)解。

(4)設(shè)計(jì)過(guò)程智能化。利用人工智能和專家系統(tǒng)技術(shù)，可由計(jì)算機(jī)完成一部分原來(lái)必須由設(shè)計(jì)者進(jìn)行的設(shè)計(jì)性工作。

(5)多種手段綜合應(yīng)用?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法建立在系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用信息論、優(yōu)化論、相似論、模糊論、可靠性理論等自然科學(xué)理論和價(jià)值工程、決策論、預(yù)測(cè)論等社會(huì)科學(xué)理論，同時(shí)采用集合論、矩陣論、圖論等數(shù)學(xué)工具和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，總結(jié)設(shè)計(jì)規(guī)律，提供多種解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的科學(xué)途徑。

(6)設(shè)計(jì)尋求最優(yōu)化。設(shè)計(jì)的目的是得到功能全、性能好、成本低的價(jià)值最優(yōu)產(chǎn)品。設(shè)計(jì)中不但要考慮零部件參數(shù)、性能的最優(yōu)，更重要的是爭(zhēng)取產(chǎn)品技術(shù)系統(tǒng)的整體最優(yōu)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)重視綜合集成，在性能、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性、制造工藝、使用、環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展等各種約束條件下，在廣泛的學(xué)科領(lǐng)域之間，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行高效率的綜合集成，尋求最優(yōu)方案和參數(shù)。它利用優(yōu)化設(shè)計(jì)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和工程遺傳算法等求出各種工作條件下的最優(yōu)解。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)屬于自然優(yōu)化，憑借設(shè)計(jì)人員的有限知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和判斷力選取較好方案，因而受人和效率的限制，難以對(duì)多變量系統(tǒng)在眾多影響因素下進(jìn)行定量?jī)?yōu)化，而現(xiàn)代設(shè)計(jì)則可利用計(jì)算機(jī)等手段進(jìn)行動(dòng)態(tài)多變量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)。

(7)重視產(chǎn)品宜人性?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)在強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的實(shí)用性和保證產(chǎn)品物質(zhì)功能的前提下，越來(lái)越多地開始重視產(chǎn)品外觀的美觀、藝術(shù)性和時(shí)代性，盡量滿足用戶的審美要求。它要求從人的生理以及心理特征出發(fā)，通過(guò)功能分析、界面安排和系統(tǒng)綜合，滿足人—機(jī)—環(huán)境等之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，提高產(chǎn)品的精神功能，滿足宜人性要求。

(8)強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品環(huán)保性。隨著環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越重視，這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)要盡量考慮到環(huán)保要求，使產(chǎn)品在生產(chǎn)制造以及使用過(guò)程中消耗的能源和產(chǎn)生的污染盡可能小，最大程度減小產(chǎn)品對(duì)人和環(huán)境的危害，同時(shí)還要考慮到產(chǎn)品報(bào)廢后的可降解以及可再利用問(wèn)題，在每一個(gè)環(huán)節(jié)上都盡可能滿足環(huán)保要求。

1.6現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的意義與任務(wù)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)是生產(chǎn)產(chǎn)品的第一步，對(duì)產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、水平和經(jīng)濟(jì)效益起著決定性的作用。產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的制造過(guò)程有重要影響，也對(duì)產(chǎn)品走向市場(chǎng)和產(chǎn)品的整個(gè)使用周期有重要影響。好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可以降低制造成本，保證產(chǎn)品的使用性能和使用壽命，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，優(yōu)良的產(chǎn)品設(shè)計(jì)也可降低制造與使用能耗，減少制造與使用過(guò)程對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，便于資源的回收與再利用，有利于人類的可持續(xù)發(fā)展。此外，為了挖掘市場(chǎng)潛力，開拓新的消費(fèi)市場(chǎng)，設(shè)計(jì)人員要以創(chuàng)新性思維發(fā)明新的產(chǎn)品或賦予產(chǎn)品以新的功能，以開拓新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，增強(qiáng)企業(yè)乃至一個(gè)國(guó)家在經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程中的競(jìng)爭(zhēng)力。設(shè)計(jì)人員是新產(chǎn)品的重要?jiǎng)?chuàng)造者，對(duì)產(chǎn)品的發(fā)展有重大影響。為了適應(yīng)當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制對(duì)設(shè)計(jì)人才的需要，必須加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)素質(zhì)的培養(yǎng)，設(shè)計(jì)人員及相關(guān)工程技術(shù)人員必須熟練地掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與理論，并學(xué)會(huì)在實(shí)踐中靈活地運(yùn)用這些方法與理論。只有這樣才可能避免由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不足甚至錯(cuò)誤造成產(chǎn)品成本高、周期長(zhǎng)、性能差、能耗大等缺陷，才有可能及時(shí)把握創(chuàng)新的思想火花，創(chuàng)造出社會(huì)需要的、綜合性能優(yōu)良的新產(chǎn)品，才能不斷地提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法大都以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并由不同層次的

計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件來(lái)支撐，死記硬背大量的公式和推導(dǎo)是沒有必要的，也是不可取的。因此，學(xué)習(xí)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法最主要的任務(wù)是掌握其基本原理和主要內(nèi)容，掌握各種設(shè)計(jì)方法的主要思想，了解其作用與局限性，提高自身的設(shè)計(jì)素質(zhì)，增強(qiáng)自身的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力；同時(shí)，在充分掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，用它來(lái)解決工程實(shí)際問(wèn)題。

1.7科學(xué)方法論在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法實(shí)質(zhì)上是各種科學(xué)方法論在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可歸納為以下具有普遍意義的方法。

1.信息論方法

信息論是由美國(guó)數(shù)學(xué)家香農(nóng)創(chuàng)立的，它是用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，從量的方面來(lái)研究系統(tǒng)的信息如何獲取、加工、處理、傳輸和控制的一門科學(xué)。信息是一切系統(tǒng)保持一定結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)。狹義信息論是研究在通信系統(tǒng)中普遍存在著的信息傳遞的共同規(guī)律以及如何提高各信息傳輸系統(tǒng)的有效性和可靠性的一門通信理論。廣義信息論被理解為運(yùn)用狹義信息論的觀點(diǎn)來(lái)研究一切問(wèn)題的理論。信息論認(rèn)為，系統(tǒng)正是通過(guò)獲取、傳遞、加工與處理信息而實(shí)現(xiàn)其有目的的運(yùn)動(dòng)的。信息論能夠揭示人類認(rèn)識(shí)活動(dòng)產(chǎn)生飛躍的實(shí)質(zhì)，有助于探索與研究人們的思維規(guī)律并推動(dòng)人們的思維活動(dòng)。信息論方法具有普適性。所謂信息論方法，就是運(yùn)用信息的觀點(diǎn)，把系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)看做是信息的傳輸和轉(zhuǎn)換過(guò)程，通過(guò)信息的獲取、傳遞、加工和處理來(lái)認(rèn)識(shí)和改造系統(tǒng)的一種科學(xué)方法。信息論方法的特點(diǎn)是在考慮系統(tǒng)問(wèn)題的時(shí)候，撇開系統(tǒng)的物質(zhì)和能量的具體運(yùn)動(dòng)形態(tài)，把系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程抽象化為信息的流通和變換過(guò)程。現(xiàn)代信息論方法從信息的獲取開始，研究信息的傳輸、加工、處理、輸出、反饋等程序，達(dá)到認(rèn)識(shí)、改造和創(chuàng)造系統(tǒng)的目的。信息論方法在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用有信息分析法、預(yù)測(cè)技術(shù)法等，它是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的前提。

(1)預(yù)測(cè)技術(shù)法：用歷史性趨向及參數(shù)，預(yù)測(cè)現(xiàn)在與未來(lái)的動(dòng)向及參數(shù)。

(2)方差分析法：對(duì)一系列已知數(shù)據(jù)因素進(jìn)行參數(shù)的估計(jì)與識(shí)別檢驗(yàn)。

(3)相關(guān)分析法：對(duì)隨機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行相似、相關(guān)與相干分析，提取有用信息。

(4)信息合成法：將各種不同信息合成為所需的廣義系統(tǒng)，如人工合成圖形等。

2.系統(tǒng)論方法

系統(tǒng)論的創(chuàng)始人是美籍奧地利生物學(xué)家貝塔朗菲。系統(tǒng)論要求把事物當(dāng)作一個(gè)整體或系統(tǒng)來(lái)研究，并用數(shù)學(xué)模型去描述和確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為。所謂系統(tǒng)，即由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的、具有特定功能的有機(jī)整體；而系統(tǒng)本身又是它所從屬的一個(gè)更大系統(tǒng)的組成部分。貝塔朗菲提出了系統(tǒng)觀點(diǎn)、動(dòng)態(tài)觀點(diǎn)和等級(jí)觀點(diǎn)，指出復(fù)雜事物的功能遠(yuǎn)大于某組成因果鏈中各環(huán)節(jié)的簡(jiǎn)單總和，認(rèn)為一切生命都處于積極運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有機(jī)體作為一個(gè)系統(tǒng)能夠保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定是系統(tǒng)向環(huán)境充分開放，獲得物質(zhì)、信息、能量交換的結(jié)果。系統(tǒng)論強(qiáng)調(diào)整體與局部、局部與局部、系統(tǒng)本身與外部環(huán)境之間互為依存、相互影響和制約的關(guān)系，具有目的性、動(dòng)態(tài)性、有序性三大基本特征。系統(tǒng)論方法就是按照客觀事物本身的系統(tǒng)性，始終在整體與部分、部分與部分、整體與環(huán)境的相互聯(lián)系、相互作用、相互制約的關(guān)系中，綜合地考察研究對(duì)象，以達(dá)到最佳處理問(wèn)題的目的。

系統(tǒng)論方法在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用有系統(tǒng)分析法、聚類

分析法、邏輯分析法、模式識(shí)別法、人機(jī)工程學(xué)、系統(tǒng)工程等。

(1)系統(tǒng)分析法：在一般系統(tǒng)方法的指導(dǎo)下，對(duì)某些具體系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)量分析的決策方法。

(2)聚類分析法：把無(wú)模式的大量樣本進(jìn)行分類，聚類中心近似于該類的模式。

(3)邏輯分析法：運(yùn)用邏輯數(shù)學(xué)的知識(shí)，根據(jù)各系統(tǒng)之間的相互關(guān)聯(lián)與制約關(guān)系設(shè)計(jì)出優(yōu)化系統(tǒng)。

(4)模式識(shí)別法：分析已有若干模式的系統(tǒng)樣本，進(jìn)行模式的確定。

(5)系統(tǒng)辨識(shí)法：在一類模型中選擇一個(gè)特定的模型，使其等價(jià)于相應(yīng)的系統(tǒng)。由于大部分實(shí)際系統(tǒng)的有關(guān)原始信息是不充分的，所以大多數(shù)的系統(tǒng)辨識(shí)問(wèn)題可以歸結(jié)為參數(shù)辨識(shí)問(wèn)

題。

(6)人機(jī)工程學(xué)：“機(jī)”是指廣義的設(shè)計(jì)工程與產(chǎn)品，將人的各種因素考慮為外系統(tǒng)之一進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足人的精神與功能的要求。

(7)系統(tǒng)工程：對(duì)于分析和處理不同系統(tǒng)的各類系統(tǒng)工程，可以找到一套具有共同性的思路、程序和方法，這就是系統(tǒng)工程方法。系統(tǒng)工程包括組織管理的全過(guò)程。

3.控制論方法

控制論的主要?jiǎng)?chuàng)立者是美國(guó)數(shù)學(xué)家維納(NorbertWiener)?？刂普撌茄芯扛黝愊到y(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制規(guī)律的科學(xué)，也就是研究如何利用控制器，通過(guò)信息的變換和反饋?zhàn)饔?，使系統(tǒng)能自動(dòng)按照人們預(yù)定的程序運(yùn)行，最終達(dá)到最優(yōu)目標(biāo)的學(xué)科。它是自動(dòng)控制、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)理邏輯、神經(jīng)生理學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、行為科學(xué)等多種科學(xué)技術(shù)相互滲透形成的一門橫斷性學(xué)科。其整個(gè)控制過(guò)程就是一個(gè)信息流通的過(guò)程，控制是通過(guò)信息的傳輸、變換、加工、處理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

控制論方法在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有動(dòng)態(tài)分析法、振蕩分析法、柔性設(shè)計(jì)法(把剛性系統(tǒng)按照實(shí)際彈性系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算)、動(dòng)態(tài)優(yōu)化法及動(dòng)態(tài)系統(tǒng)識(shí)別法等。

4.優(yōu)化論方法

利用優(yōu)化論方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的目的是得到功能全、性能好、成本低的價(jià)值最優(yōu)的產(chǎn)品。優(yōu)化設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)規(guī)劃、幾何規(guī)劃、多目標(biāo)優(yōu)化等。此外，優(yōu)化論方法還包括優(yōu)化控制法。

5.對(duì)應(yīng)論方法

對(duì)應(yīng)論認(rèn)為，世界上的事物雖然千變?nèi)f化，但往往具有大量的、普遍的對(duì)應(yīng)性?！皩?duì)應(yīng)”這個(gè)概念的外延是相當(dāng)廣泛的，包括相同、相反、相生、相克、對(duì)稱與反對(duì)稱、映照、模擬等。事物的對(duì)應(yīng)性也是多種多樣的，有結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)、功能對(duì)應(yīng)、物理對(duì)應(yīng)、因果對(duì)應(yīng)等。對(duì)應(yīng)論的核心是相似理論，相似理論是說(shuō)明自然界和工程科學(xué)技術(shù)中各種相似現(xiàn)象的相似原理的學(xué)說(shuō)。對(duì)應(yīng)論方法用于現(xiàn)代設(shè)計(jì)中，有相似設(shè)計(jì)、仿真技術(shù)等。

(1)相似設(shè)計(jì)法：以同類參照物為依據(jù)，求出設(shè)計(jì)對(duì)象與參照對(duì)象間的數(shù)學(xué)關(guān)系。

(2)模擬分析法：以異類參照物為依據(jù)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與求得參數(shù)。

(3)仿真技術(shù)：用計(jì)算機(jī)以及仿真語(yǔ)言模擬復(fù)雜系統(tǒng)與過(guò)程，求得解析法不能求得的參數(shù)。

(4)仿生技術(shù)：模擬生物的特殊功能為設(shè)計(jì)服務(wù)。

6.智能論方法

智能論方法包括CAD、CAE、并行工程、虛擬設(shè)計(jì)、人工智能(主要是專家系統(tǒng))等，它是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的核心。

7.壽命論方法

有限壽命是自然與社會(huì)的基本客觀現(xiàn)實(shí)，所以設(shè)計(jì)應(yīng)保證有限使用期限內(nèi)設(shè)計(jì)對(duì)象的經(jīng)濟(jì)有效功能。壽命論方法的應(yīng)用包括可靠性設(shè)計(jì)、功能價(jià)值工程和穩(wěn)健性設(shè)計(jì)等。

8.離散論方法

離散論方法的理論基礎(chǔ)是離散數(shù)學(xué)。離散數(shù)學(xué)是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的一個(gè)重要分支，以研究離散量的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系為主要目標(biāo)。

離散數(shù)學(xué)可以說(shuō)是和計(jì)算機(jī)一起發(fā)展起來(lái)的學(xué)科，是一門新興的學(xué)科，對(duì)于究竟什么屬于離散數(shù)學(xué)，人們也沒有完全一致的看法。一般認(rèn)為，數(shù)理邏輯、集合論、群論、圖論都可以歸為離散數(shù)學(xué)。不過(guò)，不少學(xué)者把組合學(xué)、計(jì)數(shù)、排列也歸為離散數(shù)學(xué)。離散數(shù)學(xué)所涉及的這些概念、方法和理論，大量地應(yīng)用在“數(shù)字電路”、“編譯原理”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“操作系統(tǒng)”、“數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)”、“算法的分析與設(shè)計(jì)”、“軟件工程”、“人工智能”、“多媒體技術(shù)”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”等專業(yè)學(xué)科中以及“信息管理”、“信號(hào)處理”、“模式識(shí)別”、“數(shù)據(jù)加密”等相關(guān)學(xué)科中，當(dāng)然它也就廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代設(shè)計(jì)中。

9.模糊論方法

模糊論方法的理論基礎(chǔ)是模糊數(shù)學(xué)。數(shù)學(xué)是門嚴(yán)格、嚴(yán)密的學(xué)科，可是實(shí)際生活中的問(wèn)題往往都沒有很嚴(yán)格的條件，反而是條件很模糊。人們經(jīng)常遇到許多模糊事物，沒有明確的數(shù)量界限，要使用一些模糊詞句來(lái)描述，比如：比較高、挺矮、有點(diǎn)胖、很瘦等。國(guó)際模糊數(shù)學(xué)界杰出人物獎(jiǎng)獲得者四川大學(xué)劉應(yīng)明院士說(shuō)過(guò)，“今天天氣不錯(cuò)這句話就是模糊的，你可以根據(jù)這句話就放心出門，但如果精確地告訴你，今天的氣壓是多少，風(fēng)力有多大，紫外線強(qiáng)度有多少，你可能就無(wú)法判斷自己該不該出門?！惫I(yè)生產(chǎn)也是這樣的，在機(jī)械生產(chǎn)中要計(jì)算鑄件的冷卻時(shí)間，除了要考慮材料本身的性能外，還要考慮其它影響因素，比如鑄件的形狀、周圍的環(huán)境等，這些都是模糊的，可能對(duì)鑄件冷卻起作用，也可能不起，可能起主導(dǎo)作用也可能起一般作用。這時(shí)就要利用模糊數(shù)學(xué)的理論來(lái)解決問(wèn)題了。從模糊數(shù)學(xué)的原理來(lái)看，其實(shí)模糊數(shù)學(xué)就是集合，就是對(duì)研究目標(biāo)有影響的所有因素的一個(gè)集合，只不過(guò)這個(gè)集合不像傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的集合那么界限精密，而在是和非之間。模糊數(shù)學(xué)作為一門新興學(xué)科，它已初步應(yīng)用于模糊控制、模糊識(shí)別、模糊聚類分析、模糊決策、模糊評(píng)判、系統(tǒng)理論、信息檢索、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等各個(gè)方面。在氣象、結(jié)構(gòu)力學(xué)、控制、心理學(xué)等方面已有具體的研究成果。它在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中也有著廣泛的應(yīng)用，比如說(shuō)模糊評(píng)價(jià)法就是對(duì)模糊數(shù)學(xué)理論的應(yīng)用。

10.突變論方法

突變論是研究客觀世界非連續(xù)性突然變化現(xiàn)象的一門新興學(xué)科，自20世紀(jì)70年代創(chuàng)立以來(lái)，獲得迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，引起了科學(xué)界的重視?！巴蛔儭币辉~，法文原意是“災(zāi)變”，是強(qiáng)調(diào)變化過(guò)程的間斷或突然轉(zhuǎn)換的意思。突變論的主要特點(diǎn)是用形象而精確的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述和預(yù)測(cè)事物的連續(xù)性中斷的質(zhì)變過(guò)程。突變論是一門著重應(yīng)用的科學(xué)，它既可以用在“硬”科學(xué)方面，又可以用于“軟”科學(xué)方面。當(dāng)突變論作為一門數(shù)學(xué)分支時(shí)，它是關(guān)于奇點(diǎn)的理論，可以根據(jù)勢(shì)函數(shù)而把臨界點(diǎn)分類，并且研究各種臨界點(diǎn)附近的非連續(xù)現(xiàn)象的特征。突變論與耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同論一起，在有序與無(wú)序的轉(zhuǎn)化機(jī)制上，把系統(tǒng)的形成、結(jié)構(gòu)和發(fā)展聯(lián)系起來(lái)，成為推動(dòng)系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的重要學(xué)科之一。

在自然界和人類社會(huì)活動(dòng)中，除了漸變的和連續(xù)光滑的變化現(xiàn)象外，還存在著大量的突然變化和躍遷現(xiàn)象，如水的沸騰、巖石的破裂、橋梁的崩塌、地震、細(xì)胞的分裂、生物的變異、人的休克、情緒的波動(dòng)、戰(zhàn)爭(zhēng)、市場(chǎng)變化、經(jīng)濟(jì)危機(jī)等。突變論方法正是試圖用數(shù)學(xué)方程描述這種過(guò)程。突變論的研究?jī)?nèi)容簡(jiǎn)單地說(shuō)，是研究從一種穩(wěn)定組態(tài)躍遷到另一種穩(wěn)定組態(tài)的現(xiàn)象和規(guī)律。突變論能解說(shuō)和預(yù)測(cè)自然界和社會(huì)上的突然現(xiàn)象，無(wú)疑它也是軟科學(xué)研究的重要方法和得力工具之一。突變論在數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、工程技術(shù)、社會(huì)科學(xué)等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。特別地，在工程中，高度優(yōu)化的設(shè)計(jì)常常具有不穩(wěn)定性，當(dāng)出現(xiàn)不可避免的制造缺陷時(shí)，由于結(jié)構(gòu)高度敏感，其承載能力將會(huì)突然變小，從而出現(xiàn)突然的損壞。因此，突變論方法在設(shè)計(jì)研究中有著重要的地位。

11.藝術(shù)論方法

藝術(shù)是一種特殊的精神產(chǎn)物，它是人類表現(xiàn)思想和感情、反映社會(huì)生活的一種特殊意識(shí)形態(tài)，可分為視覺藝術(shù)(繪畫、雕塑、建筑、舞蹈)、聽覺藝術(shù)(音樂)、想象藝術(shù)(文學(xué))等，而戲劇、電影則是綜合藝術(shù)。藝術(shù)具有以下三個(gè)方面的特征：

(1)是一種用形象來(lái)反映現(xiàn)實(shí)但比現(xiàn)實(shí)有典型性的社會(huì)意識(shí)形態(tài)；

(2)富有創(chuàng)造性的方式、方法；

(3)形狀獨(dú)特而美觀。

以藝術(shù)為理論基礎(chǔ)的藝術(shù)論方法在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中有著廣泛的應(yīng)用。在人類社會(huì)文明高度發(fā)展的過(guò)程中，工業(yè)革命開始以后，伴隨著大工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)與藝術(shù)文化的不斷融合，造物藝術(shù)在20世紀(jì)初凝聚成為工業(yè)設(shè)計(jì)的部分，并作為一門獨(dú)立完整的現(xiàn)代學(xué)科得以確立，工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)才體現(xiàn)出其真正、完全的意義。工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的功能、材料、構(gòu)造、工藝、形態(tài)、色彩、表面處理、裝飾等諸因素從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面進(jìn)行綜合處理，既要符合人們對(duì)產(chǎn)品物質(zhì)功能的要求，又要滿足人們審美情趣的需求。在對(duì)工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要研究工業(yè)產(chǎn)品制造的可能性、操作的可靠性、經(jīng)濟(jì)上的合理性，而且形態(tài)表現(xiàn)的藝術(shù)性也是至關(guān)重要的。這里的藝術(shù)性是一種綜合的概念，它不僅包括產(chǎn)品的造型處理、色彩處理、紋飾處理以及與視覺效果相關(guān)的結(jié)構(gòu)處理等，還包括人的觸覺、聽覺等綜合感覺效果的處理。

1.8典型設(shè)計(jì)方法

設(shè)計(jì)方法是隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展而不斷發(fā)展的，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法只是相對(duì)的概念。目前發(fā)展歷史較長(zhǎng)、理論較成熟、應(yīng)用較廣泛的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法主要有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元法、優(yōu)化設(shè)計(jì)、機(jī)械可靠設(shè)計(jì)法。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家都很重視設(shè)計(jì)理論與方法的系統(tǒng)研究，并且隨著設(shè)計(jì)方法學(xué)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)以及反求工程等一些新學(xué)科的發(fā)展，在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域形成了許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，如并行設(shè)計(jì)、相似設(shè)計(jì)、穩(wěn)健設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)等，這些新技術(shù)在不斷發(fā)展的同時(shí)，在工程中也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。下面我們就對(duì)典型的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行概略的介紹。

1.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAidedDesign，CAD)是一種利用計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)輔助人們對(duì)產(chǎn)品或工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法與技術(shù)，包括設(shè)計(jì)、繪圖、工程分析與文檔制作等設(shè)計(jì)活動(dòng)。它是一種新的設(shè)計(jì)方法，也是一門多學(xué)科綜合應(yīng)用的新技術(shù)。CAD包括產(chǎn)品分析計(jì)算和自動(dòng)繪圖兩部分功能。計(jì)算機(jī)、自動(dòng)繪圖機(jī)及其他外圍設(shè)備構(gòu)成CAD的系統(tǒng)硬件，而操作系統(tǒng)、文件管理系統(tǒng)、語(yǔ)言處理程序、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等構(gòu)成CAD的系統(tǒng)軟件。通常所說(shuō)的CAD系統(tǒng)是指由系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件組成，兼有計(jì)算、圖形處理、數(shù)據(jù)庫(kù)等功能，并能綜合地利用這些功能完成設(shè)計(jì)作業(yè)的系統(tǒng)。CAD是產(chǎn)品或工程的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，支持設(shè)計(jì)系統(tǒng)的各個(gè)階段，即從方案設(shè)計(jì)入手，使設(shè)計(jì)對(duì)象模型化；依據(jù)提供的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和總圖設(shè)計(jì)；通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)性能分析，最后確定技術(shù)參數(shù)；在此基礎(chǔ)上，完成詳細(xì)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)。因此，CAD系統(tǒng)應(yīng)能支持分析、計(jì)算、綜合、創(chuàng)新、模擬及繪圖等各項(xiàng)基本設(shè)計(jì)活動(dòng)。CAD的基

礎(chǔ)工作是建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形庫(kù)、應(yīng)用程序庫(kù)等。

2.有限元法

有限元法(FiniteElementMethod,FEM)是以電子計(jì)算機(jī)為工具的一種現(xiàn)代數(shù)值計(jì)算方法。目前，該方法不僅能用于工程中復(fù)雜的非線性問(wèn)題、非穩(wěn)健問(wèn)題(如結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)、電磁場(chǎng)等方面的問(wèn)題)的求解，而且還可用于在工程設(shè)計(jì)中進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動(dòng)力分析，并能準(zhǔn)確地計(jì)算形狀復(fù)雜零件(如機(jī)架、汽輪機(jī)葉片、齒輪等)的應(yīng)力分布和變形，成為復(fù)雜零件強(qiáng)度和剛度計(jì)算的有力分析工具。有限元法的基本思想是：首先假想將連續(xù)的結(jié)構(gòu)分割成數(shù)目有限的小塊體，稱為有限單元。各單元之間僅在有限個(gè)指定結(jié)合點(diǎn)處相聯(lián)結(jié)，用組成單元的集合體近似代替原來(lái)的結(jié)構(gòu)。在結(jié)點(diǎn)上引入等效結(jié)點(diǎn)力以代替實(shí)際作用于單元上的振動(dòng)載荷。對(duì)每個(gè)單元，選擇一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)來(lái)近似地表達(dá)單元位移分量的分布規(guī)律，并按彈性力學(xué)中的變分原理建立單元結(jié)點(diǎn)力與結(jié)點(diǎn)位移(速度、加速度)的關(guān)系(質(zhì)量、阻尼和剛度矩陣)，最后把所有單元的這種關(guān)系集合起來(lái)，就可以得到以結(jié)點(diǎn)位移為基本未知量的動(dòng)力學(xué)方程。給定初始條件和邊界條件，就可求解動(dòng)力學(xué)方程，得到系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。根據(jù)這一思想，有限元法的計(jì)算過(guò)程是：

(1)結(jié)構(gòu)離散化，即將連續(xù)構(gòu)件轉(zhuǎn)化為若干個(gè)單元。

(2)單元特性分析與計(jì)算，即建立各個(gè)單元的結(jié)點(diǎn)位移和結(jié)點(diǎn)力之間的關(guān)系式，求出各單元的剛度矩陣。

(3)單元組求解方程，即利用結(jié)構(gòu)力的平衡條件和邊界條件，求出結(jié)點(diǎn)位移及各單元內(nèi)的應(yīng)力值。

有限元法的計(jì)算過(guò)程思想是“分—合”，先分是為了進(jìn)行單元分析，后合則是為了對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析。

近些年來(lái)，有限元法的應(yīng)用得到了蓬勃的發(fā)展，國(guó)際上不僅研制有功能完善的各類有限元分析通用程序，如NASTRAN、ANSYS、ASKA、SAP等，而且還帶有功能強(qiáng)大的前處理(自動(dòng)生成單元網(wǎng)格，形成輸入數(shù)據(jù)文件)和后處理(顯示計(jì)算結(jié)果，繪制變形圖、等值線圖、振型圖并可動(dòng)態(tài)顯示結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)等)程序。有限元通用程序由于使用方便、計(jì)算精度高，其計(jì)算結(jié)果已成為各類工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和性能分析的可靠依據(jù)。

3.優(yōu)化設(shè)計(jì)

優(yōu)化設(shè)計(jì)(OptimalDesign)是把最優(yōu)化數(shù)學(xué)原理應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)問(wèn)題，在所有可行方案中尋求最佳設(shè)計(jì)方案的一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。進(jìn)行工程優(yōu)化設(shè)計(jì)，首先須將工程問(wèn)題按優(yōu)化設(shè)計(jì)所規(guī)定的格式建立數(shù)學(xué)模型，然后選用合適的優(yōu)化計(jì)算方法在計(jì)算機(jī)上對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化求解，得到工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。在建立優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的過(guò)程中，把影響設(shè)計(jì)方案選取的那些參數(shù)稱為設(shè)計(jì)變量；設(shè)計(jì)變量應(yīng)當(dāng)滿足的條件稱為約束條件；而設(shè)計(jì)者選定來(lái)衡量設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣并期望得到改進(jìn)的指標(biāo)表現(xiàn)為設(shè)計(jì)變量的函數(shù)，稱為目標(biāo)函數(shù)。設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件組成了優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型。優(yōu)化設(shè)計(jì)需把數(shù)學(xué)模型和優(yōu)化算法放到計(jì)算機(jī)程序中用計(jì)算機(jī)來(lái)自動(dòng)尋優(yōu)求解。

4.可靠性設(shè)計(jì)

可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力?？煽啃栽O(shè)計(jì)(ReliabilityDesign)是以概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)為理論基礎(chǔ)，以失效分析、失效預(yù)測(cè)及各種可靠性試驗(yàn)為依據(jù)，以保證產(chǎn)品的可靠性為目標(biāo)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法?？煽啃栽O(shè)計(jì)的基本內(nèi)容是：選定產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)及量值，對(duì)可靠性指標(biāo)進(jìn)行合理的分配，再把規(guī)定的可靠性指標(biāo)設(shè)計(jì)到產(chǎn)品中去。

5.價(jià)值工程

價(jià)值工程是以功能分析為核心，以開發(fā)創(chuàng)造為基礎(chǔ)，以科學(xué)分析為工具，尋求功能與成本的最佳比例，以獲得最優(yōu)價(jià)值的一種設(shè)計(jì)方法或管理科學(xué)。實(shí)際上，價(jià)值工程就是提出了這樣一個(gè)問(wèn)題：設(shè)計(jì)者要站在用戶的立場(chǎng)上，用最低成本生產(chǎn)出滿足用戶要求的產(chǎn)品。價(jià)值工程中功能和成本的關(guān)系是：

式中V為價(jià)值；F為功能評(píng)價(jià)值；C為總成本?？梢?，價(jià)值工程包括三個(gè)基本要素，即價(jià)值、功能和成本。

從公式中可以看出，所謂價(jià)值就是某一功能與實(shí)現(xiàn)這一功能所需成本之間的比例。為了提高產(chǎn)品的實(shí)用價(jià)值，可以采用或增加產(chǎn)品的功能，或降低產(chǎn)品的成本，或既增加產(chǎn)品的功能又同時(shí)降低成本等多種多樣的途徑?？傊?，提高產(chǎn)品的價(jià)值就是用低成本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能，而產(chǎn)品的設(shè)計(jì)問(wèn)題就變?yōu)橛米畹统杀鞠蛴脩籼峁┍匾δ艿膯?wèn)題。開展價(jià)值分析、價(jià)值工程的研究可以取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。例如，在20世紀(jì)五六十年代，美國(guó)通用電氣公司在價(jià)值分析研究上花了80萬(wàn)美元，卻獲得了兩億多美元的利潤(rùn)。我國(guó)自1978年從日本引進(jìn)價(jià)值工程技術(shù)以來(lái)，價(jià)值工程也獲得廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，應(yīng)用價(jià)值工程為國(guó)家?guī)?lái)的經(jīng)濟(jì)效益已逾10億元。提高產(chǎn)品的價(jià)值可以從以下三個(gè)方面著手：

(1)功能分析，從用戶需要出發(fā)保證產(chǎn)品的必要功能，去除多余功能，調(diào)整過(guò)剩功能，增加必要功能。

(2)性能分析，研究一定功能下提高產(chǎn)品性能的措施。

(3)成本分析，分析成本的構(gòu)成，從各方面探求降低成本的途徑。

6.工業(yè)設(shè)計(jì)

工業(yè)設(shè)計(jì)是指在保證產(chǎn)品的使用功能的前提下，用藝術(shù)手段按照人的認(rèn)知心理特征和操作模式對(duì)工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行造型工作，使產(chǎn)品易于使用，并具有美感、富于表現(xiàn)力。

工業(yè)設(shè)計(jì)以不斷變化的人的需要為起點(diǎn)，以積極的勢(shì)態(tài)探求改變?nèi)说纳娣绞?。所以工業(yè)設(shè)計(jì)不是單純的美術(shù)設(shè)計(jì)，更不是純粹的造型藝術(shù)、美的藝術(shù)，它是科學(xué)、技術(shù)、人文、藝術(shù)、經(jīng)濟(jì)融合的產(chǎn)物。它從實(shí)用和美的綜合觀點(diǎn)出發(fā)，在科學(xué)技術(shù)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化、藝術(shù)、資源、價(jià)值觀等的約束下，通過(guò)市場(chǎng)交流而為人服務(wù)。工業(yè)設(shè)計(jì)有著以下三個(gè)顯著特征：

(1)實(shí)用性特征，體現(xiàn)使用功能的適合目的性、先進(jìn)性與可靠性及宜人性。

(2)科學(xué)性特征，體現(xiàn)先進(jìn)加工手段的工藝美，反映大工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)及科學(xué)性的嚴(yán)格和精確美，標(biāo)志力學(xué)、材料學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)新成就的結(jié)構(gòu)美。在不犧牲使用者和生產(chǎn)者利益的前提下，努力降低產(chǎn)品成本，創(chuàng)造最高的附加值。

(3)藝術(shù)性特征，應(yīng)用美學(xué)法則創(chuàng)造具有形體美、色彩美、材料美和符合時(shí)代審美觀念的新穎產(chǎn)品，體現(xiàn)人、產(chǎn)品與環(huán)境的整體和諧美。

機(jī)電產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容如下：機(jī)電產(chǎn)品的人機(jī)工程設(shè)計(jì)或稱宜人性設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的形態(tài)設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的色彩設(shè)計(jì)，產(chǎn)品標(biāo)志、銘牌、字體等設(shè)計(jì)。

7.人因工程

人因工程是運(yùn)用生理學(xué)、心理學(xué)和醫(yī)學(xué)等有關(guān)科學(xué)知識(shí)，研究組成人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)器和人的相互關(guān)系，以提高整個(gè)系統(tǒng)工效的邊緣科學(xué)。人因工程學(xué)研究人的特性和能力在人機(jī)系統(tǒng)中所起的作用，以及機(jī)器、作業(yè)和環(huán)境條件給人的限制；還研究人的訓(xùn)練、人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)，以及同人機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的生物學(xué)或醫(yī)學(xué)問(wèn)題。對(duì)于這些研究，在北美稱為人因工程學(xué)或人機(jī)工程學(xué)，俄羅斯稱為工程心理學(xué)，歐洲、日本和其他國(guó)家稱為工效學(xué)。人開始使用機(jī)器就構(gòu)成了人機(jī)系統(tǒng)。人的能力和機(jī)器的潛力很好地配合，能提高管理和控制效率。因此，在組成和設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)時(shí)，要把人和機(jī)器作為一個(gè)整體來(lái)考慮，合理地分配人和機(jī)器的功能，考慮溫度、噪聲、振動(dòng)、失重等環(huán)境因素對(duì)人的效率和行為的影響，以保證在環(huán)境變動(dòng)下仍能達(dá)到系統(tǒng)所要求的目標(biāo)。隨著機(jī)械化、自動(dòng)化和電子化的高度發(fā)展，人的因素在生產(chǎn)中的影響越來(lái)越大，人機(jī)協(xié)調(diào)問(wèn)題也就越來(lái)越顯得重要，人因工程學(xué)就是在這樣的背景下創(chuàng)立和發(fā)展起來(lái)的。其應(yīng)用領(lǐng)域有電話、電傳、計(jì)算機(jī)控制臺(tái)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、高速公路信號(hào)系統(tǒng)等，可應(yīng)用于汽車、航空、航海、現(xiàn)代化醫(yī)院、環(huán)境保護(hù)、教育等多個(gè)領(lǐng)域，人因工程學(xué)甚至可用于大規(guī)模社會(huì)系統(tǒng)。人因工程涉及的學(xué)科至少包括心理學(xué)、實(shí)驗(yàn)心理學(xué)、生理學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)、工程、工業(yè)工程、系統(tǒng)科學(xué)和環(huán)境科學(xué)這八個(gè)門類。

人因工程技術(shù)得到快速發(fā)展的重要原因在于：一是人機(jī)工程技術(shù)被大量應(yīng)用于軍事科技和高科技產(chǎn)品的人機(jī)界面設(shè)計(jì)與研究；二是人機(jī)工程技術(shù)對(duì)人的高效、安全、可靠工作和保證身心健康方面起著不可缺少的作用。

8.并行設(shè)計(jì)

并行設(shè)計(jì)是產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)與相關(guān)過(guò)程(包括制造過(guò)程和支持過(guò)程)進(jìn)行集成的一種系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法。換言之，并行設(shè)計(jì)是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就側(cè)重于同時(shí)考慮產(chǎn)品全生命周期(從概念形成到產(chǎn)品回收或報(bào)廢處理中)的各種主要性能指標(biāo)，從而避免在產(chǎn)品研制后期出現(xiàn)不必要的返工與重復(fù)性工作。并行設(shè)計(jì)是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與制造科學(xué)的研究熱點(diǎn)。與傳統(tǒng)的串行設(shè)計(jì)方法相比，它強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品開發(fā)的初始階段就全面考慮產(chǎn)品壽命周期的后續(xù)活動(dòng)對(duì)產(chǎn)品綜合性能的影響因素，建立產(chǎn)品壽命周期中各階段間性能的繼承和約束關(guān)系及產(chǎn)品各方面屬性之間的關(guān)系，以追求產(chǎn)品在壽命周期全過(guò)程中其綜合性能最優(yōu)。它借助于由各階段專家組成的多功能設(shè)計(jì)小組，使設(shè)計(jì)過(guò)程更加協(xié)調(diào)，使產(chǎn)品性能更加完善，因此更好地滿足了用戶對(duì)產(chǎn)品全壽命周期質(zhì)量和性能的綜合要求，并減少了產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的返工，進(jìn)而大大縮減了產(chǎn)品開發(fā)周期。并行設(shè)計(jì)希望產(chǎn)品開發(fā)的各項(xiàng)活動(dòng)盡可能在時(shí)間上平行地進(jìn)行，這就要求較高的管理水平與之相適應(yīng)。并行設(shè)計(jì)要求多功能小組更加接近和了解用戶，更加靈活和注重實(shí)際，以開發(fā)出能更加滿足用戶要求的產(chǎn)品。并行設(shè)計(jì)當(dāng)然還要提高產(chǎn)品質(zhì)量，而這又與設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的發(fā)展水平相互促進(jìn)和相互制約。因此，并行設(shè)計(jì)是一種系統(tǒng)化、集成化的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)，它以計(jì)算機(jī)作為主要技術(shù)手段，除了通常意義下的CAD、CAPP、CAM、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等單元技術(shù)的應(yīng)用外，還需著重解決以下一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：

·產(chǎn)品并行開發(fā)過(guò)程建模及優(yōu)化；

·支持并行設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)；

·模擬仿真技術(shù)；

·產(chǎn)品性能綜合評(píng)價(jià)和決策系統(tǒng)；

·并行設(shè)計(jì)中的管理技術(shù)。

9.模塊化設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)(ModularDesign，MD)是指在功能分析的基礎(chǔ)上，對(duì)一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能而不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過(guò)模塊的選擇和組合構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)不同需求的設(shè)計(jì)方法。

模塊化設(shè)計(jì)基于模塊的思想，將一般產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)轉(zhuǎn)化為模塊化產(chǎn)品方案。它包括兩方面的內(nèi)容：一是根據(jù)新的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行功能分析，合理創(chuàng)建出一組模塊，即模塊創(chuàng)建；二是根據(jù)設(shè)計(jì)要求將一組已存在的特定模塊組合成模塊化產(chǎn)品方案，即模塊綜合。模塊化設(shè)計(jì)的原則是力求以少數(shù)模塊組成盡可能多的產(chǎn)品，并在滿足要求的基礎(chǔ)上使產(chǎn)品精度高、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，且模塊結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、規(guī)范，模塊間的聯(lián)系盡可能簡(jiǎn)單。因此，如何科學(xué)地、有節(jié)制地劃分模塊，是模塊化設(shè)計(jì)中很具有藝術(shù)性的一項(xiàng)工作，既要照顧到制造管理方便，具有較大的靈活性，避免組合時(shí)產(chǎn)生混亂，又要考慮到該模塊系列將來(lái)的擴(kuò)展和向?qū)Ｓ?、變型產(chǎn)品的輻射。模塊劃分的好壞直接影響到模塊系列設(shè)計(jì)是否成功?？偟膩?lái)說(shuō)，劃分前必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)的、系統(tǒng)的功能分析和結(jié)構(gòu)分析。

MD與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要區(qū)別在于：

(1)MD面向產(chǎn)品系統(tǒng)，而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)面向某一個(gè)專項(xiàng)任務(wù)。

(2)MD是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)總體上表現(xiàn)為專用性的特定設(shè)計(jì)。

(3)MD的程序是自上而下的，而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序則是由下而上或由細(xì)到粗的。

(4)MD是組合化設(shè)計(jì)，而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是整體式設(shè)計(jì)。

從以上區(qū)別可以看出，模塊化設(shè)計(jì)可以縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造周期，從而顯著縮短供貨周期，有利于爭(zhēng)取客戶。它還有利于產(chǎn)品更新?lián)Q代及新產(chǎn)品的開發(fā)，增加企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的快速應(yīng)變能力，等等。

10.相似性設(shè)計(jì)

相似性設(shè)計(jì)的理論依據(jù)就是相應(yīng)論，即在同一集合或在完全不同的集合之間，存在著一一聯(lián)系的變換形式。如機(jī)器系列化與標(biāo)準(zhǔn)化理論反映了同一集合中的對(duì)應(yīng)；血液循環(huán)、電子電路、液壓系統(tǒng)各種不同集合存在壓差及阻容特性的對(duì)應(yīng)等?？傊?，人們可以從事物間的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)、物理對(duì)應(yīng)、功能對(duì)應(yīng)、硬件對(duì)應(yīng)、方法對(duì)應(yīng)等一系列幾乎無(wú)所不包的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，并模擬、計(jì)算、設(shè)計(jì)、創(chuàng)造事物，從而形成滲透到一切軟、硬科學(xué)范疇的對(duì)應(yīng)論方法。相似性設(shè)計(jì)是利用同類事物間靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的對(duì)應(yīng)性，根據(jù)樣機(jī)或模型求得新設(shè)計(jì)對(duì)象有關(guān)參數(shù)的一種方法。形似的廣義性不僅是幾何相似，還涉及一系列狀態(tài)相似，因而相似設(shè)計(jì)法直接運(yùn)用量綱齊次原理求得新的設(shè)計(jì)。它適用于同類事物的設(shè)計(jì)，如產(chǎn)品系列化應(yīng)用相似性設(shè)計(jì)，可以減少大量的設(shè)計(jì)工作，使系列化參數(shù)打破現(xiàn)有等差、等比級(jí)數(shù)等似優(yōu)非優(yōu)的數(shù)列關(guān)系。

相似性設(shè)計(jì)最適用于相似系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)。相似系列產(chǎn)品具有相同的功能和原理方案，各產(chǎn)品系統(tǒng)相似，相應(yīng)的尺寸、參數(shù)和性能存在有一定的關(guān)系。相似系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：基型設(shè)計(jì)，確定相似類型，確定尺寸、參數(shù)的級(jí)差或公比，求系列中各擴(kuò)展型產(chǎn)品的尺寸、參數(shù)，確定全系列產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸及參數(shù)。

11.摩擦學(xué)設(shè)計(jì)

摩擦學(xué)設(shè)計(jì)是指應(yīng)用摩擦學(xué)的理論、方法、技術(shù)和數(shù)據(jù)，將摩擦和磨損減少到最低程度，從而設(shè)計(jì)出高性能、低功耗、具有足夠可靠性及合適壽命的經(jīng)濟(jì)合理的新產(chǎn)品。

摩擦學(xué)(Tribology)是研究相互運(yùn)動(dòng)、相互作用表面的摩擦行為對(duì)于機(jī)械及其系統(tǒng)的作用，接觸表面及潤(rùn)滑介質(zhì)的變化，失效預(yù)測(cè)及控制的理論與實(shí)踐，它是以力學(xué)、流變學(xué)、表面物理與表面化學(xué)為主要理論基礎(chǔ)，綜合材料科學(xué)、工程熱物理學(xué)，以數(shù)值計(jì)算和表面技術(shù)為主要手段的邊緣學(xué)科。它的基本內(nèi)容是研究工程表面的摩擦、磨損和潤(rùn)滑問(wèn)題。摩擦學(xué)研究的目的在于指導(dǎo)機(jī)械及其系統(tǒng)的正確設(shè)計(jì)和使用，以節(jié)約能源和原材料消耗，進(jìn)而達(dá)到提高機(jī)械裝備的可靠性、工作效能和使用壽命的目的。在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，與摩擦相關(guān)的問(wèn)題沒處理好將嚴(yán)重影響運(yùn)轉(zhuǎn)的效率。工作載荷，相對(duì)運(yùn)動(dòng)，環(huán)境溫度，磨粒進(jìn)入，兩個(gè)零件的材質(zhì)、表面狀況和中間的潤(rùn)滑介質(zhì)等都對(duì)其摩擦學(xué)性質(zhì)有明顯的影響。而且摩擦過(guò)程中摩擦表面的尺寸、形狀和潤(rùn)滑劑的情況有顯著的時(shí)變特征，當(dāng)一旦發(fā)生磨損而更換新設(shè)備或更換新的潤(rùn)滑劑時(shí)，這對(duì)摩擦副的性質(zhì)就發(fā)生了一個(gè)階躍變化，有時(shí)機(jī)器在維修之后發(fā)生事故，原因就是沒有處理好階躍變化。各方面的機(jī)械如汽車、發(fā)電設(shè)備、冶金機(jī)械、鐵道機(jī)械、宇航機(jī)械、電子機(jī)械和農(nóng)機(jī)等，都大量存在著摩擦學(xué)的問(wèn)題。每年大量的能源以各種形式消耗在摩擦上，而磨損是機(jī)械零部件三種主要的失效形式之一，所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失巨大。據(jù)文獻(xiàn)介紹，大約有80%的機(jī)械零件由于各種磨損導(dǎo)致失效。因此，充分利用摩擦學(xué)知識(shí)，提高摩擦學(xué)設(shè)計(jì)水平有著十分重要的意義。

12.三次設(shè)計(jì)

三次設(shè)計(jì)是20世紀(jì)70年代創(chuàng)立的一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。該設(shè)計(jì)提出，可將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程分為三個(gè)階段進(jìn)行，即系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)和容差設(shè)計(jì)。

(1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，也稱第一次設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)產(chǎn)品規(guī)劃所要求的功能，對(duì)該產(chǎn)品的整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，提出初始設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要依靠專業(yè)知識(shí)和技術(shù)來(lái)完成。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的在于選擇一個(gè)基本模型系統(tǒng)，確定產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品達(dá)到所要求的功能。它包括材料、元件、零件的選擇以及零部件的組裝等設(shè)計(jì)內(nèi)容。

(2)參數(shù)設(shè)計(jì)，亦稱第二次設(shè)計(jì)。參數(shù)設(shè)計(jì)是指在專業(yè)人員提出的初始設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，對(duì)各零部件參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，使系統(tǒng)的參數(shù)值實(shí)現(xiàn)最佳搭配，使得產(chǎn)品輸出特性穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，成本低廉。

(3)容差設(shè)計(jì)，亦稱第三次設(shè)計(jì)。容差設(shè)計(jì)是指在參數(shù)設(shè)計(jì)提出的最佳方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析導(dǎo)致產(chǎn)品輸出特性波動(dòng)的原因，找出關(guān)鍵零部件，確定合適的容差，并求得質(zhì)量和成本二者的最佳平衡。參數(shù)設(shè)計(jì)是三次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。參數(shù)設(shè)計(jì)的目的是要確定系統(tǒng)中的有關(guān)參數(shù)值及其最優(yōu)組合，以達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本之目的。在參數(shù)設(shè)計(jì)階段，一般是用公差范圍較寬的廉價(jià)元件組裝出高質(zhì)量的產(chǎn)品，使產(chǎn)品在質(zhì)量和成本兩方面均得到改善。

大量應(yīng)用實(shí)例表明，采用三次設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)出的新產(chǎn)品性能穩(wěn)定、可靠，成本低廉，在質(zhì)量和成本兩方面取得最佳平衡，在市場(chǎng)上具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

13.逆向工程

為適應(yīng)現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，需將實(shí)物樣件或手工模型轉(zhuǎn)化為CAD數(shù)據(jù)，以便利用快速成型系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)等對(duì)其進(jìn)行處理，并進(jìn)行修改和優(yōu)化設(shè)計(jì)。逆向工程專門為制造業(yè)提供了一個(gè)全新、高效的重構(gòu)手段，實(shí)現(xiàn)從實(shí)際物體到幾何建模的直接轉(zhuǎn)換。逆向工程技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)圖像處理、微分幾何、概率統(tǒng)計(jì)等學(xué)科，是CAD領(lǐng)域最活躍的分支之一。逆向工程技術(shù)與傳統(tǒng)的產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)方法不同。它根據(jù)已存在的產(chǎn)品或零件原型構(gòu)造產(chǎn)品或零件的工程設(shè)計(jì)模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行剖析、理解和改進(jìn)，是對(duì)已有設(shè)計(jì)的再設(shè)計(jì)。其主要任務(wù)是將原始物理模型轉(zhuǎn)化為工程設(shè)計(jì)概念或產(chǎn)品數(shù)字化模型，一方面為提高工程設(shè)計(jì)、加工分析的質(zhì)量和效率提供充足的信息，另一方面可充分利用CAD／CAE/CAM技術(shù)對(duì)已有的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)服務(wù)。逆向工程從廣義上講可以分為實(shí)物逆向、軟件逆向、影像逆向三種。它已成為聯(lián)系新產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中各種先進(jìn)技術(shù)的紐帶。逆向工程主要的應(yīng)用領(lǐng)域有：

(1)對(duì)產(chǎn)品外形美學(xué)有特別要求的領(lǐng)域。

(2)當(dāng)設(shè)計(jì)需經(jīng)實(shí)驗(yàn)才能定型的工件模型時(shí)，通常采用逆向工程的方法。

(3)逆向工程也廣泛用于修復(fù)破損的文物、藝術(shù)品或缺乏供應(yīng)的損壞零件等。

(4)借助于工業(yè)CT技術(shù)，逆向工程不僅可以產(chǎn)生物體的外部形狀,而且可以快速發(fā)現(xiàn)、定位物體的內(nèi)部缺陷。

14.快速響應(yīng)設(shè)計(jì)

快速響應(yīng)設(shè)計(jì)主要包括以下一些內(nèi)容：

(1)建立快速捕捉市場(chǎng)動(dòng)態(tài)需求信息的決策機(jī)制。

(2)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)。

(3)追求新產(chǎn)品的快速試制定型。

(4)推行快速響應(yīng)制造的生產(chǎn)體系。追求新產(chǎn)品的快速響應(yīng)設(shè)計(jì)，需要盡量利用制造自動(dòng)化的各種新技術(shù)，如FMS、RP(RapidPrototyping，快速成型)和VM(VirtualManufacturing，虛擬制造)?？焖俪尚涂胺Q20年來(lái)制造技術(shù)最重大的進(jìn)展之一，其特點(diǎn)是能以最快的速度將CAD模型轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品原型或直接制造出零件，從而使產(chǎn)品開發(fā)可以進(jìn)行快速測(cè)試、評(píng)價(jià)和改進(jìn)，以完成設(shè)計(jì)定型，或快速形成精密鑄件和模具等的批量生產(chǎn)能力。

對(duì)于快速響應(yīng)設(shè)計(jì)，企業(yè)在確定產(chǎn)品目標(biāo)后，可以只先進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，即功能設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)分析，然后通過(guò)公共信息網(wǎng)絡(luò)，尋求最佳的零件供應(yīng)商和制造商，進(jìn)行跨地區(qū)、跨行業(yè)的合作，實(shí)行生產(chǎn)資源的優(yōu)化組合。

15.智能設(shè)計(jì)

智能化是設(shè)計(jì)活動(dòng)的顯著特點(diǎn)，也是走向設(shè)計(jì)自動(dòng)化的重要途徑。智能設(shè)計(jì)就是要研究如何提高人機(jī)系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)的智能水平，使計(jì)算機(jī)更好地承擔(dān)設(shè)計(jì)中的各種復(fù)雜任務(wù)，成為設(shè)計(jì)工程師得力的助手和同事。在設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的不同階段，設(shè)計(jì)活動(dòng)中智能部分的承擔(dān)者是不同的：以人工設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)CAD為代表的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)階段，設(shè)計(jì)智能活動(dòng)是由人類專家完成的；在以智能CAD(ICAD)為代表的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)階段，智能活動(dòng)由設(shè)計(jì)型專家系統(tǒng)完成，但由于采用單一領(lǐng)域符號(hào)推理技術(shù)的專家系統(tǒng)求解問(wèn)題能力的局限，設(shè)計(jì)對(duì)象(產(chǎn)品)的規(guī)模和復(fù)雜性都受到限制，不過(guò)借助于計(jì)算機(jī)支持，設(shè)計(jì)的效率大大提高；而在以集成化智能CAD(IntegratedIntelligentCAD，I2CAD)為代表的先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)階段，由于集成化和開放性的要求，智能活動(dòng)由人機(jī)共同承擔(dān)，這就是人機(jī)智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。智能設(shè)計(jì)作為計(jì)算機(jī)化的設(shè)計(jì)智能，乃是CAD的一個(gè)重要組成部分，它在CAD發(fā)展過(guò)程中有不同的表現(xiàn)形式。傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)中并無(wú)真正的智能成分，這一階段的CAD系統(tǒng)雖然依托人類專家的設(shè)計(jì)智能，但作為計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)智能并不存在，智能設(shè)計(jì)在其中的作用也就無(wú)從談起。而在ICAD階段，智能設(shè)計(jì)是以設(shè)計(jì)型專家系統(tǒng)的形式出現(xiàn)的，但它僅僅是為解決設(shè)計(jì)中某些困難問(wèn)題的局部需要而產(chǎn)生的，只是智能設(shè)計(jì)的初級(jí)階段。對(duì)于I2CAD階段，智能設(shè)計(jì)的表現(xiàn)形式是人機(jī)智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它順應(yīng)了市場(chǎng)對(duì)制造業(yè)的柔性、多樣化、低成本、高質(zhì)量、迅速響應(yīng)能力的要求。作為CIMS大規(guī)模集成環(huán)境下的一個(gè)子系統(tǒng)，人機(jī)智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)乃是智能設(shè)計(jì)的高級(jí)

階段。

16.模糊評(píng)價(jià)和矩陣對(duì)策

在方案評(píng)價(jià)中有一些評(píng)價(jià)目標(biāo)如美觀、安全性、舒適性、便于制造等無(wú)法定量分析，只能用好、差、受歡迎、不受歡迎等“模糊概念”來(lái)評(píng)價(jià)，模糊評(píng)價(jià)就是利用集合與模糊數(shù)學(xué)將模糊信息數(shù)值化以進(jìn)行定量評(píng)價(jià)的方法。

模糊評(píng)價(jià)涉及的概念是隸屬度和評(píng)價(jià)矩陣。

隸屬度是對(duì)某些評(píng)價(jià)概念(如優(yōu)、良、差)隸屬的高低，用0~1之間的一個(gè)實(shí)數(shù)來(lái)度量。不同條件下隸屬度的變化規(guī)律可用函數(shù)來(lái)表示，稱為隸屬函數(shù)。隸屬度可采用統(tǒng)計(jì)法或通過(guò)已知隸屬函數(shù)來(lái)求得。在實(shí)際對(duì)多個(gè)方案進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)過(guò)程中，當(dāng)知道加權(quán)系數(shù)Q和模糊矩陣R時(shí)，就可以知道考慮系數(shù)的綜合模糊評(píng)價(jià)：

B=Q×R

然后再通過(guò)模糊矩陣合成方法得到綜合模糊評(píng)價(jià)結(jié)果。

17.全壽命周期設(shè)計(jì)

全壽命周期設(shè)計(jì)技術(shù)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的重要組成部分。設(shè)計(jì)產(chǎn)品，不僅是設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)，而且要設(shè)計(jì)產(chǎn)品的全壽命周期，也就要考慮產(chǎn)品的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、經(jīng)銷、運(yùn)行、使用、維修、保養(yǎng)直到回收再用處置的全過(guò)程。全壽命周期設(shè)計(jì)意味著在設(shè)計(jì)階段就要考慮產(chǎn)品生命歷程的所有環(huán)節(jié)，以求產(chǎn)品全壽命周期設(shè)計(jì)的綜合優(yōu)化?？梢哉f(shuō)，全壽命周期設(shè)計(jì)旨在時(shí)間、質(zhì)量、成本和服務(wù)等方面綜合提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。全壽命周期設(shè)計(jì)并不是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的簡(jiǎn)單交叉，它要求在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的某一個(gè)階段時(shí)同時(shí)進(jìn)行其后的過(guò)程設(shè)計(jì)，也就是說(shuō)，必須讓設(shè)計(jì)的全部階段都要在生產(chǎn)前完成。全壽命周期設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容就是面向制造的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化，所借助的手段是并行設(shè)計(jì)，而要順利完成設(shè)計(jì)任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)據(jù)管理。全壽命周期設(shè)計(jì)最重要的特點(diǎn)是它的集成性，要求各部門工作人員分工協(xié)作，而他們的工作地點(diǎn)是分散的，尤其在計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)充分利用到傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)中的情況下，每個(gè)工作

人員都擁有自己的工作站或終端。所以，分布式環(huán)境是全壽命周期設(shè)計(jì)的重要特點(diǎn)。要想使工作快速、協(xié)作完成，必須有完善的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和分布式知識(shí)庫(kù)，以保證工作人員之間的信息傳遞。全壽命周期設(shè)計(jì)改變了制造業(yè)的企業(yè)結(jié)構(gòu)和工作方式，不僅可以對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)周期、質(zhì)量和成本進(jìn)行有效的控制，而且可以形成生產(chǎn)、供銷、用戶服務(wù)一條龍，并以此來(lái)增加市場(chǎng)機(jī)制下企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)活力。目前，全壽命周期設(shè)計(jì)應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，不僅用于軍事，也被民用生產(chǎn)所采用。就行業(yè)而言，全壽命周期設(shè)計(jì)已應(yīng)用于電子、計(jì)算機(jī)、飛機(jī)和機(jī)械等行業(yè)；就產(chǎn)品而言，已經(jīng)從簡(jiǎn)單零件應(yīng)用發(fā)展為復(fù)雜系統(tǒng)的應(yīng)用；從生產(chǎn)批量來(lái)看，已從單件和小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品發(fā)展為大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，而且有些產(chǎn)品具有極高的可靠性。

18.異地協(xié)同設(shè)計(jì)

全球性計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得實(shí)時(shí)交互協(xié)同設(shè)計(jì)成為可能。不同的設(shè)計(jì)人員之間、不同的設(shè)計(jì)組織之間、不同的部分工作人員之間，均可實(shí)現(xiàn)資源共享，實(shí)時(shí)交互，協(xié)同參與，合作設(shè)計(jì)，從而提高設(shè)計(jì)效率，避免不必要的重復(fù)工作。異地協(xié)同設(shè)計(jì)工作模式如圖1-1所示。成功的協(xié)同設(shè)計(jì)例子是電視和電影的協(xié)同制作系統(tǒng)、全球性民航票務(wù)和調(diào)度系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷與手術(shù)系統(tǒng)等。圖1-1異地協(xié)同設(shè)計(jì)工作模式異地協(xié)同設(shè)計(jì)有助于發(fā)揮員工的創(chuàng)造精神和主動(dòng)精神，形成以人為核心的企業(yè)內(nèi)外計(jì)算機(jī)輔助工程協(xié)同系統(tǒng)，有助于跨學(xué)科科技人才之間的交互和合作，從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)開發(fā)周期，降低設(shè)計(jì)開發(fā)成本，并通過(guò)先進(jìn)技術(shù)的合理集成，最終提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

19.生命周期設(shè)計(jì)

生命周期設(shè)計(jì)(LifeCycleDesign，LCD)通常也稱為綠色設(shè)計(jì)(GreenDesign，GD)、面向環(huán)境的設(shè)計(jì)(DesignForEnvironment，DFE)等，這