先进制造技术
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2.1.2 现代设计技术定义与特点

1.现代设计技术的定义

现代设计技术是以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。

2.现代设计技术的特点

从现代设计技术的内涵分析,现代设计技术具有如下一系列特点:

(1)系统性。现代设计技术强调用系统的观点处理设计问题,从整体上把握设计对象,考虑对象与外界(人、环境)的联系。

(2)动态性。不仅要考虑产品的静态特性,还要考虑产品在实际工作状态下的动态特征,考虑产品与周围环境的物质、能量及信息的交互。

(3)创造性。现代设计技术建立在先进的设计理论及设计工具基础上,能充分发挥设计者的创造性思维能力和集体智慧,运用各种创造方法和手段,开发出具有创新性的产品。

(4)计算机化。计算机技术的产生和发展给人类社会带来了深远而广泛的影响。目前,计算机已经渗透到产品设计开发的各个环节,甚至到了离开计算机就难以实现产品开发的地步。事实上,很多现代设计技术的实现都依赖于计算机,如优化设计、有限元分析、系统仿真等。它们充分利用计算机快捷的数值计算功能、严密的逻辑推理能力和巨大的信息存储及处理能力,弥补自然人存在的天生不足,实现人机优势的互补。

(5)并行化、最优化、虚拟化和自动化。现代设计技术强调设计过程的并行化、最优化、虚拟化和自动化。在产品的设计阶段就综合考虑产品全生命周期中的所有因素,强调对产品设计及其相关过程并行地、集成地、一体化地进行设计。在设计过程中,通过优化的理论与技术,对产品进行方案优选、结构优选和参数优选,力争实现系统的整体性能最优化,以获得功能全、性能好、成本低、价值高的产品。设计过程自动化的实现主要依托于各种不同的计算机辅助设计技术、自动建模技术,以及一批功能强大的商品化CAD软件的支撑。

设计手段虚拟化,是以虚拟现实的设计系统进行三维建模,使设计者能在虚拟的设计环境下观察 CAD 设计内容,从而实现设计的可视化,评估设计产品的性能及其可实现性,灵活方便地修改设计,大大提高设计效果与质量。

(6)主动性。科学技术的发展使得在产品设计的早期,就可对产品全生命周期的各种性能做出准确预测,有利于及早发现产品的潜在缺陷,将各种失误、可能发生的故障减少到最低程度,体现了主动性的特征,也有利于缩短开发周期、降低生产成本、提高产品质量。