面向機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的多層次規(guī)劃研究

1、面向機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的多層次規(guī)劃研究 【摘要】機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)一直是機(jī)械產(chǎn)品的重頭戲，只有有好的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方法才能制造出優(yōu)秀的機(jī)械產(chǎn)品。筆者通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的思想進(jìn)行分析和總結(jié)，得出一些有建設(shè)性的方法，然后進(jìn)行多層次的規(guī)劃研究，最終希望設(shè)計(jì)出符合需求的產(chǎn)品。 【關(guān)鍵詞】機(jī)械產(chǎn)品；設(shè)計(jì)理念；多層次規(guī)劃 21世紀(jì)以來(lái)，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，許多產(chǎn)品的功能及性能已不能滿足需求的多樣性，尤其是機(jī)械產(chǎn)品，由于機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，復(fù)雜程度較高，但同時(shí)更新速度又快，這些客觀存在導(dǎo)致產(chǎn)品面臨著較尷尬的境地。針對(duì)上述原因，應(yīng)該從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)著手，來(lái)進(jìn)行多層次的規(guī)劃研究。 1.設(shè)計(jì)方法的類(lèi)型概述 據(jù)國(guó)內(nèi)外在產(chǎn)品設(shè)

2、計(jì)方面的專(zhuān)家學(xué)者的總結(jié)，將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法加以分類(lèi)，主要包括系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)方法、基于產(chǎn)品特性的設(shè)計(jì)方法和智能型設(shè)計(jì)方法。 下面就從這四大設(shè)計(jì)方法開(kāi)始簡(jiǎn)單的論述： （1）系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法的思想就是把整個(gè)設(shè)計(jì)看成一個(gè)由多個(gè)設(shè)計(jì)單元組成的。統(tǒng)一體，這個(gè)統(tǒng)一體自成為一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)中的各個(gè)單元具有一定的聯(lián)系性、層次性，并且相互獨(dú)立。系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法是根據(jù)用戶需求基礎(chǔ)上進(jìn)行的分析、構(gòu)思、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施，從而有效地將客戶需求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段的各項(xiàng)目標(biāo)和程序，總的來(lái)說(shuō)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法就是要處理把設(shè)計(jì)作品作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)看和將設(shè)計(jì)過(guò)程看成一個(gè)系統(tǒng)。 （2）結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)方法是把產(chǎn)品分成

3、若干個(gè)小的模塊單位，不同的模塊組合。產(chǎn)生不同的設(shè)計(jì)效果，形成不同的產(chǎn)品。這些小的模塊單位可以是某個(gè)零件，或是某個(gè)部件，大則可以是一個(gè)系統(tǒng)，通過(guò)不同的排列組合，就能形成用戶所需的產(chǎn)品，也可以給用戶提供出多種選擇，最終達(dá)到滿意的效果。 （3）基于產(chǎn)品特性的設(shè)計(jì)方法，是一種依據(jù)產(chǎn)品所有的特征，利用計(jì)算機(jī)中的。程序和設(shè)計(jì)專(zhuān)家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。 （4）智能化設(shè)計(jì)方法，不但使把產(chǎn)品的整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程分成了階段，而且還充分。利用cad的虛擬現(xiàn)實(shí)高端技術(shù)，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)推向一個(gè)高智能時(shí)代。產(chǎn)品的整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程被分為“規(guī)劃”、“開(kāi)發(fā)”和“實(shí)施”三個(gè)階段。這個(gè)思想的整個(gè)過(guò)程是，先進(jìn)行產(chǎn)品的規(guī)劃，用cad來(lái)確定外

4、部特性的立體模型，然后根據(jù)“系統(tǒng)合成”原理，進(jìn)行產(chǎn)品的配置分析。最后加工成產(chǎn)品。 2.利用產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法來(lái)進(jìn)行多層次規(guī)劃研究 在現(xiàn)代的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，不再單單是一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)工作，而是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從確定設(shè)計(jì)目標(biāo)的開(kāi)始到設(shè)計(jì)方法的選擇，再到如何合理安排設(shè)計(jì)人員的分工以及計(jì)算機(jī)軟硬件資源的利用，都是這個(gè)系統(tǒng)中要關(guān)心的事情，事無(wú)巨細(xì)，都要想清楚，弄明白。因此，在產(chǎn)品開(kāi)始設(shè)計(jì)之前，進(jìn)行科學(xué)地規(guī)劃是必要的，不然成本增加，質(zhì)量下降，設(shè)計(jì)工期延誤這些問(wèn)題，可能都會(huì)出現(xiàn)。針對(duì)這些現(xiàn)象，國(guó)內(nèi)外的一些專(zhuān)家學(xué)者都有針對(duì)性的研究，比如質(zhì)量功能展開(kāi)、模糊前段設(shè)計(jì)、生命周期，但這些都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，而且不具有成熟可

5、行的體系。 根據(jù)目前這些現(xiàn)象，需要從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性出發(fā)，并且總結(jié)前輩們的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，研究出一套產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范方法，即多層次設(shè)計(jì)規(guī)劃法，這種方法要求有三個(gè)層次，八個(gè)環(huán)節(jié)。三個(gè)層次包括：設(shè)計(jì)戰(zhàn)略層、設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)層、設(shè)計(jì)質(zhì)量檢驗(yàn)層；八個(gè)環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)環(huán)境、設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)目標(biāo)、設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)的潛在問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)價(jià)。有了以上環(huán)節(jié)的層層把關(guān)，環(huán)環(huán)相扣，才能提高設(shè)計(jì)的高效性和成功率。這一套設(shè)計(jì)規(guī)劃設(shè)計(jì)方法，對(duì)產(chǎn)品的整體工作具有積極地推動(dòng)作用。 3.產(chǎn)品在各個(gè)層次的設(shè)計(jì)規(guī)劃 3.1戰(zhàn)略層。在企業(yè)中，戰(zhàn)略與利益是相輔相成的關(guān)系，只要有了戰(zhàn)略性目標(biāo)，才能在企業(yè)發(fā)展的方向上和利益上取得一定的成就。在

6、設(shè)計(jì)戰(zhàn)略層中的環(huán)節(jié)包括：設(shè)計(jì)壞境、設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)目標(biāo)。 （1）設(shè)計(jì)環(huán)境方面：產(chǎn)品的存在或者說(shuō)產(chǎn)品的應(yīng)用都需要一定的環(huán)境，因此環(huán)境設(shè)計(jì)顯得至關(guān)重要，主要從環(huán)境的影響要素著手，提出正確的、適合的方法。影響環(huán)境的要素主要包括政治、經(jīng)濟(jì)、人文、地理、法律等的自然環(huán)境，社會(huì)壞境，以及技術(shù)環(huán)境。有了環(huán)境因素做支持，我們解析來(lái)的問(wèn)題就是“適合開(kāi)發(fā)怎樣的產(chǎn)品？能不能開(kāi)發(fā)該種類(lèi)型的產(chǎn)品？以及會(huì)有什么樣的影響？”等等問(wèn)題隨之而來(lái)。要解決上述的問(wèn)題，我們需要進(jìn)行產(chǎn)品定位、環(huán)境分析和資源配置，這些策略在一定程度上能解決具體開(kāi)發(fā)什么樣的產(chǎn)品，以及產(chǎn)品的市場(chǎng)地位、等級(jí)定位。（2）設(shè)計(jì)思想方面：思想指導(dǎo)行動(dòng)，只要有正確的理

7、念，才能設(shè)計(jì)出好的方案，再加之理念所涉及的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并定使方案更將完善。完美的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該以科學(xué)的發(fā)展觀，以科學(xué)的自助創(chuàng)新意識(shí)，以科技為手段，以文化為內(nèi)涵，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以充分調(diào)動(dòng)設(shè)計(jì)者的主觀能動(dòng)性為設(shè)計(jì)理念為原則。（3）設(shè)計(jì)目標(biāo)方面：這是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題，它是根據(jù)用戶的需要而要達(dá)到的一個(gè)目標(biāo)，這個(gè)目標(biāo)是通過(guò)設(shè)計(jì)人員的實(shí)際工作，最終將要完成的項(xiàng)目方向，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品如果超標(biāo)或是不達(dá)標(biāo)，都會(huì)影響企業(yè)的效益以及利益。要制定一個(gè)好的設(shè)計(jì)目標(biāo)，首先要了解影響的因素，具體包括市場(chǎng)環(huán)境、內(nèi)部資源、設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)水平等因素，確定了因素后，就有一定的規(guī)劃性，針對(duì)目標(biāo)的可行性進(jìn)行進(jìn)一步的分析與論證。 3.2

8、業(yè)務(wù)層。如果說(shuō)，戰(zhàn)略層解決“做什么”的問(wèn)題，接下來(lái)的業(yè)務(wù)層就是要完成“如何做”的問(wèn)題，用什么樣的方法，什么樣的過(guò)程來(lái)完成設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容，是本層次研究的方向。 （1）設(shè)計(jì)內(nèi)容規(guī)劃：是根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)或者是產(chǎn)品的功能特點(diǎn)，來(lái)完成什么樣的具體工作，其流程主要有對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的分析，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容的規(guī)劃和對(duì)設(shè)計(jì)資源的利用等。這樣就形成了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，形成文字以后，就避免了重復(fù)工作，盡量提前完成設(shè)計(jì)工作。（2）設(shè)計(jì)方法規(guī)劃：這部分是設(shè)計(jì)人員的主要工作范圍，根據(jù)所要完成的設(shè)計(jì)作品來(lái)確定設(shè)計(jì)的方法，從四種設(shè)計(jì)方法中選擇一種適合自己作品的，或者四種方法的任何組合，可以揚(yáng)長(zhǎng)避短進(jìn)行設(shè)計(jì)方法的選擇與規(guī)劃。（3）設(shè)計(jì)過(guò)程規(guī)

9、劃：這是一個(gè)逐步得到答案的過(guò)程，有了目標(biāo)，有了方法，接下來(lái)就面臨著設(shè)計(jì)了，由于現(xiàn)代產(chǎn)品的設(shè)計(jì)已融入了更多的元素，就造成了一定的復(fù)雜性，因此，就更需要一定的規(guī)劃。設(shè)計(jì)過(guò)程還是遵循著傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，從概念設(shè)計(jì)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)詳細(xì)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)分析，最后進(jìn)行樣機(jī)試制，在這個(gè)基礎(chǔ)上加入了前期的規(guī)劃，使系統(tǒng)更具有相對(duì)完整性。 3.3檢驗(yàn)層。這層的中心思想就是，針對(duì)設(shè)計(jì)的作品，進(jìn)行多方面、多角度的分析與檢驗(yàn)，把任何問(wèn)題都想在前面，盡量減少潛在因素的影響。所以，不僅僅是針對(duì)事后檢驗(yàn)，而是在事前、事中都應(yīng)有一定的監(jiān)控和監(jiān)測(cè)，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，隨時(shí)解決，這樣就會(huì)減少一些因?yàn)榈阶詈蟀l(fā)現(xiàn)問(wèn)題，而浪費(fèi)一定的時(shí)間和精力去修改和完善。 結(jié)束語(yǔ) 綜上所述，針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的多層次規(guī)劃，進(jìn)行了一定的論述，這個(gè)多層次的設(shè)計(jì)理念從宏觀上及三個(gè)層面都做了有對(duì)應(yīng)性的規(guī)劃。通過(guò)研究、分析和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，定能使多層次規(guī)劃理念在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中發(fā)揮最大的效能，達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。 參考文獻(xiàn) 1鞏云鵬，田萬(wàn)祿等主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2000 2孫桓，陳作模主編.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，2000