张峰
深圳市领先康体实业有限公司
摘要：就目前国内外相关设计者在设计企业机械产品的主要考虑点来看，考虑到多种设计方案，或者将这些方法进行综合。本文首先讨论了机械产品技术指标体系--机械产品技术指标体系组成，继续阐述了系统化设计方法和结构模块化设计方法，在系统化设计方法中还主要介绍三种方法，最后讨论了这些方法发展趋势。
关键词：机械产品；方案设计方法；发展趋势；
引言：机械产品的概念的多个设计阶段，机械产品设计的关键环节就是方案设计，必须引起足够的重视，因为设计方案会直接影响产品质量的优劣。同时，产品的概念设计阶段是一个复杂而具有创造力的进程，在这过程中需要根据相关的设计要求选择不同的设计方案或者是对方案进行综合使用。在这个过程中需要引起足够的重视，同时也要运用评分标准来进行评价，在本文中会进行详细的阐述。
1技术指标体系在机械产品之中
机械产品技术指标体系组成具有一定的科学性与复杂性。多科学耦合的特点就是机械产品各种技术指标的特点，因为其有很强的统一性与困难性，所以具有一定的困难在指标体系的构建上。这就要求在其在构建过程中需要遵循一定的学科性、全面性、简明性以及独立性等原则。可以从一定的资料和有关的研究中取得相应的技术指标，且可以用拓展出的可以量化的替代样本来代替那些不易收集、难以数据化的的关键性指标。根绝指标体系的构建原则以及技术指标间的关系，我们可以得出构建出机械产品设计方案的技术指标体系。机械产品技术指标主要包括总体指标、可用性指标、寿命指标、舒适性指标、工艺指标以及经济性指标。总体指标主要包括质量、效率、功率以及尺寸；可用性指标包括可靠性、维护性以及保障性；寿命指标包括翻修寿命以及疲劳寿命；舒适性指标包括振动、噪声以及可操作性；工艺指标包括材料、加工精度以及工艺装备；最后经济性指标包括制造成本、使用成本和维修成本。
2、系统化设计方法
若干的系统要素组成了一个整体设计，每个设计要素不仅具有自己本身的独立性，而且各个要素之间还有着一定的联系，具有一定的层次性，因此所有的设计要素进行结合之后，就可以完成设计系统所需要完成的目标。这就是所谓的系统化设计的主要特点。其实，这种思想早在上个世纪的70年代被两位德国籍的教授所提出，他们在这个系统理论的基础之下，制定了设计的一般的模式，并且希望相关的设计工作应该具备条理性。德国的工程师协会也在这个思想的基础之上，制定出 "VDI2221" 技术系统和产品的开发设计方法。但是在实际情况中，每个设计师看待问题的角度以及对问题的侧重面不一样，所以在针对方案的选择上存在着一定的差异。下面主要讲述几种方案。
2.1、设计元素法
在这种设计元素法主要会用到五个设计元素，这个五个设计元素主要是：功能、效应、效应载体、形状元素以及表面参数，这些可以用来阐述"产品的解"，一旦某个产品的功能、效应、效应载体、形状元素以及表面参数设计元素被明确之后，这个产品的所有特征以及特征值就可以确定了。目前在我国也会有设计者会采用这种方法来描述"产品解"。
2.2、图形建模法
可以用具有层次且清楚的图形刻画法来对产品的相关的功能以及他的结构或其他的因素，这样可以达到图形化建模系统结构以及功能关系和功能层之间的关联的目标。可以将设计划分为两个不同方面，也分别是辅助方法和信息交换。在这基础上采用信息分析的方法，图形符号、具有内容丰富的语义模型结构，这样可以实现划分约束类型以及实现关系间的任意结合等目标。这样可以实现图像建模化目标。
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2.3、键合图法
借用键合图表达元件的功能解，希望可以把基于功能的模型与键合图进行一定的结合，以此来追求实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，更大的来寻求由键合图产生多个设计方案的方法。
3、结构模块化设计方法
需要用具有功能化的产品的结构构造为一定的基础来定义设计任务，并且可以引用已有的"产品解"比如通用零部件等来描述设计任务，就是分解任务时需要考虑各个需求是否有对应的" 产品的解 " ，这样的话就能在机械产品的初步计划阶段就可以调整设计任务中存在的一定的矛盾，对设计中的各个因素进行一定的调整，同时可以对新产品的成本起到一定的降低作用，这就是从划产品的角度提出的相关知识。费尔德曼，曾经将设计任务的功能化产品结构分为四层，分别为第一层为产品；第二层为功能组成；第三层主要为主要功能组件；第四层为功能元件。并且并采用面对结构的应用型目标，对功能因素来进行更为详尽的定性和定量的刻画。专用的机械中很多的构造可以采用已有的"产品解：，而具有专用解的专用功能只是少数。所以，专用的机械设计中需要采用具有功能化的结构，但是对于评价专用机械的设计、对抑制制造中发生的风险有着显著的效果。
五、评述设计方法及发展趋势
本文主要介绍了两种设计方法，分别为：系统化设计方法和结构模块化设计方法，再这会阐述这两种方法的发展趋势。系统化的设计方法是将一定的任务从抽象化到具体化的进行层次级别划分，并且需要拟定出每一层想要表达的方法以及其想要实现的目标、需要从浅层到深层、从抽象的事物至具体的事物地将各层特定的进行联系在一起，这样便可使得整个设计具有整体性，使得其有规律可依，有方法可循，这样可以使得设计过程用计算机辅助实现。结构模块化设计方法是具有一定的功能的实现为一个结构模块通过结构模块的组合，可以实现产品的方案设计。对于某些特定的种类的机械产品，因为他的组成部分的功能比较明确且比较稳定，这样结构模块的划分就可以很容易的得到实现，可以说这样的采用这样的设计比较适宜。但是将这种方法用于一般意义的产品方案设计时，结构模块的划分以及其选用都比较困难，同时要求设计人员具备一定量的专业知识的储备。
结语：
除了本文介绍的两种方法，还有很多其余的方法，比如：智能化设计方法、基于产品特征知识的设计方法等。每种方法都有自己的优劣的地方，需要按照实际情况进行考虑，可以综合的运用多种方法，以此来达到想要实现的目的。这些方法设计的领域比较多，不仅与机械设计的各学科知识有关，而且还涉及到系统工程理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的知识，但是相关的产品仍然需要朝着一定的目标进行努力。相关的设计人员仍需要在这基础之下进行努力，提高自己的专业素养以及相关的专业知识，提高我国在这方面的水平，以此提高我国在国际上的影响力。
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论文作者:张峰
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第12期
论文发表时间:2019/9/19
标签：方法论文; 产品论文; 机械论文; 功能论文; 结构论文; 指标论文; 指标体系论文; 《中国西部科技》2019年第12期论文;