摘要：经济、科技等发展迅速以及工业化的快速推进，机械行业也取得了巨大的进步。作为机械工程核心组成部分，机械设计对产品能否满足要求有直接关系，设计水平的高低会对产品性能、研制周期和经济效益等有直接影响。因此文章就现代设计在机械设计中的应用进行略述。
关键词：现代设计；机械设计；应用
机械设计是对机械的工作原理、结构、每个零件的材料和尺寸大小等按照实际要求进行构思、分析和计算得出结果，从而将所得结果转化为人为制造产品的一个过程。由于科学技术的不断发展、计算机的广泛使用，致使设计手段发生了翻天覆地的变化，新的科学成果让机械设计的设计思想、理论和方法都变得更加丰富，进一步加快机械设计的改革和发展。同时，现代设计不仅需要让产品具备基础功能，还应在设计产品上将人性和保护环境思想体现出来。只有现代设计能够满足不同用户需求，适合不断变化的市场环境才能提高机械设计水平。
一、机械设计概述
机械设计（machine design），根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是：在各种限定的条件（如材料、加工能力、理论知识和计算手段等）下设计出最好的机械，即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术经济数据资料的积累，以及计算机的推广应用，优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。
二、现代设计在机械设计中的应用
（一）机械创新设计
在实际应用中，机械创新设计的核心内容就是需要让设计人员的智慧和创新能力充分发挥出来，能够设计出新型的产品具有机械功能和结构。机械创新设计更加看重设计人员能够在产品设计期间加入个人想法，所以在机械设计期间，设计人员应该调动自身的创新思维模式。然而，在实际设计过程中设计人员的思维模式会受到很多因素的限制，例如选择的机构类型偏向复杂和多解，设计人员不能像艺术家设计作品一样光凭想象力，只能在机械设计时通过应用智能专家系统和计算机辅助系统解决较为繁琐的计算和设计，才能让设计人员集中于发挥创造性思维。
（二）机械稳健设计
机械稳健设计是能够确保设计出来的产品在使用过程中，出现结构参数发生变化或者寿命范围内结构变质等现象，产品的性能都能够问维持在一定水平，其有利于设计质量的提高，降低损失。由于市场竞争逐渐激烈，人们倾向于设计出来的产品具有高质量、低成本的特点，稳健设计正好人们的需求。在设计过程中，参数会发生变化，稳健设计是通过模糊数学方式让产品的不稳定性、推理和寻优算法逐步得到完善，建立稳健设计系统，在求解时，需要明确产品的质量指标体系，其次获得质量设计模型，实现过后通过计算得出数据，找出稳健设计最优解才能得到稳健产品的最终设计方案。
（三）机械模糊设计
模糊设计是在机械设计中使用模糊数学知识进行设计的一种方式。时代的发展，导致设计的机构趋于复杂和庞大，设计过程中变量的增多导致它们之间关系更加复杂，且这些变量存在很多模糊现象，所以不能够将设计的产品准确描述出来。设计出来的产品使用周期长、承载力强都是属于模糊现象，为了解决这些问题，就需要采用模糊数学的方法。在机械设计中，通常是将模糊技术和其他技术结合在一起使用，进而研究机械结构。例如使用模糊对机械制造、设计参数、传动方案等进行综合评定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆结合可靠性设计、优化设计进而形成模糊可靠性设计和模糊优化性设计。
（四）机械虚拟设计
虚拟设计是一项新兴技术，需要运用多种学科知识，基础是虚拟现实技术，对象是机械产品，有利于产品的概念设计、装配设计等。设计人用可以借用这种技术，通过自然交换传感器和多维信息环境，在定量和定型的集合环境中实现感性的认识，进而可以更加理解设计概念和想出新的创意。虚拟设计技术主要是借用模拟仿真技术，与CAD系统相比，加强了人机交互的能力。设计人员可以与设计对象借助听觉、视觉等进行直接的交流。虚拟设计能够给产品提供虚拟三维环境，在设计期间，能够对产品进行虚拟加工和评价等，防止产品出现设计缺陷的问题，不仅可以减少开发时间，还能有利于开发成本的降低。
（五）机械绿色设计
绿色设计主要关注产品的绿色程度，在符合环境要求的基础上，保证产品的功能、使用周期和质量都能达到标准。绿色设计也被成为生态设计，在使用传统设计技术时，设计人员主要是根据产品的功能、质量等开展设计工作，忽略了设计过程中产生的淘汰产品对环境造成的影响。但是现代绿色设计，包括产品设计概念到产品制造等每一个环节，着重于分析和评价产品的整个生命周期，将对环境的不利影响控制在一定范围内。
（六）基于IT技术的设计技术
1.并行设计
传统的机械设计是按顺序进行的，故称作串行设计，因其工作区间相互独立且一个时间做一项工作，故给设计方法不同阶段信息交流少，可操作性差，耗费大量时间资源，效率低。而并行设计则是各项工作同时进行，作区间相互交叉重叠，各设计阶段的专家可通过先进的计算机网络技术进行信息的多层反复交互，发现问题可以及时修改弥补。因其用空间资源换取了时间资源，从而加快了设计工作的速度，提高了设计工作的效率。并行设计要求设计者从一开始就要考虑产品全部生命周期中各环节因素的影响，争取最终制造一次成功。因其设计过程中，销售者和使用者都考虑进去，所以最终产品能更好满足用户的需求，从而提高了产品的可靠性、实用性和市场竞争力。对于并行设计可以形象的描述为“运筹于帷幄之中，决胜于千里之外”。
2.网络协同技术
网络协同设计是利高效的协同机制在支撑平面上，将分散的设计资源和设计工作流统一起来共同开发设计产品。针对网络上访问、传输、修改等问题，网络技术的发展使分布式数据库和大量的数据管理成为现实。在公共数据库知识库的支撑下，各阶段设计人员可以无阻碍通信，在此协调机制下，多小组可并行协调的进行设计。
3.智能设计
所谓智能设计便是利用计算机技术模拟人的思维方式进行构思计划，在复杂问题前可以灵活分析出更有效地解决方法。将设计与人工神经网络技术和及其学习技术等技术的结合，不仅更好地满足了设计要求而且更大程度地实现了机械设计的自动化。
总之，“让中国制造遍布世界的每个地方。”这是中国制造的追求目标，为此先进的设计制造技术是必不可少的。为更好地满足市场对高质量高性能产品得需求，设计工作者仅掌握传统的机械设计技术是远远不够的，更需要熟练运用各种现代设计技术并大胆尝试勇于创新。
参考文献：
[1]马雅坤.传统机械设计制造和现代化机械设计研究[J].价值工程，2018，37（18）
[2]张忠真，宋威涛.汽车机械式变速器现代设计方法应用研究[J].内燃机与配件，2018（10）
[3]杨磊.现代机械设计方法研究[J].科技创新与应用，2018（13）
[4]郭晓萌.现代设计技术在农业机械工程设计中的应用探究[J].南方农机，2018，49（07）
论文作者:刘彬
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/1
标签：机械设计论文; 产品论文; 机械论文; 技术论文; 模糊论文; 设计人员论文; 稳健论文; 《基层建设》2018年第27期论文;