現(xiàn)代設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)展望與思考

草原蒙狼 · 發(fā)表于 2009-8-22 18:16:45

發(fā)展趨勢(shì)展望

由于國(guó)際化市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)和用戶對(duì)產(chǎn)品的功能,、質(zhì)量,、價(jià)格,、供貨期,、售后服務(wù)等要求越來(lái)越高,，以及高新技術(shù)的飛速發(fā)展,，以信息科學(xué)與微電子技術(shù)為代表的現(xiàn) 代科學(xué)技術(shù)對(duì)制造業(yè)的滲透,、改造和更新,，使傳統(tǒng)的制造技術(shù)演變成為一門(mén)涵蓋從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造,、管理,、銷(xiāo)售到回收再生的全過(guò)程，跨多個(gè)學(xué)科且高度復(fù)雜化,、集成化的先進(jìn)制造技術(shù),。柔性自動(dòng)化，智能化,，并行工程,，虛擬制造，精密,、微細(xì)加工等,，是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的主體技術(shù) 之一，也是先進(jìn)制造技術(shù)的核心與靈魂,，必將伴隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展,，計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的進(jìn)步，制造業(yè)生產(chǎn)模式的變革,，競(jìng)爭(zhēng)與合作的全球化,，人們對(duì)生態(tài)環(huán) 境、資源的關(guān)切和對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)多樣化等方面的要求,，而發(fā)生著深刻的變化。展望現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),，大致有以下幾方面：
   1）設(shè)計(jì)過(guò)程的數(shù)字化,，不僅要完善工程對(duì)象中確定性變量的數(shù)學(xué)描述和數(shù)學(xué)建模，而且更要研究非確定性變量,，包括隨機(jī)變量,、隨機(jī)過(guò)程、模糊變量（人的智能,、經(jīng)驗(yàn),、創(chuàng)造力、語(yǔ)言及政治,、經(jīng)濟(jì),、人文等社會(huì)科學(xué)因素）等的數(shù)學(xué)描述和數(shù)學(xué)建模。
   2）設(shè)計(jì)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化研究,。健全,、研究、發(fā)展各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)庫(kù),、方法庫(kù)和知識(shí)庫(kù),，及自動(dòng)編程、自學(xué)習(xí),、自適應(yīng)等高級(jí)商品化軟件的研制,，如研究設(shè)計(jì)知識(shí)、數(shù)據(jù),、信息的獲取與處理技術(shù),、智能CAD人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)家系統(tǒng)的模型和應(yīng)用軟件等。
   3）動(dòng)態(tài)多變量?jī)?yōu)化和工程不確定模型優(yōu)化（模糊優(yōu)化）,、不可微模型優(yōu)化及多目標(biāo)優(yōu)化等優(yōu)化方法與程序的研究,，并進(jìn)一步發(fā)展到廣義工程大系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究。
   4）網(wǎng)絡(luò)化并行設(shè)計(jì)及協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù),、方法及軟件的研究,。
   5）虛擬設(shè)計(jì)和仿真虛擬試驗(yàn)及快速成形技術(shù)的深入研究，是一種以計(jì)算機(jī)仿真為基礎(chǔ)，集計(jì)算機(jī)圖形學(xué),、智能技術(shù),、并行工程、人機(jī)工程,、材料,、成形工藝、光電傳感技術(shù)和多媒體技術(shù)為一體的綜合學(xué)科研究,。
   6）大力普及,、推廣與發(fā)展CAD技術(shù)的應(yīng)用研究，其重點(diǎn)是研制開(kāi)發(fā)功能強(qiáng)的商品化軟件,。
   7）面向集成制造和分布式經(jīng)營(yíng)管理的設(shè)計(jì)方法,、人員組織及規(guī)劃的研究。據(jù)參考文獻(xiàn)[11]介紹,，企業(yè)的成功中只有20%來(lái)自技術(shù)方面,，不低于80%依賴于如何組織和設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程。這也是美國(guó),、日本大公司成功的一條經(jīng)營(yíng)之道,。如，近年來(lái)出現(xiàn)的并行工程（Concurrent Engineering——CE）,、精益生產(chǎn)（Lean Production——LP）,、靈捷制造（Agile Manufacturing——AM）、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)（Just－in－Time）,、質(zhì)量功能配置（Quality Function Deployment——QFD）等生產(chǎn)管理中的設(shè)計(jì)技術(shù),，應(yīng)依據(jù)國(guó)情和市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化研究將這些技術(shù)貫徹到生產(chǎn)過(guò)程中。
   8）微型機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論及設(shè)計(jì)方法和技術(shù)的研究,，如智能計(jì)算,、納米技術(shù)、微型機(jī)器人系統(tǒng)及微型機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,。
   9）面向生態(tài)環(huán)境的綠色設(shè)計(jì)理論與方法的研究,，如綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、清潔化生產(chǎn)過(guò)程的設(shè)計(jì),、產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì)等,。
   10）注重基礎(chǔ)性設(shè)計(jì)理論及共性設(shè)計(jì)技術(shù)的深層次研究�,；A(chǔ)性設(shè)計(jì)技術(shù),，如動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì),、防斷裂設(shè)計(jì),、減摩和耐磨設(shè)計(jì),、防腐蝕性設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué),、傳動(dòng)技術(shù),、彈塑性理論等，是許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的知識(shí)源泉和數(shù)學(xué)建模的理論基礎(chǔ),。美國(guó)的基礎(chǔ)研究是當(dāng)今世界領(lǐng)先的,，制造技術(shù)也處于世界領(lǐng)先地位，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù) 研究成果為制造業(yè)提供了豐富的元知識(shí)和領(lǐng)域知識(shí),，這是美國(guó)推出一代又一代產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的支柱,。美國(guó)把制造業(yè)和產(chǎn)品向國(guó)外推銷(xiāo)時(shí)，供給的是企業(yè)的產(chǎn)品制造部分,，而其研究開(kāi)發(fā)的知識(shí)源則牢牢控制在國(guó)內(nèi),。例如，人們熟知的美國(guó)格利森公司對(duì)準(zhǔn)雙曲線齒輪的設(shè)計(jì)制造技術(shù)是一個(gè)看不見(jiàn)的“黑箱”（根據(jù)工況,，算出機(jī) 床調(diào)整參數(shù)，從而加工出齒輪）,，盡管人們漸漸掌握了格利森加工機(jī)床的內(nèi)部構(gòu)造,，但格利森公司對(duì)“黑箱”采取了非公開(kāi)政策，因而至今他們對(duì)準(zhǔn)雙曲線齒輪的設(shè) 計(jì)制造技術(shù)仍然處于世界絕對(duì)領(lǐng)先地位,。設(shè)計(jì)中的共性技術(shù)與方法,，如數(shù)學(xué)描述、建模,、仿真和優(yōu)化及試驗(yàn)方法等,，也是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)，它涉及到CAD,、可靠性設(shè)計(jì),、安全性設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì),、綠色設(shè)計(jì),、反求工程、圖像處理,、專(zhuān)家系統(tǒng),、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等信息和知識(shí)的獲取、組織,、傳遞及使用共享,。

思考與建議

   先進(jìn)制造技術(shù)是美國(guó)人在他們制造業(yè)發(fā)展進(jìn)程中為促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展于80年代末期提出的，通過(guò)研究涌現(xiàn)出許多制造技術(shù),、設(shè)計(jì)技術(shù)和管理技術(shù),。我國(guó)近幾年在這方面也開(kāi)展了廣泛的研究,，取得了許多矚目的成就，其中有些項(xiàng)目的研究已接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平,；但從總體情況看與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有較大差距,，主要表現(xiàn)在先進(jìn)制造技術(shù)大部分依賴引進(jìn)，許多精密設(shè)備,，（如數(shù)控機(jī)床）,、儀器、特大型載重汽車(chē)和挖掘機(jī),、不少機(jī)電產(chǎn)品的核心部件（如電冰箱和空調(diào)的壓縮機(jī),、錄像機(jī)和復(fù)印機(jī)的磁鼓等）也依賴進(jìn)口或合資生產(chǎn)，自主開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品份額不大,，自主版權(quán)（自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)）的設(shè)計(jì)軟件也不多（如至今我國(guó)還沒(méi)有自主版權(quán)現(xiàn)代轎車(chē)總體設(shè)計(jì)軟件）[12],。這些技術(shù)與產(chǎn)品性能上的差距，通常不僅表現(xiàn)在制造工藝上的差距,，也表現(xiàn)在現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)諸方面（特別是基礎(chǔ)性設(shè)計(jì)技術(shù)）的研究力量較弱和新產(chǎn)品（硬件與軟件）設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力較弱,。為了盡快縮短差距，趕超世界先進(jìn)水平,，我們應(yīng)依據(jù)國(guó)情,，發(fā)揮社會(huì)主義制度的優(yōu)勢(shì)，統(tǒng)籌規(guī)劃,，加強(qiáng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)理論,、共性的理論、方法,、技術(shù)的研究,，例如，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品動(dòng)態(tài)特性,、疲勞強(qiáng)度,、可靠性、穩(wěn)定性等的物理試驗(yàn),、仿真試驗(yàn),、市場(chǎng)信息和已有經(jīng)驗(yàn)的獲取以及數(shù)學(xué)建模、幾何建模,，知識(shí)表示與推理,，優(yōu)化方法等的研究，建立產(chǎn)品的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù),，知識(shí)庫(kù),、方法庫(kù)。因?yàn)闆](méi)有可靠的數(shù)據(jù),，設(shè)計(jì) 中的數(shù)學(xué)建模及其仿真是不可信的�,，F(xiàn)代產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是基于知識(shí)的設(shè)計(jì),，沒(méi)有知識(shí)含量和缺乏最新信息的設(shè)計(jì)，就不可能設(shè)計(jì)出先進(jìn)的適應(yīng)市場(chǎng)的產(chǎn)品,，沒(méi)有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與方法的運(yùn)用,，也不可能設(shè)計(jì)出高技術(shù)含量的產(chǎn)品。所以,，數(shù)據(jù)和知識(shí)的獲取以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與方法的運(yùn)用就成為現(xiàn)代設(shè)計(jì)重要的共性問(wèn)題,。在加強(qiáng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù)與共性技術(shù)研究中應(yīng)瞄準(zhǔn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的前沿（如虛擬設(shè)計(jì)與快速成形技術(shù)、納米技術(shù)等）,；應(yīng)把研究的課題伸向工程,，加強(qiáng)面向工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)的研究，并及時(shí)總結(jié)基礎(chǔ)技術(shù)的研究成果,，將其轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力,。應(yīng)把對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論、方法及技術(shù)的研究與創(chuàng)造新理論,、方法和技術(shù)結(jié)合起來(lái),，積極推廣新的設(shè)計(jì)技術(shù)與方法，擴(kuò)大自主開(kāi)發(fā)產(chǎn)品和CAD軟件的質(zhì)量與數(shù)量,，提高其在國(guó)際市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力,，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，使我國(guó)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)盡快步入國(guó)際先進(jìn)行列,。

zhougt1985 · 發(fā)表于 2009-8-23 08:05:12

不錯(cuò)的總結(jié) 有啟發(fā)

wxg_1984 · 發(fā)表于 2009-8-24 23:30:59

我也一直忙碌，
從來(lái)沒(méi)有想過(guò)這樣多�,。,。�
樓主高見(jiàn)�,。,。�,！

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