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摘要：随着我国经济的快速发展，机械产品的竞争越来越激烈，要想使其具备竞争力，就必须要将现代科学技术成功的应用到机械设计中去。
关键词：现代设计；机械设计；应用
机械设计在机械工程中占有非常重要的地位。它是决定机械性能最主要的因素。在机械产品竞争激烈的今天，要想使设计产品满足市场的需求，就必须将现代科学技术应用于机械设计的领域。才能提高产品的市场竞争力。
一、现代机械设计技术与传统机械设计技术的比较
大量资料研究表明，现代机械设计技术比传统机械设计技术具有较大的优势。传统机械设计技术是采用直觉法和类比法的经验性设计，依靠大量经验会总，设计主要依据力学与数学形成的公式、图表和手册等。而现代机械设计技术已经从传统设计的经验法、类比法中解脱出来，充分利用了计算机技术、计算技术、应用数学、力学、电子学、测试与分析技术等，采用了系统的、理性的、逻辑的设计方法，在计算机网络的基础上，实现了计算结果最优化，设计过程高效化和自动化。从近年来大量机械方面的专利技术申报中明显体现出这一特点。现代机械设计技术呈现出4大特点，同时弥补了传统机械设计技术4个方面的缺陷：（1）提高了计算速度，弥补了人工设计计算速度慢的缺陷；（2）缩短了产品开发周期，降低了开发成本，提高了产品质量，弥补了产品开发周期长、成本过高的缺陷；（3）能根据市场需求和产品功能的要求定量开发设计，而且设计的直观性与形象性较好，弥补了设计的直观性与形象性差、难于与用户沟通的缺陷；（4）产品能适应市场的需求不断更新换代，弥补了产品定型后生产线不易更改的缺陷。
二、基于IT技术的设计技术
IT技术是社会发展过程中必不可少的，计算机程序的应用大大方便了人们的生产生活。基于IT技术的设计技术主要有仿真与虚拟设计、网络协同技术、并行设计与智能设计。仿真技术是指以计算机为工具，通过对相关软件的操作，拟出与实际运用相适应的系统模型，通过一定的控制程序使得模型得以顺利运行，与在运行过程中很好的与机械相结合的产物。它能够有效的模仿实际操作程序，当前社会中流行的设计软件都是基于这一原理。但同时，由于人的主动能动性与操作性，各项软件在实际的实施过程中，只是起到一个辅助设计的作用，没有人起的主动作用，各种软件都很难发生效果，基于这一现状，产生了虚拟技术。虚拟技术设计是在多种思维环境中人机交互信息环境中从事设计的技术。目前在发展过程中畅销的CAD系统就是一种建模的环境系统；网络协同技术是一种在支撑平面和高效的协同工作机制下完善的信息管理，它将分散的设计工作流与资源有机的结合在一起，从而使资源能够发挥最大的作用，并在此基础上完成一定的产品设计，通过网络技术的发展，可以实现数据的共享、访问、修改等，通过平台来构造一个三维的网络机械设计平台。
在传统的机械设计操作过程中，都会出现要想一个分支工作完成，必须要等到上一个结束之后才可以重新开始，这种工作方式极大的降低了工作效率。可见，传统的机械设计方法是缺乏一定的可操作性的。并行设计的出现有效的解决了这一问题，它可以在一个分支工作完成的同时，另一个也能同时进行，可以产现多个学科领域的协同工作。从一定的产品设计特点来看，并行设计采用每个时刻都可以容纳的设计过程，通过各个分支系统的共同运行实行多学科设计队伍活动的协作，有效的提高劳动生产率，可以说，网络技术的快速发展为机械设计提供必要的支撑；智能设计的发展有效的提高了社会发展速度，智能设计系统不仅仅是对人脑系统的模拟，而且需要对实际运行状况有很好的适用作用，能够较好的支持设计过程的自动化。当前，随着创新型社会发展要求不断的提高，智能系统的设计与开发也提出了強烈的创新要求。
三、基于数学知识的设计技术
3.1有限元设计
有限元法又称有限单元法，是求解偏微分方程的一种有效的数值方法。有限元法发展至今天，已经成为工程数值分析的有力工具，取得了巨大的进展，利用它成功地解决了一大批有重大意义的问题，很多通用程序和专用程序投入了实际应用，而且应用愈加广泛，已拓展到诸多领域。
3.2优化设计
优化设计就是在满足特定的约束条件下，利用建立数学模型的方法来求取设计的最佳值。优化设计的目标就是最优化设计对象，其手段便是依靠先进的计算机辅助软件。因此，优化设计还可以被看作为通过计算机语言来模拟达到最佳设计方案的现代科技手段。优化设计大体上包括两点内容：首先，建立符合实际的数学模型，把设计要求抽象为约束条件和函数；其次，根据所建立的模型利用计算机进行数学模型的求解从而得到优化设计方案。任何机械设计问题，总是要求满足一定的工作条件、载荷和工艺等方面要求，并在强度、刚度、寿命、尺寸范围及其他一些技术要求的限制条件下寻找一组设计参数。
3.3可靠性设计
产品可靠性设计是指在产品的开发设计阶段将载荷、强度等有关设计量及其影响因素作为随机变量对待，应用可靠性数学理论与方法，使所设计的产品满足预期的可靠性要求。产品开发设计阶段的主要内容还包括预测设计对象的可靠度、找出并消除薄弱环节、不同设计方案之间的可靠性指标比较等，可分为定量分析与定性分析两个方面。定量分析是应用概率统计方法、布尔代数、马尔可夫过程理论、故障树分析等计算产品的失效概率。
四、绿色产品设计技术
绿色产品是既能满足使用要求，又有利于保护环境的产品。在人类社会面临着资源、环境人口3大问题的当今时代，设计生产绿色产品是社会发展的必然趋势。绿色产品设计技术的内容和特点有：
4.1面向环境的设计技术。其是在产品整个生命周期内，考虑产品环境属性的设计。关键技术有绿色产品集成设计理论与方法；绿色产品的描述和建模技术；绿色产品评价体系与方法，绿色产品设计的材料数据库；绿色产品设计的环境指标数据库等等，保证产品在满足环境目标的情况下，具备优良性能、质量和使用寿命。
4.2面向能源的设计技术。其是控制能源消耗和无效排放，节约能源，保护环境为目标的设计技术。其设计特点一是优化能源供给驱动方式；二是有效地回收和重新利用能源。在产品功能和基本要素确定的情况下，在设计阶段对产品的结构布局、材料选择、加工工艺、可制造性、可装配性及可重复使用性等因素给以确定，用影响环境最小和消耗资源最少的能源供给方式来支持产品的整个生命周期。
五、结束语
总之，在这个科技飞速发展的年代，我们只有将现代科学技术应用于机械设计的领域中，不断提高自己的能力，这样才能让设计出来的产品满足市场的需求。
参考文献：
[1]张海筹.基于IT技术的现代机械设计方法，机械设计与制造.
[2]毛银氚.浅谈机械设计技术的现状与趋势，装备制造技术.
（作者单位：杭州永创智能设备股份有限公司）
关键词：现代设计；机械设计；应用
机械设计在机械工程中占有非常重要的地位。它是决定机械性能最主要的因素。在机械产品竞争激烈的今天，要想使设计产品满足市场的需求，就必须将现代科学技术应用于机械设计的领域。才能提高产品的市场竞争力。
一、现代机械设计技术与传统机械设计技术的比较
大量资料研究表明，现代机械设计技术比传统机械设计技术具有较大的优势。传统机械设计技术是采用直觉法和类比法的经验性设计，依靠大量经验会总，设计主要依据力学与数学形成的公式、图表和手册等。而现代机械设计技术已经从传统设计的经验法、类比法中解脱出来，充分利用了计算机技术、计算技术、应用数学、力学、电子学、测试与分析技术等，采用了系统的、理性的、逻辑的设计方法，在计算机网络的基础上，实现了计算结果最优化，设计过程高效化和自动化。从近年来大量机械方面的专利技术申报中明显体现出这一特点。现代机械设计技术呈现出4大特点，同时弥补了传统机械设计技术4个方面的缺陷：（1）提高了计算速度，弥补了人工设计计算速度慢的缺陷；（2）缩短了产品开发周期，降低了开发成本，提高了产品质量，弥补了产品开发周期长、成本过高的缺陷；（3）能根据市场需求和产品功能的要求定量开发设计，而且设计的直观性与形象性较好，弥补了设计的直观性与形象性差、难于与用户沟通的缺陷；（4）产品能适应市场的需求不断更新换代，弥补了产品定型后生产线不易更改的缺陷。
二、基于IT技术的设计技术
IT技术是社会发展过程中必不可少的，计算机程序的应用大大方便了人们的生产生活。基于IT技术的设计技术主要有仿真与虚拟设计、网络协同技术、并行设计与智能设计。仿真技术是指以计算机为工具，通过对相关软件的操作，拟出与实际运用相适应的系统模型，通过一定的控制程序使得模型得以顺利运行，与在运行过程中很好的与机械相结合的产物。它能够有效的模仿实际操作程序，当前社会中流行的设计软件都是基于这一原理。但同时，由于人的主动能动性与操作性，各项软件在实际的实施过程中，只是起到一个辅助设计的作用，没有人起的主动作用，各种软件都很难发生效果，基于这一现状，产生了虚拟技术。虚拟技术设计是在多种思维环境中人机交互信息环境中从事设计的技术。目前在发展过程中畅销的CAD系统就是一种建模的环境系统；网络协同技术是一种在支撑平面和高效的协同工作机制下完善的信息管理，它将分散的设计工作流与资源有机的结合在一起，从而使资源能够发挥最大的作用，并在此基础上完成一定的产品设计，通过网络技术的发展，可以实现数据的共享、访问、修改等，通过平台来构造一个三维的网络机械设计平台。
在传统的机械设计操作过程中，都会出现要想一个分支工作完成，必须要等到上一个结束之后才可以重新开始，这种工作方式极大的降低了工作效率。可见，传统的机械设计方法是缺乏一定的可操作性的。并行设计的出现有效的解决了这一问题，它可以在一个分支工作完成的同时，另一个也能同时进行，可以产现多个学科领域的协同工作。从一定的产品设计特点来看，并行设计采用每个时刻都可以容纳的设计过程，通过各个分支系统的共同运行实行多学科设计队伍活动的协作，有效的提高劳动生产率，可以说，网络技术的快速发展为机械设计提供必要的支撑；智能设计的发展有效的提高了社会发展速度，智能设计系统不仅仅是对人脑系统的模拟，而且需要对实际运行状况有很好的适用作用，能够较好的支持设计过程的自动化。当前，随着创新型社会发展要求不断的提高，智能系统的设计与开发也提出了強烈的创新要求。
三、基于数学知识的设计技术
3.1有限元设计
有限元法又称有限单元法，是求解偏微分方程的一种有效的数值方法。有限元法发展至今天，已经成为工程数值分析的有力工具，取得了巨大的进展，利用它成功地解决了一大批有重大意义的问题，很多通用程序和专用程序投入了实际应用，而且应用愈加广泛，已拓展到诸多领域。
3.2优化设计
优化设计就是在满足特定的约束条件下，利用建立数学模型的方法来求取设计的最佳值。优化设计的目标就是最优化设计对象，其手段便是依靠先进的计算机辅助软件。因此，优化设计还可以被看作为通过计算机语言来模拟达到最佳设计方案的现代科技手段。优化设计大体上包括两点内容：首先，建立符合实际的数学模型，把设计要求抽象为约束条件和函数；其次，根据所建立的模型利用计算机进行数学模型的求解从而得到优化设计方案。任何机械设计问题，总是要求满足一定的工作条件、载荷和工艺等方面要求，并在强度、刚度、寿命、尺寸范围及其他一些技术要求的限制条件下寻找一组设计参数。
3.3可靠性设计
产品可靠性设计是指在产品的开发设计阶段将载荷、强度等有关设计量及其影响因素作为随机变量对待，应用可靠性数学理论与方法，使所设计的产品满足预期的可靠性要求。产品开发设计阶段的主要内容还包括预测设计对象的可靠度、找出并消除薄弱环节、不同设计方案之间的可靠性指标比较等，可分为定量分析与定性分析两个方面。定量分析是应用概率统计方法、布尔代数、马尔可夫过程理论、故障树分析等计算产品的失效概率。
四、绿色产品设计技术
绿色产品是既能满足使用要求，又有利于保护环境的产品。在人类社会面临着资源、环境人口3大问题的当今时代，设计生产绿色产品是社会发展的必然趋势。绿色产品设计技术的内容和特点有：
4.1面向环境的设计技术。其是在产品整个生命周期内，考虑产品环境属性的设计。关键技术有绿色产品集成设计理论与方法；绿色产品的描述和建模技术；绿色产品评价体系与方法，绿色产品设计的材料数据库；绿色产品设计的环境指标数据库等等，保证产品在满足环境目标的情况下，具备优良性能、质量和使用寿命。
4.2面向能源的设计技术。其是控制能源消耗和无效排放，节约能源，保护环境为目标的设计技术。其设计特点一是优化能源供给驱动方式；二是有效地回收和重新利用能源。在产品功能和基本要素确定的情况下，在设计阶段对产品的结构布局、材料选择、加工工艺、可制造性、可装配性及可重复使用性等因素给以确定，用影响环境最小和消耗资源最少的能源供给方式来支持产品的整个生命周期。
五、结束语
总之，在这个科技飞速发展的年代，我们只有将现代科学技术应用于机械设计的领域中，不断提高自己的能力，这样才能让设计出来的产品满足市场的需求。
参考文献：
[1]张海筹.基于IT技术的现代机械设计方法，机械设计与制造.
[2]毛银氚.浅谈机械设计技术的现状与趋势，装备制造技术.
（作者单位：杭州永创智能设备股份有限公司）