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现代机械产品设计在新产品开发中的重要作用--兼论面向产品总体质量的"动态优化、智能化和可视化"三化综合设计法(上)(2)

时间:2016-02-02 11:49 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:闻邦椿,周知承,韩清 点击次数:

  全生命周期优化设计:对产品的工作寿命的考虑,在理论上看来是比较全面、比较合理的,但实施起来比较困难。一是目标函数和约束条件太多,二是所需的原始数据很难准确的获取,因此难以获得十分精确的结果。此外,这种方法对机器的工作性能的好坏,如技术性能和使用性能等,未能得到明确的反映。

  虚拟设计:美国已将虚拟设计与制造应用于777飞机的设计与制造过程中,这种方法对于某些产品来说,是具有重要意义的,是可以采用的。对于设备的工况予以现实模拟,使用户可以直接从外观上,或从它的功能上较全面了解所需设备的情况。但是对于一些特别复杂的机械设备,深层次的情况很难进行模拟。此外,虚拟技术如果没有充足的试验资料或良好的实践基础,这些虚拟技术也会?是不完全符合实际的。

  创新设计:在即将到来的知识经济时代,创新在设计中显得十分重要,特别在概念设计过程中是不可缺少的。在创新设计中提倡的是设计的创造性,这是一种设计思想和设计观念。对哪些具体内容进行创新,这是不明确的,所有方面都要创新,也是不可能的,只能在一些主要方面进行创新。所以它的内涵不很明确,也不很具体,要依靠设计者本人具体地加以掌握。

  网络设计和并行设计:利用这些方法可以加快产品的设计速度,加速各设计部门间的联系,缩短设计制造周期。它并不明确包含设计的那些具体内容。这些方法对保证与提高产品设计质量和缩短设计周期具有重要的意义。

  基于质量功能展开的(QFD)设计:这种方法以用户的要求为出发点,从产品所要求实现的功能的角度,建立起表征产品质量的多个质量屋(HOQ),然后对产品进行设计规划与优化,使产品质量具有较高的档次。这种方法对复杂机械来说,实施起来相当困难。

  三次设计法:此方法是由日本的Tagnchi于20世纪60年代提出的,即包括系统设计、参数设计和容差设计,现在己发展为具有智能性质的三次设计法。提出这种方法的出发点是更加全面地考虑提高产品的质量,降低制造成本和缩短制造周期。

  动态设计:不论是国内还是国外,动态设计都还处在初级阶段,许多高层次动态设计问题正在研究过程中。正因为如此,目前大型高速旋转机械屡屡发生毁机事故,由于这些事故多数是在强非线性、强耦合、非稳态的条件下发生的,因此,近来国内外科技工作者对这些机械的动态设计十分重视。动态设计己经从一般的动态设计向更高层次的方向发展,即向非稳态(慢变、参变、时滞等)、非线性、强耦合、高维、多参数的研究方向发展。这就要求设计者用更新和更高深的理论、方法与技术进行设计,这必然会给更高层次的动态设计带来较大的难度。

  智能设计:它有两种不同的含义,一是用智能方法进行设计,二是对设计的对象实现智能化。这是国内外产品设计的主导方向,也是现代机械设备所应该体现的基本内容。对于智能设计,国内外都十分重视,因为产品的智能化会在较大程度上提高产品的性能和质量,提高产品在国际市场上的竞争力。文中所指的智能设计是对产品的性能参数及其工作过程进行智能控制与优化,使产品具有优良的工作性能,进而给产品带来经济效益和社会效益,甚至是重大的经济效益和社会效益>这是任何一种产品设计所不可缺少的,也是机器设计中首要考虑的问题。

  可视化设计:可视化设计或局部范围内的虚拟设计,它对检查产品结构上合理性、可制造性或可装配性等具有重要意义。通过可视化检查可以了解产品在设计中存在的缺陷,并及早地进行修改,避免设计工作过程中时常出现的重新设计与返工,从而可以加快设计进度,缩短生产周期。此外,设计过程中对机器的工况或工作过程进行仿真也是可视化设计中的一项重要内容,对机器的工作参数和工作过程进行动态模拟或仿真,在某种程度上可以代替试验,减少试验的次数和时间,但新产品试制后的试验工作也是不可缺少的,通过试验,对机器合理的工况或不合理的工况进行反馈,从而肯定或否定原有的设计,或对原有的设计进行改进,使产品向更高的层次上发展。

  前面列举的几种设计方法,可以从不同角度来达到产品综合设计质量的要求。

  2.产品设计在保证产品质量过程中的重要作用

  2.1产品广义综合质量的基本内容

  产品广义综合质量或总体质量应该包括哪些呢?从广义的角度来看,最主要的有以下13点,可以称它为13性:①系统可靠性。②人机安全性。③环境无害性。④工作耐久性。⑤造型艺术性。⑥运行稳定性。⑦工效实用性。⑧指标优越性。⑨操作宜人性。⑩制造工艺性。?结构和零部件的规范性。?生产周期性。?产品经济性(包括设计经济性、使用经济性和制造经济性)等。


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