文档介绍：现代设计方法论文课题名称: 现代设计—优化设计班别: 姓名: 学号; 摘要: 优化设计是在计算机广泛应用的基础上发展起来的一项新技术,是根据最优化原理和方法综合各方面因素,以人机配合方式或“自动探索”方式,在计算机上进行的半自动或自动设计,以选出在现有工程条件下的最佳设计方案的一种现代设计方法。其设计原则是最优设计:设计手段是电子计算机及计算程序;设计方法是采用最优化。关键词:优化方法;数学模型;优化应用; MATLAB 一· 现代设计——优化设计优化设计主要包括两部分内容,一是优化设计的建模技术;另一是优化设计问题的求解技术。如何将一个实际的设计问题抽象成一个优化设计问题,并建立起符合实际要求的优化设计数学模型,这是优化技术的关键。建立实际问题的优化数学模型,不仅需要掌握优化设计方法的基本理论,更重要的是要具有该设计领域的设计经验。目前,它的内容主要包括优化设计、可靠性设计、设计方法学、计算机辅助设计、动态设计、有限元法、工业艺术造型设计、人机工程、并行工程、价值工程、反求工程设计、模块化设计、相似性设计、虚拟设计、疲劳设计、三次设计等。在运用它们进行工程设计时, 一般都以计算机作为分析、计算、综合、决策的工具。这些学科汇集成了一个设计学的新体系,即现代设计方法。设计的思想和方法一方面不断地影响着人类的生活与生产,推动社会的进步;另一方面又受到社会发展的反作用,不断变化和更新。实际上所谓的“传统设计”和“现代设计”都只是相对的概念。人们把当前认为先进的那部分系统称为现代的,而其余的自然成为传统的, 若干年后,目前先进的被新发展的东西所取代,而成为传统。从人类生产的进步来看,整个设计进程大致经历了四个阶段。 1直觉设计阶段。既从自然现象中直接获得启示,或是全凭人的直观感受来设计,制作。2经验设计阶段。 3半理论半经验设计阶段。 4现代设计阶段。电子计算机技术的发展和应用,使设计工作产生了革命性的突变。现代设计是面向市场面向用户的设计。首先,好的产品始于先进的设计理念和对市场需求的深刻了解以及贯穿整个设计过程中的以人为本的信念。其次,设计要求对产品进行全寿命周期设计。即在设计过程中要考虑设计,制造,安装,运行,维修和报废等每一个阶段中用户的需求。也就是,设计不仅要实现产品的基本功能要求,还应该体现人性化和环境友好的先进设计思想。此外,设计对象从最初的单一功能产品变为越来越复杂的系统。功能更加先进和全面,因此需要在设计时运用集成,综合,系统的方法与技术来解决设计问题。与传统设计相比,有如下一些特点。 1传统设计中灵感和经验的成分占有很大的比例。思维带有很大的被动性。但是,今天技术的飞速发展,和市场竞争的激烈化,要求人们不断地提出大胆的设想和新的开发目标,要求运用现有的最新技术去创造前所未有的心产品,并争取第一代就非常完美成功。传统的创造与设计明显的不能适应这一要求。人们着手研究创造与设计思维过程本身的规律,研究灵感,方案,优化设计产生的内在逻辑进程,由此产生了创造学,设计方法学,价值工程等理论,使今天的设计过程从基于经验转变为基于设计科学,成为人们主动的,按思维规律有意识的向目标挺进的创造过程。 2传统设计着重于实现产品本身预定的功能,现代设计则把对象置于“人-机-环境”大系统中,进行系统的设计,将预定功能在人,机,环境三者间进行科学的分配,如果由人承担某项功能从技术经济角度被认为最合理时,绝不盲目追求自动化,无人化。 3传统设计偏重于强度准则,现代的有限单元法,断裂力学的研究成果,进一步的强化了人们强度设计的能力。在这基础上,现代设计的准则拓宽到产品涉及的更多领域。 4传统设计流程往往是根据任务和目标,先做出第一方案,甚至造出机样,然后通过评定和考核,进行修改,形成第二轮方案,如此反复,直到满意为止。各分系统间缺乏协调。现代设计流程可运用虚拟样机技术,在样机制造之前就可以预测样机的性能,协调设计,减少冗余建模,更完整透彻的理解系统模型,对不能够进行实验校正的场合进行仿真。现代设计可以显著的降低设计成本,减少设计-实验周期。 5传统的设计建立在手工操作的基础上,而现代设计的 CAD 技术很好的解决了手工操作带来的很多问题。设计既要满足用户对产品技术性,经济性和社会性的追求,又必须满足各方面的约束条件, 为此,设计有必要在基于系统工程的现代设计方法学的指导下进行。概括起来现代设计技术具有如下特点: 1设计范畴扩展化, 2设计手段计算机化, 3设计过程并行化, 4设计过程智能化, 5设计手段拟实化, 6分析手段精确化, 7集成设计环境, 8强调设计的逻辑性和系统性, 9动态多变量优化, 10强调产品环保性, 11强调产品宜人性, 12强调用户参与, 13强调设计阶段质量控制, 14设计制造一体化, 15产品全寿命周期最优化。随着经济时