牟力波

（哈尔滨电气股份有限公司北京核电设备设计院，北京 100045）

随着科学技术的快速发展，在当前我国机械设计过程中，一些新工艺、新材料和新方法不断涌现，使机械设计的方法越来越多样化。在这种情况下，我国机械设备也更具有竞争力，设计出来的产品不仅易于操作、而且具有较强的可靠性、经济性和环保性。这也对当前机械设计师提出了较高的要求，做为一名优秀的设计师，需要精通多专业的知识，确保自身技术具有综合性的特点，只有这样才能确保设计出现的机械产品无论是性能还是价格上都具有一定的优势。

1 现代机械设计的特点

近年来随着工业的快速发展，对现代化机械设备具有了更高的要求。同时现代化机械也开始多样化、复杂化及差别化的方向发展，而且现代机械设备更是兼具多项功能，在其所组成的机械系统中还可以细分为更小的子系统。同时作为机械设计，其需要具有鲜明的特性，设计过程中，设计师需要计算、分析和构思机械工作的原理、运动方式和能量传递，同进还需要运用多学科的专业知识，如美学、仿生学、价值工程等，这些专业知识虽然与机械无关，但在机械设计中进行应用，可以有效的突显出机械产品的鲜明的特性，使设计出来的产品在市场上具有更强的竞争力。

2 现代机械设计方法

2.1 计算机辅助设计

计算机辅助设计也称为CAD，这是电子信息技术的一种，在机械设计中充分的利用计算的高速运算能力及快速绘图的功能，不仅有效的提高产品设计的速度，而且降低了设计人员的劳动强度，有利于更好的开拓设计人员的智慧。在计算机辅助设计技术中，有效的将计算机运算能力、记忆、逻辑判断、图形显示及绘图等特殊功能与设计人员的经验和智慧有效的结合在一起，确保了设计质量提升，而且设计周期得以大幅度的缩短。

计算机辅助设计由硬件系统和软件系统两部分组成，硬件系统作为计算机辅助设计的物质基础，而软件系统属于计算机辅助设计的核心，其对计算机资源进行自主管理和控制。在整个设计过程中，通过建立数字模式、设计程度框架、编程及程度调试等来完成整体设计工作。

2.2 系统化设计

现代化机械设计过程中已不再为满足单一的功能而进行设计，而开始向信息化、系统化、智能化和柔性化的方向发展，开始将传统的产品性能、功能和设计技术进行提升，通过现代化机械设计方法来改变产品的结构，使产品结构向多样化和复杂化的方向发展，更好的体现出机械产品的经济价值和社会效益。所以在当前，利用现代化机械设计方方法来对传统机械设备进行改造已成为机械行业发展的必然要求。特别是在当前科学技术的快速发展的新形势下，人们已不再满足机械产品的单一性功能，对其功能需求不断提升，这也导致机械构造越来越复杂化，而且机械产品的更新速度也在不断加快。目前虽然在产品的设计、加工制造过程中都开始利用计算机来进行辅助，而且进行了广泛的推广，所取得的成效也十分显著，但在产品开始初期，计算机辅助设计方案还不能更好的满足设计的预期需求，在这种情况下，系统化设计方法应运而生。

系统化设计法，就是将需要设计的任务，先抽象、再具体，以达到层次的划分，从而规划出每一层的既定目标和所采取的方法，整个设计由抽象到具体，由浅入深的将各个层级都有机的结合在一起，从而使得整个机械设计能够系统化，让设计过程中更具规律性，能够为计算机辅助设计提供相应的便利。系统化设计法自身所主要具有的特性是：必须要将机械设计看做是由多个设计要素相组合而成的一个系统设计，并且每一个设计自身还必须要具有相应的独立性，各个要素之间必须保持着有机的联系。在系统化机械设计过程中，为使设计工作更为科学合理，常把一个机械系统分解为若干个相联系的比较简单的子系统，可使设计和分析比较简便。根据需要和可能，各子系统还可再分解为更小的子系统，依次分解，直至能进行适宜的设计和分析。系统分解时就注意以下几点：

首先，分解数和层次应适宜。分解数太少，子系统仍很复杂，不便于模型化和优化工作，分解数和层次太多又会给总体系统的综合造成困难；

其次，避免过于复杂的分界面。应尽可能选择在要素间结合枝数较少和作用较弱的地方；

再次，保持能量流、物料流和信息流的合理流动途径。通常机械系统工作时都存在着能量、物料和信息三种转换，它们从系统输入到系统输出的过程中，按一定的方向和途径流动，即使分解成各个子系统，它们的流动途径仍应明确和畅通；

最后，了解分系统分解与功能分解的关系与不同。在进行系统分解时，第一个系统都可以看作是一个单独的系统，其具有紧密结合关系的要素有效的结合在一起，尽管结构较为简单，但还具有较多项的功能。功能分解是按功能进行逐级分解的，直至分解到单元功能为止。

结语

在当前现代化机械设计中，随着设计水平的不断提升，智能化设计软件、媒体和超媒体工具、虚拟现实技术等都开始在机械设计中进行广泛的应用，而且发挥出了十分显著的作用，当前机械设计也开始向着智能化、异地协同和计算机辅助设计等方向发展，各种新技术也不断的涌现出来，但由于许多新技术应用的时间还较短，相对来讲技术还不十分成熟，所以还需要业内人士加大研究的力度，确保将机械设计水平提升到一个更高的水平。

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