現(xiàn)代產(chǎn)品設計規(guī)劃的關鍵理論及其應用研究.pdf

1、為搞好產(chǎn)品設計，近百年來國內(nèi)外科技工作者進行了大量的研究，提出了數(shù)十種設計理論與方法，但這些方法只能在一定范圍內(nèi)適用于特定產(chǎn)品或是產(chǎn)品開發(fā)的某些階段，還沒有一種可以很好地覆蓋整個產(chǎn)品開發(fā)周期的設計理論與方法，設計理論與方法仍存在很多不足和需要繼續(xù)研究的問題。同時，面對紛繁復雜設計理論與方法，如何在產(chǎn)品設計過程中加以有效的選擇和運用，實現(xiàn)不同設計方法的有機組合和最佳匹配，也一直是設計理論與方法研究的熱點和難點問題。
　　 聞邦椿教

2、授在總結多年設計經(jīng)驗的基礎上，針對產(chǎn)品設計過程的復雜性，基于系統(tǒng)工程的理論，提出了面向產(chǎn)品全功能和全性能的現(xiàn)代產(chǎn)品設計規(guī)劃，即從產(chǎn)品的設計思想、設計環(huán)境、設計過程、設計目標、設計內(nèi)容、設計方法及設計質量評價方法7個方面來對產(chǎn)品的設計過程進行總體規(guī)劃，簡稱7D設計規(guī)劃?，F(xiàn)代產(chǎn)品設計規(guī)劃旨在克服以往傳統(tǒng)設計的不足，以滿足產(chǎn)品的質量、性能、時間、成本、價格和綜合經(jīng)濟效益最優(yōu)為目的，以計算機輔助設計為主體，以知識為依托，以多種科學方法及技術為手

3、段，從系統(tǒng)工程的角度對設計進行全局把握。
　　 本文圍繞現(xiàn)代產(chǎn)品設計規(guī)劃的主要內(nèi)容展開，以顧客需求為驅動，以產(chǎn)品的功能和性能為基本內(nèi)容，重點研究了產(chǎn)品需求信息獲取、產(chǎn)品的功能及功能優(yōu)化設計、產(chǎn)品的性能及性能優(yōu)化設計和產(chǎn)品設計質量評價等現(xiàn)代產(chǎn)品設計規(guī)劃的關鍵理論問題，并將產(chǎn)品設計規(guī)劃成功應用于大型壓縮機轉子振動試驗臺的設計中。本課題的研究得到了國家自然科學基金重點項目(50535010)、沈陽市機械振動與產(chǎn)品動態(tài)設計重點實驗室和沈

4、陽鼓風機有限公司國家技術中心的支持，對產(chǎn)品設計規(guī)劃的豐富和推廣應用有重要意義，具體研究內(nèi)容如下：
　　 對產(chǎn)品設計理論與方法的研究現(xiàn)狀進行概括，并對國內(nèi)外主要設計理論與方法進行有效的分類和發(fā)展趨勢分析，論述了現(xiàn)階段產(chǎn)品設計理論與方法研究中的關鍵問題，強調了加強以科學發(fā)展觀和自主創(chuàng)新為指導的產(chǎn)品設計理論與方法研究的重要性和必要性，闡明了本文的選題背景和研究的目的與意義。
　　 對現(xiàn)代產(chǎn)品設計規(guī)劃的基礎理論和主要內(nèi)容進行深入

5、研究?，F(xiàn)代產(chǎn)品設計規(guī)劃的基礎理論包括質量的組成元素和質量方程、技術系統(tǒng)的完整性和目標、內(nèi)容與方法的關聯(lián)方程?，F(xiàn)代產(chǎn)品設計規(guī)劃的主要內(nèi)容包括設計思想、設計環(huán)境、設計過程、設計目標、設計內(nèi)容、設計方法和設計質量評價7個方面，分為三個階段，即規(guī)劃階段、實施階段和檢驗階段，不僅適用于一般的機械設備，還適用于一些大型旋轉機械、大型交通運輸設備和大型工程機械等。
　　 從技術進化和市場調查兩方面對產(chǎn)品需求信息進行分析。對于新產(chǎn)品的開發(fā)，首先

6、從技術進化的角度尋求新的科學原理和技術突破，開發(fā)創(chuàng)造顧客的潛在需求；對于已有產(chǎn)品的改進，應從市場調查出發(fā)，對目標市場進行精確分類，確定產(chǎn)品改進的方向，打造適應于不同客戶群體個性化產(chǎn)品。成功的需求分析與預測能夠把握現(xiàn)在，立足未來，實現(xiàn)市場需求的創(chuàng)新，搶占領先地位，成為行業(yè)的引領者。
　　 建立了功能優(yōu)化設計的目標、內(nèi)容與方法的關聯(lián)方程，產(chǎn)品的功能通過方案設計來體現(xiàn)，為選定可行的設計方案，應用灰關聯(lián)度分析評價不同的設計方案，并對不同

7、屬性的敏感區(qū)間進行研究，結合振動篩的設計實例進行說明，對其進行設計方案分析，通過設計方案的分析與評價，為最終確定理想的功能實現(xiàn)方案提供依據(jù)。功能優(yōu)化設計是現(xiàn)代產(chǎn)品設計規(guī)劃的主要內(nèi)容，在整個過程中占有重要的地位。
　　 對產(chǎn)品的性能及性能優(yōu)化設計進行深入的研究，產(chǎn)品的主要性能包括結構性能、使用性能和制造性能，每個具體的性能分別對應8項子性能。性能優(yōu)化設計包括動態(tài)優(yōu)化設計、智能優(yōu)化設計和可視優(yōu)化設計，分別保證產(chǎn)品結構性能、使用性能和

8、制造性能。通過對產(chǎn)品進行性能優(yōu)化設計，保證產(chǎn)品具有良好綜合性能，為設計高質量的產(chǎn)品提供基礎。
　　 以產(chǎn)品設計質量為目標，制定了產(chǎn)品設計質量評價的指標體系，結合質量評價的一般過程，從不同的角度，運用不同的方法對產(chǎn)品設計質量進行評價，包括：模糊綜合評價法，灰色層次分析法和基于物元與組合權重的評價法等。實際評價過程中應根據(jù)不同的指標狀態(tài)和已知條件選擇不同的評價方法。
　　 以大型壓縮機轉子振動試驗臺為例，采用現(xiàn)代產(chǎn)品設計規(guī)劃