浅谈动态设计、绿色设计和面向X的设计

【摘要】

机械产品在国内外市场竞争力的强弱，很大程度上取决于产品的质量，随着科学技术的不断发展与日益更新，机械产品的技术含量与复杂程度也不断地增加。本文主要介绍当今机械制造领域的动态设计、绿色设计、面向X的设计的主题思想，概念及其应用。

【关键词】动态设计；绿色设计；面向X的设计

面对越来越激烈的国际市场竞争，我国机械制行业面临着严峻的挑战。我们在技术上已经落后，加上资金不足，资源短缺，以及管理体制和周围环境还存在许多问题，需要改进和完善，这些都给我们迅速赶超世界先进水平带来极大的困难。但另一方面，随着我国改革的不断深入，对外开放的不断扩大，为我国机械制造业的振兴和发展提供了前所未有的良好条件。面对眼前的机遇，我们有责任和信心去振兴和发展中国的机械行业。

本文主要从对动态设计、绿色设计、面向X的设计的综述。讲述以上几点的主要概念、范围、基本内容、一般步骤，以及笔者的简单研究，并得到结论。

一、动态设计

动态设计反应了及其的世纪动态特性，系统地反应了振动与响应的全过程，因此它可以再设计阶段，较准确地预测机器的动态特性，在产品的设计过程中分析产品的强度、刚度、振动、噪音和可靠性等问题，从而大幅度的提高接机械产品的设计水平。

动态设计是一门综合各学科理论与实验技术的边缘科学，可分解出若干个学科分干，即：系统理论控制理论、机械结构力学与振动理论、概率论、统计理论与随机过程理论和计算机。机械系统动态设计是在经验的，感性的，类比的基础上，把设计上升到更科学的，更逻辑的设计方法。

动态设计分析技术可以分为一是动态分析，即在已知系统模型，外部激励和工作条件的基础上分析研究系统的动态特征；二是动态设计是以动态性能满足预定要求为目标，建立系统模型，只是动态修改，优化，再设计的过程。动态设计的一般步骤包括：系统的动态模型、载荷识别、动态特性、动态响应、载荷谱、寿命估计、系统仿真和减振和防振等几个方面。

二、绿色设计

绿色设计是二十世纪就是年代初期围绕在经济发展的同时，如何节约资源，有效的利用能源和保护环境这一主题而提出的新的设计概念和方法。绿色设计真正地进入了我国的设计领域，国内设计师们越来越注意到绿色设计对人们生活乃至整个生态环境的重要意义。机械产品绿色设计的概念可归纳为：机械产品绿色设计是一种基于产品整个生命周期，并以产品的环境资源属性为核心的现代设计理念和方法，除考虑产品的功能、性能等技术和经济属性外，还要重点考虑产品在生产、使用、废弃和回收的过程中，对环境和资源的影响。

绿色设计是由绿色产品的诞生所引申的一种设计方法。主要包括：优良的环境友好型、最大限度的利用材料资源和最大限度的节约能源。绿色产品是循环经济的载体，实现产品的绿色化关键是从设计开始。绿色设计，通常也称为生态设计、环境设计、生命周期设计等。

三、面向X的设计

1.面向成本的设计

DFC最早出现是在上个世纪九十年代初，是伴随并行工程而产生的，属于并行工程中DFC技术的一个分支。

在满足用户需求的前提下，尽可能的降低成本，通过分析、研究和评价产品全生命周期成本组成，对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改，以达到降低成本的目的。在工程设计中降成本的确定与技术、性能和工程进度列为同等重要的概念考虑，根据可靠模型和经验确定合理的目标成本，发挥设计人员的动能作用，是设计结果达到预期的目标。

2.面向质量的设计

改进产品制造工艺性的核心技术。在产品的设计阶段就尽早地考虑与产品制造有关的约束（如可制造性）、全面评价产品和工艺设计，同时提供改进设计的反馈信息，在设计过程中完成可制造性检测，以使产品的结构合理、制造简单、装配性好，并实现全局优化，从而缩短产品的开发周期。

3.面向研发生产周期的设计

产品生命周期包含的阶段和内容见图2。这是一个由市场到市场的循环过程，包括产品开发阶段、产品制造阶段、产品销售阶段、产品使用阶段和产品回收阶段。如果再考虑市场超前研究，则产品生命周期可分为产品研究、产品规划、产品设计、产品测试、产品制造、产品销售、产品使用和产品报废几个阶段。

由于产品开发时，产品的性能及相关过程都要确定，为避免和减少返工，在产品开发阶段必须全面考虑产品生命周期各阶段的要求，为此出现了DFX技术。通过实施并行工程已产生了显著效益，但是，在并行工程的实施中，如何将产品生命周期内的各环节完整地规划在一起还是个难题。

4.面向服务的设计

服务代表一段完整的业务单元，服务开发者必须考虑构件的粒度，以及构件的流程和组装，这样他们在改变服务的实现时，可以尽可能少的影响其它构件、应用和服务。而服务的设计者则更关心选择合适的服务，并将它们以可管理的方式组织，并最终将它们组装为完整的业务流程。

“面向服务”表示一种分离系统关注面的方法，其实质是将一个比较大的问题分解成一系列较小的、互相关联的子问题，从而降低问题的复杂度，使得我们能够较从容地分析、解决和管理它。传统的面向对象的设计方法其实也是一种分离系统关注面的方法，只不过它是在对象层面来分离关注面，相对业务逻辑较远，而面向服务则是在服务层面来分离关注面，直接关注的是业务逻辑，从而使面向服务能够更好地满足业务需求。

四、结论

以上几种现代设计方法是研究产品设计的综合类科学，它涉及的科学范围非常广泛，是读学科的的价差融合产物，是人们把相关科学技术综合应用于设计领域的产物。基于现实对动态设计、绿色设计、面向X的设计的综述，基本了解以上几种现代设计方法的基本内容、概念、原理以及设计方法。在以后的学习工作中，要更加的注重实际，将理论用于实践。以发展中国机械为己任，实现中华机械之崛起。

参考文献：

[1]宗陪言，丛东华.机械工程概论[M].北京：机械工业出版社，2001

[2]高志彪.价值工程.石家庄：价值工程杂志社，2010

[3]陈立周.稳健设计[M].北京：机械工业出版社，2000

[4]陈国良等.遗传算法及其应用[M].北京：人民邮电出版社，1996