产品动态设计范文

产品动态设计范文第1篇

制作技术条件及应用展示媒介较大程度影响和制约着动态图形的设计形式，直接影响到设计的方式方法及作品本身。动态图形是以传达、展示信息为主要目的的动态视觉传达手段，信息服务产业的改良升级，使得动态图形设计发展潜力巨大。动态图形所依赖的软件层面是由智能终端操作系统所承载的，ios作为第一个智能终端的操作系统，起搭载的动态图形的交互设计方式具有新的指导价值和借鉴含义。动态图形设计基于前端、硬件及后台程序支持，操作界面实现了由单一静态到多维动态的展示方式的转变，使得用户拥有更丰富的视觉体验，从而提升用户的情感化操作经验，增强用户对信息产品的使用黏度。

2信息产品中动态图形的交互适用场景

动态图形的视觉表现对于提升被逐渐广泛应用于信息产品设计、广电传媒、工业产品宣传与推广、建筑浏览、学术教学与科研等众多领域信息产品的用户体验可起到画龙点睛的作用，然而动态图形在信息产品中的运用并非华而不实的花架子及无缘由的堆砌，在何种交互场景出现均是以解决某种功能需求为宗旨，最重要的是一定要服从用户体验。

2.1引导

引导是信息产品中动态图形设计应用较多的一个场景。引导包括两方面内容：一是开场引导页（即新手帮助）。二是对于隐藏内容、操作的提示及引入。开场引导页是用户首次安装并打开应用后所呈现的界面，功能堪比说明书。目的在于用户未使用之前，在最短时间内提前告知用户产品的主要功能、特点、操作方式并迅速上手，开始体验之旅。开场引导页按照目的可分为功能介绍类、推广类、使用说明类及问题解决类，产品的第一印象将极大地影响到后续的产品使用体验，因而别出心裁的引导页尤为重要。提示引入页通常以最直接有效的方式告知用户应该怎么做，或者吸引他们去做什么，可通过动态对功能的位置、方向、路径、唤出操作等进行暗示和指导，以便用户在有限的信息产品界面中发现更多功能。

2.2加载

加载页是由于加载数据内容过多或网速原因而形成的界面间的过渡，系统级的过渡一般分为两种——转和进度条，转用于剩余时间无法预知的情况下；进度条则用在可预知完成进度和剩余时间的情况下。加载设计的好坏直接影响产品的用户体验，通过一种有趣的美学形式表现程序运行的进度，一方面做出承诺，带给用户安全感，另外可以合理疏导用户因等待而产生的焦虑情绪，从而避免用户大量流失的惨剧发生。进程演示类动态图形的设计，加入了动态过渡，使得内容不再是枯燥的从0到1的跳转，复杂的程序语言转化为动态视觉语言“我正在处理你的内容，请稍等”。丰富的信息量及有趣幽默的动态图形内容可增加用户的期待值，除了对信息产品本身的期待，还有对加载设计本身的期待，从而使用户潜移默化的减少觉察正在加载的时间。加载的动态图形设计，可结合产品的品牌形象，抽象和具象方面均可入手，给人留下更深刻的印象。

2.3转场

信息产品中的转场，即从一个界面切换到另一界面，为了避免界面之间跳转的过于生硬呆板，利用动态图形补上了界面跳转的中间过程，是的用户体验更加自然和流畅，可以说转场是动态图形目前应用最多的场景。转场的动态设计包括堆砌动态效果、界面重组动态效果、平滑与平铺动态效果、空间翻转动态效果及线索连续动态效果等。转场设计的动态图形呈现方式又可细分为多种类型，如3D翻转、淡入淡出、抖动、旋转、立方体效果、收缩效果、翻页、放大缩小等等。转场动态图形的制作可更多地从产品目的、产品整体特点、场合、实现性能等多方面进行考虑，使得操作更加精致流畅，提升产品品质。

2.4反馈

在引导、加载、转场后，动态图形适用的另一场景即反馈。反馈可分为过程反馈和结果反馈——过程反馈指的是在操作过程中，为了告知用户操作的状态变化使得界面对操作进行的反馈。结果反馈即完成操作后，根据结果给出的反馈，可分为操作成功的反馈和操作失败的反馈。在结果反馈中，我们通常较多的看到动态图形的运用，如果是成功的操作结果，往往仅限告知状态，用户无须执行操作，反馈就可以自动消失，而如果是失败的操作结果，则需要引起关注，可以相对强势一些，反馈出现的位置可以考虑相关性，采用相对警示的颜色和设计风格等。针对过程反馈，动态图形也不失为一种对用户很有帮助的方式，帮助用户在操作过程中预知操作的目标和结果，可以使得应用更加细腻。

3结论

动态图形通过移动端信息产品，承担着抽象视觉的传达、身体感知的介入和智能生命形态的模拟角色，使得用户获得差异化的产品使用经验，从而使信息产品获得用户的归属感。动态图形的适用场景、范围及模式将朝着丰富多样的方向发展，同时需要兼顾信息传达的准确性、场景及需求的适用性、功能的有效性，并考虑到移动终端的硬件支持及相应之下，取得形式与内容的完美平衡及统一，提升产品的易用性，满足用户的根本诉求。

产品动态设计范文第2篇

关键词 遥感产品；动态监控；SOA；双工通信；人机交互

中图分类号：TP315 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）06-0028-04

Design and Implementation of Dynamic Monitoring System of Remote Sensing Production//FU Zhengye， WU Lin， HE Cuiping

Abstract To the question that the remote sensing products at this stage in the production of a parallel dynamic monitoring can’t satisfy the users’ real-time monitoring and human-computer interaction the status quo of needs， design and develop a dynamic monitoring system based on SOA and the duplex communication， and realizes in remote sensing product parallel production process to the remote sensing data parallel processing process graphical man-machine interactive display and client and server cluster production state of the real-time dynamic monitoring， and the user can real-time control remote sensing production process.

Key words remote sensing production； dynamic monitoring； service-oriented architecture； duplex communication； human-computer interaction

1 引言

近年来，以遥感卫星为核心的对地观测技术，包括资源卫星、气象卫星、海洋卫星、环境监视卫星和军事侦察卫星等，正受到越来越多国家的重视，成为解决资源、环境和灾害问题以及军事和外交争端等不可缺少的重要手段，遥感类卫星也因此成为继通信广播卫星之后能进入商业市场的第二大卫星领域。因此，对地观测技术被认为是21世纪最具发展潜力的战略高技术领域之一，是国家竞争力的重要体现[1]。

在地球观测领域国际竞争日趋激烈的同时，遥感图像数据不断增加，遥感产品的生产开始面临越来越多的困难和挑战，在遥感产品生产系统中，如何更好地、实时地监控遥感产品生产过程，已成为当前遥感产品生产中的焦点问题。

针对用户需要，本文设计了一种新型遥感产品生产动态监控解决方案，可以更好地、实时地监控遥感产品生产的整体运行状态，包括订单任务信息、产品生产进度信息、订单分解运行情况，对遥感产品生产过程动态实时展示，实现可视化的生产服务全过程监控，以满足用户对遥感产品生产的实时监控，并可根据实际情况进行人机交互，及时做出相应的处理。

为了解决系统的互操作性以及系统不断改变的要求所带来的问题，选用SOA这种面向服务的架构。SOA可以根据需求通过网络对松耦合的粗粒度应用组件进行透明的分布式部署、组合和使用[3]，而WCF是SOA架构的具体实现。因此，在遥感产品生产过程中，以WCF技术为核心，实现并达到生产过程实时监控的效果。

2 功能设计与实现

监控子系统由监控服务器和监控客户端两部分组成。

设计思路 监控服务器承担服务提供者的角色，提供实时反馈生产进度的服务；服务提供者类名为HeadServWCF

sliDuplexClient，该类提供了以子产品名称为参数去获得服务器端XML文件的方法——ThumbInfoAsync。

监控客户端既承担服务请求者的角色，又承担服务的角色，用于根据接口契约来执行服务以及获取和展示生产进度。通过与服务器进行双工通信，获取产品生产的缩略图信息的XML文件，包括订单ID、任务ID、产品名称、切分情况（如4×4）、缩略图信息（包括图片名称、图片所在行、图片所在列），再根据从服务器端下载相应的中间图像，将其实时显示到相应位置上，最后将生产完成后的产品以缩略图的形式显示出来。

子系统功能模块如图1所示。

功能描述 由于WCF宿主在控制台上，Silverlight和WCF之间的通信使用TCP协议[6]。

1）服务端模块。监控服务器端主要提供资源和服务信息，实现注册、查询、数据库访问、文件访问等基础功能装。主要功能如下。

①创建WCF服务。为客户端提供注册服务的相关接口及服务调用的相关方法，以获取相关信息。

②XML文件的生成。主要用于生成服务端的XML订单产品信息文件，以便通过TCP将其以二进制流的方式发送给客户端。

③图片下载接口。主要提供客户端下载图片的方法——DownLoadThumbJpgAsync，以供客户端进行图片下载。

2）客户端模块。Silverlight作为客户端先引用服务，以便自动生成客户端[8]。为了实时获取产品生产过程中的图片信息，引入双工通信技术，主要功能如下。

①图片信息的获取。客户端根据通过访问服务器Head

ServWCFsliDuplexClient类的ThumbInfoAsync方法，以双工通信的方式获取产品生产的图片信息的XML文件，包括订单ID、任务ID、产品名称、切分情况（如4×4）、图片信息（包括图片名称、图片所在行、图片所在列）。

②图片的下载。当某个子产品生产完成并且客户端获取了该子产品图片的信息后，客户端就会自动调用服务端提供者的DownLoadThumbJpgAsync方法以WCF单工通信的方式从服务器下载该子产品图片。

③缩略图的展示。监控客户端获取生产完成的产品的图片信息，并下载相应的图片之后，自动在客户端上显示相应的图片。由于产品的生产过程是逐步完成的，所以生产过程采用动态变化的图片来展示。当生产完成后，再以缩略图的形式展示出来。

功能实现 监控服务器与遥感产品生产线系统进行交互，提供实时反映进度的服务和图像下载的服务；客户端充当服务请求者角色，向监控服务器发送订单监控请求；客户端又充当服务注册中心的角色，解析产品XML文件并根据相应信息加载分块的图像，最终将产品缩略图展示给用户。监控子系统功能实现流程如图2所示。

处理流程 在监控子系统的处理流程中，首先启动客户端订单任务信息界面，选中一条订单，接收服务器端发送过来的XML，根据图片切分的块数，定时解析XML文件；然后根据图像行、列的信息，加载对应图像到相应的位置上，生产过程中还会不断刷新界面进度信息；当图像全部加载完后，最后将产品缩略图展示在客户端。子系统处理流程如图3所示。

监控子系统主要通过WCF技术获取图像信息及下载图像，通过加载图片的方法实现图像的加载显示。

1）获取图像信息。图像信息的获取是通过与服务器端进行WCF双工通信实现的。

①初始化服务，并添加终结点和定义服务行为[5]。

②客户端在进行服务调用的时候，附加上一个回调对象[5]。

③服务在处理中，通过客户端附加的回调对象回调客户端的操作。

④一旦子产品开始生产，则触发执行调用操作，当XML文件接收成功时会触发读取XML文件的事件。

⑤当产品生产发生改变时，便执行回调操作（即当服务向客户端发送信息时要调用的回调方法，显示由服务器返回的信息[4]）读取XML文件以获取图像信息。

2）下载图像。图像的获取是通过WCF通信从服务器端下载的。

①在运行服务器宿主程序的情况下，客户端添加服务引用[5]。

②客户端通过服务对象进行服务的调用，调用其下载图像的方法。

③当某个子产品生产完成时，客户端便会去相应的路径去寻找是否有同时满足产品名称与索引号的图片，若无，则从服务器端下载该图片。

④将相应的图像显示在客户端，生产完后客户端展示出完整的产品缩略图。

3）加载图片。在Silverlight 5.0环境下加载图片方法的流程如下。

①根据图像的名称和索引号去对应的路径读取图像

②创建一个新的BitmapImage实例，并根据读取的图像文件流设置该实例的Source属性。

③创建一个新的Image对象，设置其源为BitmapImage实例。

④根据子图像索引号、子图像所在列、显示图像的容器的宽度和整个图像切分的列数，计算出该Image控件左边缘与其父Canvas的左边缘之间的距离。

⑤根据子图像索引号、子图像所在行、显示图像的容器的高度和整个图像切分的行数计算出该Image控件右边缘与其父Canvas的左边缘之间的距离。

⑥根据其父Canvas的宽度和图片切分列数计算出该Image控件的宽度。

⑦根据其父Canvas的高度和图片切分行数计算出该Image控件的高度。

⑧添加该Image控件到其父Canvas上。

⑨计算进度

⑩关闭文件流。

3 原型系统运行效果

在高分应用集成原型系统项目中，我们成功利用监控模块实现了产品生产过程的动态监控。包括生产线整体运行状态、订单任务信息、产品生产进度信息、订单分解运行情况等，从而实现了可视化的生产、服务全过程实时监控以及对生产线分系统的监控、调度与管理能力。监控子系统的运行效果如图4所示。

4 结语

该子系统主要实现了对遥感产品生产过程的动态实时展示，以及生产任务的运行状况监控。通过将其应用到高分应用集成原型系统中，有效地说明了该监控模块的可行性，在遥感产品生产过程中具有一定的使用价值和研究意义。但是，在大量产品生产过程中，该模块的性能是否能完全满足要求，还需要进一步的研究和验证。

参考文献

[1]郑逢斌，张哲，余涛，等.一种支持多任务高效处理的遥感产品生产线架构研究[J].计算机科学，2012（S3）：181-184.

[2]贺广均，李虎，李家国，等.生态环境遥感产品生产分系统架构设计与实现[J].微计算机信息，2012（9）：252-254.

[3]张曌.基于SOA的网络管理系统架构及应用研究[D].上海：上海交通大学，2007.

[4]年福丰，刘秋让.基于WCF的异构数据源集成系统的研究和实现[J].科学技术与工程，2009（11）：3116-3119.

[5]魏东，陈晓江，房鼎益.基于SOA体系结构的软件开发方法研究[J].微电子学与计算机，2005（6）：73-76.

[6]蒋金楠.WCF技术剖析：卷一[M].北京：电子工业出版社，2009.

[7]程汤培.基于WCF的即时通信软件的设计与实现[J].电脑编程技巧与维护，2008（4）：24-40.

[8]Weng L.利用WCF的双工通信“推送”给SL数据[EB/OL].http：//.

[9]翁玉礼.WCF双工通信研究之与Silverlight借助TCP协议通信[EB/OL].http：//.

产品动态设计范文第3篇

当前，已经存在很多关于形状建模技术的工作，本文主要针对建模技术在设计过程中的应用，因此交互式建模技术为本文主要关注对象．为了更好地辅助设计，用户（设计师）参与已经广泛地被应用于CAD系统中．通过与用户合作，基于用户智能知识，建模技术能够承担大范围模型建立项目，例如交互式街道建模框架［9］．新的用户输入设备也被用来提高用户与系统之间的交流．FreeDrawer［10］是一款草图系统，能够采用基于样条曲线的自由曲面的绘制．用户通过磁性笔在虚拟的环境内绘制曲线，所绘制的图像能够被系统及时接收和显示．SurfaceDrawing［11］是一款根据手的运动路径来产生有机三维形状的软件．操作手的行为能够通过磁性装置被系统感知并用来产生几何形状．ScanModeling系统采用名为“Wakucon”的输入设备通过扫描真实物体进行三维形状生成．通过高科技设备，用户?设计师们能够在虚拟真实的环境内进行交互式的绘制和建模工作．和这些研究相比，本文更关注设计信息的双向交互．也就是当设计师运用本文提出的方法完成设计时，其设计知识能够被系统感知并保存下来，通过自动化衍生机制进行设计探索．与其他类似研究不同的是，设计知识不是由工程人员或研究人员后期分析产生，而是直接获取自设计师的设计过程中．本文提出的方法可以自动完成设计知识获取和转化过程．形状文法能够通过语法系统将设计表示为2D?3D的可视化形状（shape）及迭代算法过程（rule）［13］．基于规则的框架结构能够给用户提供设计知识和可视化之间的接口．CGA形状［14］采用过程建模方法应用于建筑领域，允许用户通过指定建模模块进行细节设计．壮族形状文法［15］采用基于网格的形式表示自由、平滑的形状．通过2D图案生成表达用户的主观感受［16］．衍生设计方法结合形状文法已经应用于电话衍生设计中．在上述研究的基础上，本文对传统形状文法进行了改进，提出3种类别的规则并用来在设计过程中对设计信息进行表示和传递．

2动态形状表示

在设计方案产生之前，设计过程充满了变数．设计师通过其行为表达他们的设计思想，并用来建立设计概念模型．为了更加接近这一自然设计过程，本文介绍了一种新的形状表示法———DSR．DSR形状通过基本设计行为对目标形状进行描述和表示．形状文法通过其定义的规则集对设计目标进行描绘．规则可以表示为：AB，即，形状A被替换为形状B或B的任意形状子集．一次规则的应用表示一次形状由A到B的替换．但是，在这一规则中，形状如何由A变为B的过程是无法体现的．换句话说，形状由A变为B的过程被其结果所表示．如果能够表示变化过程而不仅仅是变化结果，其动态的过程信息就可以被用在不同的初始形状A′中，来产生更多的新形状｛B1，B2，…，Bn｝．这也就是本文提出DSR形状的基本思想．本文定义了9个类别的基本形状规则———ElementalRule［3］（简称ER）．通过对于三维形状操作的研究［18］，9类ER群体能够基本覆盖所有的形状操作需求，例如Add（添加）、Delete（删除）、Cutvertices（部分删除）和Cutedges（部分删除）．通过上述4类基本形状操作，本文选用矩形和球作为基本图元，可以产生9种不同种类的ER规则［3］．大多数形状都可以通过这些ER规则的结合使用进行表示．除了正交的形状，对于具有曲线表面的形状，可以通过球体作为基本图元进行生成．定义1．DSR形状．DSR形状是一种有限的形状元素集，通过以特定顺序应用ER规则进行生成．一个DSR形状可以被形式化表示为形状元素集与有序的ER规则应用序列，｛S＊｜ER（i1），ER（i2），…，ER（in）｝．S＊［19］表示初始形状或其任意的子集，一般被用来表示ER规则的左半部分．传统的规则应用方法为形状替代［15］，这在基于ER规则应用过程中，会对具有光滑曲面特征的形状的外观造成破坏［3］．因此，本文提出一种新的规则应用模式———行为捕获模式（actioncapturemode，ACM）．定义2．行为捕捉模式（ACM）．行为捕捉模式能够在保证原有形状外观不被破坏的前提下，保留规则变化意图．基于物体最小包围盒，生成物体的形状为目标形状与规则右边形状的布尔交运算（SObject＿Left∩SRule＿Right）．通过ACM应用模式，DSR形状能够表示一个规则应用后的形状变化过程（从规则的左半部分变为右半部分）．这确保规则的应用可以不受目标形状的几何复杂性约束．换句话说，当产生一个DSR形状规则后，它可以被应用到不同的初始形状，从而产生不同效果．这与设计过程的模糊性相吻合．这里通过一个案例展示应用ACM模式后的形状变化．本文邀请一位设计师设计了一个概念化的椅子模型，如图1所示．简洁和造型的流畅性是唯一对于该造型的前期要求．通过DSR规则，椅子的概念模型可以通过DSR形状进行表示．通过图1所示的DSR规则可以清楚地看到，椅子模型是由一个立方体变化产生．基于ACM应用模式，可以将图1所示的DSR规则应用到不同初始形状上，例如杯子形、圆柱体、苹果形状和平头截体，如图2所示．因为DSR形状能够以动态的形式表示，即形状的产生过程可以记录在DSR形状中．因此，基于DSR的规则能够应用到不同的初始形状从而产生更多的新设计模型．如上面案例所示，设计行为（从一个实体产生一把椅子）通过DSR形状保存了下来．在ACM模式的应用下，该设计行为能够应用到不同的初始群体，产生不同效果的椅子模型．下面通过一个小规模的问卷调查，对新设计模型的效果进行评价．200位侯选者被选来进行关于新模型效果的问卷调查．其中有170位年龄在20～30岁之间的学生，以及30位具有3～5年专业设计经验的设计师．问卷调查包括4个问题：1）请比较图1与图2中的椅子模型是否相似？2）图2中的椅子能否由图1中的椅子经过推理得到？3）请根据图1中的椅子形状，根据自己的理解进行模型再现．请通过草图的形式对设计过程进行可视化．4）请分别从审美、新颖和舒适度3方面对上述5个椅子模型进行评价．在访问调查过程中，仅将图1和图2中规则的右半部分展现给问卷参与者．调查结果显示：对于问题1），136人认为相似而52人认为不相似，其余没有意见．对于问题2），超过60％的参与者认为可以通过推理的方式获得，并表示这些椅子具有某些潜在的关联．对于问题3），虽然面对相同的椅子模型，不同的参与者给出了多种多样的生成方法．换句话说，虽然最终模型相同，但是生成的过程却是多种多样的．“自顶向下”的设计模式被广泛采用．对于问题4），“苹果型”的椅子被多数人认为最好看和有新意，图2中的椅子模型被认为最舒适．调查后，当参与者知道4个新椅子模型是由同一模型推理产生时，都在不同程度上表示了惊讶．他们表示：从同一个模型推理出全部4个新模型对他们来说是非常困难的．这也从侧面表现出DSR形状的提出能够反映出设计过程中的突发性特征．目前，通过ER规则库和ACM应用模式，能够产生多种多样的三维设计模型，如图3所示．

3DSR形状文法设计语言

定义3．DSR形状文法．DSR形状文法是一个四元集｛S，L，R，I｝，其中：1）S是DSR形状的有限集合；2）L是标签的有限集合，用于控制形状文法在时间和空间上的推进；3）R是DSR规则的有限集合；4）I是一个自由实体，作为形状文法应用的起点，称为初始形状．在DSR形状文法中，设计过程能够通过形状集和规则集进行表示，进而形成设计语言［20］．由于DSR形状可以表示动态设计信息（设计行为），因此该设计语言可以表现设计师有意识的行为和思想．在工程设计中，设计过程开始自包含设计问题分析、设计解空间解析、设计表达和结果可视化在内的多个循环．因此在DSR设计文法中，本文建立了有结构的规则系统来表示设计思路。在DSR形状文法中包括3种类型的规则：DSR规则、辅助规则（auxiliaryrule）和布局规则（layoutrule）．DSR规则是用来在设计过程中产生形状变化．物理方面的形状变化可以被DSR形状表示并保存．辅助规则主要是用来处理通用的三维模型操作：‘拉伸’、‘缩放’、‘旋转’、‘扭曲’等．在设计过程中，设计师会在最终方案确定之前不停地做出决定，关于当前设计模型的评价和接下来的修改会对整体设计产生什么影响？通常来说，对于整体设计产生的影响将会起到主要作用．因此，这种决定将会一直循环，直至满意的设计方案产生．类似于真实的设计过程，布局规则主要用于指定当前形状和整体模型的关联和影响．2类特殊的功能规则被采用：“SliceRule”和“CombineRule”．通过这2个功能规则，模型可以被分解、合并为任意的子形状用来承载DSR规则和辅助规则的运用．因为设计过程不是直线型推进，而是螺旋型推进的，本文提出针对布局规则的3种关系。图5a所示的‘梯子’关系表示设计过程中的因果关系：Step2发生是由于Step1引起的，后面步骤的产生是由于其前面步骤而产生的．在设计中，前后的因果关系并不仅仅具有线性继承和相邻继承，也就是说，前面n代的步骤都会对第n＋1代的产生具有影响．并且，其影响并不是随着相隔代数的增加而减少（设计突发性）．图5b所示的交叉关系体现了设计过程中的选择性．在上一步的布局行为产生后，有可能会产生多种潜在的设计推进方法（Step2～Stepn）．图5c所示的平行关系体现的是设计过程中的分离行为，即设计步骤A1，A2与B1，B2之间的推进是弱连通的，之间没有必然的联系．当然，在设计过程中，每一种类型并不具有清晰的分割，而常常是多种关系交错发生在同一设计过程中的．本文将图1所示的椅子概念的设计作为案例来表现DSR形状文法的应用之一．通过上述调查问卷，作者邀请了很多职业设计师对相同的椅子模型（图1）应用本文所提出的方法进行重现设计．因此通过DSR形状文法能够得到很多不同设计语言．其中，3种设计语言被选取作为本文案例，展示3种规则对于设计知识的保存和应用．在图6中，设计语言A共有6步．其中，Step1和Step4为布局规则．Step2将立方体分割为3部分用来产生扶手—椅子主体—扶手．Step4将椅子主体设计分为上下2部分．Step3，Step5，Step6属于DSR规则，用来对相应选取的形状进行物理外观的变化．在该设计语言中，Step2和Step4之间属于‘阶梯’关系，因为如果没有Step2，Step4就不会发生．图6中设计语言B分为7步．其中，Step2和Step4为布局规则，其余为DSR规则．Step2和Step4之间属于‘交叉’关系．在Step2后，以后的操作具有2个选择．而Step3和Step5属于‘平行’关系，也就是说，它们之间没有必然的先后顺序，属于弱连通．图6中设计语言C包括4步．其中Step2为布局规则，其余为DSR规则．‘平行’关系在该设计语言中得到了体现。上述3个设计语言的获取都由系统自动完成的．设计师被邀请来使用本文建立的3D交互式建模引擎，通过可视化界面和窗口控件交互操作，他们可以像在常规3D建模软件中一样进行工作．与此同时，系统能够根据其设计操作对整个设计过程通过DSR形状文法进行获取和保存，继而产生设计语言．本系统采用ACIS技术，在Windows平台下运用C＋＋语言实现的。将3个不同的设计语言应用到衍生式设计框架中，在系统内可以快速地产生3种不同的设计方案群体，如图8所示．图8a所示模型是根据设计语言A衍生而来的，体现了椅子主体的一体化设计和悬空椅子扶手的思想．图8b所示模型是根据设计语言B衍生而来的，体现了椅子上下部分不同的设计风格．图8c所示的模型是根据设计语言C产生的，体现了扶手和椅子主体的一体化风格．每一个新椅子都能够通过DSR形状进行表示和存储．也就是说，它们都可以做到图2中类似的衍生式变换．当作者将新的设计模型给3位设计语言的设计者观看时，他们都非常感兴趣．他们表示，其原始设计思路是在本文的3D建模系统中花费了1～2h不等的时间完成的．然而，所有的衍生设计模型都是在1min内通过基于系统自动产生的．这大大节约了设计周期．从美观和创新价值方面，新产生的模型都比较令人满意．虽然，这些新模型还不能直接作为设计方案进入产品设计流程，但它们都表现出原始设计方案的设计思想，并且在设计效果上有了较大的不同，给予设计者感官上直接的冲击和新颖的刺激，能够有助于其设计知识的扩展和设计构思的产生．

4结论

本文提出动态形状表示法———DSR形状，其能够表示形状变化的动态信息．在DSR形状的基础上，DSR形状文法的提出和3种类型规则的引入能够满足在设计过程中获取设计知识的目的．通过案例研究，作者邀请设计师对于相同的设计模型进行设计再现．通过衍生式设计机制，将获取的设计语言应用到算法系统中，能够产生出多个不同的设计群体．经过后期的反馈调查，每个群体都能够体现原始设计语言的设计思路．本文中，无论设计语言的生成、设计语言的保存，还是新设计种群的衍生设计全部都是系统自动完成的．这样能够确保设计知识在由定性信息转化为定量信息时，信息缺失尽可能地降低．通过前期实验结果显示，基于动态表示的DSR形状文法能够在设计过程中获取设计师的设计意图．从设计师方的反馈来看，这种方法适合于产品概念设计阶段的构思过程．本文工作还有很多需要进一步完善的地方．当前仅基本形状图元（立方体、球体）被考虑．针对复杂的形状建模，例如自由曲面形状建模，还不能完全支持．因此，如何进一步扩展ER规则库以适应复杂模需求成为了将来研究的重点之一．当前，在设计语言方面，简单的设计过程已经进行了实验．但真实的设计过程往往更为复杂，本文的方法针对复杂的设计过程是否还能保持相同的实验效果，还有待于进一步验证．最后，经过设计师的反馈，新产生出的模型在设计风格方面略有改变．如何通过衍生机制产生大量新颖设计方案的同时，能够尽可能地保持设计风格等设计固有属性，也成为将来的研究方向．

产品动态设计范文第4篇

关键词：QR码；农产品加工企业；库存动态盘点管理系统；Windows CE

中图分类号：F304.3；TP391 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）16-3980-03

随着社会快速发展和市场多变不定的客观因素影响，农产品加工企业的精细化管理需求已快速凸显出来，并日益成为农产品加工企业占领市场、谋求快速化发展，最终在市场立于不败之地的决定性因素。库存管理就是农产品加工企业精细化管理的重要组成部分之一，而信息技术的高速发展已经使库存管理系统成为农产品加工企业管理中不可或缺的一部分，它克服了以往人工管理的缺点，节省了信息处理时间，提高了经济效益[1]。

1 设计目标

农产品加工企业以产品自制为主导，为了保证产品的安全和市场供应，从产品加工原料的采购到产品最终进入市场，周期比其他工业产品都要短得多，原料进入及成品出库等流通速度很快，同时数量庞大、种类繁多，且时时刻刻存在。科学管理农产品加工企业原料流入及制成品的流出是企业库存管理的难点。原料数量库存过少会引起产能利用不足，造成停产，影响市场供应；原料数量库存过多可能会受市场无序竞争和客观多变的市场因素的影响，造成积压、变质[2]。成品库存过多则使其储放面积大、搬运费用高、生产控制系统复杂，这都是仓管员和生产操作人员通过传统人工管理无法控制的。因此，在农产品加工企业中，快速准确反应的动态盘点管理系统会使加工、生产、调度变得更加有序而高效。

研究设计了一种基于QR码的农产品加工企业库存动态盘点管理系统，该系统利用QR码特点、数据库技术及企业网络共享数据动态，实现对库存数据变化的快速反应，准确掌握库存状况信息，实时控制好原料与制成品数量和流入流出时间，使其正好满足生产进程的需要，实现合理库存的目的[3，4]。它能够为农产品加工企业提供先进的库存动态盘点解决方案，改进传统的工作方式，提高企业生产经营和调度的科学化水平，缩短管理周期，减少人为操作差错，减轻管理人员的工作强度，降低管理成本。它以强大的实时交互能力和高效的数据处理水平，有效提高了农产品加工企业管理的科学化、规范化和自动化水平。

2 工作流程及功能设计

2.1 系统工作流程

系统工作流程如图1所示。具体流程如下：①当农产品生产原料采购完成并入库时，信息管理人员将按照原料分类、原料名称、产地、采购日期、保质期、数量、包装规格等采集原料信息，录入原料信息数据库，并进行QR码编码、图像打印、粘贴在原料包装的表面，最终入库管理。②在生产线最前端，即原料出库进行产品加工时，仓库管理人员用无线手持PDA二维码识别系统对编码进行识别，将原料出库信息同步传递给数据库服务器，数据库做原料出库处理。③在生产线的末端，即制成品完成包装后，制成品信息管理员将按照制成品名称、生产日期、执行标准、监制批号、保质期、产地、制造商、生产厂家联系方式采集信息，录入制成品信息数据库，并进行QR码编码、图像打印、粘贴在制成品包装的表面，最后入库管理。④制成品出库时，仓库管理人员用无线手持二维码识读终端对编码进行识读，将制成品出库信息同步传递给数据库服务器，数据库做制成品出库处理。

经过以上4个步骤的处理，完成了从农产品原料入库到制成品出库的全过程。在这个过程中，每一步的信息处理都充分利用了二维码技术，做到了数据的及时、准确、快速收集，利用无线网络和数据库技术完成了信息的处理，基本达到了生产数据与生产流程的同步。

2.2 系统的功能设计

系统的功能设计如图2所示，共有5个子系统（模块），分别为系统管理功能模块、原料采购信息子系统、农产品生产管理信息子系统、二维码编码子系统、二维码识别终端子系统。分别从信息登记、系统管理、条码管理及打印、手持终端管理、数据同步等方面实现农产品加工企业库存动态盘点管理系统必要的功能。同时，由于该系统采用了B/S架构，具有较强的可扩展性，可将农产品加工企业若干的分支机构构建成一个通用的网络系统，形成信息共享平台[5，6]。

3 QR码的应用开发

QR码技术是研究所提出的实现农产品加工企业库存动态盘点的关键技术。QR码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制，它是用特定的几何图形按一定规律在平面分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的，在代码编制上利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理[7]。由于QR码具有数据容量大、纠错功能强、方便加密以及超高速识读等特点，因此，在世界上许多国家的很多领域得到了广泛的应用，如商品标识、图书信息管理、邮政系统、客运服务、电子票务、防伪系统等领域。在我国，QR码国家标准已经正式实施，许多应用领域已显示出对QR码的应用需求[8]。

3.1 QR码的编码设计

通过编码和信息转换，系统将原料及制成品的信息量赋予二维码，由条码打印机打印出条码标签，将打印好的条码标签贴在包装盒（袋）上，二维码就是一个携带产品信息的小型的数据库，并具有防伪功能。本系统涉及的二维码信息编码模块直接采用目前通用的二维码信息编码组件QREncode.dll，该组件可以根据编码选项对输入的字符串进行QR码编码，得到编码后的QR符号，具体调用方法如下。①调用接口定义为：STDMETHODIMPCQREncoder：Encode（BSTRbstrEncodeData，BYTEbyErrorCorrectionLevel，BOOLbISOI2EC，BSTR3pbstrResultStream）；②输入参数说明：BSTRbstrEncodeData表示待编码的字符串，注意一个中文字符对应两个字节，对应汉字内码；BYTEbyErrorCorrectionLevel表示编码的纠错级别选择，0表示纠错级别L（7%），1表示纠错级别M（15%），2表示纠错级别Q（25%），3表示纠错级别H（30%）；BOOLbISOI2EC表示采用的编码标准，取值TRUE表示采用国际标准（ISO/IEC18004），取值FALSE表示采用国家标准（GB/TGB/T 18284-2000）。③输出参数说明：BSTR3pbstrResultStream表示输出字符串，字符串由3部分组成，第一部分为三字节，为编码后QR符号的宽度；第二部分为三字节，为编码后QR符号的高度；第三部分为编码后的QR符号，长度为QR符号宽度与QR符号高度的乘积。

3.2 嵌入式QR码识别系统

系统采用基于图像处理的二维码识别模式，嵌入式识别终端采用好德芯GC-028识读终端。嵌入式开发采用的操作系统是Mircosoft Windows CE 6.0 R3，数据库为SQL Server CE。操作系统平台Windows CE是一个具有抢先式多任务功能，并具有强大通信能力的嵌入式操作系统，是微软为移动设备、消费类电子产品、嵌入式应用全新设计的战略性操作系统产品[9]。SQL Server CE是专门运行在各种智能型嵌入设备或移动设备上的轻量级的数据库系统，它提供远程数据访问和合并复制功能，确保SQL Server数据库中的数据不仅能够可靠地提交给用户，而且还能够离线修改并在以后的时间与服务器进行同步，这使SQL Server CE成为了移动和无线环境的理想选择，从而简化了针对智能设备的数据库应用的开发过程[10]。QR码识别流程如图3所示。

4 结语

研究设计了一种利用QR码技术实现农产品加工企业库存动态盘点的管理系统，将有力提升农产品加工企业管理科学化和自动化水平，是提高农产品加工企业经济和管理效益的重要支撑。研究所提出的基于B/S架构的系统设计，还有利于系统功能的进一步扩展，可与产品溯源系统、物流管理系统无缝对接，构成农产品加工企业从原料采购、生产到销售的全自动化管理平台。

参考文献：

[1] 黄健字.物料库存管理的标准化[J].机械工业标准化与质量，2005（8）：14-16.

[2] 康春颖.网络二维码图片的生成算法研究[J].黑龙江大学自然科学学报，2009，26（2）：216-219.

[3] 宋雅杰.基于物联网技术的库存控制研究[J].商业时代，2010（24）：34-45.

[4] 刘 燕，吴 娴，罗治平.基于数据库的库存管理系统的研究[J].制造业自动化，2009，31（9）：34-37.

[5] 马国俊.物联网核心技术及其在农业领域的应用[J].江苏农业科学，2012，40（11）：390-392.

[6] 叶 勇，张友华，乐 毅，等.食品安全追溯研究[J]. 华中农业大学学报（社会科学版），2011（2）：130-133.

[7] 刘宁钟，苏 军，孙 涵. 工业控制环境中QR Code 的检测和识别算法[J].电子学报，2011，39（10）：2459-2463.

[8] 王保云. 物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报，2009， 23（12）：1-7.

[9] 余 华，吴振华.农产品追溯码的编码研究[J].中国农业科学，2011，44（23）：4801-4806.

产品动态设计范文第5篇

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

产品动态设计范文第6篇

【关键词】动态设计；机械系统；特性分析；带式输送机

0 引言

随着生产科学技术的高速发展，机械产品与设备也日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化的方向发展，产品结构日趋复杂，人们对产品结构系统的静态和动态特性要求越来越高[1]。如何提高系统的性能越来越受到人们的重视。传统的机械设计，包括理论设计、经验设计、模型实验设计等方法往往都是静态的，半经验半理论的，难以适应市场竞争和社会发展的需要。在这种情况下，产品动态设计成为现代机械研究开发不可缺少的重要环节。

1 动态分析设计方法的内容及目的

现代机械动态设计是在产品的研究和开发过程中，对机械产品的运动学与动力学及与此相关的动态可靠性、安全性、疲劳强度和工作寿命等问题，进行分析和计算，以保证所研究和开发的设备具有优良的结构性能及其它相关性能。它是一项涉及现代动态分析、计算机技术、产品结构动力学理论、设计方法学等众多学科领域的新的学科分支，其基本思想是对按功能要求设计的结构或要改进的机械结构进行动力学建模，并做动特性分析。根据对其动特性的要求或预定的动态设计目标，进行结构修改、再设计和结构重分析，直到满足结构动特性的设计要求。机械结构动态设计就是在充分考虑动载荷及满足约束条件的情况下，确定出机械结构的质量、刚度和阻尼的最优分布参数，使机械结构具有优良的动态性能。

对于机械动态设计来说，其广义目标包括思想目标（I）、产品质量目标（Q）、成本目标（C）、生产周期目标（T）、环境目标（E）、产品售后目标（S）其它目标（O），即IQCTESO等7方面的目标。为了做好产品的动态设计工作，必须具体贯彻前面提出的这些目标，如果在设计中忽视其中的某一目标，就有可能在某一方面出现问题。产品动态设计的具体技术目标是产品的全部结构性能及部分使用性能和制造性能，结构性能包括人机安全性、系统可靠性、材质适用性、工作耐久性、结构紧凑性、环境无害性、造型艺术性、设计经济性等；部分使用性能包括工效实用性、指标优越性、运行稳定性等；部分制造性能包括结构工艺性能包括设备维修性等[2]。

2 机械系统动态设计的基本原则和步骤

动态设计的目标是在保证机械系统满足其功能要求的条件下具有良好的动态性能，使其经济合理、运转平稳、可靠。因此，必须把握机械结构的固有频率、振型和阻尼比，通过动态分析找出系统的薄弱环节来改进设计。

动态设计的原则是：

（1）防止共振；

（2）尽量减小机器振动幅度；

（3）尽量增加结构各阶模态刚度，并且最好接近相等；

（4）尽量提高结构各阶模态阻尼比；

（5）避免零件疲劳破坏；

（6）提高系统振动稳定性，避免失稳。

具体设计时，以上述为基本原则，应根据具体设备的要求，给出动态设计指标。

机械系统动态设计基本工作步骤如下：

（1）建立动力学模型

根据机械结构或机械系统的设计图纸，建立系统动力学模型或应用试验模态分析技术（如有限元分析）建立结构的试验模型。

（2）动态持性分析

建立出结构的动力学模型后，求解自由振动方程得到结构的振动固有特性；引入外部激励进行动力响应分析；进行振动稳定性分析。

（3）动态设计指标的评定

根据机械系统或结构在设计时提出的动态设计原则，对机械系统或结构的动态性能进行评定。

（4）结构修改和优化设计

如果结构的某些指标没有满足动态设计原则的要求，要进一步改善其动态性能，则根据要求改进原来的设计，转到步骤（1）重新开始动态设计，直至达到要求为止[3]。

3 应用实例――带式输送机

带式输送机是一个复杂的机电系统。其启制动动力学根系涉及到输送带的力学性质、输送机的运行阻力、驱动装置的机械特性、拉紧装置的作用等诸多因素。其中最主要的是输送机的运行阻力和输送带的力学性质。根据输送带运动的平衡方程、几何方程和物理方程，建立输送机的连续模型的动力学方程。对粘弹性输送带进行动力学分析的主要方法有解析法和数值解法。带式输送机连续模型的动力学方程是一个十分复杂的偏微分方程组，且包括复杂的边界条件，对其完整的动力学方程进行解析求解几乎是不可能的。目前对带式输送机动力学模型的解析主要是通过简化模型来分析模型的固有特性和理想的特殊问题进行解析求解。在实际中大都采用数值求解，通常将输送机连续模型的动力学方程采用差分方法得到输送机的离散动力学模型[4]。

4 结论

机械系统动态设计涉及现代动态分析、计算机技术、产品结构动力学理论、设计方法学、稳定性分析、可靠性分析等众多学科范围。机械动态设计方法已成为机械设计人员的一种强有力的设计手段。

【参考文献】

[1]杜留法.机械结构动态设计方法及应用研究[D].西北工业大学，2006.

[2]曾宪棣，杨明，周传荣.机械结构的动态性能设计[J].南京航空学院学报，1988，20（3）.

[3]杨永延.浅谈动态设计[J].青海交通科技，2008.

产品动态设计范文第7篇

关键词：机械；动态与渐变可靠性；理论；技术

对于机械产品的可靠性而言，其与社会效益、经济效益和人身安全具有十分紧密的关系，因此在工程设计过程中需要保证机械产品的可靠性与安全性。一般机械产品的可靠性技术涉及到产品的保养、维修、运输、使用、试验、装配、研制和设计等环节，需要对可靠性设计方法加以大力推广，从而促进产品成本的降低，提高产品的质量、作业效率和可靠性。

一、机械动态与渐变可靠性概述

对于机械动态与渐变可靠性的设计而言，其属于机械设计范畴，因此可靠性设计应以动力概率学为依据，深入研究运动和振动情况下的可靠性指标。一般机械可靠性主要是指机械在运动的情况下，能够在预期时间内执行相应功能的能力。大部分机械产品在安装、制造与设计等环节会存在一定的偏差，在很大程度上影响机械系统的参数，因此需要进行机械产品的可靠性分析。而以机械可靠性为基础的动态可靠性则是结合机械产品的设计目标和动态特性，详细分析产品运动情况下展现的物理特性和几何特性，从而目标修改与预测[1]。同时动态可靠性强调了动力行为对机械失效率与可靠性的影响、影响机械动力学特征的损伤因素以及机械动态行为等，如果没有充分考虑动态特性，机械系统在实际投入使用过程中，则会出现信息失真现象，降低可靠性。此外，对于渐变可靠性而言，需要将渐变失效的理念加以引入，主要是指产品受外界物化因素的影响，在性能和外形尺寸等方面发生变化，从而导致产品功能的失效。从形式层面来说，机械产品的渐变失效可分为变形失效、断裂和表面损伤等，而渐变可靠性则是以失效情况为依据来分析产品的可靠性。机械动态与渐变可靠性的研究需要以机械产品为基础，结合冲击与振动环境来分析机械产品的可靠性能，研究影响产品可靠性及渐变性能的因素，并在此基础上整合随机过程和可靠性水、统计概率及动力学，从而改进机械设计，实现机械的数字化，提高经济效益与社会效益。

二、机械动态与渐变可靠性的发展趋势

对于机械动态与渐变可靠性的发展而言，其主要可从以下三个方面进行分析：一是基于概率信息缺失的可靠性设计。在机械产品的可靠性设计过程中，需要对机械零部件及其系统的随机参数的概率分布信息加以准确了解与掌握，但是在实际过程中，由于数据和资料的缺乏，往往难以对随机参数的概率分布加以确定。随着科学技术的发展与进步，机械产品在可靠性设计方法方面得到了较大的突破，但是这些方法都是要求设计参数服从于正态分布，而由于统计数据缺乏和工程实际复杂性等因素的限制，相关设计参数多是服从于不同形式的概率分布，甚至不服从正态分布[2]。由此可知，如果单纯采用正态分布的方法来进行机械产品的可靠性设计，往往会存在一定的误差，难以达到理想的设计效果。基于机械产品可靠性设计的难题，要想在数据资料和概率信息缺失的情况下解决该问题，需要科学应用机械动态与渐变可靠性理论及技术。

二是动态与渐变机械耦合失效的可靠性设计。目前机械动态与渐变可靠性理论及技术的研究方面，多是分析动态与渐变耦合机械产品的可靠性设计，但是没有涉及因振动导致的随机耦合、动态渐变、相互耦合、渐变失效以及静态失效等可靠性问题。当前需要重点解决的问题就是如何解决各失效类型间的耦合问题以及机械可靠性制造、预测和设计问题。这些问题的解决会对机械产品的可靠性发展产生直接影响，关系到机械产品的社会价值与科学价值。

三是渐变机械体系与非线性随机动态的可靠性设计。在机械产品的可靠性设计过程中，需要对非线性多自由度随机体系的渐变失效和动态行为进行综合考虑。就机械产品而言，其部分参数的劣化会对其动态行为产生一定影响，严重时会导致其失效，当然产品的动态行为也会对参数的劣化过程产生影响，因此对可靠性模型加以构建时需要将两种耦合因素进行科学考虑。一般来说，参数的劣化过程往往具有一定的随机性，从而使得机械产品动力学方程的参数也具有随机性，由此可知构建的动态力学与渐变耦合模型具有多自由和非线性特点，其荷载与参数也带有随机性质[3]。目前，渐变耦合与动态的多自由度非线性随机系统的可靠性设计与动力学分析方面的文献较少，在很大程度上影响了机械产品的长远发展。

结束语

总而言之，机械动态和渐变可靠性理论进一步深化和升华了典型可靠性理论，其理论与技术的应用能够推动机械产品的研制及开发，保证产品运行的安全性和可靠性。机械动态与渐变可靠性的深入研究，是对渐变可靠性理论及技术的充分体现，能够为机械设施提供重要的技术支持。

参考文献：

[1]张云.机械动态与渐变可靠性理论与技术评述[J].山东工业技术，2014，22：301.

[2]何正嘉，曹宏瑞，訾艳阳，李兵.机械设备运行可靠性评估的发展与思考[J].机械工程学报，2014，02：171-186.

产品动态设计范文第8篇

关键词：机械；结构；动态设计

0引言

机械结构动态设计优化，是机械领域市场发展的结果，打破传统设计方式的限制，提高动态设计的综合能力。目前，随着机械行业的进步，如何优化机械结构的动态设计，成为主要的问题，应该根据机械结构的需求，优化动态设计的过程，确保其具备充足的市场竞争力，体现动态设计的优势，最主要的是符合机械结构的设计要求。

1机械结构动态设计分析

机械结构动态设计是指根据机械产品的特性，构建动力选模型，应用到机床设计的流程内。动态化的机械结构设计，能够找出机械产品设计中的薄弱项目，根据模型的模拟状态，提出相关的改进措施。机械结构动态设计中需要选择有效的变量信息，完善初始参数和修改后参数的使用，促使结构动态设计达到优化的状态，强化机械产品的实践设计[1]。机械结构动态设计方法，符合现代机械产品精细化的设计要求，提供稳定的设计模型，为机械结构设计提供稳定的模型和设计方法，规范机械产品的设计。

2机械结构动态设计中的技术

机械结构动态设计中的技术，主要体现在两个方面，分别是有限元建模技术和ANSYS软件技术，对其做如下分析：

2.1有限元建模技术

机械结构动态设计是一项复杂、繁琐的工作，将有限元做为设计建模的理论基础，积极分析机械结构的动态设计。有限元建模技术，促使机械结构动态设计的结构，趋向于真实的求解区域，可以将机械动态设计的不同单元体，组合到同一个求解区域内，规划出机械产品所需的设计结构，有限元建模技术根据几类设计结构，模拟可能使用的几何形状，体现数值分析方法的优势。有限元建模技术在机械动态设计中，需要注重单元函数的求解过程，得出未知函数的准确表达。

2.2ANSYS软件技术

ANSYS软件降低了机械动态设计中的计算难度，提供可靠的操作和计算。ANSYS软件，能够根据机械产品动态设计的需求，规划出问题的范畴，在此基础上辅助构建有限元，优化机械产品动态设计的步骤[2]。ANSYS软件技术中，可以根据机械设计的优化需求，引入CAD软件，完善计算数据的使用。ANSYS软件技术，广泛应用在交通、家电等行业的机械产品设计中，清晰的反馈设计结果，表达机械产品的非线性动态变化，有利于提升动态设计的准确性，消除潜在的设计误差。

3机械结构动态设计的优化措施

结合机械结构动态设计的技术应用，分析优化措施，确保优化措施在机械结构动态设计中的落实效果。首先机械结构动态设计的类型多样，涉及到复杂的工艺技术，直接增加了动态设计的压力，需要在机械结构动态设计、结构修改等方面，实行相关的优化处理，提高动态设计的灵敏度。例如：机械结构动态设计的优化措施中，以特征向量为分析因素，全面完善与机械结构动态设计相关的数据计算，明确机械动态优化设计中潜在的影响因素，假如机械结构动态设计中的变量较小时，可以按照原有的理论基础，更改设计方法，充分模拟机械动态的设计特征，此类优化设计方法比较注重局部近似分析，其在变量较小的环境中比较实用，但是变量较大时，需要引入人工神经网络设计方式，特别是在机械动态设计的结构振动分析内，为优化设计提供稳定的基础。然后针对机械动态设计中的逆向问题，提出优化的措施，专门用于解决逆向型问题。机械动态设计的过程中，逆向问题是指设计过程中可以满足动态特征的需求，但结构机械的结构参数与刚度矩阵，无法实现有效的融合，因此，设计人员将系统结构中的设计参数，转为逆特征值，推理得出设计的对象信息，较为常见的是有限元逆特征值的求解，通过研究机械结构的设计参数，利用线性求解方法，求出机械结构的尺寸数值。目前，在逆向问题的优化中，设计人员汇总机械动态设计中出现的问题，将模糊理论等内容，引入到优化设计中，实际案例证实动态优化的可行性，进而完善构建有限元模型，辅助解决机械动态设计中的逆向问题，提高机械动态设计的准确性。最后在优化机械动态设计的过程中，强化计算机信息技术的应用，深入落实仿真技术的使用，同时配合信息化建模，体现机械动态设计中智能化、自动化的特性[3]。例如：设计人员在机械动态设计的有限元分析中，引入多项学科知识，如虚拟技术、机械动力技术等，提升机械动态设计的综合性，映射计算机环境中的机械动态设计方式，而且计算机信息技术，能够根据机械动态设计的需求，提供虚拟的环境状态，促进虚拟机械设备的开发发展，即使机械动态设计中出现误差，也能在虚拟环境中迅速更改，减轻设计中的计算量，一方面确保机械动态化设计的水平，另一方面提升真实机械产品设计的精确度。

4结束语

机械结构动态设计的优化过程中，融入了诸多科学领域的内容，如：电子、动力等，为优化设计提供有效的支持。根据机械结构动态设计和技术应用，全面落实优化措施的应用，改善机械结构动态设计的方式，促使其可跟上行业的发展速度，体现优化设计的价值和作用。

参考文献：

[1]韩俊平.试论机械结构动态优化设计及其相关技术[J].机电信息,2014(03):110-111.

[2]张志强,郭京波.机械动态优化设计综述[J].石家庄铁道学院学报,2011(01):74-76+95.

[3]杨秀琴,杨家军.浅谈机械结构动态优化设计及其相关技术[J].甘肃科技,2010(08):117-118.

产品动态设计范文第9篇

关键词：机械动态；渐变可靠性；技术；评述

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.203

1 前言

在我国工业化进程的不断加速下，机械产品性能被提出了更高、更新的要求。机械运行融合了多门学科知识，通过对机械故障信息的有效分析，来提高产品性能，使其更加可靠。机械产品的可靠性，为机械设计的重要内容，而要确保机械产品的运行状态的可靠性，还需要对其运行各环节进行预测，包括使用周期、机械故障灯，进而降低产品成本，提高C械生产效率。

2 机械动态及渐变可靠性分析

2.1 概述分析

众所周知，机械动态设计通常是依据机械产品的动态特征、设计方案等，来对机械产品运行状态下呈现出的物理及几何特征，通过预测、优化设计等，来对产品进行全面分析与设计。机械动态可靠性理念，主要是基于机械动态设计领域中所提出来的，其可靠性通常要在概率动力学基础前提之下，通过对产品振动状态、运动状态的深入研究，来分析其具体的可靠性指标，进而与机械产品的相关动态指标进行对比，以便更好的予以机械产品的动态可靠性设计。而在机械动态可靠性的设计中，通常会由于机械产品的冲击、振动影响，对其工作精准度、运行可靠性造成影响，并在一定程度上缩短了产品的使用年限[1]。所以，在对机械动态进行可靠性设计时，还需要对其具体理论、具体方法进行全面、可观的评估，揭示机械产品在运行过程中有可能出现的各种状况。

动态可靠性一般包含了机械动态系统方面的可靠性，指的是产品在运行过程中呈现出的可靠性。在这当中，动态强调的是机械产品具体的动态属性，包括了机械产品具体的振动频率、能量传递、输出响应等等。需要注意的是，机械产品通常会在几何尺寸、强度、物理变量等条件下，呈现出不同程度的随机性，进而使得机械产品在整个运行过程中都处于动态过程。而机械产品在相关工作条件之下所形成的具体参数，均会结合具体条件、具体时间而发生相应的变化。一般，机械产品在运行中所发生的随机变量，也会直接影响到产品的动态可靠性。因此，也需要对这方面的内容进行科学性的处理。

2.2 动态可靠性分析

动态可靠性的研究，主要经历了两个阶段。第一阶段主要是以穿越理论作为基础所开展的研究，起源于二十世纪四十年代，是关于超越概率公式和概率计算方法的研究，在这一研究过程中，是以超越问题作为研究的基础，通过对高斯激励下非线性体及平稳反应的探究，来对超越概率的内容以及平稳、非平稳问题的理论分析，进而推算出关于机械动态可靠性的公式。而第二个阶段则是以正交展开、模拟形式、随机摄动等为基础，开展的动力学研究[2]。其中的摄动主要是用于计算相关统计矩，在分析结构振动问题过程中，通过对摄动有限元法的分析、应用，所得出的动力荷载状态下的动态可靠性计算公式。正交展开则是在二十世纪八十年代出现的，可以分析结构动态响应的一种方式，主要用于流体力学相关问题的求解。而把有限元结合到可靠指标的计算中，并推算出相关相关可靠性的方式，也属于模拟形式，为机械动态可靠性的计算、分析提供了必要基础。

2.3 渐变可靠性分析

机械动态及渐变可靠性，主要是在原有可靠性理论、技术等基础上不断发展而成的。相对来讲，机械产品渐变可靠性，是对机械可靠性理论、性能劣化机理以及机械动力学等有机结合所形成的系统、科学性理论方法，是一种适合机械产品生产与发展的理论及方法。通过在原有机械产品动态与可靠性分析基础上，探索出机械动态及渐变可靠性的巨大发展潜力，以便更好的推动我国工业技术的发展，为大型机械设备的设计提供可靠的理论与技术保障。机械动态及渐变可靠性理论，抛除了以往的固定设计理念，在整个机械设计中，更加的深入，精确度更高，能够满足机械产品的质量要求、性能要求、可靠性要求。该种工作理论，是对机械产品可靠性设计、劣化机理理论的结合，能够有效预防机械产品实际运行中所出现的磨损、腐蚀及裂纹等现象，进而大大提升了机械产品可靠性指标，确保其生产达到相关要求。当然，在渐变性设计中，若是机械产品性能参数在时间变化下，发生了相应的变化，就要对产品寿命周期进行详细分析及评估，以提升机械产品运行可靠性。

2.4 机械动态及渐变可靠性发展研究

在机械动态的可靠性设计中，要注意兼顾机械产品的相关参数及具体性能，以保证机械产品动态运行的可靠性。当前，机械设计在产品可靠性研究上，已经取得了一定的成就，但还需要对产品详细参数、数据等予以系统分析，进而有效解决机械产品在设计中所呈现出的信息概率缺失现象。另外，在机械可靠性的研究上，未来还要从非线性随机动态条件下，机械的可靠性设计问题、解决渐变失效问题等方面着手。而在动态及渐变耦合状态下的失效问题，包括振动导致的失效及静态失效等，要把各种类型的失效耦合表征出来，以便设计与制造，并未故障预测等提供可靠依据。另外，在概率信息上，当前的信息采集通常集中于设计过程中，通过使参数满足相关正态分布的要求，来进行概率信息分析。这种方式很容易由于其不服从正态分布参数，而导致设计误差。所以，还需要有效解决概率信息缺失问题。

3 结束语

在机械产品设计中，为确保产品性能，就需要对其可靠性进行分析，通过预测产品在相关工作条件下的运行状态、寿命周期、有可能出现的机械故障等，有效排除产品生产薄弱环节，进而降低生产成本，以保证产品运行可靠性，让机械产品的生产效率得到有效提升。

参考文献：

[1]朱理奎，周小平，方A泽.Ni-Cr-Al涂层搅拌摩擦加工的作用机制[J].表面技术，2015，44（06）：59-64，87.