李艷紅

（晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 晉中 030600）

機(jī)械設(shè)計(jì)中優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性和實(shí)現(xiàn)方法

李艷紅

（晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 晉中 030600）

機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程，其實(shí)是社會(huì)生產(chǎn)力進(jìn)步的過(guò)程，也是設(shè)計(jì)者謀求設(shè)計(jì)最優(yōu)化的過(guò)程。在此過(guò)程中，各種機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)、技能和技藝會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、理論的提升而提升，這其實(shí)是一種必然的邏輯關(guān)系。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)其實(shí)指的就是運(yùn)營(yíng)數(shù)學(xué)模型方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)找到最佳設(shè)計(jì)方案和路徑的過(guò)程，也是當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

機(jī)械設(shè)計(jì)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；重要性；實(shí)現(xiàn)方法

1 機(jī)械設(shè)計(jì)中優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性

所謂的優(yōu)化設(shè)計(jì)，其實(shí)不僅僅存在于機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，而是存在于各種學(xué)科和應(yīng)用中。優(yōu)化設(shè)計(jì)的本質(zhì)就是透過(guò)多種科學(xué)手段和研究步驟，篩選出多種解決問(wèn)題的方案和措施，然后“優(yōu)中選優(yōu)”，找到最佳的路線和策略。優(yōu)化設(shè)計(jì)的功能性作用是毋庸置疑的，具體可以從如下方面考量。

1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)可以保證機(jī)械設(shè)計(jì)的工藝與質(zhì)量

在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師不僅要考慮設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)時(shí)間和成本、功效等問(wèn)題，更重要的是必須考慮設(shè)計(jì)產(chǎn)品的工藝水準(zhǔn)和實(shí)用價(jià)值，也可以理解為設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量。要知道，機(jī)械產(chǎn)品往往用于工業(yè)生產(chǎn)及大型的工程項(xiàng)目，其質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系重大，絕對(duì)不能兒戲視之。簡(jiǎn)言之，機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量是第一位，倘若失去了優(yōu)質(zhì)的保證，那么這樣的機(jī)械設(shè)計(jì)毫無(wú)價(jià)值。所以，找到更好的設(shè)計(jì)路徑和策略，維持設(shè)計(jì)的質(zhì)量和工藝，就成為了整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。這里，優(yōu)化設(shè)計(jì)雖然也不能從設(shè)計(jì)流程和細(xì)節(jié)上保證機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量高低，但是優(yōu)化設(shè)計(jì)最起碼可以提供多種設(shè)計(jì)方案和選擇，為設(shè)計(jì)師的路線選擇提供了豐富的內(nèi)容。

1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)可以最大限度的節(jié)約設(shè)計(jì)開(kāi)支和成本

機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁瑣、浩大的工程，往往需要很久的時(shí)間才能完全，不存在所謂的捷徑和“小道”。所以在維系長(zhǎng)時(shí)間設(shè)計(jì)流程的同時(shí)，必須做好高額開(kāi)支和成本支出的準(zhǔn)備。事實(shí)證明，機(jī)械設(shè)計(jì)的成本開(kāi)支往往令主管單位“不堪重負(fù)”。誠(chéng)然，隨著機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步以及管理流程的簡(jiǎn)化，新時(shí)期的機(jī)械設(shè)計(jì)成本開(kāi)支以及有所降低，但是仍然有壓縮的空間。要清楚的是，運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的成本開(kāi)支進(jìn)行削減，完全要基于保障設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提；倘若成本的控制要以犧牲質(zhì)量為代價(jià)，那么這樣的控制手法必須果斷舍棄。

1.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)可以提高機(jī)械產(chǎn)品的科技附加值

機(jī)械設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是一種自然屬性但是具備商業(yè)價(jià)值的“商品”，這就必然要與市場(chǎng)發(fā)生關(guān)聯(lián)。同時(shí)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠增加機(jī)械產(chǎn)品的科技含量和技術(shù)附加值，大大提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，這對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)而言無(wú)疑是一大利好。

例如，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展以及相互之間融合度越來(lái)越高，機(jī)械設(shè)計(jì)的產(chǎn)業(yè)化正在形成，即機(jī)械設(shè)計(jì)可以作為一個(gè)單獨(dú)的工程鏈條存在。如果我們把機(jī)械設(shè)計(jì)的產(chǎn)品作為一個(gè)普通商品看待，那么這種商品必須是價(jià)格最低、質(zhì)量最好、科技含量最高的，唯有此，該產(chǎn)品才能在市場(chǎng)中取得占有率，企業(yè)才能因此獲取利益最大化。所以，優(yōu)化設(shè)計(jì)為機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的技藝提升、附加值增大提供了全新的路徑，也為機(jī)械設(shè)計(jì)單位和企業(yè)的發(fā)展增添了新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。

例如，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、液壓技術(shù)、加工制造工藝的不斷發(fā)展和成熟，機(jī)械設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)有一種或多種新技術(shù)的注入，最終的機(jī)械產(chǎn)品往往“飽含科技”，其技術(shù)附加值自然可以達(dá)到一個(gè)高位。類(lèi)似這樣的高附加值機(jī)械產(chǎn)品，在市場(chǎng)中的價(jià)格是可以想見(jiàn)的，企業(yè)因此帶來(lái)的收益也是很高的。如果把機(jī)械設(shè)計(jì)中優(yōu)化設(shè)計(jì)作為一種生產(chǎn)選擇方式來(lái)衡量，那么優(yōu)化設(shè)計(jì)為產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和流動(dòng)，為設(shè)計(jì)單位、企業(yè)的利益最大化帶來(lái)的貢獻(xiàn)是很難估量。

由此可見(jiàn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于當(dāng)今的機(jī)械設(shè)計(jì)是多么的重要。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)路徑

既然優(yōu)化設(shè)計(jì)可以為機(jī)械設(shè)計(jì)提供質(zhì)量和效益的保證，那么就必須引入科學(xué)有序的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，使之產(chǎn)生明顯的效果。從當(dāng)前的情況看，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)可以從如下角度考量。

機(jī)械設(shè)計(jì)的一維搜索優(yōu)化方法，這種方法也是當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的最典型代表，以數(shù)學(xué)函數(shù)為理論基礎(chǔ)，透過(guò)搜索區(qū)間的確定，來(lái)保證優(yōu)化方案的有效性。眾所周知，機(jī)械設(shè)計(jì)大都是多維的，很少有一維的情況，但是這說(shuō)明了一維的重要性和基礎(chǔ)性功能。就好比數(shù)學(xué)中的從0到9的10個(gè)數(shù)字，它們構(gòu)筑了數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)，成為數(shù)學(xué)的理論“細(xì)胞”。

所以，一維搜索方法在機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用，往往直接影響優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的求解速度。

[1]趙愛(ài)林.機(jī)械設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)[J].網(wǎng)友世界，2012（12）.

[2]倪卉蘭.三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?011（20）.

MechanicalDesign Optim ization of the Importance and Imp lementation Method

LIYan-hong
(Jinzhong Vocationaland TechnicalCollege，Shanxi Jinzhong 030600，China)

The development ofmechanical design,in fact,is a process of social productivity and progress,also is the designer to design optimization process.In this process,technology,skills and techniques in mechanical design of various increases with the science and technology,experience,improving the theory,this is a kind of logical relationship.Mechanical optimization design actually refers to the operation method of mathematical model and computer technology to find the bestdesign scheme and the path,isalso the current research focusareas ofmechanical design.

mechanicaldesign；optimization design；importance；implementationmethod

TM 41

A

1672-545X（2014）04-0232-02

2014-01-10

李艷紅，晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院。