产品优化和借助于设计系统学的产品开发过程丝杆

产品优化和借助于设计系统学的产品开发过程

1 设计方法学现状 技术产品设计的方法论和由此而产生的完全独立的求解观点，随着科学的普及和企业经验的汇集，不仅在德国大学里形成了一个新的学科——设计方法学，而且这个理论和方法在德国的工业中广泛传播，几乎所有的德国企业由于应用了系统学的方法而获益。按不断增加的设计过程合理化的要求，以及从定合同到供货的产品形成链的时间一再缩短的要求，形成了技术产品优化的初始的核心内容。借助于计算机辅助技术的应用，在工业企业中设计方法学和CAD的联合应用，其成果令人瞩目。

设计系统学和设计方法学的科学依据是基于三个分析：

(1)设计活动的分析引出方法论的问题。借助于整理和总结设计时的“可见”过程拟就了工作模式。此成果是大多数新产品开发的方法性指南，如VDI-Richtlinie 2221图1中所确定的。

(2)分析结构设计过程导致了设计规划和设计原则的产生。这些研究有其观点方面的依据，即按行业交叉的原理必然形成学科相关的典型设计。如，机动车发动机存在热胀问题，而化工设备和机床制造也同样存在这一问题。设计系统学的这一观点在于，如果能把设计中的问题作出共性的不与其用处相关的阐明，人们可以把在某行业中应用的手段和原理扩展到其他的应用领域。

(3)运用思维心理学的关系对由数据处理设备承担的任务进行分析，使计算机辅助设计得到开发和应用。据此导致建立咨询系统的想法，它不仅能单纯发问本钱较低和辨识，而且至少能基于经验参与逻辑决策。

最近分析了计算机辅助系统的通讯能力以及相关的接口问题。这包括所谓产品模型的定义，它包括在产品寿命周期中的所有信息之内，为与其他系统和模型进行信息交换，在计算机结构中单独储存了这些信息。

纵观设计方法学的历史可以了解其发展过程：

这个方法的发展首先从参照逻辑功能研究不同物理效应(电的，机械的，液压的)如传动和其他解的元件开始的，同时人们可以追及至大约1930年的研究成果可以从测力油缸下部看到，即：为求解复杂的任务而将其划分为子任务，然后将子任务的解进行结合而形成的方法。凯塞林在1942年就致力于对众多解进行系统选择，其研究成果包含于VDI2225之中。

大约35年前，由技术大学的教授们组成一个小组对技术产品及其设计过程进行了分析，涉及到逻辑和实用的工作程序、工作内容和它们的信息需求以及工程和自然科学的必备基础。其成果如图1所示，是带有单个工作步骤的开发和设计过程的一般循环，其中对于不同的设计任务，成功地开发了许多通用工作方法，其具体化程度不同，用于通过结构部件的调剂解的寻求、变化和淘汰。

除了按图1划分成单个的设计阶段或设计步骤，又给出了设计工作的分析，设计工作的基本组成部分如图2。对于一个问题必须首先进行分析，如果设计师对于他的问题是如此表达，并经过深思熟虑，则他的求解也就开始了。有创见的设计师在这一阶段开发出一系列可能的解，然后他对此进行评价。在评价中他用技术经济观点进行综合，确定出最好的解。图1 按(1)产品开发设计过程总步骤图2 求解时的三个基本活动 用系统分析方法时这些基本工作的递进在图1中表明，设计过程不应理解成静止的，而是动态的调整过程，在连续求解过程中，信息量大增，直至信息量达到能针对药物递送装置的例子求出满足要求的优化的解。 在单个过程中应用一系列的方法，这又是设计方法学研究的对象。在求解时，用到讨论的方法、形态箱法或设计目录，进一步又扩展了直觉求解法，如激智法。此法的意义在于对求解的问题拓宽思路，在尽可能短时间内提出许多想法，然后借助于技术经济评价剔除不适宜的解。这个工作的最重要的因素之一在于小组的能动作用。

除了设计过程模式化的这些基本工作，设计方法学还研究了几个基本问题：属于此类的有成本合适的设计工作，拟定加工和装配合适的设计规则以及开发系列化和模块化系统。新的工作包括建立设计咨询系统，以便处理与产品至关重要的信息，如处理加工和质量范围方面的知识或者产品的声学特性等。其中大量工作涉及系统技术的筛选和设计过程与计算机辅助设计产品的模型化，由此给出构造模型建立接口的任务。2 设计方法学的方法在工业中的应用以及优化的潜力 发展起来的设计方法学学科，在工业设计实践中的应用，可视为近来世界性成果。为此举办了多次国际性和国家级学术会议并创刊了一系列国际性杂志，许多出版物也报导了由于应用系统化方法而产生的经济成果。但同时也发现所推荐的方法和计