淺析機械中優化設計的必要性及對策

楊惠博

摘 要：在當今社會中隨著科學技術和計算機技術的發展以及廣泛運用，設計領域中出現一種新興的學科--現代設計方法。機械設計的發展對社會生產力進步有著重大作用，然而隨著社會的不斷進步，機械設計的技術、技能和技藝都較當前的社會形式有著明顯的落后。人們與時俱進的思想觀念和對生活需求的提高，對機械產品性能的要求也不斷提升，傳統機械設計研制出來的產品已經無法滿足消費者的需求，產品的市場競爭能力逐漸下降，對機械設計技術進行優化和改革已成為必不可少的一部分。對機械設計技術進行優化無非是指在數學模型的建立和計算機技術方面進行提高，同時也是當前機械設計領域的研究熱點。本文旨在通過對機械優化設計進行分析和探索，找出與之相對應的策略。

關鍵詞：機械；優化設計；必要性

一、機械優化設計的基本理論

優化設計是現代設計方法產生與發展的重要組成內容，其在機械中的優化設計具有較強的綜合性和實用性，為機械設計的提高和發展提供了科學的方法，對設計者使其從被動發展的模式轉變為主動發展，對企業可以節約材料、減少成本、提高設計效率和水平、增強企業競爭力、對國家的經濟效益和社會發展也具有一定的推動作用[1]。當今世界各國學者對優化設計的發展都十分重視，我國的優化設計雖然發展迅速，但由于發展時間短暫與國外的先進技術還有較大差距，在實踐過程中運用的比例較為稀疏。隨著各種輔助設備性能的提升，市場需求的擴大，科學技術的發展，優化技術也逐漸運用的各個領域和日常生活中。

二、機械中優化設計的必要性

（一）優化設計對機械工藝與質量的提高

在設計機械的過程，設計者不僅要對其流程、時間和成本、作用等問題進行細致的規劃，還要重點考慮該設計產品在市場中是否具有較強的經濟價值，在與其功能相似的產品競爭中能否具有較高的競爭力，同時還要對設計產品的質量進行保障，不能存在產品質量低下的問題[2]。機械產品往往用于大型的工程項目和全自動化的生產，產品的質量就成為其中的重中之重，良好的質量是機械設計的第一位因素，關系到其今后的發展與營銷，如果一項產品質量不能得到保障，就好比鳥兒失去了翅膀，老虎丟失了牙齒，其經濟價值將持續下降。因此對機械產品的優化設計就成了重點，良好的設計路徑和策略能夠對產品的工藝和質量有著顯著的提高。良好的設計方案往往具有較為明顯的特點，機械產品的生產效率和成本都有較大的作用?？偠灾?，機械中的優化設計就是對其設計過程中出現的錯誤進行發現與改正，形成最佳的設計方案，也往往具有較高的質量保證。

（二）優化設計對機械開支與成本的節約

在機械中優化設計可以極大程度地節約產品設計的成本和開支，對企業經濟效益的提高有著顯著效果。機械設計往往以繁瑣、浩大的工程而出名，需求的時間較長，在其設計中幾乎不存在任何的捷徑。因此在開發設計過程所耗費的資金也往往不菲，在社會實踐的過程中也驗證了這一結論，機械設計常常使企業入不敷出[3]。雖然隨著優化設計的運用，機械設計技術得到了一定的發展和進步，但仍然存在著開支問題。于此同時，在運用優化設計的方法對機械設計進行資金壓縮、削減時應注意保證產品的質量，不能因為節約產品成本而導致產品質量下降，要以產品質量為前提，否則應果斷舍棄。在機械設計中采用優化設計，往往可以發揮出百分之一百二的能力，對人力，物力進行充分的調用。減少了不必要損失的產生。因此優化設計能夠對機械設計的開支成本進行有效的節約，能使機械設計產生更大的經濟效益。

（三）優化設計對機械附加價值的提高

優化設計可以對機械附加價值進行提高，增強其產品在社會中的競爭力和企業的經濟效益。機械設計產品具備較高的商業價值，在市場中也是較為熱門的產品。優化設計方法在機械設計中的應用，對機械產品的附加價值有著顯著的提高，使其較之以往的產品有了更大的科技含量和技術價值，在社會競爭過程中有了更為明顯的優勢。同時機械產品的熱銷也為企業的發展提供了新的經濟效益，機械產品的更新換代也為人民群眾的生活水平發展起到了一定的作用。機械產品往往本身的價值較低，但隨著各項技術的不斷完善和發展，機械產品在生產過程中的每一個環節都加入一個或者多個的新興技術，使其最終就成為高科技產品，并且機械產品附加值達到了極高的程度，較之以往的產品仿佛一個天上一個地下的巨大差距[4]。在市場銷售中，這類商品的價值也常常居高不下，由此可見企業也隨著機械運用優化設計使本身的經濟效益得到了巨大的提升。

三、對機械中優化設計的有效對策

優化設計能夠為機械設計提供巨大作用，因此當前社會機械企業引入科學有效的優化設計就成了重中之重。在優化設計中，同一個問題不一定采用同一個優化方法，問題只有一個而解決的方法卻極其之多[5]。在這眾多的優化方法中無非兩種答案，一種是效果較好或者較差但都能取得成功，另一種就有可能導致失敗。因此，我們在選取優化方法中就非常關鍵了，要依據問題的特點來進行適當的選擇。首先，效率要高，盡可能的減少優化算法的計算時間；其次，在一定的時間內計算成功率要高；最后，穩定性也是極其重要的一點，要盡可能的采用成熟的計算程序，使解答過程中不容易出現錯誤。除了上述的要求在選擇優化方法時，個人經驗也是必不可少的組成部分，這些經驗往往對各類優化方法的特性極其清楚，能夠對各項方法進行比較，從中找到最適合的方法出來。此外，在機械優化設計中線性規范方法、無約束優化方法、約束優化方法、多目標及離散變量優化方法也是常常出現的。總而言之，優化設計對機械設計起到了巨大的推動作用。

四、結論

在當前社會，傳統機械設計已經較為落后，對機械類企業產生了較大的影響，使企業的經濟效益日漸下降，而此時傳統機械設計與現代設計方法結合而產生的機械優化設計則成為一種更科學的優化設計方法，能夠使機械產品質量與工藝提高、附加價值增加、節約開支與成本。近年來隨著社會發展，機械優化設計和手段也逐漸完善且用途也更加廣泛，在仿生物學理論、基因遺傳學理論和人工智能優化等理論中也逐漸出現，對優化設計的發展起到了巨大的推動作用。機械優化設計給機械領域帶來了巨大的經濟效益，但隨著技術的不斷更新和發展，優化設計也逐步邁入更多領域，發展前景也極其廣闊。但目前國內較為先進的優化設計面對國外的優化設計仍然存在較大的差距，還停留在初步階段，面對機械產品設計，應當使其運用到產品的各個生產方面，使之適應機械設計。本文通過上述的一系列分析和探索，發現新時期優化設計對機械的重要性和意義，并提出了一系列的對策以供參考。

參考文獻：

[1]張殿江.淺談機械設計在機械制造中的重要性[J].城市建設理論研究，2013，（07）：146-147.

[2]蔡余友.機械設計的重要性和實現路徑[J].中國機械，2013，（06）：32-33.

[3]王國強.機械優化設計[M].北京：機械工業出版社，2009.

[4]張運節.機械優化設計綜述與展望[J].科技信息，2009，26（6）：703-704.

[5]陳立周.機械優化設計方法[M].北京：冶金工業出版社，2005.