10年经验自动化机械设计

设计是们根据预定目标生产满足需求的信息的活动。 信息表达形式包括图形、文本、数据、符号等。 技术是类改变世界的手段，是的要素（知识、能力）和物质要素（工具、设备）的融合。 设计技能是指通过参与设计活动而形成的工作程序、方法和技术以及所使用的工具和设备。 根据设计技术的特点，机械设计技术的发展可分为五个阶段。

（1）直觉设计（古代~1500年）。 自从类开始造工具以来，设计活动就已经存在。 在古代，设计技术和造技术是由同一个体工匠实现的（图4-3）。 他们从自然现象中汲取灵感，或者依靠期劳动获得的直观感受来设计和生产产品。

（2）经验设计（1501-1849）。 随着工匠们开始利用机械原理造各种设备，简单的工具逐渐演变为传统的机器。 第一次工业革命发生在18世纪中叶，带来了机械技术设计和造之间的分工。 19世纪初，力学开始独立于力学之外。 19世纪下半叶，机械工程日益成为一门独立的学科。 力学是机械工程的理论基础。 由于当时的机器造业尚未形成学科体系，因此机械工程可以作为机械工程的简称。 当时的设计技术主要体现在力学所研究的基本机构和基本零件上。 设计主要依靠设计者个的才华和经验，非常有限和随意，如图4-4所示。

图4-3：设计的工匠

图4-4：早期的织机（三）半经验设计（1850-1949）。 1851年第一届世界博览会后，出现了大量复杂的机械产品，如图4-5所示。 第二次工业革命发生在19世纪中叶，导致设计技术在理论和实践上都取得了重大进步。 德《理论运动学》的出版揭示了们对设计的认识第一次从特性上升到个性。 20世纪初出现的图纸设计，大大降低了成本。 20世纪初，标准化开始作为一种有组织的活动来提高设计效率和质量，如图4-6所示。 通过对各种专业产品关键部件的实验和设计质量的研究，们减少了设计的盲目性。 但现阶段，设计本身还没有作为一门学科来研究，设计仍然有很多经验和限性。

图4-51870年设计的胜家缝纫机

图4-6奥斯汀汽车（4）半自动设计（1950-1989）。 这一阶段的一个显着特点是设计工具的创新和设计方法的深入研究。 20世纪50年代，电子计算机用于科学计算，20世纪60年代出现计算机自动绘图，1970年美推出CAD系统，1971年日本出版《设计工程丛书》，1977年德出版《设计科学》。 这说明们对设计的认识再次从特性上升到共性。 20世纪80年代，计算机自动化信息处理，设计师主要参与决策，往往需要团队协作才能完成设计。 图4-7所示的汽车和拉机是由设计师和工程师完成的。 这一阶段逐渐形成了机械设计工程。

图4-7：罗伟（1990年至今）设计的机器（5）自动化设计。 20世纪90年代，形成了以决策自动化为基础的CIMS（计算机集成造系统）。 决策自动化本质上是知识处理和使用的自动化。 在这个阶段，设计过程的许多一般决策和信息处理都可以由计算机完成，让设计者只做出关键决策。 如图4-8所示，采用虚拟现实技术设计的波音777飞机是世界上第一架在没有图纸或原型的情况下起飞的飞机。

图4-8波音777飞机造流程