1、现代设计方法论文机电 0902 093260206 赵学龙摘要：随着以微电子技术为代表现代科学技术的发展，近 30 年来出现了一批新的设计学科和一系列新的设计理论和设计方法，诸如优化设计、可靠性设计、动态设计、计算机辅助设计，以及设计方法学和有限元分析等。这些方法的发展和应用，使得各个工程领域的设计工作从形式到效果都发生了根本性变化，产生了巨大的经济效益和社会效益。关键词：微电子技术；设计方法；优化设计；可靠性设计； Abstract: with the development of microelectronics technology as the representative of th
2、e development of modern science and technology, for nearly 30 years there has been a number of new design discipline and a series of new design theory and design methods, such as the optimization design, reliability design, dynamic design, computer aided design, and the design method and the finite
3、element analysis. Development and application of these methods, the various fields of engineering design work from the form to the effect produced essential sex to change, produced enormous economic benefits and social benefits.Key words: Microelectronics; design method; optimization design; reliabi
4、lity design;工程设计和机电产品设计都需要经过调查分析、方案拟定、技术设计、结构设计、试制与实验后的修改完善等设计环节。在传统的设计中，这些环节的工作都是由设计者手工完成的，所用的设计方法大都是基于经验公式和实验数据的类比设计和经验设计。显然，这种设计方法不可能是设计质量有较大提高，而且设计周期一般较长。现代商品经济的迅速发展，对于工程和产品的性能和质量的要求日益提高。一方面，工程和产品的结构日趋复杂和精密，功能日趋完备和通用；另一方面，工程和产品的更新周期日益缩短，工作可靠性要求日益提高。传统的设计方法已经不能完全满足这一发展的需要。因此这学期我们学习了优化设计和可靠性设计。优化设
5、计：所谓最优化设计，就是借助最优化数值计算方法和计算机技术，求取工程问题的最优设计方案。进行最优化设计时，首先必须将实际问题加以数学描述，形成一组数学表达式组成的最佳的设计参数。这组设计参数就是设计的最优解。数学模型是对实际问题的数学描述和概括，是进行优化设计的基础，因此，根据设计问题的具体要求和条件建立完备的数学模型是关系优化设计成败的关键。工程设计问题通常是相当复杂的，欲建立便于求解的数学模型，必须对实际问题加以适当的抽象和简化。建立数学模型是一项重要而复杂的工作：一方面是希望建立一个尽可能完善的数学模型，以求精确的表达实际问题得到满意的结果；另一方面又力求使所建立的数学模型尽可能简单以方
6、便计算求解。要想正确的协调这两方面的要求，就必须对实际问题及其相关理论知识有深入的了解，并且善于将一个复杂的设计问题分解为多个子问题，抓住矛盾逐个加以解决。为此，我们学习了一维搜索法、无约束优化方法、线性规划方法、约束优化方法。一维搜索法: 一维搜索法就是一元函数极小化的数值迭代算法。无约束优化方法：求解无约束优化问题 min f（X ）的数值迭代解法，称无约束优化方法。主要方法有梯度法、牛顿法、变尺寸法、共轭梯度法、鲍威尔法。线性规划方法：目标函数和约束函数都是线性函数的优化问题，称线性规划或线性规划化问题。约束优化方法：包括直接法和间接法两类。直接法如可行方向法，间接法如拉格朗日乘子法、罚
7、函数法和序列线性规划法等。可靠性设计：可靠性设计是以概率论为数学基础，从统计学的角度去观察偶然事件，并从偶然事件中找出其某些必然发生的规律，而这些规律一般反映了在随机变量与随机变量发生的可能性(概率)之间的关系。用来描述这种关系的模型很多，如正态分布模型、指数分布模和威尔分布模型。可靠性常用的数值标准有:可靠度、失效率)平均寿命。通常机电产品的可靠性设计包括以下几个方面的内容:（1）明确机电产品中机械部件和电气部件的设计制造要求。（2）可靠性可预测。预测单元(机械单元、电气单元或混合单元) 的可靠性，首先要确定单元的基本失效率，它们是在一定的环境条件下得出的，设计时可以从相关的手册、资料中查得。然后根据公式入=k 入 b 来确定各单元的应用失效率，k 为修正系数，可由专门的资料中查得。对于不同的机电系统，其可靠性预测的方法也不同，常用的有数学模型法和故障树分析法等方法。随着优化设计和可靠性设计技术的日趋完善，产品更新速度和质量水平都将到达新的高度，这些设计方法正在发挥着越来越重要的作用。【参考文献】【 1 】梅顺奇 现代设计方法 ，华中科技大学出版社 2009【 2 】张枫念 机械可靠性设计技术 ，化学工业出版社 2011
