【摘 要】机械设计理论与方法在国民经济中占有重要地位，当前的机械设计不仅增强了相关机械设备的稳定性，而且还使我们认识到在现代发展情况下，现代机械制造不断走向了智能化的方向，提高了产品的竞争力。对于机械设计及其自动化的重要性不言而喻。因此加强对其的研究非常有必要，基于此本文分析了机械设计方法及发展方向。
【关键词】机械设计；方法；发展方向
1、现代机械设计的特点
在现代，机械的种类与结构很多，相对来说比较复杂。从实现系统功能角度来看，其主要包含了执行、操作、控制、传动以及动力等系统，每个系统都可以根据需要来分解更为小的子系统。其中它还具有很多鲜明的特点，也就是要求设计上对机械的工作原理、运行方式、力和量的传动以及物理技术、各个零部件上的材料、形状、尺寸与润滑方法进行相应的计算、分析与构思，同时还要融入美学、仿生学、控制论、创造性工程和机械电子学等方面的知识，使设计出的产品在市场上有竞争力。
2、机械设计的优势
2.1、优化生产方式，提高生产效率。通过运用机械设计制造及其自动化技术，我们可以更加精准的实施生产，控制机械运作，提高机械自动化程度，加速生产速率，减少人力运作，不但降低生产过程中可能存在的不当后果对人身所产生的危害，还能节约生产成本，加大产品产出。在大部分生产过程中，我们都会遇到一些人力无法切身控制和操作的情况，在这种情况下，我们便可以应用机械设计制造及其自动化技术来代替人力本身，在极限环境和不利于生命体健康的生产过程中，进行操作完成必要的生产工序。除此之外，相对于人力本身，机械操作在某些程度上，会更加准确无误地完成预定工序，也可避免因人为操作不当而产生的相关损失。
2.2、保障生产安全，履行生产流程。相对于当代的自动化机械而言，传统意义上的机械生产更多的依赖于人工控制和操作。当机械在生产某一环节出现问题时，传统机械生产只能根据有经验的工人对问题环节进行主观判断和改良维修等，不但过分依赖于主观经验，也增加了机使用过程中损耗的概率；相较于传统的机械生产，自动化机械生产有效避免了因人为判断失误而产生的不必要生产损失，大大减少了生产过程中可能造成的人员伤亡和生产事故的发生，降低了机械的损耗率，延长了机械的使用年限，节约了生产成本。
2.3、简化生产过程，促进产业改革。在生产过程中加入自动化技术，各生产工序按照程序的设计运行，而不再依赖于工人本身的控制，简化了生产过程，从根本上降低了对操作人员技术水平的要求和人工操作的难度，也减少甚至避免了人工操作不当的事故。以电子程序对生产过程进行控制，不但对产品的生产做出了巨大贡献，也同时促进了整个机械生产产业的改革。
3、机械设计制造及自动化的设计原则
3.1、功能的要求
由于人们的某种需求，就会去制造能满足人们需求的产品。所以说任何一种产品它一定是能满足人们的某一种需求的，所对应的是这种产品必须具备某一种功能。不同的产品有不同的功能就能满足人们不同的需求。正因如此，机械自动化系统也必须具有一定的能满足人们需求的功能。
3.2、利用先进的科学技术不断的改革
创新科学技术的不断发展，为机械制造业及自动化的发展提供了技术支持，也使发展机械制造业及自动化成为可能。在21世纪这个科学技术日新月异的时代，一定要利用好科学技术，使得科学技术成果为机械制造业及自动化的发展提供服务。科学技术促进了机械业的发展，机械业又反过来会推动科学技术的发展，它们两是相辅相成、互相促进。
4、现代机械设计方法
4.1、现代机械设计的优化
设计的优化就是通过不同的方式进行方式的优化，这样的优化是为了保证设计出的机械产品一方面具有外在的品质保证，另一方面是保证产品的内在的质量。优化设计一般分为两种方式。
4.1.1、数学规划实现的设计优化
我们说的数学规划法，就是把数学规划的理论作为基础，是一种严格意义上的优化方法。这种算法对理论依据有很高的要求，同时对设计流程的规格也有着严格的标准。因为这种规划方法在计算的过程中要进行很多的迭代，并对数学模型要求高性态。所以这样的优化方式的适用范围很小，适用于目标明确，容易建立数学模型或者结构不复杂的机械设计中。
4.1.2、人工智能实现的设计优化
现代机械设计是我国人民创造型劳动中的一种，机械设计的过程需要进行以下四个步骤，任务的明确，设计方案，设计技术以及设计施工，并且每个环节都要及时地对建立的模型进行仔细分析，对设计的模型进行修改与合理性评价。人工智能优化设计活动有下面两种，一直对设计数值的计算，内容主要是大量的绘图与计算分析；二是对设计方案进行设计以及推理，内容主要是方案的提出，方案的优化以及设计结构等方面。因为思考和推理是这种优化活动的基础，所以这就要求设计人员要有丰富的专业知识和设计经验。
作为机械设计重要的内容，设计方案的设计以及推理设计的结果对产品的质量起着关键性的作用，在这种情况下使用人工智能技术能为设计中的非数值计算工作提供保障。
4.2、现代机械设计的并行设计
我们说的机械设计的并行设计就是在对机械产品进行设计的时候，通过应用IT技术中的CAM或者CAD技术，以集成或者并成的方式对产品设计出合适的生产步骤。这种设计方法要求机械设计人员，从设计的最初阶段就要对机械产品的整个生产过程，包括生产周期内的设计，测试，工艺规划以及配置进行细致的考虑和规划，将产品的概念设计到产品的报废等一切可能发生的问题进行分析，最大限度地对用户的需求进行把握。根据设计的效果，通过对并行设计进行全面的评价，对产品的设计进行改进，能有效地保证产品生产过程中的一次成功率，还能够增强企业的自身管理以及提高资源的利用率，减少生产成本提高生产效益。
4.3、现代机械的网络协同设计
一般来说，所谓的网络协同设计，就是通过利用现代的网络机制，将分布在不同地方的设计资源以及设计任务进行统一，以协同工作中的机制以及平面支撑工具为基础对信息进行有效的管理，进而完成对机械产品的研发以及设计工作。随着现代IT技术的不断发展与成熟，网络时代中的宽带也得到了很大程度上的提高，所以利用现代化中多媒体实时数据的传输特性，一方面能够对机械设计中的相关数据进行了解，另一方面还能建立起数据平台，这个数据平台是以web为基础的，进而解决web中数据的修改、访问以及传输工作，从而进一步实现数据的共享，进一步满足现代机械设计过程中的技术要求。
5、现代机械设计的发展趋势
5.1、智能化
由于广泛使用范例推理和约束满足的设计方法，智能CAD技术得以诞生。人们为了继续推进CAD系统的创造力，结合人工智能和CAD技术，得到很好的效果。当前社会把有智能的专家系统用在了方案综合和设计评价当中，同时这几年也产生了模糊设计和模糊评定方法，主要用于机械设计的多解性。现代机械设计普遍存在智能化和技能化优点，由于这些特性的存在，使得只有将人工智能和专家系统等技术通CAD技术有机结合，才可以让CAD技术本身也具有智能化的特点，通过这样的途径提高计算机系统之间的集成率。就目前机械设计的发展方向来看，计算机是设计师们首选的工具，计算机可以将机械产品的各种情况通过建立模型的方式直观的表现出来，接着进行智能化操作，最终可以实现提高产品设计方案的效率，因此，机械设计智能化是现在机械设计的必经之路。
5.2、绿色化
随着社会经济的不断发展，人们的生活水平也在不断提高，对生活质量也出现的更高的要求，好的生活质量首先是要有个健康的生活环境，因此，当愈来愈多的人们注意到发展程度和环境好坏有着千丝万缕的联系时，便产生了绿色设计的观念。所谓绿色设计是指在进行产品设计的同时将节约有限能源和资源并有效利用能源和资源的观念考虑进去，这样得到的设计就可以成为是绿色设计。例如，在设计产品的过程中，首先要将产品的环境属性考虑其中，必须让产品设计保证符合环境的要求，并且保留产品的基本功能、质量和经济效益。通常人们听到的绿色产品就是产品本身有一定的特定功能，同时在使用此产品时不会威胁到人们的身体健康，更不会对人们的生活环境造成污染的产品。绿色设计的产生符合社会发展的需求，能够让人们在健康的环境下享受美好生活，同时让社会走可持续发展之路。采用绿色设计既可以缩小企业投资过程中遇到的风险，同时能够提高工作效率，促进产品在市场上的良性竞争，这正是未来技术的发展方向。
综上所述，现代的工作设计者想要让自己设计出的产品可以立足于市场，除了使机械系统实现预期的功能以外，还要达到机械系统的运行可靠、操作方便以及对环境的污染小等一些要求，因此加强对其的研究非常有必要。
参考文献：
[1]郑锐，罗天鑫.浅析机械设计方法及发展方向[J].科技资讯，2014，27：74.
[2]张前森.浅析现代机械设计方法及研究进展[J].科技资讯，2011，18：111.
[3]阎文.浅析现代机械设计方法及研究进展[J].机电信息，2013，03：170-171.
