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伴随着全球经济一体化的迅猛发展，市场竞争的加剧，使得企业生存面临着前所未有的挑战，企业迫切需要一套切实可行的产品设计方法来加速产品的更新换代，研制出高质量的产品。无论是新产品的研究与开发，还是老产品的改造都离不开产品的设计工作，而高质量产品的生产，最重要的一个环节是产品的设计工作，产品设计是提升产品竞争力的关键，产品设计是产品质量的“灵魂”。因为产品设计可赋予某种产品“先天特优、先天良好、先天一般和先天不足”这些至关重要的本质特性。
产品设计是一种建立在知识和经验基础上的创造性劳动，设计的目的就是寻求一种满足用户、企业及社会所提出的质量要求的最佳方案，这是一种复杂的思维过程。产品设计一般表述为以经验为基础的演绎、归纳的设计过程。因此，需要探求以科学原理为基础的产品设计理论和设计方法。产品设计理论是研究产品设计的过程、规律及设计中思维和工作方法的一门综合性学科。产品设计不再是依赖经验和灵感的创造艺术，而逐步演变为一门科学，以知识为依托，以科学方法为手段的工程创新活动。科学合理的设计方法是产品设计成功的保障。
为了寻找科学合理的设计方法，国内外科技工作者进行了大量的研究工作，提出了各种各样的设计方法。其中，比较著名的有发明问题解决理论仃heory of InventiveProblem Solving，TRIZ)、公理化设计理论(Axiomatic design，AD)、Tagnchi方法、面向对象的设计(Design for x，DFX)、并行设计、协同设计、绿色设计、虚拟设计等等。这些理论与方法多数是在不同的条件下相互独立地提出的，各有所长和各自的适用条件。但设计理论并未成熟，完善已有的设计理论，提出更有应用前景的设计理论，在工业界推广已有的设计理论等一直是设计理论界迫切需要研究的课题。此外，由于目前机械设备的多样性与复杂性，以及各种设计方法目标与研究内容的局限性，要想用一种设计方法全部概括所有设计内容，全面地实现用户对产品的总体质量的要求，这是十分困难的。如果把对产品设计质量有决定性影响的少数几种方法综合起来，再根据所设计产品的特殊性，选择恰当的设计方法，进行产品的设计。那么就有可能开发出高质量、低成本、有价值的新产品。我们研究综合设计法的目的就在于此。
应用综合设计法进行产品的设计，会面临着如下几个方面的问题：①如何从众多的设计法中确定合适的设计方法作为综合设计法的基本内容。②如何协调几种设计方法在应用过程中的关系。③如何在不同的产品设计中灵活应用综合设计方法。闻邦椿院士根据他多年的设计实践经验，提出了面向产品广义质量的1+3+X综合设计法(其中1为功能优化设计；3为将动态优化、智能优化和可视优化结合在一起的设计法，或称“三化”或“三优”设计法；X为对有某种特殊要求产品需要采用特殊的设计方法)，对于其它的一些设计方法由设计者依据自己所掌握的知识和经验或通过选用设计手册或技术标准中的数据直接或间接地予以考虑，而对某一产品的设计质量基本上没有影响的设计方法可以不予考虑。
本文在此基础上，从系统工程的基本观点出发，探讨了基于系统工程的面向产品广义综合质量的产品全功能全性能优化综合设计法，主要研究内容如下：
(1)建立了基于系统工程的产品设计规划模型本文应用系统工程的思想和分析方法建立了基于系统工程的产品设计规划模型。应用系统工程中的霍尔三维结构从时间维、空间维和逻辑维来确定产品的设计方法，找出产品设计过程中应重点考虑的子块；应用系统工程理论中的计划评审方法进行产品的设计规划。探讨了产品设计规划的应考虑的问题。阐述了产品设计规划应考虑的以下几个问题：1)产品的设计方法；2)产品的设计思想；3)产品的设计目标；4)产品的设计环境；5)产品的设计内容；6)产品的设计评价。并在振动筛的设计规划中得到了应用。
(2)建立了基于系统工程的产品设计过程模型文中将产品设计纳入系统思维和系统操作的过程，建立了基于系统工程的产品设计过程模型，把产品的设计过程基本上划分为五个主要阶段。1)从用户需求入手，提出功能需求的产品定义阶段。2)以实现产品的功能优化为目标产品的方案设计阶段。3)以实现产品的性能优化为目标的产品详细设计阶段。4)以完成产品制造为目的的产品工艺设计阶段。5)以产品质量评价为目标的产品质量检验阶段。在产品定义阶段，应用模糊聚类技术进行客户需求分析和客户群的划分。从而为制定产品设计目标和产品设计思想提供依据。针对不同的客户需求，定义不同的产品。根据产品定义，应用系统工程中的黑箱理论建立产品总功能并应用FAST功能树的方法建立产品功能矩阵，确定产品设计方案。在产品详细设计阶段，从系统工程方法论的整体性、目标优化、动态性、分解综合基本原则出发，进行了产品设计方法的选择。
(3)建立了基于系统工程的产品设计方法模型通过对国内外产品设计方法的研究分析，提出了基于系统工程的产品全功能全性能优化综合设计法。避免单一设计方法的局限，又能将有限的设计方法系统的、有机的连为一体，进行产品的结构设计，实现产品的全功能全性能优化目标。
基于系统工程的产品全功能全性能优化综合设计法它主要包括以下几方面的内容：
产品的动态优化设计：即以动力学理论为基础，以机器运动学和动力学分析与计算为内容，以广义优化为手段的动态优化设计。
产品的智能优化设计：即以智能控制理论为基础，以产品的设计参数、工作过程最优化为目标。实现产品的几何参数、结构参数、物理参数、工艺参数和经济参数的综合优化。可视化设计：即通过虚拟的实用性较强的虚拟设计平台来实现产品设计。该种技术除了可在虚拟的环境下，对产品的可制造性、可装配性等进行检验和评价，还可对设备工作过程的功能进行检验和评价。
(4)本文以振动筛分机械为研究对象，应用上述产品设计的三个模型，对振动筛分机械的设计进行了具体的规划。分析了振动筛分机械的功能和性能，应用综合设计法的思想对振动筛分机械进行了设计。
在振动筛的动力学分析中，通过建立系统的动力学方程，分析了振动筛的固有频率和振型及系统的响应。并对实际结构进行了动力学修改，以便使系统的动力学性能更趋于合理。由于本文研究的振动筛在结构上是由三个子筛组成，它们分别是入料筛，中间筛和出料筛。每个子筛又由二个电机驱动。所以本文对它的整体同步稳定性理论进行了探讨导出节肢振动筛的同步稳定性条件。
在振动筛的智能优化设计中，根据振动筛的实际结构，首先分析了振动筛的双电机驱动中的相位同步控制理论，并建立了双偏心转子相位控制系统和振动筛的停机过程的反接制动控制系统以实现振动筛工作过程的智能控制模型。
最后，为了实现对振动筛的结构优化设计，本文在应用三维建模软件对振动筛进行了详细设计之后，又应用有限元分析软件和动力学仿真软件对振动筛进行了可视化分析和检验。从而使得设计人员在产品的结构设计中将产品的动力学与产品的结构紧密结合，找出产品结构中的薄环节弄清楚为什么要采用这种结构。如振动筛的内外加强板、筋板、角钢加强筋、筛板排数等，定性的知道往那加，加多少，然后再辅以动力学优化设计和有限元分析，就能得到一个令人满意的结构优化组合。