复原设计：现代机械技术与方法解决古机械问题

上一步骤以现代的机械理论与技术，重新定义古机械，并建立设计规范，目的是将复原设计问题转化为现代机械设计问题，以现代工程设计技术和方法来解决问题。复原设计包括复原合成与复原分析，对有凭有据及无凭有据的古机械复原设计主要在分析，对有凭无据者的复原设计主要在合成。

1.复原合成

此程序的复原设计不同于传统的是在复原合成，其目的是以一种系统化的方法，合成符合史料研究结果（包含设计规范与古代的科技和工艺水平）的所有设计。

机械合成方法很多，大致可分为四类：第一类是以机构构造为基础发展出来的设计方法（Buchsbaum et al.1970）（Yan，1992）；第二类是以模块化概念为基础发展出来的设计方法（Kota，1990）；第三类是以演化论的角度发展出来的设计方法（张春林 等，1999）68-86（Liang et al.2000）；第四类是以数据库与经验为基础发展出来的方法（Altshuller，1984）（Terninko et al.1998）。每一种方法都有其优缺点与不同的适用范围和领域，可交错运用。以古代计时器为例，可先用第四类方法如萃思（TRIZ）来设计可能的方案，如圭表、日晷、水漏、沙漏、香漏、天文钟及机械钟等，就其中的天文钟可用第二类模块化的方法，进行各系统模块的排列组合，对各系统模块再以第一类的创新机构设计方法进行构形合成，有需要者可配合第三类机构演化方法进行机构变异，找出符合古代机械原理与工艺的所有设计。(www.xing528.com)

2.复原分析

复原分析是指针对有据的真品，以机械工程的分析方法来进行研究和考证。以秦陵地区出土的铜车马与弩、簇等实战兵器之研究的实例而言（杨青，1995），就需要运用机械工程技术进行大量测试、测绘、统计分析、模拟验证与科学推断等分析工作。其中，应用现代测试技术，对铜车马构件和各种实战兵器的几何参数进行精确的测试；对其表面加工质量进行观测分析，获得大量珍贵的原始资料，并绘制机械工程图。复原分析还需用数理统计回归分析的方法及计算机技术，对测得的大量数据进行分析研究，对典型的零组件用仿真制造和实验方法进行对比论证。复原分析的结果是一重要的资料，尤其是为古代科技与工艺的建构，提供可靠的依据。