总体设计图一般是指单个产品的总装配图或成套设备的总体布置详图,对所设计机械系统的总体布置和结构作完整的描述。总体设计图是零部件工程设计的依据,不仅要严格按比例绘制,而且还要表示出重要零部件的细部结构、机构运动部件的极限位置、操纵件的位置,并标注出有关尺寸,必要时应绘出联系尺寸图。此外,根据需要有时还要画出分系统图(如传动系统图、液压系统图、润滑系统图等)、原理图(电气原理图、逻辑原理图、功能原理图等)及电路接线图等。
总体设计的完成要贯穿整个设计过程,并随着设计的变化而不断修改,直到设计完成才能完全定稿。
本节主要讨论产品设计方案的选择与评价,产品设计方案的选择与评价实际上也是对产品功能及方案优化的一种手段,对于设计者来说是一项十分重要的工作。为了避免重复,本节只对设计方案的评价方法做约略的介绍。
当所设计的机械系统及其结构的方案提出之后,接着要对系统进行选择与评价。系统评价时应考虑的因素很多,如主功能和辅助功能的执行情况、各个性能指标的实现情况、制造成本及人机工程学等。有的因素可以定量地进行评价,而有的则难以量化给出,这会给评价带来困难。虽然提出的系统方案的实际价值是客观存在的,但在评价时,评价人员的经验及其评价角度等主观因素,使评价结果有较大差异,所以评价只具有相对的准确性和价值。
(1)评价的基本原则
1)客观性原则。评价本身是对事物进行判断和决策,关系到方案的实施与执行,意义十分重大。要使评价准确,一是要求评价资料的全面性和可靠性;二是要求评价人员避免存在倾向性,因此,评价人员要有代表性。
2)可比性原则。它是指评价方案之间在功能、属性等方面要有可比性和一致性,要在同等条件下对同一类别的事物进行比较。不能用个别的优点掩盖全局。
3)合理性原则。提出的评价指标应该正确反映预定的评价目的,要符合逻辑,要有科学依据。
4)整体性原则。评价指标应当相互关联、相互补充,形成一个整体,能从多个侧面全面反映评价方案。如果片面强调某一方面指标,就有可能歪曲事实真相,导致决策错误。
(2)评价的目标内容及加权系数 要对方案进行评价,首先要确定评价的依据和目标,然后才能对它进行定性和定量的评价。评价目标的内容包括技术、经济和社会三个方面。
1)技术评价目标。技术方面包括结构性能、工作性能和工艺性能等三个方面。
2)经济评价目标。要从设计经济性、使用经济性和制造经济性等三个方面进行全面的考虑,最后还要考虑成本及投资回收等有关方面的问题。
3)社会评价目标。方案实施后对社会影响、市场效应、节能、环境保护及可持续发展等。(www.xing528.com)
要选择产品的主要要求作为实际评价目标,目标不宜太多,一般不要超过6~8个,目标太多容易掩盖主要影响因素,不利于方案的选择。有了目标,还要考虑约束条件。评价指标的加权系数是反映目标重要程度的量化系数,加权系数大意味着重要程度高。为便于计算,取各评价目标加权系数:
gi<1,且gi=1 (7-7)
加权系数一般由经验确定或采用强制判定法计算,该法是将评价目标和比较目标分别列于判别表的纵、横栏目中。根据评价目标的重要程度两两加以比较,并在相应格中给出评分。两目标同等重要各给2分,某项比另一项重要分别给3分和1分;基本项比另一项重要得多则分别给4分和0分。也可以采用别的分值进行评判。最后通过归一化计算求出加权系数gi:
式中 ki——各评价项目的总分;
n——评价目标数。
下面以电视机为例说明加权系数的选择与计算方法。
例如电视机的七个评价目标的重要程度依次为:尺寸、清晰度、价格、外观、寿命、维修性、耗电量(其中寿命与维修性同等重要)。用强制判定法确定加权系数,列出判别表(见表7-1),并计算评价目标加权系数。
表7-1 加权系数判别法
(3)评价目标树 目标树是表达评价目标的一种有效方法。用系统分析的方法对目标系统进行分解,将总目标具体化为便于定性或定量评价的目标元,并形成目标树。图7-13为一评价目标树的示意图。z为总目标,z1、z2为子目标,z11、z12为z1的二级子目标。目标树的最后分枝为总目标的各具体评价目标元。图中gi为加权系数,子目标加权系统之和为上一级目标的加权系数。
图7-13 评价目标树
a)评价目标树 b)电视机评价目标树
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