总体设计任务说明

为更好地理解总体设计的任务，有必要先分析一下总体设计所要解决的基本矛盾与其所受到的约束。

1.关于总体设计所要解决的基本矛盾与其所受到的约束

对于现代产品而言，从功能设计与结构设计阶段所得到的方案已经能够满足其主要功能要求。

但从系统论的观点来看，任何产品都不是一个孤立的系统而独立存在。如它需要由人来操纵控制，由人进行装配和维护。它需安装在一定场合并在某种环境下工作，它既受到环境影响，又反过来对环境施加影响。此外，它还受到有关法规和标准的约束等。所以，任何产品均涉及到人机系统的关系、与环境的关系、与加工或装配系统的关系、与其他机械系统的关系、与运行管理系统的关系以及与“标准和规范”系统的关系等。

可见，从系统论观点观察，任何产品设计的本质，都是在一定的技术、经济和社会约束边界所限定的设计空间内，寻求满足预定功能和性能要求的最佳设计方案。同时，这也是产品总体设计所要解决的基本矛盾。

具体而言，产品总体设计主要受到以下五方面约束：

首先是承载能力的约束：包括强度约束（又细分为静强度、疲劳强度和接触强度）、刚度约束、耐磨性约束等。(www.xing528.com)

其次是技术性能约束：如振动的稳定性约束（是指限制系统与其振动相关的参数，如固有频率、振幅和噪声等），热特性约束（是指限制系统与其热特性相关的参数，如热应力、热变形、温升等），可靠性约束是指产品应能满足规定的可靠性要求，如滚动轴承是按可靠寿命（即可靠度0.9，寿命5000h）来确定承载能力的。

第三是标准化约束：是指在概念标准化、实物形态标准化、技术标准化和技术文件标准化等方面都需满足标准化要求。但如不是强制性标准，则可不一定完全遵守。

第四是产品成本约束：成本是产品经济性的核心。产品成本主要包括三项费用，即：原材料、燃料、动力费用；固定资产折旧费；工资和利税。其中，前两项是生产资料转移的价值，第三项是劳动者创造的价值。产品成本约束是指在产品价值（价格）不变的情况下，以较低的成本获得较高利润，并提高企业经济效益。而且，现代产品设计中应考虑产品生命周期（见3.2节）成本，而不仅是产品的目标成本。

最后是可持续发展约束：其核心是保护社会环境和合理利用资源。为此，所设计的产品必须：①符合国家发展规划与科技政策的目标；②应该遵循环境保护法规，尽量减少产品工作过程中产生的废气、废液或废渣，尽量减轻噪声，重视废物的回收利用与综合处理；③符合人机系统安全可靠的要求，为操作者创造良好安全的条件，减少工伤和设备事故；④有利于提高生产力；⑤有利于合理利用、开发和节约资源等。

2.总体设计的任务内容

总体设计的任务就是要扩大设计系统所考虑的范围，即全面考虑和满足上述五方面约束所提出的要求；使产品各零部件得到合理组合；并处理好“人、机、环境”三者关系，使其互相适应；以保证产品全面满足其技术性能（包括生产率、精度、强度、刚度、可靠性和使用寿命、操作安全方便以及环境友好等）、经济性能（包括各种效率、使用经济性、成本、制造与维修简便等）和美学性能（包括造型、色彩）等各项要求，力求产品设计臻于完善。