2.1.3 现代设计技术的体系结构

现代设计技术的整个体系好比一棵大树，由基础技术、主体技术、支撑技术和应用技术四个层次组成，如图2-2所示。

图2-2 现代设计技术的体系及与其他学科的关系

（1）基础技术。基础技术是指传统的设计理论与方法，特别是运动学、静力学与动力学、材料力学、结构力学、热力学、电磁学、工程数学的基本原理与方法等。

（2）主体技术。现代设计技术的诞生和发展与计算机技术的发展息息相关、相辅相成。计算机科学与设计技术结合产生了计算机辅助设计、智能 CAD（Intelligent CAD， ICAD）、优化设计、有限元分析程序、模拟仿真、虚拟设计和工程数据库等。运用现代设计技术的多种理论与方法（如优化设计、可靠性设计、模糊设计等理论）构造的数学模型，来编制计算机应用程序，可以更广泛、更深入地模拟人的推理与思维，从而提高计算机的“智力”。而计算机辅助设计技术正是以它对数值计算和对信息与知识的独特处理能力，成为现代设计技术群体的主干。

（3）支撑技术。支撑技术主要指现代设计方法学、可信性设计技术、试验设计技术。现代设计方法学涉及内容很广，如并行设计、系统设计、功能设计、模块化设计、价值工程、质量功能配制、反求工程、绿色产品设计、模糊设计、面向对象的设计、工业造型设计等。可信性设计是广义的可靠性设计扩展，主要指可靠性与安全性设计、动态分析与设计、防断裂设计、健壮设计、耐环境设计等。试验设计技术包括可靠性试验、环保性能试验与控制，以及运用计算机技术的数字仿真试验和虚拟试验等。

（4）应用技术。应用技术是针对使用目的解决各类具体产品设计领域的技术，如机床、汽车、工程机械、精密机械的现代设计内容，可以看做是现代设计技术派生出来的具体技术群。

现代设计已扩展到产品规划、制造、营销、运行、回收等各个方面，除了必要的传统设计理论与方法的基础知识外，相关的学科与技术，尤其是制造工艺、自动化技术、系统管理技术、材料知识与经验及广泛的自然科学知识等也是十分必要的。此外，设计产品总是以满足社会需求为目的，因此，设计人员还应具备政治、经济、法律、人文社会、艺术等方面的知识与素养。

值得一提的是，现代设计技术体系框架的划分只是相对的，而不是绝对的，主体技术、支撑技术、应用技术、基础技术之间并不存在截然的界限，技术之间相互融通，主体技术所包含的计算机辅助设计的有关技术本身往往就是应用技术，在特定情况下，某些支撑技术也可以成为主体技术。

限于篇幅，本书选编介绍部分应用较广的现代设计技术。