¿Cuáles son las etapas de desarrollo de la tecnología de diseño mecánico?

El diseño es una actividad en la que las personas producen información que cumple con los requisitos de acuerdo con objetivos predeterminados. La forma de información incluye gráficos, caracteres, datos, símbolos, etc. La tecnología es un medio utilizado por los humanos para transformar el mundo. Es la unidad de factores humanos (conocimientos y habilidades) y factores materializados (herramientas y equipos). La tecnología de diseño se refiere a los procedimientos operativos, métodos y habilidades formados al participar en actividades de diseño, así como a las herramientas y equipos utilizados. Según las características de la tecnología de diseño, el desarrollo de la tecnología de diseño mecánico se puede dividir en cinco etapas:

(1) Diseño intuitivo (en la antigüedad - 1500). Desde que los humanos comenzaron a fabricar herramientas, ha habido actividad de diseño. En la antigüedad, la tecnología de diseño y la tecnología de fabricación estaban encarnadas por el mismo artesano individual (Figura 4-3). Se inspiran en fenómenos naturales o utilizan sentimientos intuitivos adquiridos a través de un trabajo prolongado para diseñar y producir productos.

(2) Diseño de experiencias (1501-1849). A medida que los artesanos comenzaron a utilizar principios mecánicos para formar diversos dispositivos, las herramientas simples se convirtieron gradualmente en maquinaria tradicional. La primera revolución industrial se produjo a mediados del siglo XVIII y condujo a la división del trabajo en el diseño y fabricación de tecnología mecánica. A principios del siglo XIX la mecánica se independizó de la mecánica. A finales del siglo XIX, la ingeniería mecánica se convirtió gradualmente en una disciplina independiente. La mecánica es la base teórica de la ingeniería mecánica. Debido a que la fabricación mecánica aún no había formado un sistema disciplinario en ese momento, la mecánica puede usarse como la abreviatura de ingeniería mecánica. La tecnología de diseño de aquella época se reflejaba principalmente en los mecanismos básicos y piezas básicas estudiadas en mecánica. El diseño depende principalmente del talento y la experiencia personal del diseñador, que es muy limitado y arbitrario, como se muestra en la Figura 4-4.

Figura 4-3 Artesanos en el diseño

Figura 4-4 Diseño semiempírico de los primeros telares (3) (1850-1949). Después de la primera Exposición Universal en 1851, apareció una gran cantidad de productos mecánicos complejos, como se muestra en la Figura 4-5. La segunda revolución industrial se produjo a mediados del siglo XIX y mejoró significativamente la tecnología del diseño en la teoría y la práctica. La publicación alemana "Cinemática teórica" ​​muestra que, por primera vez, la comprensión del diseño por parte de la gente ha pasado de las características a la personalidad. El método de diseño por dibujo que surgió a principios del siglo XX redujo significativamente los costos. La estandarización organizacional comenzó a principios del siglo XX, mejorando la eficiencia y la calidad del diseño, como se muestra en la Figura 4-6. Las personas prueban componentes clave y estudian la calidad del diseño de diversos productos profesionales, lo que reduce la ceguera en el diseño. Sin embargo, el diseño en sí aún no se ha estudiado como disciplina en esta etapa, y el diseño todavía tiene una gran experiencia y limitaciones.

Figura 4-5 Máquina de coser Shengjia diseñada en 1870

Figura 4-6 Diseño semiautomático del automóvil Austin (4) (1950-1989). El rasgo distintivo de esta etapa es la innovación de las herramientas de diseño y la investigación en profundidad de los métodos de diseño. En la década de 1950, se utilizaron computadoras electrónicas para cálculos científicos y en la década de 1960 apareció el dibujo automático por computadora. En 1970, Estados Unidos introdujo el sistema CAD, en 1971, Japón publicó "Design Engineering Series" y en 1977, Alemania publicó "Design Science", que muestra que la comprensión de la gente sobre el diseño ha pasado de las características a lo común. En la década de 1980, las computadoras automatizaron el procesamiento de información. Los diseñadores participan principalmente en la toma de decisiones y, a menudo, requieren trabajo en equipo para completar el diseño. Como se muestra en la Figura 4-7, los diseñadores e ingenieros completan los automóviles y los tractores. Esta etapa formó gradualmente la ingeniería de diseño mecánico.

Figura 4-7 Diseño de automatización mecánica (5) diseñado por Lowe (1990 al presente). En la década de 1990, se formó el Sistema de Fabricación Integrado por Computadora (CIMS) basado en la automatización de la toma de decisiones. La automatización de decisiones es esencialmente la automatización del procesamiento y uso del conocimiento. En esta etapa, las computadoras pueden completar una gran cantidad de decisiones generales y procesamiento de información en el proceso de diseño, y los diseñadores solo pueden tomar decisiones clave. El Boeing 777 diseñado con tecnología de realidad virtual, como se muestra en la Figura 4-8, es el primer avión del mundo sin dibujos ni prototipos.

Figura 4-8 Proceso de fabricación del avión Boeing 777