机械产品在国内外市场中竞争力的强弱,在很大程度上取决于产品的质量,而且随着现代科学技术的快速发展与市场竞争的日益激烈,产品的技术含量和复杂程度正在不断增加。在知识经济时代的今天,本文所述的是包括:知识K(Knowledge)、质量Q(Quality)、价格C(Cost)、研发生产周期T(Time)、工作环境E(Environment)和售后服务S(Service)等用户对产品的各种要求的广义质量。而产品的广义质量在很大程度上取决于产品的研究与开发,最重要的就是产品的设计,产品的设计质量可赋予某种产品“先天性优劣”这种至关重要的本质特性。因此对绝大多数的产品来说,产品的设计工作在保证产品质量的过程中起着头等重要的作用。为搞好产品设计,近百年来国内外科技工作者进行了大量的研究,提出了数十种设计理论与方法,但这些方法只能在一定范围内适用于特定产品或是产品开发的某些阶段,还没有一种可以很好地覆盖整个产品开发周期的设计理论与方法,因此,设计理论与方法仍存在很多不足和需要继续研究的问题。同时,面对纷繁复杂的设计理论与方法,如何在产品设计过程中加以有效的选择和运用,实现不同设计方法的有机组合和最佳匹配,也一直是设计理论与方法研究的热点和难点问题。本文对以下问题进行了研究:1.在已有理论的基础上,将产品设计分为四个阶段,即调研阶段(the stage ofresearch)、规划阶段(the stage of planning)、实施阶段(the stage of implementation)和检验阶段(the stage of test)。(1)产品的调研阶段,主要完成产品市场情况调研和技术进步分析预测。(2)产品设计规划阶段,采用8D产品总体规划理论完成产品设计的全程规划;(3)产品设计实施阶段,采用以非线性动力学理论与方法、智能控制理论与技术和计算机技术为基础的,以“功能优化设计、动态优化设计、智能优化设计和可视优化设计”为核心的,以提高产品广义质量和综合性能为目标的、能够克服单一设计法局限性的、面向现代机械产品广义质量和综合性能的高层次的“1+3+X”综合设计法,来完成对产品的详细设计;(4)产品设计检验阶段,采用3A质量检验与评估模型来完成对产品的评估和检验;从而构成了一个完整的设计系统。2.将现代机械产品系统化设计理论与方法,应用于某型号空调用滚动转子式压缩机的设计中。本课题的研究除得到了国家自然科学基金重点项目(50535010)、还得到沈阳华润三洋压缩机有限公司的支持,应用方面的研究分以下五个方面展开:(1)某型号空调用滚动转子式压缩机的设计调研阶段。从用户需求调研、产品环境调研和风险调研三方面对空调压缩机行业进行了设计调研,并最终确立了研发方向。(2)某型号空调用滚动转子式压缩机的设计规划阶段。按照8D设计规划理论,从制定设计目标、明确设计思想、考虑设计环境、规划设计过程、选用设计方法,制定设计内容、规划质量评价与检验和编制设计规划书8个方面进行全程规划。(3)某型号空调用滚动转子式压缩机的设计实施阶段。采用“1+3+X”综合设计法,对某型号空调用滚动转子式压缩机进行功能优化设计,建立了压缩机的功能结构,和功能实现策略,以此为基础完成了压缩机的方案设计;对某型号空调用滚动转子式压缩机进行了部分内容的动态优化设计,考虑压缩机的具体工作情况,并主要针对压缩机的振动和噪声方面进行了噪声源定位实验、模态振型实验的测试,对消声器的原理进行了研究,并对压缩机零部件进行了动力学分析和校核分析;对某型号空调用滚动转子式压缩机进行部分内容的智能优化设计,分析了压缩机电机的控制系统的结构和控制系统流程。对某型号空调用滚动转子式压缩机进行了部分内容的可视优化设计。建立了压缩机实体模型,从装配可视化和动力学可视化两方面对其进行设计。(4)某型号空调用滚动转子式压缩机的设计检验阶段。采用3A质量检验与评估模型,首先对设计方案运用模糊理论对压缩机进行评价;然后对样机进行了性能试验、噪声试验、加速寿命试验;产品设计定型后,转入批量生产。抽检数据表明,该机型性能优越,质量稳定。从目前获得的客户反馈看,该机型很好地满足了市场需求。