1. 現代設計方法有哪些
現代設計方法是隨著當代科學技術的飛速發展和計算機技術的廣泛應用而在涉及領域發展起來的一門新興的多元交叉學科。它是以設計產品為目標的一個總的知識群體的總稱。目前它的內容主要包括：優化設計、可靠性設計、計算機輔助設計、工業藝術造型設計、虛擬設計、疲勞設計、三次設計、相似性設計、模塊化設計、反求工程設計、動態設計、有限元法、人機工程、價值工程、並行工程、人工神經元計算方法等。在運用他們進行工程設計時，一般都以計算機作為分析、計算、綜合、決策的工具。本節以計算機輔助設計、優化設計、可靠性設計、有限元法、工業藝術造型設計、設計方法學、三次設計等為例來說明現代設計方法的基本內容與特點。
1、計算機輔助設計
計算機輔助設計（Computer Aided Design)，簡稱CAD。他是把計算機技術引入設計過程並用來完成計算、選型、繪圖及其他作業的一種現代設計方法。計算機、繪圖積極其他外圍設備構成CAD硬體系統，而操作系統、語言處理系統、資料庫管理系統和應用軟體等構成CAD的軟體系統。通常所說的CAD系統是只由系統硬體和系統軟體組成，兼有計算、圖形處理、資料庫等功能，並能綜合利用這些功能完成設計作業的系統。典型的CAD工作過程如圖1-3所示。
2、優化設計
優化設計（Optimal Design）是把最優化數學原理應用於工程設計問題，在所有可行方案中尋求最佳設計方案的一種現代設計方法。
在進行工程優化設計時，首先把工程問題按優化設計所規定的格式建立數學模型，然後選用合適的優化計算方法在計算機上對數學模型進行尋優求解，得到工程設計問題的最優設計方案。
在建立優化設計數學模型的過程中，把影響設計方案選取的那些參數稱為設計變數；設計變數應當滿足的條件稱為約束條件；而設計者選定來衡量設計方案優劣並期望得到改進的指標表示為設計變數的函數，稱為目標函數。設計變數、約束函數、目標函數組成了優化設計問題的數學模型。優化設計需要把數學模型和優化算發放到計算機程序中用計算機自動尋優求解。常用的優化演算法有：0.618法、鮑威爾（Power）法、變尺度法、復合型法、懲罰函數法。
3、 可靠性設計
可靠性設計（Reliability Design）是以概率論和數理統計為理論基礎，是以失效分析、失效預測及各種可靠性試驗為依據，以保證產品的可靠性為目標的現代設計方法。
可靠性設計的基本內容是：選定產品的可靠性指標及量值，對可靠性指標進行合理的分配，再把規定的可靠性指標設計到產品中去。
4、有限元法
有限元法（Finite Method）是以電子計算機為工具的一種數值計算方法。目前，該方法不僅能用於工程中復雜的非線性問題、非穩態問題（如結構力學、流體力學、熱傳導、電磁場等方面的問題）的求解，而且還可以用於工程設計中進行復雜結構的靜態和動力學分析，並能准確地計算復雜零件的應力分布和變形，成為復雜零件強度和剛度計算的有利分析工具。
5、工業藝術造型設計
工業藝術造型設計時工程技術與美學藝術相結合的一門新學科。他是旨在保證產品使用功能的前提下，用藝術手段按照美學法則對工業產品進行造型活動，包括結構尺寸、體面形態、色彩、材質、線條、裝飾及人際關系等因素進行有機的綜合處理，從而設計出優質美觀的產品造型。實用和美觀的最佳統一是工業藝術造型的基本原則。
這一學科的主要內容包括：造型設計的基本要素、造型設計的基本原則、美學法則、色彩設計、人機工程學等。
6、反求工程設計
反求工程設計（Reverse Engineering）是消化吸收並改進國內外先進技術的一系列工作方法和技術的總和。它是通過實物或技術資料對已有的先進產品進行分析、解剖、試驗，了解其材料、組成、結構、性能、功能，掌握其工藝原理和工作機理，已進行消化仿製、改進或發展、創造新產品的一種方法和技術。它是針對消化吸收先進技術的系列分析方法和應用技術的組合。