В настоящее время успешно развивается система автоматизированного проектирования (САПР).
Необходимо учитывать, что любое изделие, отвечающее своему назначению, может быть выполнено во многих вариантах. Для выбора оптимального варианта используются современные методы оптимизации. Основой теории оптимизации является построение математической модели объекта проектирования.
Моделирование начинается с определения величин, значениями которых можно варьировать, а также фиксированных величин. Разрабатываемые изделия также характеризуются определенными свойствами (критериями) по которым ведут оценку при выборе лучшего решения. К числу этих критериев или основных требований, предъявляемых к машине на стадии проектирования, относятся:
1. Наиболее высокие эксплуатационные показатели.
Этих показателей можно добиться следующими путями: совершенствованием конструктивной схемы машины; улучшением протекания в ней рабочих процессов (тепловых, гидравлических, электрических и т. п.); более целесообразным выбором материалов для изготовления деталей; улучшением параметров (скоростей, давлений, температуры); применением автоматических систем для регулирования и управления машиной.
2. Высокая работоспособность в пределах заданного срока службы.
3. Высокая надежность.
4. Безопасность в эксплуатации.
Под безопасностью понимается пригодность к нормальной эксплуатации машины без каких-либо явлений, опасных для обслуживающего персонала, смежного оборудования, зданий или сооружений.
5. Технологичность и взаимозаменяемость.
Под технологичностью подразумевается удобство изготовления деталей. Взаимозаменяемость – это условие, при котором сборка изделий ведется из деталей без их предварительной подгонки. Взаимозаменяемость обеспечивается системой допусков и посадок. Стандартные детали наиболее технологичны и взаимозаменяемы.
6. Удобство обслуживания и управления машиной.
7. Удобство транспортировки.
8. Техническая эстетика.
9. Бесшумность в работе.
10. Патентоспособность.
11. Пригодность к работе в различных климатических условиях.
Все перечисленные требования взаимосвязаны, а во многих случаях противоречивы. Полное их удовлетворение дает возможность добиться создания конструкции высокого качества, но это представляет большие трудности и, как правило, невозможно. При проектировании следует изыскать компромиссное решение, удовлетворяя лишь важнейшим требованиям. Это решение можно считать оптимальным только применительно к определенному уровню науки и техники, а также к конкретным производственным условиям, в которых намечается изготовление машины.