El diseño es una actividad en la que las personas producen información que cumple requisitos en función de objetivos predeterminados. Las formas de expresión de información incluyen gráficos, texto, datos, símbolos, etc. La tecnología es el medio utilizado por el ser humano para transformar el mundo. Es la unidad de factores humanos (conocimientos, habilidades) y factores materializados (herramientas, 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). Las actividades de diseño han existido desde que los humanos comenzaron a fabricar herramientas. En la antigüedad, la tecnología de diseño y la tecnología de fabricación estaban incorporadas en el mismo artesano individual (Figura 4-3). Se inspiran en fenómenos naturales o se basan en sentimientos intuitivos adquiridos a través de un trabajo prolongado para diseñar y producir productos.
(2) Diseño empírico (1501-1849). Cuando 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, lo que dio lugar a la división del trabajo entre el diseño y la fabricación en 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. Dado que la fabricación mecánica en aquella época aún no había formado un sistema disciplinario, la mecánica puede utilizarse como 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 se basa principalmente en el 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: Telar temprano (3) Diseño semiempírico (1850-1949). Después de la primera Exposición Universal de 1851, apareció una gran cantidad de productos mecánicos complejos, como se muestra en la Figura 4-5. La segunda revolución industrial ocurrió a mediados del siglo XIX, que mejoró significativamente la tecnología del diseño tanto en la teoría como en la práctica. La publicación de "Cinemática teórica" en Alemania demostró que por primera vez la comprensión de la gente sobre el diseño pasó de las características a la personalidad. El método de diseño por dibujo que surgió a principios del siglo XX redujo considerablemente los costos. A principios del siglo XX, la estandarización comenzó a organizar actividades, mejorando la eficiencia y la calidad del diseño, como se muestra en la Figura 4-6. La gente ha reducido la ceguera del diseño mediante experimentos con piezas y componentes clave e investigaciones sobre la calidad del diseño de diversos productos profesionales. Sin embargo, el diseño en sí 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 Singer diseñada en 1870
Figura 4-6 Austin Car (4) Diseño semiautomático (1950-1989). Las características más destacadas de esta etapa son la innovación de herramientas de diseño y la investigación en profundidad sobre métodos de diseño. Las computadoras electrónicas se utilizaron para cálculos científicos en la década de 1950, el dibujo automático por computadora apareció en la década de 1960, Estados Unidos lanzó el sistema CAD en 1970, Japón publicó la "Design Engineering Series" en 1971 y Alemania publicó "Design Science" en 1977. lo que demuestra que la comprensión de la gente sobre el diseño ha pasado una vez más de las características a la autenticidad. En la década de 1980, las computadoras automatizaban el procesamiento de la información. Los diseñadores se dedicaban principalmente a la toma de decisiones y, a menudo, requerían la cooperación del grupo para completar el diseño. Los automóviles y tractores que se muestran en la Figura 4-7 fueron diseñados por diseñadores e ingenieros. Esta etapa formó gradualmente la ingeniería de diseño mecánico.
Figura 4-7 Diseño de automatización mecánica (5) diseñado por Luo Wei (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 avión Boeing 777 diseñado con tecnología de realidad virtual, como se muestra en la Figura 4-8, es el primer avión del mundo que despega sin dibujos ni prototipos.
Figura 4-8 Proceso de fabricación del avión Boeing 777