优化设计法是根据最优化原理和方法综合各方面的因素，以人机配合的方式或自动搜索方式，借助计算机进行半自动或自动设计，寻求在现有工程条件下的最优设计方案的一种现代设计方法。
优化设计包括两个方面的内容：一是将工程实际问题抽象成为最优化的数学模型，二是应用最优化数值方法通过迭代来逼近这个数学模型的解。机械零件优化设计过程大致为：建立目标函数和确定设计变量，给出约束条件，采用合适的最优化方法，通过计算机求解数学模型。
由于当今的机械设计问题，已从单纯的对产品进行功能、强度和结构等设计的范畴，扩展到设计产品的全寿命周期，也就是要设计产品的规划、设计、制造、经销、运行、使用、维修保养、直到回收再处理的全过程，广义的优化设计自然包含以上全过程的设计理论、技术和方法的方方面面的内容。
1.5.4 虚拟设计
虚拟设计是基于虚拟现实技术，通过对客观世界的信息建模形成逼真的三维虚拟环境，并通过人与虚拟环境多感知通道实现视觉感知、听觉感知、触觉感知、运动感知、味觉感知和嗅觉感知等，通过沉浸感的自然交互，实时地向用户提供逼真的感知信息，使设计者可以不受时空和生理条件的限制，去感知和研究复杂事件在各种假想条件下的发生和发展过程。
借助虚拟设计，可将产品从概念设计到投入使用的全过程（产品的生命周期）在虚拟环境中虚拟地实现，既达到对产品的物质形态和制造过程模拟和可视化，还能完成对产品的性能、行为功能以及在产品实现的各个阶段中的实施方案进行预测、评价和优化。
虚拟设计基于并行工程，使产品在概念设计阶段就可以迅速地分析和比较多种设计方案，确定影响产品总体性能的关键参数，并通过可视化技术设计产品，预测产品在真实工况下的行为特征以及所具有的行为响应，从而获得最优工作性能。虚拟设计通过计算机技术建立产品的数字化仿真模型（虚拟样机），可以完成任意次物理样机无法进行的虚拟试验，故虚拟设计将具有更低的研发成本、更短的研发周期、更高的产品质量。
1.5.5 并行设计
并行设计是一种对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行和集成设计的系统化工作模式，是一种集成、并行地处理产品的设计制造及其相关过程的系统方法。其思想是要求产品的设计开发者在产品开发的初始阶段，即规划和设计阶段，就以并行的方式综合考虑其整个生命周期中的所有阶段，包括工业规划、制造、装配、试验、经销、运输、使用、维修、保养、直至回收处理等环节，以降低产品成本，提高设计质量。
并行设计与传统的串行设计方法相比，它强调在产品开发的初始阶段就全面考虑产品寿命周期的后续活动对产品综合性能的影响因素，建立产品寿命周期中各阶段间性能的继承和约束关系及产品各方面属性之间的联系，以追求产品在全寿命周期过程中其综合性能最优。
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