设计方法第二、三、四讲.ppt

第二章 设计方法学 概述 技术系统及其确定 系统化设计 评价决策 设计实例 商品化设计思想及方法 一、概述 设计方法学涵义 发展历程与研究现状 自20世纪60年代以来，由于各国经济的高速发展，特别是竞争的加剧，促使一些主要工业国家采取措施推动设计工作，开展设计方法学的研究使得这门学科得到了飞速发展。 各国设计方法学研究侧重点 德国：设计的进程、步骤和规律，进行系统化的逻辑分析，并将成熟的设计模式、解法等编成规范和资料供设计人员参考。 例如德国工程师协会制定的 VDI2222 技术准则。 英美：创造性开发和计算机在设计中的应用。5个重要研究领域：设计中的定量方法和系统方法；方案设计（概念设计）和创新；智能系统和以知识为基础的系统；信息、综合和管理；设计学的人类学接口问题。 日本：利用其电子技术和计算机技术的优势，在创造工程，自动设计，价值工程做了不少工作。 中国：80年代前后不断吸收、引进国外研究成果。 尽管在设计方法的研究内容上各不相同，但是有一个共同的特点： 注重总结规律，启发创造性，采用现代化的先进理论和方法使设计过程自动化、合理化，其目的都是为了提高设计水平和质量。 设计方法学的研究对象 设计对象－是一个能实现一定技术过程的技术系统； 设计进程－研究设定技术过程及划定技术系统的边界，确定技术系统的总功能； 设计评价 设计思维 设计是一种创新，设计思维应是创造性思维，创造性思维有其自身的特点和规律，可以用不同的方法来激励。 设计工具 分散的信息集中建立设计信息库。 现代设计理论与方法的应用 第二节技术系统及其确定 作业对象：坯料 技术过程：所完成的加工过程 技术系统：加工中心 设计就是对作业对象完成某种技术过程，产品就是人造技术系统。 技术系统及其确定 作业对象：物料、能量和信息 例：坯料、电子信号、发电过程中的电量。 只有在技术过程中转换了状态，满足了需求才能使作业对象。 技术过程如何确定？ 技术过程的确定 确定作业对象及其主要转换要求 确定主要转换的工作原理 明确实现技术过程的环境和约束条件 确定主要技术过程和其他辅助过程 根据高效、经济等原则，初步划定技术系统的边界，就是功能 技术系统及其确定 技术系统的边界确定： 人－技术系统－环境 划定两边边界，就确定了技术系统应该实现的功能。也就是设计任务。 技术系统的单元 作业单元 动力单元 控制单元 检测单元 结构单元 课本的P14页切削中心实例。 伴生输入： 外界环境对技术系统的影响和作用 伴生输出： 技术系统对外界环境的影响和作用 例：振动、温度、噪声、切屑。 技术系统框图如下，通常指以下几种功能转换：能量、物料和信息。 确定技术系统的方法主要包括信息集约、调研预测、可行性分析等 情报部门 研究部门 设计部门 制造部门 销售部门 供应部门 服务部门 公关部门 社会部门 技术系统及其确定 市场调研－用户对象，用户需求，产品的市场位置，同行，外购件供应； 技术调研－现有产品存在的问题，新材料，新工艺，新技术，相关科技成果，标准，法规，专利，情报。 社会环境调研－国家政策，产品使用环境，用户社会心理与需求； 企业内部调研－开发能力，生产能力，供应能力，营销能力； 产品开发的必要性和可能性 产品国内外现状及水平 用户的需求 确定产品的功能，类型、技术规格、性能参数和约束条件 提出该产品的技术关键和解决途径 开发进度、投资估算和经济分析。 设计任务书作为可行性报告的附件，设计任务书的原则是：详细而明确，先进而合理。 第三节 方案系统化设计 定义：把设计对象看成是一个完整的技术系统，然后用系统工程的方法对系统各要素进行分析和综合，使系统内部协调统一，并使系统与环境相互协调以获得最优的设计方案。 就是如何实现任务书里的任务，把原理方案设计出来。 1. 功能描述 这样就防止了技术人员知识经验的局限过早的进入具体方案，而是从技术系统功能出发进行功能原理设计 例车床加工零件 2.功能分析 （1）将设计的对象看成一个不透明的，不知其内部结构的黑箱，只能集中分析比较系统中的三个基本要素：物料、能量、信息。突出表达系统的核心。例：方框内是待设计的技术系统，方框及系统边界，通过系统的输入和输出，使系统和环境联系起来了。 （2）.功能分解：总功能可分解为分功能，分功能可继续分解直至功能元，功能元是不能再分解的最小功能单元，功能分解状况的树状结构表示叫做功能树。例洗衣机 丝杠冷轧机的功能树 选择工作原理－不应局限于机械学科 选择先进的工作原理: 磁力轴承代替液压轴承，带编码器的伺服电机代替带交流电机的齿轮轴系，激光器代替切削机床等。利用电子学工作原理的电子时钟代替机械学工作原理的机械计时表等。