第2章设计方法学.pdf

2章 设计方法学 2.1 概述 法是人类思维的宝贵财富，是探索科学真理的钥匙。 在设计方法的研究过程中发展了“设计 法学”（Design Methodology）。设计方法学是 在深入研究设计过程本质的基础上，以系统论的观点研究设计进程 （战略问题）和具体设计 法 （战术问题）的科学。设计 法学研究的是现代设计理论与方法在设计领域中的应用， 其本身也是构成现代科技发展的一个重要组成部分。 2.1.1 设计方法学及其研究对象 设计方法学是用系统的观点，考虑自然科学、社会科学、经济科学等各种现代因素，为 获得质优价廉有创新的产品，研究产品的一般设计进程、设计规律、设计思维和工作 法、 设计工具的综合性学科。 设计方法学研究的具体对象有以下6 个部分： （1）设计对象 设计对象是一个能实现一定技术过程的技术系统。 （2 ）设计进程 研究设定技术过程及划定技术系统的边界，就确定了技术系统的总功 能，包括物质功能和精神功能。 （3 ）设计评价 优选多个设计 案的 法是：先根据一定的准则和方法对各 案作出 评价，然后按正确的原则和步骤进行决策，逐步求得最 案。 （4 ）设计思维 设计是一种创新，设计思维应是创造性思维。创造性思维有其本身的 特点和规律，并可通过一定的创造技术方法来激发人们的创造性思维。 （5 ）设计工具 把分散在不同学科领域的大量设计信息集中起来，按设计方法学的系 统程式分类列表，建立各种设计信息库，通过计算机等先进设备 便快速地调用参考。 （6 ）现代设计理论与方法的应用 把成批涌现且不断发展的各种现代设计理论与方法 应用到设计进程中来， 设计 法学更臻完善。 2.1.2 设计系统 系统工程是在控制论、信息论、运筹学和管理科学基础上发展起来的，用于解决工程问 题， 之达到最 化设计、最 控制和最 管理的一门科学。传统的分析方法往往把事物分 解为许多独立的互不相干的部分分别进行研究。由于是孤立、静止地分析问题，所得出的结 论往往是片面的、有局限性的。而系统工程的方法是把事物当作一个整体的系统来研究，从 系统出发，分析各组成部分之间的有机联系及系统与外界环境的关系，是一种较全面的综合 研究方法。 2.1.2.1 设计系统的概念 设计系统是一种信息处理系统，输入的是设计要求和约束条件信息，设计者运用一定的 2 知识和方法通过计算机、试验设备等工具进行设计，最后输出的是 案、图纸、程序、文件 等设计结果。 2.1.2.2 设计工作阶段 （时间维） 工程设计一般分为产品规划、 案设计、技术设计、施工设计等4 个阶段。 ①产品规划阶段进行需求调研，市场预测，确定设计参数及制约条件，最后给出详细的 设计任务书，作为设计、评价、决策的依据。 ② 案设计阶段在广泛有哪些信誉好的足球投注网站的基础上确定可行 案 （不唯一）。 ③技术设计阶段进行总体设计，结构设计，选结构型式及材料、定尺寸，进行各种必要 的结构计算分析，最后给出总体布置草图及结构设计草图。 阶段往往要结合模型试验或者 数值仿真模拟来校核设计合理性。 ④施工设计阶段进行施工详图的绘制，并编制设计说明书及相关技术文件。 2.1.2.3 解决问题的逻辑步骤 （逻辑维） 设计中解决问题的合理逻辑步骤是分析－综合－评价－决策。 2.1.2.4 设计方法 （方法维） 设计方法是指达到预定设计目标的途径。设计过程中的主要方法有：预测技术与 法、 系统化设计法、创造性 法、评价与决策 法、 化设计法、可靠性设计法、力学、摩擦学、 有限元法及模型试验法等等。 2.1.3 设计类型与设计原则 1．设计类型 ①开发性设计在设计原理、设计 案全都未知的情况下，根据产品总功能和约束条件， 进行全新的创造。 ②适应型设计在总的 案和原理不变的条件下，根据生产技术的发展和 用部门的要 求，对产品结构和性能进行更新改造， 它适应某种附加要求。 ③变参数型设计在功能、原理、 案不变的情况下，只是对结构设置和尺寸加以改变， 使之满足强度、稳定不同要求。 2 ．设计原则 ①创新原则 设计本身就是创造性思维活动，只有大胆创新才能有所发明，有所创造。 ②可靠原则 产品设计力求技术上先进，但更要保证 用中的可靠性