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设计方法学与创新设计

西华大学王霜

2024.06

主要内容

第1章绪论

第2章设计类型与方法学

第3章创造性思维

第4章创新原理与技法

第5章原理方案设计

第6章机构创新设计

第7章结构创新设计

第8章创新设计案例分析

第9章TRIZ理论简介

第10章专利撰写与申报

1.1设计起源

1.2设计与设计方法学

◦1.2.1设计的概念

◦1.2.2设计方法学

1.3创新设计

◦1.3.1创新设计的概念

◦1.3.2创新设计的特点

◦1.3.3创造力的构成要素

在原始社会，人类迫于生存的压力，开始利用石块、树枝、兽骨、贝类制作工具，认识自

然并改造自然，这就是最初的设计活动。在古代，设计者与制造者是统一的。这一时期的

设计多是凭设计者的经验完成的，缺乏必要的、有一定精度的理论计算。

1854年德国学者劳莱克斯发表了著作?机械制造中的设计学?，把过去溶在力学中的机械设

计学独立出来，建立了以力学和制造为根底的新科学体系，由此产生了“机构学〞，“机械

零件设计〞，成为机械设计中的根本的内容。

第二次世界大战以后，作为机械设计的理论根底的机械学继续以更加迅猛的速度开展，摩

擦学，可靠性分析，机械优化设计，有限元计算，尤其是计算机在机械设计中迅速推广，

使机械设计的速度和质量都有大幅的提高。在机械中广泛运用计算机和自动化程度的提高，

使现代的具有明显的特色。

1.2.1设计的概念

设计〔Design〕一词，包括两方面的含义：工业美术设计〔IndustrialDesign〕和工程技术

设计〔EngineeringDesign〕。笼统地说“设计〞往往是将两者都包容在内。“设计〞的定义

有三四十种之多，矛盾冲突有之，但根本上是互补的。英国Wooderson于1966年下的定义

为“设计是一种反复决策，制订方案的活动，而这些方案的目的是把资源最好地转变为满

足人类需求的系统或器件〞。

不同国家，甚至同一国家的不同行业对工程设计所下的定义有所不同。

美国工科硕士、博士学位授予单位资格审查委员会〔TheAccreditationBoardofEngineering

〕和美国机械工程师学会〔ASME〕共同给出的定义是：“工程设计是为适应市场明确显示

的需求，而拟定系统、零部件、工艺方法的决策过程。在多数情况下，这个过程要反复进

行，要根据根底科学、数学和工程科学为到达明确的目标对各种资源实现最正确的利用〞。

①设计是一种创造性活动，设计的核心是创造性，如果没有创新，就不叫设计。

②设计是人的创造性思维和技术活动结合的产物，创造性设计思维和科学技术的结合是

设计的灵魂。

③设计是把各种先进技术转化为生产力的一种手段，它反映当时生产力的水平，是先进

生产力的代表。

④设计是一种针对技术性、经济性、社会性、艺术性的目标，在给定条件下谋求最优解

的过程。

⑤设计是以社会需求为目标，在一定设计原那么的约束下，利用设计方法和手段创造出

产品的过程。

◦设计方法学是以系统的观点来研究产品的设计程序、设计

规律和设计中的思维与工作方法的一门综合性学科，其目

的是总结设计的规律性，启发创造性，在给定条件下，实

现高效、优质的设计，培养开发性、创造性产品的设计人

才。

〔1〕设计对象

〔2〕设计过程及程序

〔3〕设计思维

〔4〕设计评价

〔5〕设计信息管理

〔6〕现代设计理论与方法的应用

◦设计的实质在于创造。进行设计工作，不是简单的模仿、测绘，更

重要的是要革新和创造，把创造性贯穿于设计过程的始终。江泽民

同志屡次强调创新的重要性。他指出：“创新是一个民族进步的灵

魂,是国家兴旺兴旺的不竭动力。一个没有创新能力的民族，难以屹

立于世界民族之林。〞“任何一项工作的活力和生机都来自于开展

和创新。〞

◦创新设计是指在设计中采用新的技术手段、技术原理

和非常规的方法进行设计，以满足市场需求，提高产

品的竞争能力。

◦爱因斯坦曾说过：“想象力比知识更重要，现实世界只

有一个，而想象力却可以创造千百个世界〞。掌握创

造性方法、调动和训练工程技术人员的创造性思维是

提高文明素质，进行企业技术创新，提高竞争机制的

需要。

创新设计必须具有独创性和实用性，取得创新方案的根本方法是多方案选优。

1.独创性

创新设计必须