现代设计方法教案51.pdf

陕西广播电视大学“成人高等教育”机械专业

现代设计方法教案

授课教师：田海波

授课时间：2010.9—12.

第一章现代设计与设计方法概论

1.1设计的概念

“设计”是人们为满足一定的需求而进行的一种创造性活动的实践过

程。用通俗的话说，设计是把各种先进科学技术成果转化为生产力的一种

手段和方法。就机械系统和结构范畴而言，它是从给定的合理的目标参数

出发，通过各种方法和手段创造出一个所需的优化系统或结构的过程。所

以，任何设计都是，开发和创造新的系统和结构的过程。由于一个设计总

是反映着当时的生产力和技术水平，因而不同时期设计的内容是不同的，

人们对设计的理解也是不同的。

到20世纪后期，由于科学技术的发展，设计工作所需的理论基础有了

进步，特别是电子计算机技术的进展，对设计工作产生了很大促进作用，

提出了设计现代化的需求。

1.2设计方法的概念与发展

设计方法可理解为：设计中的一般过程及解决具体设计问题的方法、

手段。前者可认为是战略问题，后者是战术问题。如果把设计方法的发展

进行概括，大致可以划分成：

1).17世纪前的“直觉设计阶段”；

2).17世纪后的“经验设计阶段”及其后形成的“传统殴计阶段”；

3).目前的“现代设计阶段”。

1.3现代设计方法与传统设计方法的特点

为了寻求保证设计质量、加快设计速度、避免和减少设计失误的方法

和措施，并适应科学技术发展的要求，使设计工作现代化，引发了“现代

设计方法”的研究。

传统设计方法的特点是：静态的、经验的、手工式的方法。现代设计

方法的特点是：动态的、科学的、计算机化的方法。它已经将那些在科学

领域内得到应用的所有科学方法论应用于工程设计中来了。简单地说，传

统设计方法是被动地重复分析产品的性能，而现代设计方法则可能做到主

动地设计产品的参数。

1.4现代设计方法的概念

现代设计的方法实质上是科学方法论在设计中的应用。冠以“现代”二字

是为了强调其科学性和前措性以引起重视，其实有些方法也并非是现代的。

经分析，可归纳为下列具有普遍意义的方法：

1)信息论方法，如信息分析法、技术预测法等。它是现代设计方法的前提。

2)系统论方法，如系统分析法、人机工程以及面向产品生命周期中各个阶段

(如设计、制造、使用、回收处理等)的设计。

3)控制论方法，如动态分析法等。

4)优化论方法，它是现代设计方法的目标。

5)对应论方法，如相似设计、反求工程设计等。

6)智能论方法，如CAD、CAE、并行工程、虚拟设计、人工智能(主要是专

家系统)等。它是现代设计古法的核心。

7)寿命论方法．如可靠性设计、价值工程和稳健性设计等。

8)离散论方法，如有限元和边界元方法。

9)模糊论方法，如模糊评价和决策等。

10)突变论方法，如创造性设计等。它是现代设计方法的基础。

11)艺术论方法，如艺术造型等。

1.5科学方法论在设计中的应用

1）信息论方法2）系统论方法3）控制论方法4）优化论方法5）对应论方

法6）智能论方法7）寿命论方法8）离散论方法9）模糊论方法10）突变

论方法11）艺术论方法

1.6典型设计方法

1）计算机辅助设计2）有限元法3）优化设计4）可靠性设计5）价值工程

6）工业设计7）人因工程8）并行设计9）模块化设计10）相似性设计11）

摩擦学设计12）三次设计13）逆向工程14）快速响应设计15）智能设计

16）模糊评价和矩阵对策17）全寿命周期设计18）异地协同设计19）生命

周期设计20）虚拟设计21）创新设计

第二章现代产品设计

2.1产品的概念

产品是一个面向产品从设计、生产制造、使用到维修、报废整个生命周期

的包含材料、技术、生产、管理、需求、消费、审美、环保等科学技术和

社会经济文化因素的综合体。它是在特定的时代背景及自然和社会环境条

件下，满足人类生产、生活中某些需求的科学技术、生活方式、审美情趣、

文化传统、道德规范、法律准则等诸多信息的载体和客观体现。

一般的，产品的概念包括如下四个方面：

（1）产品能做什么即产品的功能及能对应满足用户怎样的需求；

（2）产品是什么即产品功能的实现方案、方法构思及其存在的优势特点；

（3）产品为谁服务即产品的目标顾客或消费对象等最终用户；

（4）产品价值即产品为用户所带来的经济效益、个性、形象、文化特征

等。

产品概念的