《机械设计程序》word版

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1、機械設計程序最近更新：徐業良(2004-08-18)﹔推薦：徐業良(2003-09-10)。附註：本文為元智大學機械系大三機械設計課程教材。第一章機械設計程序1.“設計”是什麼？“設計”是什麼？每一個人，每一種不同的行業，對設計一詞可能都有自己的定義。Shigley[1983]認為設計是為滿足人類需求的一種具有創造性的決策過程(decision-makingprocess)，設計的最終目的是產品，此產品能夠行使某些功能，以達成某些特定的要求。Spotts[1985]則認為機械設計是為規劃、創新或改良機械產品，以達到特定用途的一門藝術，他強調從

2、事機械設計的工程師不但要有充分的技術訓練，還須具備正確的判斷和廣泛的經驗，這些能力須仰賴長期從事專業性設計工作中獲得。另外設計也常被視為解決問題的過程(“Designisaproblemsolvingprocess.”)，或是一個搜尋問題解答的過程。非常廣義來說，設計是一種程序，我們經由設計的程序來創造世界和世界上許許多多的東西，包括各種產品、包裝、服飾、建築物、景觀、通訊、交通、甚至整個城市。設計在回應人們不斷改變的需求、不斷創新的科技、以及我們週遭的環境。那麼設計這個程序經過了哪些步驟呢？這裡可以用一個我們所熟悉的產品─電話，來說明設計的

3、程序。1946年時，美國的貝爾電話實驗室(BellTelephoneLab,AT&T)要求著名的工業設計師亨利堆法斯(HenryDreyfuss)，想辦法改進數以百萬計的美國家庭、辦公室所使用的電話。亨利堆法斯和他的設計小組採用了以下的程序來面對這項挑戰。1http://designer.mech.yzu.edu.tw/機械設計程序設計的起始是一個待解決的問題(Designstartswithaproblemtobesolved)設計小組所面臨的問題是，電話有哪些需要改進的地方？步驟一思考問題設計小組第一個工作，是要去定義他們的問題。他們研究

4、電話有哪些不同的外型？電話是如何製作的？人們平常又是如何使用電話？當時所使用的電話最主要的兩種機型是所謂“蠟燭台式(candlestick)”電話，和“300系列(Series300)”電話，經過這些研究之後，圖1是設計小組指出的1946年的電話需要重新設計、改進的許多問題。難看的大小及外觀聽筒易從掛鉤脫落易傾倒太重無法持話筒於耳朵及肩膀間話筒須更適合拿取撥號時無法看數字需用雙手材質易破碎圖1.“蠟燭台式”電話和“300系列”電話瞭解設計問題之後，設計小組開始腦力激盪，發揮他們的想像力，對於新型電話的設計提出所有可能性：是不是可能改變電話

5、的形狀？是不是可以把電話生硬的線條都改成平滑的圓角？電話是不是可以不是單調的黑色，而是鮮豔的彩色？步驟二畫出想法這些新型電話設計的想法，現在看起來似乎是稀鬆平常，然而在半個多世紀之前，卻都是非常創新的想法。接下來設計者便用如圖2所示手繪的草圖，加上一些簡單的註解，甚至製作一些粗略的模型，來快速表達他們創新的想法，進一步釐清這些想法，或者發展出新的點子。2http://designer.mech.yzu.edu.tw/機械設計程序圖2.設計者以手繪的草圖來快速表達他們在設計上的想法步驟三製作模型在思考新型電話設計時，可能有非常多創新的想法，而許

6、多想法在草圖繪製的階段可能就已經被否定掉了，被保留下來的設計概念逐漸發展完整後，設計師們便進一步以木頭、油土、或石膏，將這些設計概念製作成實體的模型，包括電話的聽筒、基座、撥號轉盤（如圖3）。這些實體模型能讓設計師更具體感受到其設計，同時也被用來展示給他們的顧客AT&T公司看，討論是否能滿足他們顧客的要求。圖3.電話設計的實體模型3http://designer.mech.yzu.edu.tw/機械設計程序步驟四評估設計根據這些電話的實體模型，設計師和他們的顧客可以仔細評估新型設計是否順手好用？是否能配合使用者的臉型和耳朵？他們規劃了一系列的

7、設計原型的分析測試，來評估新型電話設計的各種性能，並且不斷作細部修改，終於他們敲定了最後的設計。步驟五製造產品設計師們建議使用一種新型的塑膠來製造最終的電話產品，因為這種塑膠可以用模具射出成形，製造上比較有效率，成本也較低，同時這種塑膠質地輕、壽命長、而且可以有許多種不同的顏色。最後AT&T同意了整個新型電話設計，而且大量生產，型號叫作“500系列(Series500)”（圖4），單是這一型電話當時就生產了兩千五百萬台之多。圖4.500系列電話設計的結束是一個解答(Designendswithasolution.)◇實作計劃1未來電話的設計比

8、較一下“500系列”電話和你現在所使用的電話。哪些功能是相同的？哪些功能不同了？為什麼電話的設計有這些改變？評估一下我們今天所使用的電話還有什麼問題？你可以如何改進