设计理论与方法课件.ppt

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1、第2章设计方法学(DesignMethodology)2.1概述2.2技术系统及其确定2.3方案系统化设计2.4评价决策2.5设计工具2.6设计思维2.7设计实例技术系统：具有一定目的、由若干部分组成的具有确定功能的有机整体，简称系统。（小到原子、细胞，大到宇宙；小到企业、科研机构，大到国民经济体系。）系统论：以系统为研究对象，研究其结构(如结构与功能、系统与部分、部分与部分、系统与环境、系统与时间等)，采用优化方法，使目的最佳。设计方法学：以系统论的观点，研究设计对象、设计进程(战略问题)和具体设计方法(战术问题)的科学。2.1概述2.1.1设计方法学的涵义设计对象是一个能实现一定技

2、术过程的技术系统。设计进程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，包括物质功能和精神功能。设计评价先根据一定的准则和方法对各方案作出评价，然后按正确的原则和步骤进行决策，逐步求得最优方案。设计思维设计是一种创新，设计思维应是创造性思维。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，按系统程式分类列表，建立各种设计信息库，以便快速调用参考。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，以提高设计质量和效率。2.1概述2.1.2研究内容德国：着重研究设计的进程、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

3、范供设计人员参考英美：偏重创造性开发，计算机在设计中的应用。日本：注重创造工程、自动设计、质量工程、价值工程等。俄罗斯：侧重于发明与创新活动的方法问题。中国：侧重于理论吸收和应用研究。共同点：即注重总结设计规律、启发创造性、采用现代化的先进理念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，设计出更多功能全、性能好、成本低、外形美的产品，以满足社会的需求和适应日趋尖锐的市场竞争。2.1概述2.1.3研究侧重点2.1概述2.1.4设计系统设计系统：设计是一种信息处理系统。从系统论的观点分析，设计系统具有三维空间。时间维：指产品设计的各个阶段。逻辑维：解决问题的逻辑步骤。

4、方法维：设计理论与方法的应用。图2.1三维设计系统2.2技术系统及其确定2.2.1技术系统将设计对象看作技术系统，它是“黑箱”，物质流、能量流和信息流经过黑箱产生变化。图2.2技术系统示意图系统组成：系统单元、边界条件、输入和输出2.2技术系统及其确定系统单元：完成不同分功能的单元。①作业单元，完成转换工作②动力单元，完成能量的转换、传递与分配③控制单元，接受、处理和输出控制信息④检测单元，检测系统各种功能的完成情况，反馈给控制单元⑤结构单元，实现系统各部分的联接与支承图2.3为一个黑箱示意图，方框内部为待设计的技术系统，方框即为系统边界，通过系统的输入和输出，使系统和环境联系起来。2

5、.2技术系统及其确定边界条件：人与系统、系统与外部环境的作用界面，即设计对象的范围。输入输出：系统与环境相互联系和作用的元素，即系统的作业对象，包括物料、能量和信息。例如，为得到某种形状的金属零件，可在加工中心上对坯料进行加工。坯料是作业对象，加工中心是技术系统，所完成的加工过程是技术过程，产品就是人造技术系统。满足一定需求的技术过程不是唯一的，因而相对应的技术系统也是不同的。生产某种形状的金属零件：切削机床精密铸机精密锻机冷轧机切削铸造锻造轧制激光成型机激光成型技术过程：技术系统所服务的过程。确定步骤：①根据信息集约和调研预测的资料，分析确定作业对象及其主要转换要求。②分析比较传统的

6、和现代的理论和实践，确定实现主要转换的工作原理。③明确实现技术过程的环境和约束条件，约束条件包括经济条件、生产条件、技术条件，社会条件等。④确定主要技术过程和其他辅助过程。⑤根据高效、经济、可靠、美观等原则，初步划定人—技术系统—环境的两方边界即工作范围，从而确定技术系统应实现的功能。2.2技术系统及其确定2.2.2技术过程2.2技术系统及其确定2.2.3产品规划确定技术系统就是明确设计任务，即产品规划。图2.4产品规划阶段(一)信息集约：1.情报部门产品的技术资料及发展趋势，专利情报，行业技术经济情报等。2.研究部门性能试验，新材料、新工艺，新技术等。3.设计部门产品性能、规格、造型

7、，各种标准法规、设计方法等。4.制造部门生产能力，工时，制造工艺，设备，技术数据等。5.销售部门国家计划、政策，产品寿命周期分析，市场调查，需求预测经营销售等。6.供应部门材料和外购件的价格与供应情况，协作厂质量与供货能力等。7.服务部门老产品用户意见分析，事故与维修情况分析等。8.公关部门产品和企业的社会形象，同行的竞争与联合等。9.社会部门产品与环境污染、节能、资源、动力供应等的关系，产品进入和退出社会、报废消失、升级换代等的效应等。2.2