现代设计理论与方法绪论.ppt

第一章第一章 绪论绪论主要内容：主要内容：了解现代设计方法的内涵；了解现代设计方法的内涵；了解现代设计的主要理论和方法。了解现代设计的主要理论和方法。1.1 1.1 现代设计现代设计什么是什么是设计设计？什么是？什么是现代设计？现代设计？1.1.1 1.1.1 设计的内涵设计的内涵 设计：在正式做某项工作之前，根据一定设计：在正式做某项工作之前，根据一定的目的和要求，预先制定方法、图样等。的目的和要求，预先制定方法、图样等。-现代汉语词典现代汉语词典 早期人类有关设计的经验性总早期人类有关设计的经验性总结，如中国古代的考工记和古结，如中国古代的考工记和古罗马老普林尼的博物志，都可罗马老普林尼的博物志，都可视作设计学作为一门理论的最初萌视作设计学作为一门理论的最初萌芽和起点。芽和起点。而设计学成为一门独立的学科，而设计学成为一门独立的学科，并且被学者们作出思辨的归纳和理并且被学者们作出思辨的归纳和理论的阐述，则是论的阐述，则是2020世纪以来的产物。世纪以来的产物。1.1.1 1.1.1 设计的内涵设计的内涵 设计作为人类生物性与社会性的生存方式，设计作为人类生物性与社会性的生存方式，其渊源是伴随其渊源是伴随“制造工具的人制造工具的人”的产生而产生的。的产生而产生的。广义概念：对发展过程的安排，包括发广义概念：对发展过程的安排，包括发展的方向、程序、细节以及达到的目标。展的方向、程序、细节以及达到的目标。狭义概念：将客观狭义概念：将客观需求转化为需求转化为满足该满足该需求的需求的技术系统技术系统的活动。的活动。1.1.1 1.1.1 设计的内涵设计的内涵u设计是为满足需求而进行的一种设计是为满足需求而进行的一种创造创造性思维性思维活动的实践过程。活动的实践过程。u设计是一种优化过程，是在设计是一种优化过程，是在给定的条件给定的条件下，下，针对目标针对目标谋求最优解谋求最优解的过程。的过程。u设计是一种设计是一种创造性创造性活动，设计的核心是创造，活动，设计的核心是创造，没有没有创新创新就不叫设计。就不叫设计。相关概念相关概念u设计是通过分析、创造与综合，创造性的建设计是通过分析、创造与综合，创造性的建立满足特定功能要求的立满足特定功能要求的技术系统技术系统的活动过程。的活动过程。1.1.1 1.1.1 设计的内涵设计的内涵1 1、需求特征。、需求特征。2 2、创造性特征。、创造性特征。3 3、程序特征。、程序特征。设计程序：产品规划、原理方案设计、设计程序：产品规划、原理方案设计、技术设计、施工设计。技术设计、施工设计。4 4、时代特征。、时代特征。1.1.2 1.1.2 工业产品设计的特征工业产品设计的特征1 1、直觉设计阶段、直觉设计阶段 凭凭直直观观感感觉觉来来设设计计制制作作工工具具和和机机械械，往往往往带有一定的盲目性。带有一定的盲目性。2 2、经验设计阶段、经验设计阶段 依依靠靠个个人人的的才才能能和和经经验验，运运用用一一些些基基本本设设计计计计算算理理论论，借借助助类类比比、模模拟拟和和试试凑凑等等设设计计方法进行设计。方法进行设计。3 3、半理论半经验设计阶段、半理论半经验设计阶段 加强了设计基础理论、各种专业机械产品加强了设计基础理论、各种专业机械产品设计机理以及关键零部件的设计研究，使设设计机理以及关键零部件的设计研究，使设计者能够充分利用数据、图表和手册等进行计者能够充分利用数据、图表和手册等进行设计，减少了设计的盲目性，增加合理性。设计，减少了设计的盲目性，增加合理性。1.1.3 1.1.3 设计发展的基本阶段设计发展的基本阶段4 4、现代设计阶段、现代设计阶段 以市场需求为驱动，以现代设计思想、以市场需求为驱动，以现代设计思想、理论为指导，以知识获取为中心，以现代技理论为指导，以知识获取为中心，以现代技术手段为工具，考虑产品的全生命周期和人、术手段为工具，考虑产品的全生命周期和人、机、环境相容性等因素的设计。机、环境相容性等因素的设计。1.1.3 1.1.3 设计发展的基本阶段设计发展的基本阶段1 1、传统设计、传统设计 加强了设计基础理论、各种专业机械产品加强了设计基础理论、各种专业机械产品设计机理以及关键零部件的设计研究，并随设计机理以及关键零部件的设计研究，并随着经验的积累，以及设计与工艺的结合的设着经验的积累，以及设计与工艺的结合的设计，称为计，称为传统设计传统设计或者或者常规设计常规设计。传统设计以经验为基础，运用力学、数传统设计以经验为基础，运用力学、数学等公式，图表等作为设计依据，通过经验学等公式，图表等作为设计依据，通过经验公式或类比的方式进行设计。公式或类比的方式进行设计。1.1.4 1.1.4 现代设计与传统设计现代设计与传统设计2 2、现代设计、现代设计 继承了传统设计的精华，吸取了当代科技继承了传统设计的精华，吸取了当代科技成果和计算机技术。成果和计算机技术。与传统设计相比，主要完成了一下转变：与传统设计相比，主要完成了一下转变：1 1）产品结构分析的定量化；）产品结构分析的定量化；2 2）产品工况分析的动态化；）产品工况分析的动态化；3 3）产品质量分析的可靠性化；）产品质量分析的可靠性化；4 4）产品设计结果的最优化；）产品设计结果的最优化；5 5）产品设计过程的高效化和自动化。）产品设计过程的高效化和自动化。1.1.4 1.1.4 现代设计与传统设计现代设计与传统设计 传统设计传统设计 现代设计现代设计 经验、类比经验、类比 逻辑逻辑 、推理、推理 、系统、系统 静态、少参数静态、少参数 动态、多变量动态、多变量 1.1.4 1.1.4 现代设计与传统设计现代设计与传统设计传统设计：生产经验、力学、数学公式传统设计：生产经验、力学、数学公式 静态静态现代设计：摩擦学、模态、可靠性、疲劳现代设计：摩擦学、模态、可靠性、疲劳 动态动态 当然当然,现代设计方法还不能完全取代传统设计现代设计方法还不能完全取代传统设计方法，一些行之有效的经验方法目前仍在广泛方法，一些行之有效的经验方法目前仍在广泛使用，它们仍是现代设计方法的重要组成。使用，它们仍是现代设计方法的重要组成。1.1.4 1.1.4 现代设计与传统设计现代设计与传统设计1.2.1 1.2.1 现代设计理论和方法现代设计理论和方法 设设计计理理论论是是对对产产品品设设计计原原理理与与机机理理的的科学总结。科学总结。设计方法是使产品满足设计要求以及设计方法是使产品满足设计要求以及判断其是否满足要求的依据。判断其是否满足要求的依据。1.2 1.2 现代设计理论和方法的主要内容和特点现代设计理论和方法的主要内容和特点 优化设计优化设计 可靠性设计可靠性设计 计算机辅助设计计算机辅助设计 有限元法有限元法 工业造型设计工业造型设计 反求工程设计反求工程设计 绿色设计绿色设计 动态设计动态设计 系统化设计系统化设计 创造性设计创造性设计 摩擦学设计摩擦学设计 模块化设计模块化设计 虚拟设计虚拟设计 价值工程价值工程 人机工程人机工程1.2.2 1.2.2 现代设计的主要理论和方法现代设计的主要理论和方法1.2.3 1.2.3 现代设计方法的特点现代设计方法的特点1 1、程式性、程式性 现代设计研究设计的一般进程，包括一般设计现代设计研究设计的一般进程，包括一般设计战略和用于设计各个具体部分的战术方法。要求设战略和用于设计各个具体部分的战术方法。要求设计者从计者从产品规划、方案设计、技术设计、施工设计产品规划、方案设计、技术设计、施工设计产品规划、方案设计、技术设计、施工设计产品规划、方案设计、技术设计、施工设计到实验、试制到实验、试制到实验、试制到实验、试制，按步骤有计划地进行设计。按步骤有计划地进行设计。2 2、创造性、创造性 现代设计强调创造能力开发和充分发挥人的现代设计强调创造能力开发和充分发挥人的创造性；重视原理方案的设计、开发和创新产品。创造性；重视原理方案的设计、开发和创新产品。只有创新才能有所发明。只有创新才能有所发明。1.2.3 1.2.3 现代设计方法的特点现代设计方法的特点3 3、系统性、系统性 现代设计把设计对象看作现代设计把设计对象看作一个系统一个系统，同时考，同时考虑系统与外界的联系，用虑系统与外界的联系，用系统工程系统工程概念进行分析概念进行分析和综合，通过功能分析、系统综合等方法，力求和综合，通过功能分析、系统综合等方法，力求系统整体最优，使人积之间的功能相互协调。系统整体最优，使人积之间的功能相互协调。4 4、最优性、最优性 设计的目的是得到功能全、性能好、成本低设计的目的是得到功能全、性能好、成本低的最优产品。的最优产品。1.2.3 1.2.3 现代设计方法的特点现代设计方法的特点5 5、综合性、综合性现代设计在设计过程中，综合考虑、分析现代设计在设计过程中，综合考虑、分析市场需求、设计、生产、管理、使用、销售各方市场需求、设计、生产、管理、使用、销售各方面的因素；综合运用优化是系统工程、可靠性理面的因素；综合运用优化是系统工程、可靠性理论、价值工程、技术等学科的知识，探索多种解论、价值工程、技术等学科的知识，探索多种解决设计问题的科学途径。决设计问题的科学途径。6 6、数字性、数字性将计算机技术全面的引入。将计算机技术全面的引入。1.3 1.3 现代产品的设计类型及进程现代产品的设计类型及进程1.3.1 1.3.1 现现代代产产品品的的特特点点与与设设计计要要求求1.3.2 1.3.2 现代产品的设计类型及进程现代产品的设计类型及进程 1 1、现代产品的设计类型、现代产品的设计类型 开发性设计开发性设计 适应性设计适应性设计 变型设计变型设计 2 2、现代产品设计的三个阶段、现代产品设计的三个阶段 功能原理设计功能原理设计 实用化设计实用化设计 商品化设计商品化设计1.3.2 1.3.2 现代产品的设计类型及进程现代产品的设计类型及进程 3 3、现代产品设计的进程、现代产品设计的进程 产品规划阶段产品规划阶段 原理方案设计阶段原理方案设计阶段 技术设计阶段技术设计阶段 施工设计阶段施工设计阶段1.4 1.4 学习现代设计方法的意义和任务学习现代设计方法的意义和任务