高二通用技术-设计的基本方法和基础知识2ppt课件.ppt

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1、2.22.2设计的基本方法和设计的基本方法和基础知识基础知识一、技术设计的种类一、技术设计的种类技术设计的种类技术设计的种类原创性设计原创性设计改进性设计改进性设计综合（组合）性设计综合（组合）性设计1、原创性设计、原创性设计 为了打开红酒瓶塞的软木塞，设计为了打开红酒瓶塞的软木塞，设计的螺旋状开瓶器。的螺旋状开瓶器。这种最初的设计属于这种最初的设计属于原创性设计原创性设计,又称为开发性设计又称为开发性设计 想一想这种开瓶器存在哪些不足想一想这种开瓶器存在哪些不足?如何改进如何改进? 在总的方案原理变化不大的情况下，在总的方案原理变化不大的情况下，对已有的设计进行局部的变更改进，使其对已有的设

2、计进行局部的变更改进，使其更加合理、完善，或满足某些特定的需要更加合理、完善，或满足某些特定的需要,这种设计叫这种设计叫改进性设计改进性设计。3、综合（组合）综合（组合）性设计性设计 应用现有的技术及原理重新进行组应用现有的技术及原理重新进行组合，使其系统化、综合化、产生新的优合，使其系统化、综合化、产生新的优点、特色，创造出新的功能设计方法叫点、特色，创造出新的功能设计方法叫做做综合（组合）设计综合（组合）设计。几种开瓶器的综合性设计几种开瓶器的综合性设计 综合综合(组合组合)性设计性设计外形组合外形组合性能组合性能组合功能组合功能组合模块组合模块组合原理组合原理组合系统组合系统组合外形组合

3、设计外形组合设计 多功多功能螺丝刀能螺丝刀性能组合设计性能组合设计 通通 信信 光光 缆缆原理组合设计原理组合设计 功能组合设计功能组合设计 文艺晚会的表演由每一场文艺节目模块组合而成文艺晚会的表演由每一场文艺节目模块组合而成家具、电器的摆放、装潢设计也是一种组合设计家具、电器的摆放、装潢设计也是一种组合设计模块组合设计模块组合设计 系统的组合设计系统的组合设计 计算机系统：由硬件系统和计算机系统：由硬件系统和软件系统的组合设计而成。软件系统的组合设计而成。 神舟六号飞船由发射系统、神舟六号飞船由发射系统、监测系统、控制系统、航天员监测系统、控制系统、航天员系统、飞船本身系统和回收系系统、飞船

4、本身系统和回收系统等子系统组成。统等子系统组成。汽车也可以看作系统的组合设计汽车也可以看作系统的组合设计 A 技术设计的原则技术设计的原则二、技术设计的原则、方法和标准二、技术设计的原则、方法和标准 科学性原则科学性原则 创新性原则创新性原则需要性和实用性原则需要性和实用性原则 经济性原则经济性原则最优化原则最优化原则 可靠性原则可靠性原则安全性原则安全性原则 工程心理学和生理学原则工程心理学和生理学原则法律道德规范原则法律道德规范原则 通用性标准性原则通用性标准性原则时效性原则时效性原则 可持续发展原则可持续发展原则1、科学性原则：、科学性原则： 设计必须遵从科学的原理，按照大自然设计必须遵

5、从科学的原理，按照大自然的规律进行设计，否则设计是不会成功的规律进行设计，否则设计是不会成功的。的。想一想：永动机设计者的设计是否遵从了想一想：永动机设计者的设计是否遵从了科学性原则？科学性原则？ 2、创新性原则：、创新性原则：设计只有不断进行创新，才能具有新的生命力。设计只有不断进行创新，才能具有新的生命力。一个产品的创新设计可以在原理运用功能、结一个产品的创新设计可以在原理运用功能、结构、指标、外观等方面进行创新，也可以在安构、指标、外观等方面进行创新，也可以在安全，可靠耐用，有利于节能、环保创造优良性全，可靠耐用，有利于节能、环保创造优良性价比，有利于使用者身心健康、舒服、快捷、价比，有

6、利于使用者身心健康、舒服、快捷、方便等方面进行创新等。方便等方面进行创新等。例如：电视机从诞生以来，在新材料、新器件、例如：电视机从诞生以来，在新材料、新器件、新技术、外观、节能等方面进行了创新设计。新技术、外观、节能等方面进行了创新设计。3、 需要性和实用性原则需要性和实用性原则要把要把解决存在的问题，满足用户的需要解决存在的问题，满足用户的需要作为设计的一个原则，不要设计用作为设计的一个原则，不要设计用户不欢迎甚至反对的产品。户不欢迎甚至反对的产品。 男士车男士车女士车女士车对比：对比：（1）以前的靠按钮或旋钮来实现开关或调台的）以前的靠按钮或旋钮来实现开关或调台的的传统电视机为什么会逐渐

7、被淘汰，出现了现的传统电视机为什么会逐渐被淘汰，出现了现在比较高级的遥控电视机？在比较高级的遥控电视机？（2）以前的手机体积比较大，重量也比较大，）以前的手机体积比较大，重量也比较大，而且功能也比较单一，现在的手机体积、质量而且功能也比较单一，现在的手机体积、质量小，而且功能也月来越来越多，用处也越来越小，而且功能也月来越来越多，用处也越来越大。为什么会出现这种状况？大。为什么会出现这种状况？4、 经济性原则经济性原则设计中的经济原则是指以最低的费用设计中的经济原则是指以最低的费用取得最佳效果。取得最佳效果。 在材料方面讲究经济原则在材料方面讲究经济原则 在运输成本方面讲究经济原则在运输成本方

8、面讲究经济原则 经济性原则在设计中，要考虑用户经济性原则在设计中，要考虑用户的经济条件，市场的竞争能力，力求用最少的经济条件，市场的竞争能力，力求用最少的成本，设计出满足用户要求的产品。的成本，设计出满足用户要求的产品。 应从哪些方面着手降低成本，体现经济原则应从哪些方面着手降低成本，体现经济原则?议一议：议一议：材料（合理使用质优价廉、能优化产品品质材料（合理使用质优价廉、能优化产品品质的原材料）、技术、管理、工艺（加工方的原材料）、技术、管理、工艺（加工方法）、包装、运输、仓储等等。法）、包装、运输、仓储等等。 性价比，全称是性能价格比，是一个性价比，全称是性能价格比，是一个性能与价格之间

9、的比例关系，具体公式：性能与价格之间的比例关系，具体公式：性价比性价比=性能性能/价格。所以，大家购买产品价格。所以，大家购买产品时，都会选择性价比高的产品购买。但时，都会选择性价比高的产品购买。但是，产品的性价比应该建立在同一的性是，产品的性价比应该建立在同一的性能基础上，也就是说，如果没有一个相能基础上，也就是说，如果没有一个相同的性能比较基础，得出的性价比是没同的性能比较基础，得出的性价比是没有意义的。有意义的。小资料：小资料：提高功能成本比的方法：提高功能成本比的方法：功能不变，降低成本。功能不变，降低成本。价格不便，增加功能。价格不便，增加功能。 增加功能，降低成本。增加功能，降低成

10、本。厨用剪刀厨用剪刀怎样实现价值优化怎样实现价值优化 5、 最优化原则所设计的产品或项目在功最优化原则所设计的产品或项目在功能、技术上尽可能是目前（并可能在一段时能、技术上尽可能是目前（并可能在一段时间内）是最合理的。间内）是最合理的。 最优化不一定是最先进，但一定是最合理最优化不一定是最先进，但一定是最合理 最优化原则设计要贯彻最优化原则设计要贯彻”系统化系统化”和和优化优化的思的思想。这一原则要求在研究解决问题是，统筹想。这一原则要求在研究解决问题是，统筹兼顾，大力协同，多中择优，采用时间、空兼顾，大力协同，多中择优，采用时间、空间、程序、主体、客体等方面的峰值佳点，间、程序、主体、客体等

11、方面的峰值佳点，本着本着“多利相衡取其重，多害相衡取其轻多利相衡取其重，多害相衡取其轻”的精神进行综合优化和系统筛选。的精神进行综合优化和系统筛选。 6、 可靠性和安全性原则可靠性和安全性原则问题：问题： （1）为什么小孩子的玩具都没有锋利的棱角和尖）为什么小孩子的玩具都没有锋利的棱角和尖的的局部形状？的的局部形状？（2）为什么现在的轿车都配备安全气囊？）为什么现在的轿车都配备安全气囊？（3）为什么很多家电产品上都要求必须通过）为什么很多家电产品上都要求必须通过 “CCC”认证？认证？（CCC认证即是认证即是“中国强制认证中国强制认证”，其英，其英文名称为文名称为“China Compulso

12、ry Certification”，缩写为，缩写为CCC。CCC认证对涉及到的产品执行国家强制的安全认证。）认证对涉及到的产品执行国家强制的安全认证。） 设计的产品或项目应在规定使用时间内，设计的产品或项目应在规定使用时间内，能可靠安全的工作，能适应规定的条件和环境，能可靠安全的工作，能适应规定的条件和环境，不会发生故障和事故。不会发生故障和事故。 电热水瓶电热水瓶热得快热得快7、 工程心理学和生理学原则工程心理学和生理学原则 设计的产品或项目必须满足人类设计的产品或项目必须满足人类心理的需求，要美观、舒适、使用方便，心理的需求，要美观、舒适、使用方便，是使用者和产品之间建立最协调的关系。是使

13、用者和产品之间建立最协调的关系。又称又称“人类工效学原则人类工效学原则”。 8、 法律、道德规范原则法律、道德规范原则技术设计要遵守有技术设计要遵守有关的法律、制度、规范，不允许有违反、违规关的法律、制度、规范，不允许有违反、违规行为。行为。 目前流行的目前流行的LED“免电灯免电灯”，用的是电话线的，用的是电话线的余电，电费由电信部门负担，厂家这一技术创新符余电，电费由电信部门负担，厂家这一技术创新符合法律规范原则吗？合法律规范原则吗？ “免电灯免电灯”侵害了电信部门的合法权益侵害了电信部门的合法权益,也侵犯也侵犯了用户正常使用通信业务的权益了用户正常使用通信业务的权益 9、 通用性、标准性

14、原则通用性、标准性原则 产品设计尽可能采用标准化技术和标准件，产品设计尽可能采用标准化技术和标准件，这样，产品通用，维护方便，拥有更广阔的市场。这样，产品通用，维护方便，拥有更广阔的市场。 你知道火车为什么能安全地运行在铁轨上吗？你知道火车为什么能安全地运行在铁轨上吗？ 一个重要因素是铁轨都是按照严格的技术规范标准一个重要因素是铁轨都是按照严格的技术规范标准设计制造的。铁路的铺设、火车的车轮间距离都有设计制造的。铁路的铺设、火车的车轮间距离都有严格的技术规范标准，否则火车就无法在铁轨上运严格的技术规范标准，否则火车就无法在铁轨上运行。行。 各行各业都可能有一些设计的技术规范，这些规范各行各业都

15、可能有一些设计的技术规范，这些规范往往是实践经验及科学理论的总结，在进行设计活往往是实践经验及科学理论的总结，在进行设计活动时必须遵循。动时必须遵循。小资料：小资料： 各行各业还有一些标准化的零部件，称为标准件。各行各业还有一些标准化的零部件，称为标准件。例如机械行业的螺钉、螺母、销钉，电子行业的一些例如机械行业的螺钉、螺母、销钉，电子行业的一些电子元器件等，都是常见的标准件。电子元器件等，都是常见的标准件。 你能辨认这些标志吗？你能辨认这些标志吗？小资料：小资料：10、 时效性原则时效性原则 必须按照设计任务书规定的截至日期完成必须按照设计任务书规定的截至日期完成设计任务，避免使产品制造出来

16、后成为过时的东设计任务，避免使产品制造出来后成为过时的东西。西。分析课本分析课本P45例例1，说明设计失败的原因。，说明设计失败的原因。 (1)违反了时效性原则，没有在规定的违反了时效性原则，没有在规定的6个月期限个月期限交货，而是交货，而是8个月才交货；个月才交货； (2)还违反了时效性原则的第二个内容还违反了时效性原则的第二个内容“不应该使不应该使产品制造出来后成为过时的东西产品制造出来后成为过时的东西”。因为。因为8个月后个月后已经有另一研究所同时研制出性能相同，价格更已经有另一研究所同时研制出性能相同，价格更便宜的产品。所以便宜的产品。所以A研究所设计的产品成为过时研究所设计的产品成为

17、过时的产品。的产品。9. 可持续发展原则可持续发展原则 可持续发展的设计原则，就是要克服可持续发展的设计原则，就是要克服传统产品设计的不足，使所设计的产品传统产品设计的不足，使所设计的产品既能满足产品功能的要求，又能满足适既能满足产品功能的要求，又能满足适应环境与可持续发展的需求。应环境与可持续发展的需求。 基本思想是，在设计阶段将环境因素基本思想是，在设计阶段将环境因素和预防污染的措施纳人设计之中，将环和预防污染的措施纳人设计之中，将环境保护作为产品的设计目标和出发点。境保护作为产品的设计目标和出发点。 可持续发展设计原则包括以下主要内容：可持续发展设计原则包括以下主要内容： 设计过程的每一

18、个决策充分考虑尽量减少对环境设计过程的每一个决策充分考虑尽量减少对环境的破坏。的破坏。 尽可能减少原料和自然资源的使用，减轻各种技尽可能减少原料和自然资源的使用，减轻各种技术、工艺对环境的污染。术、工艺对环境的污染。 在设计过程中最大限度地减小产品重量和体积，在设计过程中最大限度地减小产品重量和体积，精简结构；在生产中减少消耗；在流通中降低成精简结构；在生产中减少消耗；在流通中降低成本；在消费中减少污染。本；在消费中减少污染。 改进产品结构设计，使用过的产品废弃物中尚有改进产品结构设计，使用过的产品废弃物中尚有利用价值的资源或部件便于回收，减少废弃物的利用价值的资源或部件便于回收，减少废弃物的

19、垃圾量。垃圾量。下列产品的设计，为什么符合可持续下列产品的设计，为什么符合可持续发展原则？发展原则？ 议一议：议一议：西藏自治区政府决定关闭三个火力发电站代之以两个水利发电站、两个地热发电站和一个风力发电站。以上措施主要遵循哪一原则？技术设计的原则技术设计的原则: 科学性原则科学性原则 创新性原则创新性原则 需要性原则需要性原则 经济性原则经济性原则 最优化原则最优化原则 可靠性原则可靠性原则 安全性原则安全性原则 工程心理学和生理学原则工程心理学和生理学原则 法律规范原则法律规范原则 通用性标准性原则通用性标准性原则 时效性原则时效性原则 可持续发展原则可持续发展原则小结：小结： 这些原则之

20、间是怎样的一种关系？这些原则这些原则之间是怎样的一种关系？这些原则是独立存在的吗？之些原则能同时遵守吗？是独立存在的吗？之些原则能同时遵守吗？ 实际运用中，各个原则并不是独立的，它们实际运用中，各个原则并不是独立的，它们之间有着相互联系，相互制约、相互影响的关之间有着相互联系，相互制约、相互影响的关系。这些原则可以同时遵守，但侧重点会有所系。这些原则可以同时遵守，但侧重点会有所不同。在运用中既要综合考虑，又要分清主次。不同。在运用中既要综合考虑，又要分清主次。 设计的一般原则要求我们在设计中要考设计的一般原则要求我们在设计中要考虑到人文因素和要机关系，要树立创新虑到人文因素和要机关系，要树立创

21、新意识，同时要具有对人、社会、环境的意识，同时要具有对人、社会、环境的责任感。责任感。B 技术设计的一些方法技术设计的一些方法 七种方法：七种方法：常规设计法常规设计法系统设计法系统设计法功能设计法功能设计法工效学设计法工效学设计法可靠性设计法可靠性设计法最优化设计法最优化设计法计算机辅助设计法计算机辅助设计法CAD（Computer Adied Design）借鉴法借鉴法应用标准器件法应用标准器件法技术（或工程）实验法技术（或工程）实验法保证系统各个部分的协调工作保证系统各个部分的协调工作基本功能和辅助功能基本功能和辅助功能考虑人的生理和心理特征，能做到安全、方便、考虑人的生理和心理特征，能

22、做到安全、方便、舒适、美观的设计目标舒适、美观的设计目标抗热、抗震、抗干扰，适应环境，预备抗热、抗震、抗干扰，适应环境，预备“余量余量”设计是一个反复进行的过程，以实现最优选择设计是一个反复进行的过程，以实现最优选择利用计算机进行设计或仿真，利用计算机进行设计或仿真，可以用最快的速度获得效果。可以用最快的速度获得效果。例如：城市交通例如：城市交通例如：横跨一条江河的交通：轮渡、桥梁、隧道例如：横跨一条江河的交通：轮渡、桥梁、隧道C C 人机关系人机关系概念概念:人机关系是指人与人机关系是指人与”机器设备机器设备”及所使用的及所使用的”一切一切物品物品”之间的关系之间的关系,包括使用时与所在的环

23、境之间的包括使用时与所在的环境之间的关系关系.目的目的:是为了在设计产品和实施某个项目时是为了在设计产品和实施某个项目时,实现快速实现快速高效高效,让人感到方便让人感到方便,舒适舒适,同时保证健康和安全同时保证健康和安全. 在具体的设计中在具体的设计中,这里的这里的”人人”往往是指大多数人的往往是指大多数人的情况情况,同时同时,我们也尽可能考虑到特殊人的特殊需要我们也尽可能考虑到特殊人的特殊需要,必要时专门为他们进行专门的设计必要时专门为他们进行专门的设计.在人处于运动状在人处于运动状态或环境有可能变迁时态或环境有可能变迁时,我们的设计还要用我们的设计还要用”动态动态”的角度来展开的角度来展开

24、,以实现最合理、最长久的优良效果以实现最合理、最长久的优良效果.C 设计的依据标准国际标准国家标准行业标准企业标准部颁标准案例：我国家用吸油烟机的设计、案例：我国家用吸油烟机的设计、 生产制造标准：生产制造标准：中华人民共和国标准吸油烟机中华人民共和国标准吸油烟机GB/T 17713-1999其内容包括：其内容包括： 适用范围、引用标准、术语、产品分类、技术要适用范围、引用标准、术语、产品分类、技术要求（环境条件、安全性能、噪音、调速、照明、结求（环境条件、安全性能、噪音、调速、照明、结构要求、外观等）、试验方法、检测规则、标志标构要求、外观等）、试验方法、检测规则、标志标签与包装等项目。签与

25、包装等项目。吸油烟吸油烟机机三、技术设计三、技术设计的一般过程的一般过程是是无无否否有有值得值得发现问题发现问题值得解决吗？值得解决吗？有条件解决吗？有条件解决吗？确定设计课题确定设计课题调查、手机设计所需的信息、数据、资料调查、手机设计所需的信息、数据、资料制定设计方案（多种），并进行权衡，决策优化，选定方案制定设计方案（多种），并进行权衡，决策优化，选定方案进行具体、详细的设计进行具体、详细的设计实施设计（产品研制）实施设计（产品研制）产品（或方案实施结果）的检测产品（或方案实施结果）的检测评价、提出改进意见评价、提出改进意见是最优化设计吗？是最优化设计吗？完成设计完成设计进行鉴定进行鉴定申请专利申请专利不解决不解决暂时不解决暂时不解决修修 改改 设设 计计否否中间过程检测，评价及改进中间过程检测，评价及改进四、技术设计的一般过程举例四、技术设计的一般过程举例发现问题发现问题展开调查展开调查制定方案制定方案制作模型制作模型测试优化测试优化推广应用推广应用