§2—2 设计的基本方法和基础知.doc

22 设计的基本方法和基础知识教学目的：了解设计的三种类型；了解技术设计的原则、方法和标准；了解技术设计的一般过程。教学重点和难点：技术设计的一般过程是重点，各种综合性设计之间的差别是难点。教学过程和内容：一、技术设计的种类技术设计三大类：原创性设计、改进性设计、综合性设计。原创性设计：最初的设计属于原创性设计，又称开发性设计。改进性设计：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，使其更加合理、完善，或满足某些特征需要，这样的设计叫改进性设计。综合（组合）性设计：应用现有技术及原理重新进行组合，使其系统化、综合化、产生新的优点、特色，创造出新的功能的设计方法叫综合（组合）性设计。各种综合性设计： 1、外形的组合设计： 如多功能螺丝刀2、性能的组合设计：将若干产品或材料的性能组合起来，构成了新的性能，这就是性能组合设计。（如光纤电缆）3、原理的组合设计：将两种或两种以上的技术原理组合起来，构成了复杂的技术系统，这种组合叫原理组合。（如喷气飞机）4、功能的组合设计：将不同功能单元或产品组合起来，得到多功能的技术系统，甚至产生了新的功能，这种组合方式叫功能组合设计。（如汽车）5、模块的组合设计：将若干个模块组合起来，产生某种作用或特色，叫模块组合设计。（如文艺晚会、装潢设计）6、系统的组合设计：把几个子系统组合为一个复杂的大系统。（如航天系统）二、技术设计的原则、方法和标准技术设计的原则（12个）1、科学性原则：设计必须遵从科学的原理，按照大自然的规律进行设计，否则设计是不会成功的。2、创新性原则：设计只有不断进行创新，才能具有新的生命力。3、需要性和实用性原则：要把解决存在的问题，满足用户的需要作为设计的一个原则，不要设计用户不欢迎甚至反对的产品。4、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，力求用最少的成本，设计出满足用户要求的产品。5、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（并能在一段时间内）最合理的。6、可靠性原则：设计的产品或项目在规定的使用寿命时间内，能适应规定的条件和环境而可靠地工作，不会发生故障，原规定的功能、性能指标也不会低于使用说明书规定的范围。7、安全性原则：安全性原则是指，所设计的产品或项目，在使用时或操作运行时必须是安全的吧允许发生事故，更不允许发生人身伤亡事故。8、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心理的需求，要美观、舒适、使用方便，及使用者和产品之间要建立最协调的关系。9、法律、道德规范原则：技术设计要遵守有关的法律、制度和伦理道德规范，如技术专利法、环境保护法、公民权益保护法等，不允许有违法、违规的行为。10、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，这样，产品通用，维护更方便，拥有更广阔的市场。11、时效性原则：必须按照设计任务书规定的截止日期完成设计，要避免使用产品制造出来后成为过时的东西。12、可持续发展原则：技术设计必须满足可持续发展原则。技术设计的一些方法（7种）1、常规设计法：包括借鉴法、应用标准器件法和技术（或工程）试验法借鉴法：从已有的技术发展历史中寻找可参看的技术，从最新的国内外情报资料中去查找新产品、新技术、新思想、新动向，从而开阔视野，广开思路，这叫技术借鉴。应用标准器件法：查找和应用已有的成就、稳定的优秀的结构原件和器件、标准件，可最快获得优秀的设计方案。技术（或工程）试验法：通过技术（或工程）试验，检验或探索某些机制、效应、性能，或对某几种对象进行对比，或寻找未知的原因，或以相似理论对模型（或原型）进行试验（如汽车防撞设计性能试验）等，这些叫做技术（或工程）试验法。2、系统设计法：把系统的概念和原理应用于设计技术，通过系统分析和系统综合等一系列步骤，去寻求整体最优秀的技术方案。3、功能设计法：在设计过程中，将设计对象的功能区分为基本功能和辅助功能。4、工效学设计法：设计中必须考虑人的生理和心理特征，适应嗯的生理、心理的需求，从而实现安全、方便、舒适、美观的设计目标。5、可靠性设计法：包括抗热、抗震、抗干扰，能在规定的环境（可能是恶劣的）下工作。还要考虑预备“余量”，预防人们预料不到的状态发生，造成所设计的产品发生故障或失效。6、最优化设计法：包含3层意思问题的解决方案可以是多种的，而且从不同的角度看问题会有不同的评价，设计者必须综合各种因素，权衡利弊，从综合角度（当然是最主要的方面）选取最优秀的方案。方案选定后，可以建立其数学模型，在满足各种约束条件的前提下，合理地设计其变量值，从而求得最优化的数据和结论，并据此进行设计。设计应该是一个反复进行的过程。设计实施之后，通过检测、试用、评价之后发现新的问题，再反过来修改设计，最后得到较满意的设计，才可以正式应用或投产。7、计算机辅助设计法（CAD）：借助计算机进行设计或仿真。人机关系1、指人与机器设备及所使用的一切物品之间的关系，包括使用时与所在环境之间的关系。2、研究人机关系的目的是为了在设计产品和实施某个项目时，实现快速高效，让人感到方便、舒适，同时保证健康和安全。设计的依据标准：国际标准、国