现代设计理论与方法-优化设计法和创造性设计法

第10章系统化设计法和创造性设计,主要内容：了解系统化设计；了解黑箱法；了解创造性思维；了解创造性思维技法。,10.1系统化设计,1、定义系统化设计法是把设计对象看作一个完整的技术系统，然后用系统工程方法对系统各要素进行分析和综合，使系统内部协调一致，并使系统与环境相协调，以获得整体最优化设计。,所谓系统就是具有特定功能的、相互间有联系的许多要素构成的一个整体。根据需要，系统可以进一步划分为子系统和系统单元。,10.1系统化设计,2、系统化设计的技术系统设计的实施需要借助一些实体（实体系统），工程设计人员的设计对象往往是这一系统，这个实体系统称为技术系统。利用技术系统，可以对作业对象（能量、物料、信息）进行改变或者转换，这样的过程叫做技术过程。,10.1系统化设计,3、功能分析法技术系统的用途或所具有特定工作能力是其功能，即功能就是技术系统所具有的转化作业对象的特性。功能分析法是系统化设计中探求功能原理方案的主要方法。,3、功能分析法功能分析是从功能的角度寻找设计问题的解决办法。首先根据设计任务确定系统的总功能，体现在将输入条件转换为系统的输出条件上。总功能确定后，在进行功能分解，将总功能分解为分功能、子功能直到功能元。功能元是最小的功能单位，是可以直接从物理效应、逻辑关系方面找到解法的基本功能单元。,10.1系统化设计,4、功能分析法的设计步骤1）总功能分析2）功能分解3）功能元求解4）求系统原理解5）求最佳系统原理方案,10.1系统化设计,3、功能分析法的设计步骤1）总功能分析,黑箱法（BlackBox）黑箱法是一种寻求系统总功能的创造性思维方法。“黑箱”就是一个未知其内部机理和结构的箱子，“黑箱法”就是将所研究的复杂系统看作一个黑箱，在不打开它的前提下，暂时忽略次要因素，首先集中考虑系统的输入输出关系，通过观测与分析黑箱和外部环境的相互关系，求解待设计系统的功能，从而进一步了解其内部结构的机理。,10.1系统化设计,3、功能分析法的设计步骤1）总功能分析,黑箱法（BlackBox）,10.1系统化设计,3、功能分析法的设计步骤1）总功能分析,黑箱法（BlackBox）,例如：拉伸材料试验机的总功能是：试件拉伸、测量力和相应的变形值。,10.1系统化设计,2）可以将总功能分解为功能单元如下图。,10.1系统化设计,3）功能元求解物理功能元、逻辑功能元、数学功能元,10.1系统化设计,10.1创造力创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自我控制能力、文化素质、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。,10.2创造性设计,1.思维,10.2.2创造性思维,人脑对客观事物间接的和概括的反映，它既能动的反映客观世界，又能动的反作用于客观世界。人脑对客观事物进行分析、综合、判断、推理的活动过程。,1.思维,10.2.2创造性思维,思维图解,2.创造性思维,10.2.2创造性思维,反映事物本质属性和内在、外在有机联系的具有新颖的广义模式的一种可物化的思维活动。思维结果具有明显的新颖性和独特性。,3.创造性思维的实质,10.2.2创造性思维,实质,选择,突破,重新建构,找资料、调研、充分的思索，特别强调有意识的选择。,从“逻辑的中断”到“思想上的飞跃”，孕育出新观点、新理论、新方案。,有效而及时地抓住新的本质，筑起新的思维支架。,4.创造性思维的特点,10.2.2创造性思维,1）独创性,不受外界因素干扰,不受已有知识、经验限制，不依附和屈从于任何一种旧有或权威的思路和方法。,怀疑性、抗压性、自变性,2）推理性,纵向推理、逆向推理、横向推理。,4.创造性思维的特点,10.2.2创造性思维,3）多向性,4）跨越性,5）综合性,1.创造技法以创造学理论，尤其是创造性思维规律为基础，通过广泛的创造活动的实践经验进行概括、总结、提炼而得出的创造发明的一些原理、技巧和方法。1）智暴法2）提问法5W2H法3）类比法4）组合创新法,10.2.3创造技法,一、下图中，交叉放着10枚硬币，纵横皆等距。现在请你移动其中的两枚硬币，使10枚硬币恰好组成一个正“”字型。,创造性思维训练,二、只能画一根直线把一个等腰梯形分成二个完全相等的三角形。,创造性思维训练,三、一家大公司正准备要招收新的职员，其中一个测试的问题是,你开着一辆车/在一个暴风雨的晚上/你经过一个车站,有三个人正在等车，恶劣的天气随时可能对它们的生命构成