資源簡介

(共44張PPT)
第二節 設計的基礎方法和基礎知識
一、技術設計的種類
（一）原創性設計,又稱開發性設計
（二）改進性設計
（三）綜合（組合）性設計
外形組合設計
性能組合設計
原理組合設計
功能組合設計
模塊組合設計
系統的組合設計
二、技術設計的原則、方法和標準
（一）技術設計的原則
1 科學性原則
設計必須遵從科學原理，按照大自然的規律進行設計，否則設計不會成功。
2 創新性原則
設計只有不斷進行創新，才能具有新的生命力。但是并不是所有的設計都有創新性的，那些重復的、過時的、照抄、仿冒他人的產品的設計就沒有創新性。
3 需要性和實用性原則
要把解決存在的問題，滿足用戶的需要作為設計的一個原則，不要設計擁護不歡迎甚至反對的產品。
4 經濟性原則
在設計中，要考慮用戶用戶的經濟條件、市場的競爭力，力求用最少的成本，設計出滿足用戶要、要求的產品。
5 最優化原則
所設計的產品或項目在功能、技術上盡可能是目前（并能在一段時間內）最合理的。注意最優化不一定是最先進的，但一定是最合理的。
6 可靠性原則
設計的產品或項目應在使用時間內，能適應規定的條件和環境而可靠地工作，不會發生故障，原規定的功能、性能指標不低于使用說明書規定的范圍。
7 安全性原則
所設計的產品或項目，在使用時或操作運行時必須是安全的，不允許發生事故，更不允許發生人身傷亡事故。
8 工程心理學和生理學原則
設計的產品或項目必須滿足人類心理的需求，要美觀、舒適、使用方便，及使用者和產品之間要建立最協調的關系。
9 法律、道德規范原則
技術設計要遵守有關的法律、制度、規范，如技術專利法、環境保護法、公民權益保護法等，不允許有違法、違規的行為。
三鹿奶粉事件
大連星海廣場
10 通用性、標準性原則
電腦風扇
汽車齒輪
產品設計盡可能采用標準化技術和標準件，這樣，產品通用，維護更方便，擁有更廣闊的市場。
電腦主板
11 時效性原則
必須按照設計任務書規定的截止日期完成設計，要避免使產品制造出來后成為過時的東西。
2007年哈爾濱糖酒會
12 可持續發展原則
技術設計必須滿足可持續發展原則。
一次性筷子
風能的利用
閱讀材料：分析這些設計違反了什么原則？
例1 A研究所接受某空調機廠的委托，研究一種可變頻空調的電機模板，當時規定6個月內交貨，每塊價格不超過200元，該研究所在8個月后才完成任務，該控制模板各功能指標符合設計任務書的，每塊價格190元，但該空調機廠家不能接受該項目研究成果，因為當時已有另一研究所同時研究出功能相同的控制模板，每塊價格為160元。
參考答案：
違反了時效性原則。因為沒有在規定的6個月期限交貨，而是8個月。
違反了時效性原則的內容，“要避免使產品制造出來后成為過時的東西”。因為8個月后另一家研究所同時研究出性能相同的主板，而且價格還便宜。
違反了經濟性原則
例2 A市電熱水器廠發明了一項高溫預熱式電熱水器，其原理是在浴室內氣溫太低時起用，它可以先噴出高溫水蒸氣（達150 C）將浴室內溫度提高，當浴室溫度達到一定溫度（如20 C)后則停止噴射高溫水蒸氣，自動轉入正常供熱水狀態。該產品開始很受北方寒冷地區用戶的歡迎，但由于外殼受潮后會帶220V交流電，而且噴出高溫水蒸氣的控制技術不夠可靠，在洗澡時，會噴出高溫水蒸氣，造成傷人事故，后來被迫停產。
參考答案：
違反了安全性原則和可靠性原則
外殼受潮后絕緣不良導致漏電。
高溫噴出水蒸氣的控制器性能不穩定。
（二）技術設計的一些方法
常規設計法
常規設計法
借鑒法
應用標準器件法
技術（或工程）試驗法
借鑒法：從已有的技術發展歷史中尋找可參考的技術，從最新的國內外情報資料中去查找新產品、新技術、新思想、新動向（俗稱“查新”），從而開闊視野，廣開思路，這叫做技術借鑒。
應用標準器件法：查找和應用已有的成就、穩定的優秀的結構原件和器件、標準件、可最快獲得優秀的設計方案。
技術（或工程）試驗法：通過技術（或工程）試驗，檢驗或探索某些機制、效應、性能，或對幾種對象進行對比，或尋找未知的原因，或以相似理論對模型（或原型）進行試驗等。
汽車防撞性能設計，獲取數據和結論，作為設計的依據。
2 系統設計法
技術設計必須是系統化的，因為解決一個問題要同時考慮許多部分，以及它們之間的協調問題。技術設計存在許多不同的設計方法和解決方案。系統設計法可使一個系統各個部分有條不紊地工作。
3 功能設計法
在設計過程中，將設計對象的功能分為基本功能和輔助功能。基本功能是直接滿足主要技術目標的功能，不能隨意改變；同一基本功能可由不同的技術原理來實現。輔助功能是為完善基本功能而在設計中添加的功能，它可以在保證實現基本功能的前提下作出某種改變（如改變顯示的方法和形式等）。
4 工效學設計法
設計中必須考慮人的生理和心理特征，適應人的生理、心理的要求，從而實現安全、方便、舒適、美觀的設計目標。
5 可靠性設計法
可靠性設計是一門學問，包括抗熱、抗震、抗干擾，能在規定的環境（可能是惡劣的）下工作。
6 最優化設計法
（1）問題的解決方案可以是多種的，而且從不同的角度看問題會有不同的評價。設計者必須綜合各種因素，權衡利弊，從綜合角度選取最優秀的方案。
（2）方案選定之后，可以建立其數學模型，在滿足各種約束條件的前提下，合理地設計其變量值，從而求得最優化的數據和結論，并據此進行設計。
（3）設計應該是一個反復進行的過程。設計實施之后，通過檢驗、試用、評價之后發現新的問題，再反過來修改設計，最后得到較滿意的設計，才可以正式應用或投產。
7 計算機輔助設計法CAD（Computer aided design)
計算機輔助設計是借助計算機進行設計或仿真，可以用最快的速度獲得結果。
計算機輔助設計法CAD
（三）人機關系
人機關系是指人與“機器設備”及所使用的“一切物品”之間的關系。
目標：高效、方便、舒適、健康、安全。
例：
圖中反應了人機關系要實現的哪個目標（ ）
A 高效
B 安全
C 舒適
D 健康
（四）設計的依據標準
國際標準
國際標準:國際標準是指國際標準化組織（ISO）、國際電工委員會（IEC）和國際電信聯盟（ITU）制定的標準，以及國際標準化組織確認并公布的其他國際組織制定的標準
例：ISO9000 質量認證
　　ISO9001 管理認證
　　ISO9002 安全認證
　　ISO9003 食品認證
　　ISO9004 機械認證
　　ISO9005 汽車安全認證
　　ISO9006 升降機認證
國家標準:
ANSI (美國國家標準)
GOST (俄羅斯國家標準)
JSA (日本標準)
GB (中華人民共和國標準)
BIS (印度標準)
BSI (英國標準)
CSA (加拿大標準協會)
NF (法國標準)
DIN (德國標準)
部頒標準
行業標準
企業標準
三、技術設計的一般過程
發現問題
值得解決嗎？
不解決
有條件解決嗎？
確定設計課題
調查、收集設計所需的信息、數據、資料
制定設計方案（多種），并進行權衡，決策優化，選定方案
否
暫時不解決
值得解決
無
有
進行具體、詳細的設計
實施設計（產品研制）
產品（或方案實施結果）的檢測
評價、提出改進
是最優化設計嗎？
設計完成
進行鑒定
申請專利
否
中間過程檢測、評價及改進
是
四、技術設計的一般過程舉例
（一）發現問題
（二）開展調查，搜索信息
（三）制定方案，決策優化
（四）實施制作，評價改進
（五）修改設計，達到最優
（六）受到表彰，推廣應用

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