資源簡介

§2—2 設計的基本方法和基礎知識
教學目的：了解設計的三種類型；了解技術設計的原則、方法和標準；了解技術設計的一般過程。
教學重點和難點：技術設計的一般過程是重點，各種綜合性設計之間的差別是難點。
教學過程和內容：
一、技術設計的種類
技術設計三大類：原創性設計、改進性設計、綜合性設計。
㈠原創性設計：最初的設計屬于原創性設計，又稱開發性設計。
㈡改進性設計：在總的方案原理變化不大的情況下，對已有的設計進行局部的變更改進，使其更加合理、完善，或滿足某些特征需要，這樣的設計叫改進性設計。
㈢綜合（組合）性設計：應用現有技術及原理重新進行組合，使其系統化、綜合化、產生新的優點、特色，創造出新的功能的設計方法叫綜合（組合）性設計。
㈣各種綜合性設計：
1、外形的組合設計： 如多功能螺絲刀
2、性能的組合設計：將若干產品或材料的性能組合起來，構成了新的性能，這就是性能組合設計。（如光纖電纜）
3、原理的組合設計：將兩種或兩種以上的技術原理組合起來，構成了復雜的技術系統，這種組合叫原理組合。（如噴氣飛機）
4、功能的組合設計：將不同功能單元或產品組合起來，得到多功能的技術系統，甚至產生了新的功能，這種組合方式叫功能組合設計。（如汽車）
5、模塊的組合設計：將若干個模塊組合起來，產生某種作用或特色，叫模塊組合設計。（如文藝晚會、裝潢設計）
6、系統的組合設計：把幾個子系統組合為一個復雜的大系統。（如航天系統）
二、技術設計的原則、方法和標準
㈠技術設計的原則（12個）
1、科學性原則：設計必須遵從科學的原理，按照大自然的規律進行設計，否則設計是不會成功的。
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。
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，不要設計用戶不歡迎甚至反對的產品。
4、經濟性原則：在設計中，要考慮用戶的經濟條件、市場的競爭能力，力求用最少的成本，設計出滿足用戶要求的產品。
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。
6、可靠性原則：設計的產品或項目在規定的使用壽命時間內，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、性能指標也不會低于使用說明書規定的范圍。
7、安全性原則：安全性原則是指，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吧允許發生事故，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、制度和倫理道德規范，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。
10、通用性、標準性原則：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。
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，要避免使用產品制造出來后成為過時的東西。
12、可持續發展原則：技術設計必須滿足可持續發展原則。
㈡技術設計的一些方法（7種）
1、常規設計法：包括借鑒法、應用標準器件法和技術（或工程）試驗法
①借鑒法：從已有的技術發展歷史中尋找可參看的技術，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，從而開闊視野，廣開思路，這叫技術借鑒。
②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。
③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，或對某幾種對象進行對比，或尋找未知的原因，或以相似理論對模型（或原型）進行試驗（如汽車防撞設計性能試驗）等，這些叫做技術（或工程）試驗法。
2、系統設計法：把系統的概念和原理應用于設計技術，通過系統分析和系統綜合等一系列步驟，去尋求整體最優秀的技術方案。
3、功能設計法：在設計過程中，將設計對象的功能區分為基本功能和輔助功能。
4、工效學設計法：設計中必須考慮人的生理和心理特征，適應嗯的生理、心理的需求，從而實現安全、方便、舒適、美觀的設計目標。
5、可靠性設計法：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。還要考慮預備“余量”，預防人們預料不到的狀態發生，造成所設計的產品發生故障或失效。
6、最優化設計法：包含3層意思
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（當然是最主要的方面）選取最優秀的方案。
②方案選定后，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，通過檢測、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）：借助計算機進行設計或仿真。
㈢人機關系
1、指人與機器設備及所使用的一切物品之間的關系，包括使用時與所在環境之間的關系。
2、研究人機關系的目的是為了在設計產品和實施某個項目時，實現快速高效，讓人感到方便、舒適，同時保證健康和安全。
㈣設計的依據標準：國際標準、國家標準、部頒標準、行業標準和企業標準。
三、技術設計的一般過程
第一步：發現現問題、確定課題；
第二步：開展調查搜集信息；
第三步：制訂方案決策優化；
第四步：實施制作、評價改進；
第五步：修改設計達到最優；
第六步：推廣應用
小結本課內容

展開更多......

收起↑