现代设计理论与方法 第10章 系统化设计创造性设计

整理ppt
7
10.2.1 技术过程与技术系统
设计的目的是为满足一定的生产或生活需求。 为了满足这合乎一定要求的轴类零件，可通过车削过程来实 现。轴的坯料通过车削过程，其形状、尺寸、表面性质等产生了一 定变化，得到了合乎要求的轴，满足了客观需求。
这一过程可应用金属切削理论中的车削原理，并由操作者通过 车床实现。当然，车削不是满足这一需求的唯一过程，还可以视条 件采取轧制、锻造、磨削、激光成型等过程。
只有在技术过程中转换了状态，满足了需求，才是作业对象。
整理ppt
10
技术过程是一个人工过程。通过这一过程，使作业对象在一定环 境条件下，经过操作者及技术系统共同施加的作用，有计划、有目的 地产生预期的转变，获得能满足客观需求的结果。
因此，技术过程是在人- 技术系统- 环境这一大系统中完成的。 满足一定需求的技术过程不是唯一的，因而相对应的技术系统也 是不同的。 技术过程的实现必须依据一定的工作原理。例如前述轴的车削技 术过程，它的工作原理就是车削原理。
第10章 系统化设计和 创造性设计法
X Design Methodology
整理ppt
1
第10章 系统化设计法和创造性设计法
内容简介
在产品开发和提高工程设计水平的工作中，科学的设计方法日 益受到重视。在设计方法的研究过程中发展的 “设计方法学”， 是研究设计程序、设计规律、设计中思维和工作方法的一门综合性 学科。它的基础包括系统工程学、创造工程学、优化理论等多种现 代科学理论。设计方法学主要介绍系统化设计法和创造性设计法。
美、英等国则偏重创造性设计的研究，并在优化、价值工程、可 靠性设计和计算机辅助设计方面做出了杰出工作。
整理ppt
3
日本则在开发创造工程学和自动设计方面做了重要工作，并强调 工业设计，形成了东方文化和高科技相结合的风格。
虽然各国在研究的设计方法内容上各有侧重，但共同的特点都是 总结设计规律，启发创造性，采用现代化的先进理论和方法使设计过 程自动化、合理化，其目的是为了提高设计水平和质量，设计出更多 功能全、性能好、成本低、外形美的产品，以满足社会的需求和适应 日趋尖锐的市场竞争。
从20世纪60年代以来，工业发达国家对设计方法的研究有了迅速 的发展。不同的国家已形成了各自的研究体系和独特风格。比较有代 表性的如：
德国的学者和工程技术人员着重进行设计模式的研究，即着重研 究设计的过程、步骤和规律，并对设计过程进行系统化的逻辑分析， 将成熟的设计模式、解法等编成规范供设计人员参考，使设计的方法 步骤规范化。
这个实体系统称为技术系统，而它所服务的过程则称为技术过程。 通过技术过程，某种客体产生转换，使人们的客观需求得到了满足。
在技术过程中接受操作者及技术系统施加的作用，从而自己的状 态产生改变或转换，使客观需求得到满足的物质称为作业对象（或处理 对象）。
对所有技术过程而言，作业对象可归纳为能量、物料和信息三大 类。例如，加工过程中的坯料、发电过程中的电量、控制过程中的电 子信号等。
（3）设计评价
设计方案的优劣如何评价？其核心取决于设计评价指标体系。 设计方法学研究和总结评价指标体系的建立，以及应用价值工程 和多目标优化设计技术进行各种定性、定量的综合评价方法。
整理ppt
5
（4）设计信息
设计方法学研究设计信息库的建立和应用，即探讨如何把分散在 不同学科领域的大量设计信息集中起来，建立各种设计信息库，使之 可通过计算机等先进设备方便快速地调阅参考。
整理ppt
8
由此例可以看出，满足需求的过程体现了某种工作原理，而且 这个过程可在预定的环境条件下，由操作者通过一定的 “ 实现体 系 ” ——车床（或冷轧机、精密锻机、磨床、激光成型机等）来完 成，如图10-a 所示。
图10-a 客观需求的满足
整理ppt
9
人们的设计对象常是这一过程或它所用的实体系统，而人类的客观 需求则是设计的原始依据。
设计方法学从系统观点出发来研究产品的设计过程，它将产品 （即设计对象）视为由输入、转换、输出三要素组成的系统，重点讨 论将功能要求转化为产品结构图纸的这一设计过程，并分析设计过程 的特点，总结设计过程的思维规律，寻求合理的设计程序。
（2）设计思维
设计是一种创新，设计思维应是创造性思维。 设计方法学通过研究设计中的思维规律，总结设计人员科学的创 造性的思维方法和技术。
各国在设计方法学研究过程中，发展了“设计方法学” ( Design Methodology ) 这门学科，从而使它成为现代设计方法的一个重要组 成部分。
设计方法学是以系统的观点来研究产品的设计程序、设计规律和 设计中的思维与工作方法的一门综合性学科。
整理ppt
4
设计方法学所研究的内容包括：
（1）设计过程及程序
（5）现代设计理论与方法的应用
为了改善设计质量，加快设计进度，设计方法学研究如何把不断 涌现出的各种现代设计理论与方法应用到设计过程中去，以进一步促 进设计自动化的实现。
由上述可知，设计方法学是在深入研究设计过程本质的基础上， 以系统论的观点研究设计进程和具体设计方法的科学。
其目的是总结设计规律性、启发创造性，在给定条件下，实现高 效、优质的设计，培养开发性、创造性产品设计人才。
整理ppt
6
10.2 系统化设计法
与传统的分析设计方法不同，系统化设计法是将工程设计任务或 机电产品看作技术系统，用系统工程方法进行分析和综合，并且按产 品或系统开发的进程进行设计，以求获得最佳的设计方案。
下面先介绍：技术过程与技术系统的概念。 然后，再说明采用系统化设计法进行“原理方案设计”时的“功 能分析法”。
设计方法学的研究与应用对提高产品设计的效率与质量、实现 产品设计方法科学化有着重要作用。
本章介绍了如下内容： ■ 设计方法学涵义及其研究内容； ■ 系统化设计法； ■ 创造性设计法。
整理ppt
2
10.1 概述
工业产品设计是一种创造性活动，产品设计的结果将直接影响产 品性能、质量、成本和企业经济效益。由于在产品开发和提高产品设 计水平的工作中，科学的设计方法起着重要的作用。因此，加强对产 品设计方法的研究有着十分重要的意义。