现代设计方法---设计方法学
(5)外购件供应；如原材料、元器件供应质量、价格、期限等。
2. 技术调研
(1)现有产品的水平、特点，系列、结构、造型、使用情况、存在问题 和解决方案等。 (2)有关的新材料、新工艺、新技术的发展水平、动态与趋势。 (3)适用的相关科技成果。
(4)标准、法规、专利、情报。
13
3．社会环境调研
(1)国家的计划与政策。
例 车床加工零件
把多余材料从毛坯 上分离出去 获得合格表面
强力磨削 激光加工 车削 成型挤压 冷轧
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总功能的描述要准确、简洁，合理抽象，抓住本质，这样便于 使设计目的明确，思路开阔。 一般工程系统都比较复杂，难以直接求得满足总功能的系统解。 按照系统分解的原则进行功能分解，可通过较简单的功能元去求 解。总功能可分解为分功能、二级分功能……功能元(能直接求 解)，并用树状的功能关系图（功能树）表达。
1. 选择工作原理
设计人员在选择工作原理时、思维发散是关键。机械设备 的设计不应局限于机械学的范围，电子学、磁学、光学、热 学、仿生学等科技工作原理都应在考虑之列。 选择先进的工作原理：如磁力轴承代替液压轴承，带编码器 的伺服电机代替带交流电机的齿轮轴系，激光器代替切削机 床对高硬度材料进行加工，电子表代替机械表等。 分析工作条件：是常规的还是非常规的，功能载体在不同的 工作条件下表现出来的特性是一般的显特性，还是某种内在 的潜特性。例如：普通钢材在超低温的冷脆性使强度大大降 低，而在超高压下的高塑性使硬度大大降低。
2. 研究部门 3. 设计部门 4. 制造部门 5. 销售部门
国家计划、政策，产品寿命周期分析，市场调查，需求 预测经营销售等。
6. 供应部门
力等。
材料和外购件的价格与供应情况，协作厂质量与供货能
老产品用户意见分析，事故与维修情况分析等。
7. 服务部门 8. 公关部门 9. 社会部门
四、设计工具
1、设计目录
设计目录提供与设计进程有关的信息，一般由分类、主体、 检索三部分组成，根据内容不同，设计目录可分三种。
(1)对象目录
提供有关物理、几何、材料、 工艺等设计对象的知识和信息， 设计时按目录选用。表2-2是给 定构件数的约束运动机构的对 象目录。图2-3是根据表2-2中所 选机构设计的几种铆机方案， 各方案下的编号2、4、7、9与 表2-2编号一致。
4
各国设计方法学研究侧重点
德国：设计的进程、步骤和规律，进行系统化的逻分析，并 将成熟的设计模式、解法等编成规范和资料供设计人员参考。
英美：创造性开发和计算机在设计中的应用。 日本：创造工程，自动设计，价值工程。
切记:
(1)再好的设计方法，也不能代替天赋很高或一般的工程师的 作用。 (2)科学的设计方法可以显著提高设计效率和创新水平。 (3)如果设计按死板的模式进行，则设计工作必被市场淘汰， 且毫无个性和魅力。
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2．构思功能载体
(1)检索 在各种设计目录、信息库、手册等设计工具中进行 检索，寻求最优功能载体。 (2)集成 把不同的特性、功能、技法等综合集成，产生创新 功能载体。 (3)缩放 由于材料、集成电路及其工艺等的发展，机器人已 可缩小到从血管进入心脏完成手术，这只是缩小的微机械的 一例。相反的例子有放大到数百平方米的电视屏幕。 (4)变换 电动机的部分矽钢片变换为永磁材料，产生了响应 特性大大提高的控制电动机。弹簧质量系统变换为压电晶体， 电阻丝变换为半导体，使传感器和应变片的性能大大提高。 相反，利用永磁材料的特性，用大惯量转子变换小惯量转子， 大大提高了伺服电动机的特性； “吹灰”→”吸灰”发明了 吸尘器，是逆向变换的成功实例。
Know What “本体论” Know Why “认识论” “方法论” “实践”
2
Know How
设计方法学：是用系统的观点，考虑自然科学、社会科学、
经济科学等各种现代因素，为获得质优价廉有创新的产品，研 究产品的一般设计进程、设计规律、设计思维和工作方法、设 计工具的综合性学科。
特点：目的性、实践性、规律性 意义：
⑤ 根据高效、经济、可靠、美观、使用方便等原则，初步划定 技术系统的边界即工作范围。
9
技术过程的完成
人——技术系统——环境。划定了技术系统的两方边界，就确 定了技术系统应实现的功能。
技术系统的单元
从功能的角度分析，技术系统应具有下列能完成不同分功能的 单元：
①作业单元，完成转换工作 ②动力单元，完成能量的转换、传递与分配 ③控制单元，接受、处理和输出控制信息 ④检测单元，检测技术系境各种功能的完成情况，反馈给控制 单元 ⑤结构单元，实现系统各部分的联接与支承
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第三节 系统化设计
概念：是将工程设计任务或机电产品看做技术系统， 用系统工程方法进行分析和综合。
一、功能分析
功能概念：是对技术系统中输入和输 出的转换所作的抽象化描述。 意义：只有用抽象的概念来表述系统 的功能，才能深入识别需求的本质， 辨明主题，发散思维，启发创新。 从技术系统的功能出发进行功能原 理设计，还可防止设计人员知识经 验的局限和过早地进入具体方案。
坯料 夹紧松开 运动
图 丝 杠 冷 轧 机 的 功 能 树
轧制 轧辊运动
径向 轴向 旋转 径向 轴向 旋转 取信号 转换 放大 显示 启动 停止 运动
2-2
冷轧
力测量
控制 自动停止 到位 超载
总功能
分功能
分功能
功能元
17
二、功能元求解
功能元的求解过程是选择实用的科技工作原理，构思实现 工作原理的技术结构即功能载体。(关键)
(2)产品使用环境。 (3)用户的社会心理与需求。
4. 企业内部调研
(1) 开发能力：如各级管理人员的素质与管理方法，已开发产品的水平 与经验教训，技术人员的开发能力，开发的组织管理方法与经验教训， 掌握情报资料的能力和手段，情报、试验、研究、设计人员的素质与 数量。 (2) 生产能力：如制造工艺水平与经验，动力、设备能力、生产协作能 力。 (3) 供应能力：如开辟资源与供货条件的能力，选择材料、外购件和协 作单位的能力，信息收集能力，存储与运输手段。 (4) 销售能力：如宣传和开辟市场的能力和经验，联系与服务用户的能 力，信息收集能力，存储与运输能力。
10
热、振动
热、振动、噪声、切屑
坯料
工
艺 系 统 (作业功能)
工件
电源电器 (动力功能)
CNC系统 (控制功能)
传感器 (检测功能)
能量 信息
编程装置
机件 (结构功能)
图2-1 加工中心的功能构成
11
二、技术系统的确定
(一) 信息集约
1. 情报部门
情报等。
产品的技术资料及发展趋势，专利情报，行业技术经济 性能试验，新材料、新工艺，新技术等。 产品性能、规格、造型，各种标准法规，设计方法等。 生产能力，工时，制造工艺，设备，技术数据等。
系统
超系统
7
•
设计的目的是为满足一定的需求。例如，为得到某种复杂形状 的金属零件，可通过编程在加工中心上对坯料进行加工。坯料 是作业对象，加工中心是技术系统，所完成的加工过程是技术 过程。 设计是为对作业对象完成某种技术过程，产品就是人造技术系 统。
•
作业对象： 物料、能量和信息。
只有在技术过程中转换了状态，满足了要求，才是作业对象。 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。 例：生产某种形状的金属零件
5
二、设计方法学的研究对象
设计对象 设计进程
设计对象是一个能实现一定技术过程的技术系统。
设定技术过程及划定技术系统的边界，确定技术系统的 总功能，包括物质功能和精神功能。
设计评价
设计思维
先根据一定的准则和方法对各方案作出评价，然后按正 确的原则和步骤进行决策，逐步求得最优方案。
设计是一种创新，设计思维应是创造性思维。创造性思 维有其本身的特点和规律，并可通过一定的创造技术方法来激发人们 的创造性思维。 把分散在不同学科领域的大量设计信息集中起来，按设 计方法学的系统程式分类列表，建立各种设计信息库，通过计算机等 先进设备方便快速地调用参考。 把成批涌现且不断发展的各种现代 设计理论与方法应用到设计进程中来，使设计方法学更臻完善。
6
设计工具
现代设计理论与方法的应用
第二节 技术系统及其确定
一、技术系统
•
技术——人们在变革自然的过程中，为了满足特定的社会需要 而运用的知识、技能、物质手段、规则、方法的总和。 技术系统——完成某个特定功能或职能的各个事物的集合，简 称为系统。技术系统可以由子系统组成，也可以由超系统组成
•
子系统
产品和企业的社会形象，同行的竞争与联合等。
产品与环境污染、节能、资源、动力供应等的关系，产 12 品进入和退出社会、报废消失、升级换代等的效应等。
(二)调研预测
1. 市场调研
(1)用户对象：如市场面、用户分类、购买力、采购特点等。 (2)用户需求：如品种规格、数量、质量、价格、交货期、心理与生理 特点等。 (3)产品的市场位置：如质量、品种、规格统计对比、新老产品情况、 市场满足率、产品寿命周期等。 (4)同行：如竞争对手分析，销售情况与方法，市场占有率等。
研制物美价廉的产品
使设计过程合理化，并为设计自动化创造条件 提高设计人员素质、改善设计质量 减少设计失误、加快设计进度
我们对待设计的态度形成我们自己的设计的方法论
3
产生与发展：
【2019年整理】现代设计方法(ch1)
子系统，超系统：汽车=轮胎+发动机+转向系，交通系统性
③ 技术过程：加工过程，工作过程
④ 技术过程的特点：不唯一
1.3 技术系统及其确定
一、技术系统 2.技术过程的确定步骤：
① 根据信息集约和调研预测的资料，分析确定作业对 象及其主要转换要求；
② 分析比较传统理论、现代理论和实践，确定实现主 要转换的工作原理；
7 经济成本
8 人机工程
9安 全
10 包装运输
课题名称 起止时间 课题经费
基本功能 辅助功能 作业对象：物料形状、尺寸、理化性质等 工 况：负载情况 环 境：温度、湿度、振动、噪声、灰尘等 动 力：功率、力、转矩等 运 动：运动形式、速度、加速度等 结构尺寸：作业尺寸、体积、重量 生产率(理论的、额定的、实际的) 可靠度、维修度和有效度 一次性使用寿命、多次性使用寿命(大修) 材料费、设计费、制造加工费、管理费、税费 操作方便、省力、视野宽广、舒适、仪表显示清晰、造型美观适度 保证人身安全、设备安全、如：过载保护 触电保护、连锁装置等 考虑运输方法,如：防震 、防腐、防锈、各种标记等
3. 评价过程中的几项主要工作
选定评价准则。如：成本低、寿命长、结构简单、 可靠性高等等 为评价准则选定度量尺度。即评价好坏的标准
确定评价对象有关各项准则的价值。即按预定 度量尺度对评价对象进行评定
对各单独评价值进行合成，以便对评价对象做 出总的比较
4、评价的意义
评价是决策的基础和依据
方案评价是提高产品质量的首要前提
地设计，必须对每一设计程序的信息，随时进行审核， 决不许有错误的信息流入下一道工序。实践证明，产品 设计质量不好，其原因往往是审核不严造成的。因此， 适时而严格地审核是确保设计质量的一项重要原则。
第1章设计方法学 现代设计方法教学课件
0.5
寿命 0.2 成本 电池 0.8 性能
0.3
电压
理想值
优等值 及格值 加权系数 实际值A B C
1.6
2.0 3.2 0.2 2.4 2.2 1.6
9.1
8.9 8.6 0.3 9.0 8.6 8.9
120
100 85 0.5 100 110 90
第三节 评价决策
评价决策的具体方法
成 本
评选最佳方案： RT R1
R2
R3 8.4 7.45 7.7
R1分值最高，即为最佳方案。
第三节 评价决策
评价决策的具体方法
（2）技术-经济评价法：先评出方案的技术价Wt和经济价Ww，然后用相对价W和 Wt 、Ww构成平面坐标系作出优度图，对方案进行技术经济综合评价。
1.0 0.8 1 2 3
外观 0.2 0.2 手表 1 1 性能 0.6 0.6 成本 0.2 0.2
计时 0.5 0.3
防水 0.17 0.1
防磁 0.08 0.05
防震 0.17 0.1
夜光 0.08 0.05
第三节 评价决策
解（2）评分及计算总分
确定评价目标，建立评价目标矩阵：
Z z1 z2
z3
z4
z5
z6
二级子 目标 一级子 目标 总目标
第三节 评价决策
评价目标树
对目标系统进行评价时，最末一级子目标的加 权系数满足：
g
i 1
n
i
1, gi 0, i 1, 2,
,n
确定加权系数的方法有两种：经验法和计算法。
gi
wi
w
i 1
n
i
第三节 评价决策
现代设计方法课件
(或者下移大于上移)，使其既能与筛面有较多的相对运动，以确
保其能有较多的机会从筛孔落下，又可以使分离出的短茎秆和断 穗能够从一端流出。当然，在联合收割机上，为了使分离效果更 佳，一般都利用谷物和混杂物空气动力学特性不同，在气流与筛 孔的联合作用下，将谷物与其混杂物分离。抖动输送板则是利用 抖动板的往复运动使物料均匀地被输送到另一端。物料在输送过 程中，没有必要作往复运动，而是单向运动。传统的分析方法列 出了物料运动分析的方程，并且推出了3个特征数：K1， K2 ，
复杂的质点的运动模拟的建立通常是列动力学微分方程和解 微分方程的过程。如果模拟分析结果包括位移，则用解析方法 为好。其结果或者中间过程不包括位移的，则可以根据题意选 择一种简化问题的方法。解微分方程是模拟分析的难点，所列
微分方程常常没有原函数表达式，可以用数值积分或常微分方
程数值解法来近似地解决，其过程需应用计算机。本章中介绍3 种典型实例：质点的线、平面和空间运动模拟。
大以外，同一个体在不同的时间也存在相当大的差异，这就给理
论分析带来了很大的困难。所以，对于农机问题，试验且重复多 点试验是设计后所不可缺少的环节，而传统的理论分析往往只能 得到定性的结论。本课希望在农机的理论分析上借助于计算机， 由定性向定量分析上有所突破。
农机定量分析的成功与否，除了建模的技巧外，在很大 程度上取决于研究对象：如果问题可以归纳为静力学和运动 学问题，特别是机械运动学(刚体运动学)问题，若所作的假设 符合实际，理论分析的结果是可信的，甚至用不着通过试验 来验证。在农业机械上，谷物收获机拨禾轮轨迹、插秧机秧 爪轨迹计算和绘制等都属于这类问题。非机械运动学问题，
理论分析结论的实用意义取决于理论模型的仿真程度，而 理论模型的仿真程度取决于个人对所研究对象的熟悉程度、经 验、分析的技巧和基础知识水平，如果理论工作者对所研究的 对象有比较丰富的实践知识，他在建立模型过程中就能够正确 的选定影响该物理现象的主要因素，从而决定取舍的内容。丰 富的经验使其能把握正确的方向，而分析的技巧和坚实的基础 知识有助于解决分析中遇到的复杂问题，所以农机理论分析是 农机方面基础和专业知识的综合运用。随着农机学科知识的扩 展，除了要求理论工作者具有深厚的数学、力学、计算机软件 和优化原理知识以及运用这些知识的实际能力外，根据所研究 的具体问题的需要，也要掌握一定的物理学、物料力学、热工 学、传热学、流变学、生物化学和电工学知识，无论采取理论 的或是试验的方法进行农机的研究，均需要计算机辅助。
第8章设计方法学
要求 要求 要求 要求 愿望
主动扭矩：max 250 N．m
负载扭矩：max 116 N．m(可调） 离合器脱开力： max 6000N (可调） 被加速惯性矩：1~26 kg．m2 惯性矩可无级提供，至少每级不超过0．1kg．m2
第1次发放
1988年5月20日
华南理工大学
要求明细表 (摩擦离合器试验台)
制定任务要求时，设计师要弄清下列问题：
1) 设计本身涉及哪些问题？
2) 有哪些愿望委托者还未提出来？
3) 任务书所提出的条件是否真实？
4) 哪些开发途径是可行的？
5) 设计要达到什么目标和应具有什么特征？ 6) 哪些特性是不允许存在的？ 7) 哪些产品应被取代？
§8.3.2 编制产品要求明细表 一．对产品要求明细表的要求
愿望
要求 愿望
第1次发放
1988年5月20日
华南理工大学
摩擦离合器试验台要求明细表
要
加工和检查
第2页共2页
负责人
修改
要求/愿望
求
要求 愿望 愿望 愿望 要求 要求 愿望
加工的零件为单件生产 尽量用标准件或外购件 尽可能在本单位加工 尽可能用国产器件 主动轴和从动轴的同心度要检查 飞轮（如果有）要经动平衡 与安全有关的联接要易于检查
图１0-2
产品的生命周期
图１0-3
产品规划进程
§ 8.2.3 产品构思的产生及选择 • 没有产品的构思，就不可能有产品的实体。 要构思一个产品，必须对其进行认真详尽认 真详尽的研究和探索。通过提出一些问题， 并在寻求解答的过程中逐步形成产品构思。 • 提出的问题包括以下几个方面。 • 1．功能方面：顾客有哪些功能方面的要求 ？我们已满足了哪些？ • 2．作用原理方面：能否通过改变现有产品 实现功能的作用原理，从而使产品变得更好 ？ • 3. 结构方面：是否应该小型化？
现代设计理论与方法(最终版)
第一章设计方法学1. 现代设计目标：缩短产品设计周期；提高产品质量；降低生产成本。
T--缩短产品设计周期Q--提高产品质量C--降低其成本2. 传统设计法特点：静态的、经验的、手工式的、（近似计算）现代设计法特点：动态的、科学的、计算机化的、（精确计算）3.现代设计理论与方法的发展分为：（1)直觉设计阶段（2)经验设计阶段（3)半理论半经验设计阶段（4)现代设计阶段4.系统－执行特定功能而达到特定目的，相互联系，相互作用的元素。
具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体，即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是系统。
5.系统化设计的特征：由上而下、由总到细。
基本方法：系统的分析和综合。
6.黑箱法定义：把系统看成是一个不透明的，不知其内部结构的“黑箱”，在不打开黑箱的前提下，利用外部观测，通过分析黑箱与周围环境的信息联系,了解其功能的一种方法。
根据系统的某种输入及要求获得某种输出的功能要求，从中寻找出某种物理效应或原理来实现输入-输出之间的转换，得到相应的解决方法，从而推求出“黑箱”的功能结构，使“黑箱”逐渐变成“灰箱”、“白箱”的一种方法。
7.系统化设计的步骤：8、评价的目标内容：（1) 技术评价目标——可行性，创造性，可靠性（2) 经济评价目标——成本，利润，市场潜力（3）社会评价目标——社会效益和影响9.技术-经济评价法（a)技术价Wt : Wt=(Piqi)/Pmax（Pi-各技术评分值；qi-加权系数；Pmax-最高分值5分或10分）（b)经济价Ww：Ww=Hi/H=0.7Hz/H （Hi-理想成本；H-实际成本）（c)技术-经济综合评价：均值法：W=（Wt+Ww)/2双曲线法：W= (Wt.Ww )10.产品价值V=F/C ( F-功能C-成本)11.寿命周期成本（要会画出它的曲线图，并做分析）C=C1+C2 C1-生产成本C2-使用成本12、提高V途径（分5种情况讨论）F ↑/C →=V ↑功能F →/C ↓=V ↑成本F ↑/C ↓=V ↑功能、成本F ↑↑/C ↑=V ↑功能F ↓/C ↓↓=V ↑成本第二章机械优化设计1.优化设计的数学模型统一形式描述：min f(x) x=[x1,x2,………xn]Ts.t. gi(x)<=0 i=1,2,3…mhj(x)=o j=1,2,……n(p<n)2. 迭代过程X（k+1）=x（k）+α（k）s（k）x（k）——第K步迭代点α（k）——第K步迭步长s（k）——第K步迭代方向3. 终止准则：（1）点距准则：(1)1 k k k ksαε+-=≤X X(2)下降准则：(3）梯度准则：4.一维搜索方法 : 对一维（也称一元或单变量）目标函数f(x)寻求其最优解x*的过得程称为一维优化，所使用的方法称为一维优化方法。
《现代设计方法》教学大纲(机械)
《现代设计方法学》课程简介课程内容：《现代设计方法学》课程是机械设计制造及其自动化专业本科的一门专业课，以研究产品设计为对象。
它以计算机为手段，运用工程设计的新理论和新方法，使计算结果达到最优化，使设计过程实现高效化和自动化。
现代设计方法学作为现代机械设计的有力工具，涉及到设计方法学、有限单元法、优化设计以及可靠性工程等内容。
本课程将根据机械设计和创新设计的需求，详细介绍了现代设计方法的的基本概念、常用方法和分析步骤等内容。
通过本课程的学习，使学生掌握先进的设计理念；掌握现代的设计方法；培养学生分析研究的能力。
Brief IntroductionCourse Description:Modern Design Theory and Methodology is a professional classes for the Mechanical Design, Manufacturing and Automation students. As a powerful analysis tool for mechanic design, Modern Design Theory and Methodology involves in design methodology, finite element method, optimization of design，reliability engineering and etc. This course aims to develop the students' appreciation of basic principles, common methods and analysis steps.After taking this unit, the student should be able to improve the advanced designing ideas, modern designing methods and analysis capabilities.《现代设计方法学》课程教学大纲一、教学内容第一章绪论1.1 设计的概念1.2 传统设计与现代设计1.3 部分现代设计方法简介1.4 学习现代设计方法的意义教学重点：近代设计学的发展及学科组成教学难点：部分现代设计方法第二章设计方法学2.1 概述2.2 设计系统2.3 技术系统及其设计类型2.4 产品规划方法2.5 方案的系统化设计2.6 创造性思维和方法2.7 TRIZ原理与计算机辅助创新2.8 设计中的评价与决策教学重点：设计系统及技术系统，设计的决策方法教学难点：创新设计第三章优化设计3.1 优化问题的数学描述3.2 优化方法的数学基础3.3 一维优化3.4 多维无约束优化方法3.5 多维约束化方法3.6 机械最优化设计中的其他相关问题3.7优化设计工具软件3.8优化设计实例教学重点：各种优化问题的数学描述及求解教学难点：实际问题的优化求解第四章可靠性设计4.1 概述4.2 可靠性的定义及度量指标4.3 可靠性工程中的常用概率分布4.4 可靠性设计原理4.5 机械强度可靠强度计算4.6 系统的可靠性设计4.7 故障树分析教学重点：可靠性设计原理及可靠性的度量指标教学难点：系统的可靠性设计第五章有限元法5.1 概述5.2 弹性力学的基本理论5.3 弹性力学有限元法5.4 等参数单元的原理及数值积分5.5 有限元分析中的若干处理方法5.6有限元分析软件5.7有限元方法应用实例教学重点：弹性力学有限元法教学难点：有限元分析中的若干处理方法二、教学要求第一章绪论教学要求：通过本章教学使学生了解现代设计方法的基本概念，熟悉现代设计方法的内容。
现代设计方法现代设计方法前沿课件
contents
目录
• 引言 • 数字化设计 • 智能化设计 • 绿色设计 • 人性化设计 • 创新设计方法
01 引言
现代设计方法的重要性
满足市场需求
01
现代设计方法能够更好地满足消费者对产品的多元化
、个性化需求，提高市场竞争力。
提高设计效率
02 现代设计方法运用计算机辅助设计、人工智能等技术
情感反应与产品设计
研究情感反应与产品设计之间的关系，以设计 出能够引发积极情感反应的产品。
情感化设计的策略与方法
探讨情感化设计的策略和方法，如个性化、故 事性、互动性等。
情感化设计与用户体验
研究情感化设计与用户体验之间的关系，以提高产品的使用体验和用户满意度 。
体验设计
用户体验与产品价值
强调用户体验在产品价值中的重要性，以提高产品的竞争力和用 户忠诚度。
创新创业
创新创业是将创新思维应用于商业领域，通过创新的产品或服务，满足市场需求，实现商业价值。
设计思维与创新创业的结合
设计思维为创新创业提供了创新的方法和工具，帮助企业家和创业者更好地理解用户需求，发掘商业机 会，推动创新产品的商业化。
开放式创新与协作设计
01
开放式创新
开放式创新是一种创新模式，强调利用外部资源进行创新，通过与外部
利用太阳能、风能等可再生能源，降低对传统能 源的依赖。
全生命周期设计
01
产品全生命周期评 估
对产品的整个生命周期进行评估 ，包括研发、生产、使用到报废 处理等环节。
模块化设计
02
03
产品再利用与回收
通过模块化设计，使产品在全生 命周期内具有可维护性、可升级 性和可回收性。
现代设计方法学重点
第一章1、产品的广义综合质量：包括Q质量、C成本、T时间、E环境、S服务等2、设计范畴在不断扩大如何理解：传统设计通常只限于方案设计和技术设计，然而计算机技术的飞速发展与广泛应用深刻影响着产品设计开发过程、制造过程、营销及售后服务过程，同时也促进着这些过程的交叉融合，使设计内容与边界不断扩展：产品规划——制造过程的工艺、检验、试验、包装、运输、营销、市场策划、产品运行、维护、使用、报废、回收——全过程全生命周期各个环节的设计（产品全生命周期设计）。
3、现代设计和传统设计的相对性：人们把当前认为先进的那部分系统称为“现代的”，而其余的都自然成为“传统的”；若干年后目前的现代部分就可能被新发展的东西所取代而成为传统的。
设计方法也一样，也有传统的和现代的之分，而且不断由传统走向现代。
例如：CAD技术，相对于可靠性设计、疲劳设计等，可以认为是一种现代设计方法；但也有传统CAD技术和现代CAD技术之分。
1）传统CAD技术，主要指计算机辅助绘图。
2）现代CAD技术中，计算机能够为设计提供图形支持以外的更多更广泛的支持，如概念设计、产品数据管理PDM、分析、决策、预测、仿真等。
3）现代CAD技术包括了CAD技术在集成化、网络化、智能化方面的最新成就。
如：CAD/CAM/CAE/CAPP/CAQ, ICAD (Integrated CAD)、网络化协同设计、智能设计。
4、网络化设计：一种新兴的产品设计方式。
目的：使分布在不同地点的产品设计人员以及其他相关人员，通过网络，采用各种各样的计算机辅助工具，协同地进行产品设计活动，实现产品信息的共享和交换、设计方案的讨论、设计结果的检查与修改，使产品设计工作能够跨越时空进行。
5、绿色设计：1）基本思想：在设计阶段就将环境性能作为产品设计目标和出发点，力求对环境的影响最小。
2）措施：通过合理的材料选择和结构设计等措施，使产品具有良好的可拆卸性、可维护性、可回收性、重复利用性。
现代设计方法学概述
2.1 抽象
2.2 确定工艺原理、确定作业次
序
2.3 确定技术过程，寻求最佳技
术过程
ห้องสมุดไป่ตู้
2.4 引入技术系统并确定其边界
2.5 确定并功能组合
2.6 确定并表达功能结构
2.7
所有的功能结构
改进
评审决定 验证
最佳功能结构
3.确定设计方案
3.1 确定输入和作用方式 3.2 确定功能载体类型（形态学 矩阵 3.3 功能载体的组合、验证相互 组合关系 3.4 确定基本结构布局 3.5
面向计算机的 产品建模
开发规划
计算机辅助设计
算法 方法学设计
面向标 准设计
（工程图）零件图
一般原理方法 几何模型
组织 市场和顾客
研究
知识处 样品制造
理仿真
试验
产品建模 经济和生态 过程设计 方面的评价
产品生命 周期模型
使用评价
1900
1950
2000
产品设计的演变过程
年份
现代设计方法学研究内容
一、现代设计方法学的研究内容
设计任务书
I
1.编制或澄清任务要求细目单
编 1.1 关于确定任务书的见解 制 1.2 技术现状探讨 任 1.3 课题形式分析 务 1.4 可行性复审 书 1.5 任务要求的充实完整分类和
定置：确定优先级
1.6 编制完整的任务要求细目单
1.7任务的组织准备和计划
任务要求细目单
II
方 案 设 计
2.确定功能结构
由于设计通常是与智力活动和创造联系在一起而 且由于它的复杂性和不可捉摸性，人们往往认为它 是依靠人的直觉、天赋和经验。但是设计必须发展 它的科学基础，这就是设计理论。
现代设计方法
8.有效寿命：设备处于最佳工作状态的时间，这个时期是系统主要的工作期，设备工作时间长、失效率恒定，处于最佳工作状态
设计方法学研究的内容包括哪些方面：
1设计对象
2设计过程及程序
3设计思维
5—5.试述浴盆曲线的失效规律和失效机理。如果产品的可靠性提高，那么，浴盆曲线将有何变化？
（1）失效分三个阶段：1）早期失效期：早期失效期一般为产品试车跑合阶段。在这一阶段中，失效率由开始很高的数值急剧地降到某一稳定的数值。引起这一阶段失效率特别高的原因是材料缺陷、制造工艺缺陷、检验查错等。2）正常运行期：正常运行期又称为有效寿命期。在此阶段内发生的失效一般都是由于偶然因素引起的。3）耗损失效期：耗损失效期出现在产品使用的后期。耗损失效主要是产品经长期使用后，由于疲劳、磨损、老化等原因，已接近衰竭，从而处于频发失效状态，使失效率随时间推移而上升，最终导致产品的功能终止。
现代ＣＡＤ技术：
现代ＣＡＤ技术是指在复杂的大系统环境下，支持产品自动化设计的设计理论和方法,设计环境，设计工具的各相关技术的总称，它能使设计工作的实现集成化，网络化和智能化，已达到提高产品设计质量，降低产品成本和缩短设计周期的目的。
功能：
功能是对于某一产品的特定工作能力的抽象化描述。每一件产品均具有不同的功能，对于工业产品，使用者购买的主要是其实用功能。当人们把机械、设备、仪器看作是一系统时，功能就是一个技术系统在实现某种任务为目标时，其输入输出量之间的关系。
（2）出发点：进行可靠性设计时，往往将常规设计方法中涉及到设计变量（如材料强度、疲劳寿命、载荷、尺寸、应力等）看成是服从某种分布的随机变量，然后根据产品的可靠性指标要求，用概率方法设计得出产品和零件的主要参数和尺寸。