现代设计方法学概述
现代设计方法概述
设计过程：
将
物资资源转化为技术装置以满足客观需求的实践
活动就是一个设计过程。
二．设计方法的发展
设计方法的研究包括设计步骤和程式以及与之相 联系的解决具体设计问题的方法和手段的研究。
设计的发展分为四个阶段: 1. 直观发展阶段（设计过程是凭当事人的智力和
灵感，是一种具有很大偶然性的自发设计） 2. 经验发展阶段（传统设计阶段）
第一章：绪 论
一．设计与设计过程
设计就是提出或拟订把某些人工制品组装起来 的方案，或者是对人工制品提出改进的措施， 以便最佳地满足人们某些特殊的需求。（如机 械设计，工业造型设计等) AUTOCAD,VG,SOLIDEDGE
任何设计活动都具有如下特征：
1). 时空性（设计活动受到时间空间的限制） 2). 设计活动的物质性（所有的设计活动都是在特 定的物质条件约束下进行的，如工程材料，资源） 3). 设计的需求性特征（科学研究和工程设计的最 大区别） 4). 创造性 5). 设计活动的过程性
1.字段
字
段是数据中最基本的用来描述实体某个属性的数
四．现代设计方法的主要内容
1.计算机辅助设计. 1）现代CAD技术的内涵及其主要内容 2）工程数据处理及数据库技术（LISP等） 3）绘图基本原理（图形学）及工程图的绘制
2.产品设计理论与方法
3.计算机辅助工程（CAE）
1）弹性力学基本知识
2）有限元法
3）
应用有限元软件
4.最优化设计
建立在经验与技巧能才的积累上。
3. 中间试验辅助设计阶段 局部试验，模拟试验，作为设计过程的辅助手 段。通过中间试验可取得可靠的数据，选择合 适的结构，从而缩短试制周期，提高设计的可 靠性。
现代设计方法概述
现代设计方法概述：现代设计方法是指在现代设计过程中，设计师们运用各种理论、技巧和技术来解决问题和满足需求的方法。
现代设计方法不仅包括传统的设计方法，还涵盖了随着科技发展而产生的新方法。
以下是一些现代设计方法的概述：1. 用户体验设计（UX Design）：用户体验设计是一种以用户为中心的设计方法，关注用户的需求、期望和感受。
设计师通过研究用户行为、心理和需求，来优化产品、服务或系统的易用性、可访问性和用户满意度。
2. 交互设计（Interaction Design）：交互设计是一种关注人与产品、系统或服务之间交互过程的设计方法。
交互设计师通过研究和分析用户的需求和行为，设计出有效的交互方式和界面布局，以提高用户的操作效率和满意度。
3. 可持续设计（Sustainable Design）：可持续设计是一种关注环境保护、资源节约和社会公平的设计方法。
设计师在设计中考虑产品的整个生命周期，从原材料的采集、制造、使用到废弃处理，以减少对环境的负面影响，提高资源利用率和生态效益。
4. 人体工程学设计（Ergonomic Design）：人体工程学设计是一种关注人与产品、设备或系统之间适应性、舒适性和效率的设计方法。
设计师通过研究人的生理、心理和认知特点，来优化产品、设备或系统的设计，以提高用户的使用效率和满意度。
5. 数据驱动设计（Data-driven Design）：数据驱动设计是一种基于数据和数据分析的设计方法。
设计师通过收集和分析用户行为数据、市场数据、竞品数据等，以数据为依据来指导设计决策，从而提高设计的有效性和成功率。
6. 敏捷设计（Agile Design）：敏捷设计是一种基于敏捷开发理念的设计方法。
设计师与开发团队密切合作，通过快速迭代、持续反馈和灵活性调整，以满足不断变化的需求和期望，提高设计的成功率。
7. 跨界设计（Cross-disciplinary Design）：跨界设计是一种融合多个学科、领域的设计方法。
现代设计方法概述
现代设计方法概述摘要：现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，是传统设计的深入、丰富和完善。
随着设计实践经验的积累、设计理论的发展以及科学技术的进步，特别是计算机技术的高速发展，设计工作包括机械产品的设计过程产生了质的飞跃。
为区别于过去常用的传统设计理论与方法，人们把这些新兴理论与方法称为现代设计。
现代设计方法就是以满足产品的质量、性能、时间、成本、价格等综合效益最优为目的，以计算机辅助设计技术为主体，以知识为依托，以多种科学方法及技术为手段，研究、改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。
现代设计不仅指设计方法的更新，也包含了新技术的引入和产品的创新。
关键词：设计；现代设计；现代设计方法1.关于设计设计是把一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程，是具有高级思维能力的人的本能。
人类为了适应生存环境和发展自身，出现了各种精神上和物质上的需求，为了满足这些需求，人们需要通过创造性的思维产生构思，并采取一定的技术途径实现这些构思，改造世界，创造文明，创造物质财富和精神财富，这个过程就是设计。
因此，可以说从人类诞生之日，就孕育了设计的萌芽，设计活动就是人类文明的创造活动，它不论是在精神财富还是在物质财富的创造中都起到了重要作用。
人类最基础、最主要的创造活动是造物。
设计便是造物活动进行预先的计划，可以把任何造物活动的计划技术和计划过程理解为设计。
设计的领域非常广阔，按照人与社会、自然之间的关系，将设计分为三类——产品设计、传播设计和环境设计。
(1)产品设计是指人与自然关系中为维持与发展自身、征服自然、改造自然过程中所需的工具、机器的设计，如发动机、汽车、机床的设计等。
(2)传播设计是实现人与社会之间信息的传递表达的设计，如广告设计、路标设计、印刷设计等。
(3)环境设计则是指处于自然界中的人类社会所必需的物质环境装备的设计，如城市规划，以及房屋、道路、桥梁的设计等。
上述三类设计的侧重点各不相同，但并不是完全分离的，而是有着密切的联系甚至重叠。
现代设计方法设计方法学
热、振动
热、振动、噪声、切屑
坯料
工艺系统
工件
(作业功能)
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 产品的技术资料及发展趋势，专利情报，行业技术经济
➢ (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。
例 车床加工零件
把多余材料从毛坯 上分离出去
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，
获得合格表面
辨明主题，发散思维，启发创新。
强力磨削
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 车削 验的局限和过早地进入具体方案。
激光加工 成型挤压
冷轧
16
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。
*一般包括下列内容：
①用户的需求，包括产品的功能，质量，外观，价格等 ② 新产品的功能、类型、技术指标、市场寿命周期和对社会
环境的影响，新产品的经济效益和社会效益预测，国内外市 场上同类产品的生产情况和发展趋势等 ③待解决的关键设计、工艺问题 ④开发进度、投资估算和经济分析 ⑤产品开发的必要性和可能性
作为可行性报告附件的设计项目表中列出尽可能定量的 设计要求和设计参数，包括保证产品基本功能的要求与参数， 以及希望达到的附加要求与参数。
简述现代设计方法
现代设计方法一、引言设计是现代社会中不可或缺的一个方面，无论是产品设计、图像设计还是用户界面设计，都需要运用现代设计方法来实现。
现代设计方法是一种系统性、科学性的方法，通过系统地考虑用户需求、人机交互、功能性等方面，来创造出创新而实用的设计。
二、用户为中心的设计用户为中心的设计方法是现代设计方法的核心之一。
在过去，设计师更注重自己的创意和审美观点，但现代设计方法则更加关注用户的需求和体验。
从用户的角度出发，了解用户的需求和期望，可以帮助设计师更好地满足用户的要求。
2.1 用户研究与需求分析在用户为中心的设计方法中，用户研究和需求分析是非常重要的环节。
通过使用问卷调查、深入访谈、用户观察等方法，设计师可以了解用户的喜好、行为习惯、使用场景等信息。
通过分析这些数据，设计师可以更好地理解用户的需求，为他们提供更好的设计解决方案。
2.2 人机交互设计人机交互设计是用户为中心的设计方法中的一个重要方面。
在今天的数字化时代，人们与计算机、智能手机等设备的交互越来越频繁。
好的人机交互设计可以提高用户的使用效率和满意度。
人机交互设计需要考虑诸如界面布局、交互方式、反馈机制等方面。
设计师需要思考用户如何与设备进行交互，并通过合理的界面设计和交互方式来实现良好的用户体验。
三、响应式设计随着移动设备的快速发展，响应式设计成为了现代设计方法中的一个重要方面。
响应式设计是指根据设备的屏幕大小和分辨率，自动调整和优化网页或应用的布局和内容，使其在不同设备上都能提供良好的用户体验。
响应式设计的目标是使用户在任何设备上都能够方便地浏览和使用网站或应用。
通过使用流式布局、动态图像和媒体查询等技术，设计师可以确保页面在不同设备上以合适的形式呈现。
3.1 流式布局流式布局是响应式设计的核心之一。
采用流式布局可以让网页的布局按照设备的屏幕大小自动调整，从而适应不同的设备和分辨率。
流式布局的关键是使用百分比而不是固定的像素单位来定义元素的宽度和高度。
现代设计方法知识点
现代设计方法知识点现代设计方法是指应用于各种设计领域的一系列技术和策略。
它们旨在提高设计效率、创造力和用户体验。
以下是一些关键的现代设计方法知识点，可供设计师参考和应用于实际项目中。
1. 用户研究(User Research)用户研究是现代设计方法中至关重要的一环。
通过直接观察用户行为、开展调查问卷、进行面对面访谈等方式，设计师能够深入了解目标用户的需求、偏好和行为模式。
这有助于设计师在项目早期阶段就能够准确把握用户群体，并根据用户反馈进行相应的调整。
2. 设计思维(Design Thinking)设计思维是一种以用户为中心的创新方法。
它强调观察、理解、定义问题，并在解决问题的过程中进行迭代。
通过采用开放的、探索性的方式，设计师可以提供独特的见解和解决方案，从而满足用户的需求。
3. 原型制作(Prototyping)原型制作是现代设计方法中的重要环节。
通过快速制作可视化的原型，设计师可以验证和测试不同的设计概念。
原型可以是纸质的或数字化的，可以是低保真度的或高保真度的。
通过与用户进行互动，设计师能够及早发现和解决潜在的问题，并提升设计方案的可行性。
4. 用户界面设计(User Interface Design)用户界面设计关注的是如何使用户与产品或服务进行有效交互。
在现代设计方法中，用户界面设计强调简洁、直观和易用性。
通过运用合适的色彩、排版和互动元素，设计师可以创造出具有吸引力和良好用户体验的界面。
5. 响应式设计(Responsive Design)随着移动设备的普及，响应式设计已经成为现代设计方法中不可或缺的一部分。
响应式设计使得网页和应用程序能够适应不同屏幕尺寸和设备类型。
通过使用弹性布局、媒体查询和视口标签等技术，设计师可以确保用户无论使用手机、平板还是桌面电脑都能够获得良好的视觉和操作体验。
6. 交互设计(Interaction Design)交互设计关注的是用户与产品或服务之间的交互过程。
什么是现代设计方法
什么是现代设计方法现代设计方法是指在当前时代条件下，以科学、系统的方法论为基础，聚焦人类需求和社会环境的设计方式。
它以问题解决为导向，注重创新、可持续性和用户体验，包含了多种设计思维、工具和技术。
现代设计方法的核心理念之一是用户中心设计（User-Centered Design，UCD）。
UCD强调在设计过程中将用户的需求、期望和行为纳入考虑，以确保设计能够满足用户的实际需求。
这一方法要求设计师通过调研、市场分析、用户调查等手段了解用户的真实需求，然后基于这些需求进行设计。
UCD的目标是实现用户满意度的提高和用户参与度的增加。
另外，现代设计方法还强调创新和可持续性。
创新是指设计师通过提出新观点、尝试新技术和思维方式，来解决现实问题并创造更好的产品和服务。
现代设计方法将创新作为关键驱动力，以促进社会的进步和改善人们的日常生活。
可持续性是指设计师在设计过程中注重产品或服务的生命周期和环境影响，努力减少资源消耗和环境影响，以达到可持续发展的目标。
在现代设计方法中，设计思维是一种重要的工具。
设计思维是一种综合思考和解决问题的方式，通过观察、联想、整理和实验等步骤，来寻找创新的解决方案。
设计思维注重从用户的角度看待问题，以及从不同的维度来思考和分析问题。
通过应用设计思维，设计师能够更好地理解用户需求，从而提供更好的解决方案。
现代设计方法还依赖于各种工具和技术。
例如，计算机辅助设计（Computer-Aided Design，CAD）和虚拟现实（Virtual Reality，VR）等技术能够帮助设计师进行更准确、自由度更高的设计。
数据分析和机器学习等技术则可以帮助设计师从大量的数据中提取有用的信息，并预测用户行为和需求。
总结起来，现代设计方法是以用户为核心，注重创新和可持续性的设计方式。
通过应用设计思维和各种工具和技术，设计师能够更好地解决问题、满足用户需求和提供可持续性的解决方案。
现代设计方法在各个领域都得到了广泛应用，包括产品设计、服务设计、用户界面设计等等，以推动社会的进步和改善人们的生活。
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。
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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
16
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
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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。
现代设计方法学概念
设计理论是研究产品设计过程的系统行为和 基本规律。
产品设计方法学是研究产品设计的过程、规 律及设计中思维和工作方法的一门综合性学 科。设计方法学的研究结果包括了设计理论 与设计方法。
用户需求 问题分析 问题定义 概念设计
选定的原理解 技术设计 详细设计 图纸
第一章 现代设计方法学概述
§1-1 现代设计方法学概念 §1-2 现代设计方法学研究内容 §1-3 现代设计方法和理论 §1-4 典型现代设计方法 §1-5 现代设计方法学在产品开发中的应用
现代设计方法学概念
一、设计方法学的基本概念
设计是人类一项极其重要但是又最为复杂的活动。 不论是有意识的或者是无意识的，人在进行其它活 动之前，总是要对自己的活动进行设计。
区域
低
计划 设计
时间
设计成本 制造 维护
现代设计方法学概念
二、现代设计方法学的发展历程
现代产品设计是传统设计活动的延伸和 发展，是随着设计经验的积累，经历了直 觉设计阶段、经验设计阶段、半理论半经 验阶段而发展起来的，下图显示了产品设 计的演变过程。
现代设计方法学概念
面向车 间设计
1850
虚拟产品开发
现代设计方法学概念 设计自由度与设计详细程度的关系
设
系统分析
设
计
计
自
参数化分析设计
详
由
细
度 拓扑设计
零件设 程 计制造 度
参数化几何
概念设计
详细设计
时间
现代设计方法学概念
产品生命周期与设计知识和设计成本的关系
产品生命周期对成本的影响 高
设计知识
考虑设计知识 与承受的支持 最有效区域
提高设计 质量有效
评审决定 验证
最佳初步总体设计
5.确定总体设计
5.1 为确定的设计特性提供论据 5.2 确定总体布局、构形设计、 （局部）决定尺寸 5.3 完全而明确决定材料、制造 方法、部门也确定公差和表面粗 糙度 5.4 新结构的成形设计区的优化 5.5 绘制总总体体设设计计图 5.6
改进
评审决定 验证
最佳总体设计
现代设计方法学研究内容
描述型设计过程模型（French模型）
问题分析--对待设计的对象定义、 确定各种约束、标准及可用资源 等。
概念设计--要产生确多个原理解， 并经评价选定一个或几个可行的 原理解。
技术设计--要完成产品的总体结 构设计。如有几个可行方案，还 须最后确定一个方案。
详细设计--完成全部生产图纸及 技术文件。
现代设计方法学概念
目前设计方法学研究存在的主要问题
目前发展的多种设计理论和方法，大多集中在产 品设计的中、下游阶段，如参数级别上的合成和详 细设计阶段，比如稳健设计、优化技术及有限元分 析等。而设计的上游即设计初期阶段仍没有有效的 理论及方法.
尽管基于知识的方法(KBE)应用于产品早期设计 已获得一些进展，但比较于相对成熟的参数设计、 详细设计来说，这个阶段还是一个缺乏可靠的理论 支持及有效模型的阶段，这里称之为概念设计。
通过
IV 6.零件施工设计
6.1 提供论据
施 6.2 完整确定构形设计及尺寸
工 6.3 确定全部材料、制造方法类
设 型、公差和表面粗糙度
计 6.4 确定装配状态
6.5 绘制零件图、标明公差、表
面粗糙度、材料
6.6 总装配图、明细表及各种文
件的编绘
6.7
所有的总体设计
改进
评审决定 验证
机械系统表达
简单地 描述设 计过程 中出现 的特定 活动序 列，通 常强调 产生解 思想的 重要性， 并集中 在求解 的思路
所有设计方案
改进
评审决定 验证
最佳设计方案
III 4.确定初步总体设计
4.1 确定构形设计的出发点 总 4.2 布局、借用、粗结构成形、 体 确定尺寸 设 4.3 确定材料种类、制造方法类 计 型、公差和表面粗糙度
4.4 探讨新结构成形设计区 4.5 绘制初步总体设计图 4.6
所有的初步总体设计
改进
综合有关设计方面的文献，可将现代设计理论的研究 划分为三大主题：设计本质的研究、设计过程的研究、 设计技术的研究。
现代设计方法学研究内容
设计本质的研究 对人类设计活动的认知模型
研究。这类研究侧重于从哲学与认知学的角度探 讨人类设计活动的本质，所使用的方法包括协议 研究(protocol studies)、受控试验(controlled experiments)、实例研究(case studies)等。该 研究的最大难点是如何找到对试验数据的客观分 析标准，而且由于过多不确定因素的存在，试验 本身的客观性也存在很多困难。
现代设计方法学研究内容
设计过程的研究 研究设计活动究竟应该按照怎
样的步骤与方式来进行。在产品设计过程中提出的 多种过程模型可分为描述型与规定型两大类。
需求分析过程 概念设计过程 详细设计过程
需求规格说明书 概念产品方案 工程图与技术文档
产品设计过程模型
描 述 型 的 产 品 设 计 过 程 模 型