第五章 其他现代设计方法及其应用

3. 反求工程 反求工程以设计方法学为指导，以现代设计理论、方法、技术为技术， 运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有的产品进行解 剖、分析、重构和再创造。 所谓反求工程是将数据采集设备获取的实物样件表面或表面及内腔数据， 输入专门的数据处理软件或带有数据处理能力的三维CAD软件进行处理和三 维重构，在计算机上复现实物样机的几何形状，并在此基础上进行原样复制、 修改或重设计，该方法主要用于对难以精确表达的曲面形状或未知设计方法 的构件形状进行三维重构和再设计。。
6.5 快速响应设计及其技术
1.快速响应设计 追求新产品的快速响应设计，加快产品的试制、试验和定型，以快速形成 生产里，需要尽量利用制造自动化的各种新技术，如RP（快速成形）和VM （虚拟制造） 2. 变型设计 它是实现快速响应的一种方法，这种方法特别强调对企业产品信息的标准 化、规范化重组，通过对企业现有成熟产品的变型再设计，使企业的宝贵信 息资源得到尽可能多的重用，从而实现快速响应，以赢得市场。 基本方法：相似设计和模块化设计
6.3.3 CAD系统的支撑软件

图形支撑软件
三维造型软件
分析软件及优化软件
工程数据库管理软件及数据交换标准接口软件
6.3.4 CAD 技术的发长方向 1．参数化设计 2．智能CAD 智能CAD是指在CAD系统中运用了专家系统、人工神经网 络等人工智能技术。 基于特征的设计 特征是构造零件的最基本的单元要素，它能以较高的抽象 级别、不需要解释的方式来表示一个产品。 相关性设计 相关性设计是为设计工作提供了极大的方便，系统会自动地 更新与用户所修改的部分有关系的内容。 装配设计和管理 CAD系统的集成化 面向对象的设计方法 CAD系统的网络化 网络技术是计算机技术和通信技术相互渗透、密切结合的产物， 在计算机应用中起着越来越重要的作用。
5. 快速成型
快速成型是近年来形成的一种全新技术，它完全摆脱传统“去除材料”加工方法，而 是采用全新的“增加材料”加工法，将复杂的三维加工分解成简单的二维加工的组合。
6.6 虚拟设计 （单独专题）
VD设计
6.7并行设计
并行设计是产品在设计时与相关过程进行集成的一种系统化设计方法。换言之，并行 设计是在产品设计阶段侧重于同时考虑产品全生命周期的各种主要性能指标，从而避免在 产品研制后期出现不必要的返工与重复性工作。
3. 移植创造原理 移植创造是指吸取、借用某一领域的科学技术成果，引用或渗透到 其他领域，以变革或改进已有事物或开发产品。 4.还原创造原理 还原创造原理是指创造者回到驱使人们创造的最基本的出发点或归宿， 进行创新思考的一种创造模式。 5.价值优化原理 把价值看作某一功能与实现这一功能所需成本的比，提高产品价 值就是用低成本实现产品的功能。。 6.1.3 常用创新技法 1．群体集智法 2．系统探求法 1 ）5W2H法 2）特性列举法 3．联想类比法 1）联想发明法 2）综摄类比法 4．组合类比法
下一章：现代设计中常用的工具软件（CAD/CAM软件、工程分析软件）
6.8.2绿色设计的主要内容

绿色设计的材料选择与管理 产品的可回收性设计 产品的装配与拆卸性设计 产品包装设计 绿色产品的成本设计 绿色产品设计数据库与知识库
6.8.3绿色设计的步骤：



搜集绿色设计信息 建立绿色设计小组 绿色产品方案设计 绿色设计决策 建立企业联盟
6.3.2 CAEE/CAPP/CAM/PDM/MRP-LL/EPR/CIMS

CAE——计算机辅助工程 CAM——计算机辅助制造 CAPP——计算机辅助工艺设计（前两者的联系桥梁） PDM——产品数据管理 MPR-II——制造资源规划 ERP——企业资源规划 CIM/CIMS——现代集成制造系统
6.1.4 新产品构思方式

可分为5类： 品质分析 需求分析 关联分析 发展趋势分析 群体创造力
6.2 功能分析法
步骤： 明确任务——总功能分析——功能分解——功能元求解——功能 原理解——最佳功能原理方案
6.3计算机辅助设计
6.3.1 概述 CAD是指使用计算机系统统一支持设计工作的各项技术活动。 微机CAD将成为今后CAD发展方向。
步骤： 原材料获取阶段 绿色产品的规划、设计与生产制造阶段 产品的分配和使用阶段 产品维护和服务阶段 废气淘汰产品的回收，重用和处理处置阶段 2．绿色产品 绿色产品是在其生命周期全过程中，符合特定的环境保护要求，对生态环境 无害或危害极少，资源利用率高，能源消耗最低的产品。 3．绿色设计的概念 通常也称为生态设计、环境设计、生命周期设计或环境意识设计等 设计过程划分：1）产品提高 2）产品再设计 3） 产品功能创新 4）产品系统创新 可以看出，绿色设计是一个从部分到系统，从简单到复杂、从渐进创新到根本创新 的过程。
6.8 绿色设计
6.8.1 基本概念 1．产品的生命周期 绿色设计是面向全生命周期的设计，从不同的角度有不同的划分方式。按设计角度 分有： 传统设计的产品生命周期和绿色设计的生命周期。前者主要包括：从环境中提取原材 料、加工成产品，并流通给消费者使用。 为了消除或减轻环境污染，产品制造企业不得不越来越多地思考如何通过再循环和重 复利用来适当地处置产品，并把产品废弃问题，如回收和拆卸作为设计需求纳入其设计过 程。

6.4 动态分析法 6.4.1 内容
实际产品往往是由一定数量的零件通过各种方式联接而成的机械系统，这 时需要对整个系统进行静态和动态分析。 用黑箱法对此进行分析：首些要建立对象的数学模型，通常用复域中的传 递函数、频域中的频率特性及时域中的微分特性来描述其数学模型。 理论基础：模态分析和模态综合理论 主要方法：有限元分析方法、模型实验方法及传递函数分析法。
6.1.1创造性思维与创造力 思维是人脑对所接受和已储存的来自客观世界的信息进行有意识或无 意识、直接的或间接的加工处理，从而产生新信息的过程。 1.过程 存储准备阶段 悬想加工阶段 顿悟阶段 2. 创造力及创造活动 创造力是指在创造活动中表现出来的能力。它涉及智能和知识因素。
6.1.2创造原理 1．综合创造原理 综合创造原理是指将研究对象的各个部分、各个方面和各种因素联系起 来加以考虑，从整体上把握事物的本质和规律的一种思维法则。 2. 分离创造原理 分离创造原理是Leabharlann Baidu某一创造对象进行科学的分解或离散，使主要问题从复 杂现象中暴露出来，从而理清创造者的思路，以便抓住主要矛盾或寻求 某种设计特色。
6.4.2测试信号分析
种类：硬件手段和软件手段
6.4.3传递函数法
传递函数法是动态分析设计法研究的中心内容。
6.4.4模态分析法
对于复杂系统的动态性态分析，通常需要建立一个复杂的系统动力学模 型，即一个复杂的微分方程组。因此采用模态分析法，是用实验和其他数据处 理手段找出系统特有的模态参量或传递函数，并用以对系统的动态特性进行分 析、预测、评价和优化的方法。 内容： 系统固有特性分析，动力响应分析。
第六章 其他现代设计方法及其应用
随着设计方法学、优化设计等新学科的发展，出现了一 些新技术，如并行设计、相似设计、稳健设计、绿色设计、 智能设计、模糊设计、虚拟设计、动态设计和疲劳设计等。 随着网络经济时代的带来，全球式经济进程的加速，跨地域 的联合设计将成为主要的设计方法。 第一节 常用现代设计方法简介 6.1.创新设计方法 设计的本质是创新，在现代设计方法中，强调创新设计， 是为了使设计者更充分地发挥创造力，更好地利用最新科技 成果，设计出更具有竞争力的新颖产品。