现代设计方法学概述

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 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
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。
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
Fra Baidu bibliotek
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
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
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
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。
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
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。
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。
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
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
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
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