设计理论与方法1
教学设计理论与方法
教学设计理论与方法第一篇：教学设计理论与方法专题四：教学设计理论与方法教学设计是一种理论，它是书写教案的说明和前提，也是上好课的前提。
但在实际工作中，有效教学计划效果却不容乐观，有些教师因各种原因属于备课或匆匆忙忙地备课，根本达不到体育教学设计的实际意义和效果。
因此，在我们的教育教学活动的实践中，我们的有些教学设计也只是停留在很肤浅的层面上，要么应付学校的检查，要么流于形式，没有实际的效果。
体育与健康教学设计是根据教学内涵和体育与健康教学实际操作需要而设计的系统研究规划、教学过程及其方法。
它属于围观层次的教学设计，主要包括体育与健康课程设计，教学单元设计，课堂教学设计及媒体材料设计等。
教学设计是在教学前对教学过程的预先筹划，从而合理安排教学情境，以期达成教学目标的系统性设计。
它主要包括教学目标、材料设计和组织安排等方面的内容。
一、教学计划的制定。
当一个教学目标和实现这一教学目标的内容载体——教学计划，被确定以后，自然就要设计一个符合这一计划内容的教学程序，然后再根据各段程序的需要制定出科学合理的教学方案，这一方案也就是我们常说的“课堂教学设计”。
它就是实现和连接教学目标、内容、方法、效果的生命线。
制定出科学合理、实用的教学计划，是广大教师重视教育与实施教育教学的一个重要组成部分。
教学计划大致可分为学年教学计划，学期教学计划，单元教学计划和课时教学计划。
以学期教学计划为例来看看如何制定教学计划。
教学计划，可以资助你有计划实施自己的想法，并能合理完成教学任务，同时也便于以后总结自己的教学情况，提高自己的教学能力、积累经验，发现不足提供可能条件，制定教学计划是有必要的。
从学科教学来看，根据本学期的教学内容，结合班级的学生情况，有目的的研究教学思想、教学方法明确教学任务、教学重点难点等方面，以此来制定自己的教学计划，顾名思义，就是明确自己每天、每周、每月都应该做点什么，怎么做，为什么这样做，要做到什么程度等等。
现代设计理论与方法
现代设计理论与方法现代设计理论与方法是指在当代社会背景下，对设计活动进行系统化、科学化地研究和总结的理论和方法。
随着科技的不断发展和社会的不断进步，现代设计理论和方法也在不断地完善和更新。
本文将从现代设计理论的发展历程、设计方法的创新以及未来发展趋势等方面进行探讨。
首先，现代设计理论的发展经历了从传统到现代的转变。
传统设计理论注重技艺和经验的积累，而现代设计理论更加注重科学化、系统化的研究。
现代设计理论不仅关注设计的外在表现，更注重设计背后的思维和理念。
例如，人机交互设计理论的提出，将人的需求和心理因素融入到设计中，使得设计更加贴近用户的实际需求。
其次，现代设计方法的创新是现代设计理论发展的重要方面。
传统的设计方法往往是基于经验和惯例，而现代设计方法更加注重科学化和系统化。
例如，用户体验设计方法的提出，通过科学的调研和分析，使得产品的设计更加符合用户的实际使用需求，提高了产品的市场竞争力。
此外，现代设计理论和方法的发展也受到了跨学科的影响。
现代设计不再局限于单一学科，而是涉及到多个学科的交叉融合。
例如，设计思维理论的提出，将设计的思维方式和方法论引入到其他学科领域，促进了不同学科之间的交流和合作。
最后，展望未来，现代设计理论和方法将继续朝着多元化、系统化、科学化的方向发展。
随着人工智能、大数据等新技术的不断发展，设计将更加注重个性化、定制化的需求，而设计方法也将更加注重数据驱动和智能化。
总之，现代设计理论与方法的发展是一个不断创新和完善的过程。
在未来的发展中，我们需要不断地学习和探索，将现代设计理论和方法应用到实际的设计实践中，推动设计领域的进步和发展。
希望本文能够对现代设计理论与方法有所启发，促进设计理论与实践的结合，推动设计领域的繁荣发展。
现代设计理论与方法(优化设计第一章)
1-3人字架优化设计的图解
引例2：货箱优化设计
问题描述： 现用薄板制造一体积为100m3，长度不小于 5m的无上盖的立方体货箱，要求该货箱的钢板耗费量最 少，试确定货箱的长、宽、高尺寸。
分析： （1）目标：用料最少，即货箱的表面积最小。 （2）设计参数确定：长x1 、宽x2 、高x3； （3）设计约束条件： （a）体积要求 （b）长度要求
行
设计变量
设计变量的全体实际上是一组变量，可用一个列 向量表示。设计变量的数目称为优化设计的维数 ，如n个设计变量，则称为n维设计问题。 设计变量的全体实际上是一组变量，可用一 x1 x 个列向量表示。设计变量的数目称为优化设 T x 2 x1 , x2 , , xn 计的维数，如n个设计变量，则称为n维设计 问题。 x
n
明 德 任 责 致 知 力 行
由n个设计变量 x1 , x2 , , xn 为坐标所组成的 实空间称作设计空间。一个“设计”，可用设计空间中 的一点表示。 按照产品设计变量的取值特点，设计变量可分为连续变 量（例如轴径、轮廓尺寸等）和离散变量（例如各种标 准规格等）。
设计变量
只有两个设计变量的二维设计问题可用图1中（a）所示 的平面直角坐标表示；有三个设计变量的三维设计问题 可用图1中（b）所表示的空间直角坐标表示。
致 知 力 行
设计变量
一个设计方案可以用一组基本参数的数值来 表示，这些基本参数可以构件几何量（如尺寸、 明 位置等），也可以是物理量（如质量、频率等）， 德 还可以是应力、变形等表示工作性能的导出量以 任 及非物理量（如寿命、成本等）。
责
在设计过程中进行选择并最终必须确定的各 项独立的基本参数，称作设计变量，又叫做优化 致 参数。在优化设计过程中设计变量是不断修改、 知 调整，一直处于变化状态。 力
现代设计理论与方法教学设计
现代设计理论与方法教学设计背景介绍在现代社会中，设计已成为人们不可少的一部分，从产品、建筑到图形、影像等各个领域中都有着设计的身影。
而设计理论与方法则是设计师必备的基础知识。
在教学中，如何理性地引导学生掌握设计理论与方法，提高学生的实际操作能力，是提高教学质量的关键之一。
教学目标本课程的主要教学目标是：•掌握现代设计理论与方法的基础知识；•培养学生的实际操作能力；•提高学生的创新思维和解决问题的能力。
教学内容第一章设计理论基础本章主要介绍设计的概念、设计的历史、设计与美学、设计与人类学、设计思维等内容。
通过这一章的学习，学生将对设计的定义、演变有一个全新的认识，学会从不同角度去看待设计。
第二章设计方法与流程本章主要介绍设计方法与流程两个方面。
设计方法包括创意思维、关联分析、系统设计、辅助工具等，通过学习这些方法，学生将能够在实际操作中更好地解决问题。
设计流程则是设计的一个较为系统的组织形式，包括需求分析、构思设计、方案选择、设计评估、设计优化等环节。
第三章设计案例分析本章主要对现代设计中的优秀案例进行深入分析，学生将会通过对设计杰作的观察与思考，更好地理解现代设计理论与方法。
第四章实践教学本章主要是针对设计技术的实践操作，包括设计软件的使用、实验实践等，通过实践与探究，学生能够更好地理解设计理论与方法，并提高实际操作能力。
教学方法本课程注重实践与理论相结合，除了传统的课堂讲解外，还包括以下教学方法：•小组讨论。
通过小组讨论的形式，学生能够更好地交流自己的设计思路，同时也能借此机会锻炼口语表达和团队合作能力。
•案例研究教学。
通过案例研究的形式，使学生对设计理论与方法的应用有更为深刻的认识。
•实践操作。
通过实践操作，学生能够更加深入地理解设计理论与方法，并提高实际操作能力。
教学评估教学评估主要从课堂表现和作业质量两个方面进行考核。
其中，课堂表现占总成绩的40%，主要考核学生的参与度、表现和口头表达能力；作业质量占总成绩的60%，主要考核学生所完成的作业在设计思路、创意、实际操作等方面的表现。
现代设计理论与方法优化设计法和创造性设计法
现代设计理论与方法优化设计法和创造性设计法优化设计法是一种通过系统分析、建模和优化算法，以寻求最佳设计或最优解的方法。
它的主要思想是将设计问题转化为一个数学模型，通过对模型进行优化，找到最佳解决方案。
优化设计法以效率和效果最大化为目标，可以应用于各个领域的设计中。
优化设计法的基本步骤主要包括：定义设计目标和限制条件，建立数学模型，选择适当的优化算法，进行优化计算，评估结果并进行调整。
在现代工程设计中，优化设计法被广泛应用于各种领域，如结构设计、产品设计、系统设计等。
通过优化设计法，可以提高设计效率、降低成本、增加产品性能等。
与优化设计法相对应的是创造性设计法。
创造性设计法是一种通过创新和想象来解决设计问题的方法。
它的核心思想是鼓励设计师发散思维，跳出传统思维模式，寻找创新的解决方案。
创造性设计法的基本步骤主要包括：明确设计问题，收集相关信息，进行头脑风暴和联想，生成创意解决方案，评估和改进。
创造性设计法强调灵感、想象和创新，它可以激发设计师的创造力，帮助他们找到具有差异化和独特性的设计方案。
在现代设计中，创造性设计法被广泛应用于各种领域，如艺术设计、工业设计、交互设计等。
优化设计法和创造性设计法在实践中常常相互结合。
优化设计法通过算法和数学模型提供了一种系统化的方法来解决设计问题，而创造性设计法则提供了一种创新的思维方式来激发创造力。
综上所述，现代设计理论与方法包括了优化设计法和创造性设计法。
优化设计法强调效率和效果的最优化，创造性设计法则强调创新和想象力的发扬。
两者可以相互配合，为设计师提供全面的解决方案，提高设计效率和设计品质。
现代设计理论与方法
1.工业产品设计特征：需求特征、创造性特征、程序特征、时代特征2.现代设计方法与传统设计方法相比，主要完成了一下几个方面的转变：（1）产品结构分析的定量化；（2）产品工况分析的动态化; (3)产品质量分析的可靠性化；（4）产品设计结果的最优化；（5）产品设计过程的高效化和自动化3.现代产品设计按其创新程度可分为：开发性设计、适应性设计、变型设计4.现代产品设计的进程：产品规划（决策）、原理方案设计、技术设计、施工设计5.优化设计：借助最优化数值计算方法和计算机技术，求取工程问题的最优设计方案6.优化设计过程：设计课题分析、建立数学模型、选择优化方法、上机计算择优7.优化数学模型三要素:设计变量X、目标函数f（X）、约束条件gu（X）≤0,hv（X）=08.要运用数值迭代法寻找到目标函数的极小值X，这里关键要解决三个问题：如何确定迭代步长a、怎样选定搜索方向S、如何判断是否找到了最优点，以中止迭代9.无约束优化问题采用迭代中止准则：点距足够小、函数下降量足够小、函数梯度充分小10.可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力11.可靠性四要素：研究对象、规定的条件、规定的时间、规定的功能12.失效率：产品工作t时刻尚未失效的产品，在该时刻t以后的下一个单位时间内发生失效的概率13.机械可靠性设计和机械常规设计方法的主要区别：它把一切设计参数都视为随机变量，表现在：零部件的设计应力s是一个随机变量；零件的强度参数c也是一个随机变量14.CAD技术：利用计算机的软硬件辅助设计者对产品进行规划、分析、计算、综合、模拟、评价绘图和编写、技术文件等设计活动15.有限元法定义:基本思想：16.单元分析：连续体离散化后，即可对单元体进行特性分析，简称为单元分析主要工作：选择单元位移模式（位移函数）和分析单元的特性，即建立单元刚度矩阵。
16.有限元法的解题步骤：结构的力学模型简化、单元划分和插值函数的确定、单元特性分析、整体分析（单元组集）17.整体结构的节点力与节点位移之间的关系：18.工业造型的设计基本内容：产品的人机工程设计、产品的形态设计、产品的色彩设计、产品的铭牌、表识、字体等的设计19.反求工程（RE）：也称逆向工程、就是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术的综合的一项新技术。
现代机械设计理论与方法(1)
⑦ 满足轮齿弯曲强度要求，应有
2 g8 ( X ) x3 z小x2 AFT小YF 0
3）选用合适的优化方法求解，得
z1 22 X b 53 m 4. 5
优化设计
将设计问题的 物理模型转化 为数学模型
选用适当的优化方 法和计算机程序
通过计算机 求解得到最 佳设计方案
② 计算机辅助设计(CAD)
CAD能够帮助我们完成机械设计中的图形设计（制图） 及部分分析计算。（以计算机为工具） 计算机辅助设计
传统设计
人工计算、绘图
用计算机设计、 计算、绘图。
设计精度、稳定性 和效率有限，修改 不方便
四、现代设计方法的特点
程式性。研究设计的全过程，要求设计者从产品 规划、方案设计、技术设计到试验、试制进行全面考 虑，按步骤有计划地进行设计。
创造性。突出人的创造性，力求探寻更多新方案， 开发创新性产品。
最优化。设计的目的是得到功能全、性能好、成 本低的最优产品。 综合性。建立在系统工程和创造工程基础上，综 合运用信息论、优化论、相似论、决策论、预测论等 相关理论，提供多种途径解决产品的设计问题。 计算机化。
④ 模数和齿宽之间要求 5m b 17 m
g 4 ( X ) x2 5x3 0 g5 ( X ) 17x3 x2 0
⑤ 保证各行星轮之间齿顶不相碰撞，应满足
g 6 ( X ) x1 sin
C
1 x1 (i 2)(1 sin ) 0 2 C
⑥ 满足接触强度要求，应有
主要应用于 以下方面
天津市考研设计学复习资料设计理论与方法总结
天津市考研设计学复习资料设计理论与方法总结设计学作为一门综合性学科，旨在培养学生的设计思维、创新能力和实践技能，涉及到广泛的设计领域和理论知识。
在考研设计学中，设计理论与方法是一个重要的考点，掌握好设计理论与方法对于备考取得好成绩至关重要。
本文将对天津市考研设计学复习资料中的设计理论与方法进行总结和梳理，希望对考生们有所帮助。
一、设计理论的概述设计理论是设计学的基础，对于理解和应用设计有着重要的指导作用。
设计理论包括设计的定义、设计过程、设计原则等内容。
在复习设计理论时，我们要关注以下几个方面：1. 设计的定义和分类设计是指为解决某一需求而进行的有计划的创作活动。
根据不同的创作目的和对象，设计可以分为工业设计、平面设计、环境设计等多个领域。
2. 设计的基本要素设计的基本要素包括形状、色彩、材料、结构、功能等。
要了解不同要素的特点和在设计中的作用，掌握它们的运用原则。
3. 设计的过程与方法设计过程包括需求分析、概念生成、方案选择、详细设计和实施等阶段。
设计方法是指在设计过程中采用的一系列策略和技巧，如头脑风暴、故事板、造型手法等。
二、设计方法的应用设计方法是设计学的核心内容之一，是设计师在实际工作中解决问题的手段和途径。
设计方法具有普适性和针对性两个特点，方便设计师进行创意的勾勒和实施。
在考研设计学中，常见的设计方法包括：1. 形式萃取法形式萃取法是从自然界或现实生活中寻找具有表现力的形式，并将其运用于设计创作中。
设计师可以通过观察和分析，提取出适合自己设计的元素和形式。
2. 逆向设计法逆向设计法是从已有的产品或作品着手，通过分析其结构和原理，再进行修改和创新。
这种方法有助于设计师理解和掌握现有设计的特点和优势，在此基础上进行改良和创新。
3. 用户体验设计方法用户体验设计方法注重从用户的角度出发，以用户的需求和体验为中心进行设计。
通过用户研究、用户访谈和用户故事等手法，设计师可以更好地满足用户的期望和需求。
室内设计方法与设计理论
室内设计方法一.空间功能划分一般来说，居室可分为六大功能区域，分别休息区、餐饮区、娱乐区、工作区、会客区及盥洗区。
只有合理布置六大区域，才能实现居室的舒适感。
所谓合理，就是根据建筑的空间分布情况，布置的区域符合人们的日常生活规律，满足家庭成员各种活动的需要，并充分利用空间，保证环境质量。
具有功能性的区域空间，就设计师而言，就必须达到展示性和隐秘性的双重要求。
那么不同功能的区域空间在设计中有不同的原则。
（一）.休息睡眠区域的功能设计基本家具应有床、床头柜、衣柜、梳妆台及沙发等。
卧房属于家中的内室，作为私密空间需要注意以下几点。
01 .卧室要求具有良好的封闭性和隐秘性，门、窗要求具有良好的隔音性。
02 .通向户外的窗户应该有严密的窗帘，可选用双层窗帘兼顾美观与安全03. 作为房主休息的空间，卧室的色彩不宜繁多，偏稳重的色彩更容易让人产生归宿感。
另外，灯光不宜过亮，以黄光为佳。
当然，在卧室的设计中，还有一些小的细节不容忽视，卧室所需物品较多，所以在装修中不能忽略收纳空间的作用，如下图所示。
对于卧室的具体设计，在后面会有详细介绍。
图1（二）.工作学习区域的功能设计基本家具应有写字台、电脑桌、书柜、书架、沙发、椅子等。
作为办公区域，此区域要求照明布置比较高。
写字台应安放在采光较好的位置，例如，窗口或正对光源。
如果房间采光不足，就必须加照明灯补充光源，一般采用台灯的形式。
（三）.休闲娱乐区域的功能设计基本家具应有电视（音响）柜、沙发、椅子、茶几等。
休闲娱乐区域要兼顾娱乐性与舒适性。
布艺沙发可以放松身心，选择好的茶几，在美观的同时还可以实现功用效果。
作为休闲娱乐的空间，由于每个家庭成员的兴趣、爱好不同，娱乐项目也就不同。
受住房面积的限制，一般家庭会将休闲娱乐区域与会客接待区合并，作为公共活动空间；有专业性较强设备的娱乐区，则通常与卧室合并图3（四）.餐厅区域的功能设计.餐饮区域是专业性区域，包括厨房和餐厅，一般应配置厨房厨具及餐桌椅，有的还需设置酒柜、吧台等。
现代设计理论与方法
第一章1现代设计理论与方法是一门基于思维科学、信息科学、系统工程、计算机技术等学科，研究产品设计规律、设计技术和工具、设计实施方法的工程技术科学。
2设计的概念，广义概念是指对发展过程的安排，包括发展的方向、程序、细节及达到的目标。
狭义概念是指将客观需求转化为满足需求的技术系统(或技术过程)的活动。
3设计的含义：为了满足人类与社会的功能要求，将预定的目标通过人们创造性思维，经过一系列规划、分析和决策，产生载有相应的文字、数据、图形等信息的技术文件，以取得最满意的社会与经济效益，这就是设计。
4设计的特征：需求特征、创造性特征、程序特征、时代特征。
5设计的四个发展阶段：直觉设计阶段、经验设计阶段、半理论半经验设计阶、现代设计阶6现代设计与传统设计的区别:传统设计：以经验总结为基础，运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。
传统设计方法基本上是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。
现代设计：是一种基于知识的，以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。
7现代设计方法与传统设计方法相比，主要完成了以下几方面的转变：1）产品结构分析的定量化；2）产品工况分析的动态化；3）产品质量分析的可靠性化；4）产品设计结果的最优化；5）产品设计过程的高效化和自动化。
8现代产品设计按其创新程度可分为：开发性设计、适应性设计、变形设计三种类型。
第二章1功能分析组合方法：求总功能（黑箱法）分功能求解方法（调查分析法、创造性方法、设计目录法）原理解组合（形态分析法）第三章1创造技法：（一）集体激智法：(专题会议法，德尔菲法，635法)通过多人的集体讨论和书面交流，互相启迪，并发灵感，进而引起创造性思维的连锁反应，形成综合创新思路的一种创新技法。
（二）提问追溯法：（奥斯本提问法，阿诺尔特提问法，5W-1H提问法）是通过对问题进行分析和推理来扩展思路，或将复杂的问题加以分解，找到各种影响因素，从而扎到问题的解决方案的一种创造性技法。
★1教学设计的理论与方法共57页文档
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
风力机设计理论及方法 风力机的基本设计理论1
4、NREL翼型系列
该翼型由美国国家可再生能源实验室所研制，主要应 用与大中型叶片，有3个薄翼型族和3个厚翼型族。这 些翼型能有效减小由于昆虫残骸和灰尘积累使桨叶表 面粗糙度增加而造成的风轮性能下降，并且能增加能 量最大输出和改善功率控制。
5、DU翼型系列
几种翼型的比较
S ——叶片扫掠的面积，m2； V ——实际通过风轮的风速，m/s。
根据风轮前后的压力差，作用在风轮上的推力又可写成
式∶
F S(P1 P2 )
P1 ——风轮前压力，Pa或kPa；
P2 ——风轮后压力，Pa或kPa。
• 应用伯努利方程
1 2
V12
P
1 2
V 2
P1
1 2
V22
⑸作用在风轮上的推力是均匀的。
• 将动量方程用于图3-1所示的控制体中，可 得作用在风轮上的推力为∶
式中∶
F m(V1 V2 )
V1 ——风轮前方的风速，m/s； V2 ——叶片扫掠后的风速，m/s；
m ——单位时间内的质量流量，kg/s。
m SV
式中∶
——空气密度，kg/m3；
3、FFA-W翼型系列：（ 2）FFA-W2翼型系列
（ 3）FFA-W3翼型系列
4、NREL翼型系列
5、DU翼型系列
（1）NACA四位数字翼型 1、NACA翼型系列：（ （23） ）NNAACCAA五 四位 、数 五字 位翼 数型 字翼型
（4）NACA六位数字翼型
（3-7）
（3-8）
（3-9）
动量理论说明了作用于风轮上的力和来流速度间的关系， 能够解答风轮转换机械能和基本效率问题。
现代设计理论与方法(硬盘版)
产品设计的目的是构造能够实现规定功能的产品。如果产品不具备要求的功能，设计就失去价值。因此满足功能是各类 产品设计的必要原则。
1.3.2 质量保障原则
保证质量是产品设计的重要原则。产品质量主要由性能和可靠性决定，因此这类原则主要包括：
(1)性能指标。指产品的各类技术指标，如机床加工精度、传动系统运动精度，电视机分辨率等。先进的技术指标是实 现高质量产品的前提。
色设计 (9)模糊设计 (10)面向对象的设计
(11)工业造型设计
2）计算机辅助设计技术
（1）有限元法 （2）优化设计 （3）计算机辅助设计 （4）模拟仿真与虚拟设计 （5）智能计算机辅助设计
（6）工程数据库(PDM)
3）可信性设计
（1）可靠性设计 （2）安全设计 （3）动态设计 （4）防断裂设计（5）抗疲劳设计 （6）减摩耐磨设计 （7）防腐 蚀设计（8）健壮设计 （9）耐环境设计 （10）维修设计和维修保障设计 （11）测试性设计 （12）人机工程设计
现代设计理论与方法
第 1 章 现代设计技术概论
1.ห้องสมุดไป่ตู้ 现代设计的特征
现代设计是传统设计的深入、丰富和完善，而非独立于传统设计的全新设计。虽然目前对现代设计尚无确切定义，但可 从以下特征来理解。
⑴ 以计算机技术为核心
这是现代设计的主要特征。计算机技术的飞速发展对设计产生了巨大影响，表现为以下几方面：
①设计手段的更新 计算机技术推动了设计手段从“手工”向“自动”的转变。
2
第 2 章 价值工程 2.1 价值工程的原理
价值工程是一项科学的管理方法，它用技术与经济相结合的科学方法，研究产品（系统或服务）的功能与生产成本的 关系，达到以最低成本取得必要的功能效果。
现代设计理论和方法1
现代设计理论和方法一、概论1、设计：一种创造性活动为满足人们的某种需求。
2、优化：依据科学理论工程技术知识、材料进行所谓的最佳利用。
3、设计方法发展过程：四个阶段：直觉设计，经验设计，传统设计，现代设计。
4、现在是从传统设计到现代设计的过度（继承创新）5、现代设计与传统设计的关系：继承的关系；共存与突破的关系。
6、现阶段的设计相对而言落后于人们对设计的要求，只要表现为：⑴对客观设计过程研究、了解不够，尚未很好的掌握设计中的客观规律；⑵当前设计的优劣主要取决于设计者的经验；⑶设计生产率较低；⑷设计进度与质量不能很好控制；⑸设计手段与方法有待改进；⑹尚未形成能为大家接受，能有效指导设计实践，有较系统的设计理论。
7、设计的本质---革新和创造8、设计的基本内涵：存在着客观需求，需求是设计的动力源泉。
9、设计是建立技术系统的重要环节，对产品的技术和经济效果起决定性的作用。
10、现代设计方法的特点：程式性、创造性、系统性、优化性、综合性、计算机辅助设计（CAD）.11、设计工作阶段：⑴明确设计任务阶段：要进行需求分析、市场预测、可行性分析、确定设计参数及制约条件，最后给出详细想设计要求表作为设计、评价、决策的依据。
⑵方案设计阶段：实质上是产品功能原理的设计。
系统化设计法：针对功能系统将总功能分解为分功能----功能元，通过各种方法求得各功能元的多个解，组合功能元的解或直接求得多个系统原理解，在此基础上通过评价再求得较好的最佳原理方案。
⑶技术设计阶段：要将功能原理方案具体化为机器及零部件的合理结构，这阶段的主要工作包括总体设计、结构设计、商品化设计、模型试验等。
⑷施工设计阶段：12、解决问题的逻辑步骤：分析---综合---评价---决策。
评价类型：评定方案的完善程度；评定解答方案与所提问题的要求的相符程度；评定最优解答方案；评定某项特性的最优值。
决策：是在评价的基础上根据已定的目标作出行动的决定。
基本原则：系统原则、可行性原则、满意原则、反馈原则、多方案原则。
创新设计理论与方法
创新设计理论与方法在现代社会中，创新设计已经成为各个领域的重要推动力。
无论是产品设计、建筑设计还是市场策划，都需要借助创新设计理论和方法来实现创造性的成果。
本文将围绕创新设计理论和方法展开讨论，帮助读者了解如何在设计过程中运用创新的思维方式和方法论。
一、创新设计理论的发展创新设计理论是一门多学科交叉的领域，它涉及了设计、心理学、经济学等多个学科。
从传统的“功能性设计”发展到现如今的“用户体验设计”，创新设计理论经历了多个阶段的演进。
最早的创新设计理论强调产品的功能性和效率，即产品应该满足用户的实际需求。
随着社会的发展和人们需求的不断提升，人们开始追求更多的舒适性和个性化。
这就导致了“用户体验设计”的兴起，更加注重用户的情感和体验。
今天的创新设计理论更加强调创造性思维和跨界合作。
创新设计师需要具备创造性思维和开放的心态，将来自不同领域的知识和技术进行整合，以创造出更加具有竞争力的设计作品。
二、创新设计方法的应用创新设计方法是指实现创新设计目标的一系列步骤和工具。
以下将介绍几种常用的创新设计方法，并说明其应用场景。
1. 设计思维方法设计思维方法是一种以人为本的设计方法，它注重从用户的角度出发，理解用户的需求和问题，并提供相应的解决方案。
这种方法强调观察和洞察用户的行为和情感，从而发掘潜在的创新机会。
2. 敏捷开发方法敏捷开发方法是一种以迭代和快速反馈为基础的设计方法。
通过将设计过程分解为多个小步骤，每个小步骤都有具体的目标和时间限制。
这种方法能够帮助设计师快速验证和修正设计想法，以最快的速度推出创新产品。
3. 原型设计方法原型设计方法是一种以制作可视化模型和样本为主要手段的设计方法。
通过制作原型，设计师可以更直观地展示自己的设计思想，也可以通过测试和反馈调整设计细节。
原型设计方法可以帮助设计师在实际制作之前发现和解决问题，提高设计的质量和效率。
4. 用户参与方法用户参与方法是一种将用户作为设计过程的参与者的方法。
现代设计理论与方法
现代设计理论与方法现代设计理论与方法是设计领域中的重要理论体系，它涵盖了设计的基本概念、原则、方法和技术，对于指导设计实践具有重要的指导意义。
现代设计理论与方法的研究和应用，不仅可以提高设计的科学性和艺术性，还可以促进设计产业的发展和创新。
本文将从现代设计理论与方法的基本概念、主要原则和实践方法等方面进行探讨，以期为设计师提供一定的参考和借鉴。
首先，现代设计理论与方法的基本概念是指在当代社会条件下，对设计活动的基本认识和理解。
现代设计理论强调设计的综合性和系统性，强调设计的目的性和实用性，注重设计的创新性和可持续性。
现代设计方法则强调设计的科学性和系统性，注重设计的过程管理和质量控制，倡导设计的参与性和协作性。
因此，现代设计理论与方法的基本概念是以人为本，注重实践，追求创新，追求效益。
其次，现代设计理论与方法的主要原则包括整体性原则、系统性原则、创新性原则和可持续性原则。
整体性原则是指设计应该从整体出发，注重各要素之间的协调和统一，追求整体效果的完美。
系统性原则是指设计应该从系统出发，注重设计的结构和功能的有机结合，追求系统的稳定和健康。
创新性原则是指设计应该具有创新意识和创新精神，注重设计的独特性和前瞻性，追求设计的新颖和突破。
可持续性原则是指设计应该具有可持续发展的意识和责任，注重设计的环境友好和资源节约，追求设计的持久和稳健。
最后，现代设计理论与方法的实践方法包括市场调研、用户需求分析、创意设计、工程设计和生产制造等环节。
市场调研是指通过调查和分析市场需求和竞争状况，为设计提供可靠的市场依据和预测。
用户需求分析是指通过调查和分析用户的需求和偏好，为设计提供可靠的用户依据和指导。
创意设计是指通过头脑风暴和设计思维，进行设计创意和概念的生成和筛选。
工程设计是指通过工程原理和技术手段，进行设计方案和结构的优化和完善。
生产制造是指通过工艺流程和生产设备，进行设计产品的生产和加工。
综上所述，现代设计理论与方法是设计领域中的重要理论体系，它涵盖了设计的基本概念、原则、方法和技术，对于指导设计实践具有重要的指导意义。
1现代设计理论与方法
现代设计理论与方法学生姓名：学号：指导老师：班级：摘要本文主要介绍现代设计理论及方法：优化设计，并运用实例进行简要说明现代优方法。
一、现代设计理论及方法概述现代设计是以知识为基础的，以知识获取为中心，设计是知识的物化，新设计是新知识的物化。
现代设计中的每个设计，总是由许多不同利益方合作来完成的，对产品也应当有一种广义的理解：产品也可以是一个过程，一个软件或一个组织结构。
现代设计方法是以设计产品为目标的一个总的知识群体的总称。
它运用了系统工程，实行人、机、环境系统一体化设计，使设计思想、设计进程、设计组织更合理化、现代化，大力采用许多动态分析方法，使问题分析动态化，实际进程、设计方案和数据的选择更为优化，计算、绘图等计算机化。
所以人们常用动态化、优化、计算机化概括其核心内容。
二、优化、优化设计和机械优化设计的含义1、优化是从处理各种事物的一切可能的方案中，寻求最优的方案。
优化的原理与方法，在科学的、工程的和社会的实际问题中的应用，便是优化设计。
2、常用优化设计方法：单变量方法，无约束问题搜索方法，有约束问题搜索方法，现代优化方法。
3、现代优化方法：遗传算法的提出遗传算法简称GA（Genetic Algorithm），最早由美国Michigan 大学的J. Holland教授提出（于上世纪60-70年代，以1975年出版的一本著作为代表）,模拟自然界遗传机制和生物进化论而成的一种并行随机搜索最优化方法。
遗传算法是以达尔文的自然选择学说为基础发展起来的。
遗传算法将“优胜劣汰，适者生存”的生物进化原理引入优化参数形成的编码串联群体中，按所选择的适应度函数并通过遗传中的选择、交叉及变异对个体进行筛选，使适应度高的个体被保留下来，组成新的群体，新的群体既继承了上一代的信息，又优于上一代。
这样周而复始，群体中个体适应度不断提高，直到满足一定的条件。
遗传算法的算法简单，可并行处理，并能到全局最优解。
4、遗传算法的应用领域（1）函数优化（2）组合优化（3）生产调度问题（4）自动控制（5）机器人（6）图像处理遗传算法的应用步骤对于一个需要进行优化的实际问题，一般可按下述步骤构造遗传算法：第一步：确定决策变量及各种约束条件，即确定描述个体的变量X和问题的解空间范围；第二步：建立优化模型，即确定目标函数的类型及数学描述形式或量化方法。
设计理论与方法目录模板
设计理论与方法目录模板1. 引言
1.1 背景介绍
1.2 研究目的
2. 设计理论
2.1 定义设计理论
2.2 设计理论的重要性
2.3 设计理论的分类
2.3.1 形式主义设计理论
2.3.2 结构主义设计理论
2.3.3 社会主义设计理论
2.4 设计理论的应用领域
2.4.1 建筑设计理论
2.4.2 绘画设计理论
2.4.3 工业设计理论
3. 设计方法
3.1 定义设计方法
3.2 设计方法的分类
3.2.1 创意生成方法
3.2.2 创意评价方法
3.2.3 创意实施方法
3.3 设计方法在实际项目中的应用
3.3.1 产品设计方法在制造业中的应用 3.3.2 建筑设计方法在建筑行业中的应用 3.3.3 平面设计方法在广告行业中的应用
4. 设计理论与方法的关系
4.1 理论指导方法
4.1.1 设计理论在指导方法上的作用
4.1.2 设计方法对理论验证的支持
4.2 方法推动理论发展
4.2.1 实践中的方法推动理论的创新
4.2.2 理论对方法的补充和修正
5. 结论
5.1 设计理论与方法的综合应用
5.2 设计理论与方法在不同领域的发展前景
注意：以上仅为目录模板，正文内容需根据具体题目和要求编写。
请根据题目给出的具体要求和格式要求来撰写文章内容。
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简单工具
传统 蒸汽机械 电气机械 现代 机电一体化
人力、畜力
蒸汽 普通电机 控制电机
简单工具
机械构件 机械构件 机械构件
自然材料
钢铁 钢铁 钢铁、塑料
人类五官
人类五官 人类五官 电子器件
人脑
人脑 逻辑电路 计算机
1.2 机械产品设计
1.2.2 新产品开发
表1-3 新产品开发的五个阶段
发展阶段
技术推动
考试时间： 最后一次课(5月10号)之后
第1章 绪论
1.1 现代设计 1.2 机械产品设计 1.3 部分现代设计方法简介
1.1 现代设计
1.1.1 设计的概念
广义：是一种创造性的活动，其目的在于决定产品的包括性能、 过程、服务及整个生命周期各个方面的品质，以获得一种使 生产者和消费者都能满意的整体。(国际工业设计学会) 狭义：将客观需求转化为满足该需求的技术系统的活动(包括 图纸、软件程序和技术文档等) 。 重 要 性
1.1 现代设计
动态化：现代设计在静态分析的基础上，考虑载荷谱、负载 率等随机变量，进行动态多变量最优化。传统设计以静态分析和 少变量为主，将载荷、应力等因素作集中处理，由此考虑安全系 数，与实际工况相差较远。
宜人性：现代设计强调产品内在质量的实用性、外观质量的 美观性、艺术性、时代性、在保证产品物质功能的前提下，要求 对用户产生新颖舒畅等精神功能。传统设计强调产品的物质功能， 忽视或不能全面考虑精神功能。 智能化：现代设计在已认识的人的思维规律基础上，以计算 机为主模仿人的智能活动，能够设计出高度智能化的产品。传统 设计在局部上自发地运用了某些仿生规律，但很难达到高度智能 化的要求。 CA化：现代设计广泛使用计算机使设计、计算、绘图、制造、 改进一体化，大大提高设计精度、稳定性和效率，修改也极为方 便。传统设计是人工计算绘图。
1.1 现代设计
1.1.5 现代设计的原则
设计原则是产品应满足的要求，是对设计行为的约束。 1. 功能满足原则 产品具备所要求的功能。 2. 质量保障原则 包括性能指标、可靠性、强度原则、刚度 原则、稳定性、抗磨损性、抗腐蚀性、抗蠕变性、动态特性、 平衡特性、热特性等。 3. 工艺优良原则 包括可制造性、可装配性、可测试性。 4. 经济合理原则 开发成本低。 5. 社会适用原则 包括环境友好性、环境适应性、人机友好 性、可维修性、安全性、可安装性、可拆卸性、可回收性。
方法
设计方法 预测技术
主要指导理论
设计方法学 技术预测理论 市场学 信息学 系统工程学 形态学 创造学 思维心理学 决策论 模糊数学
原 理 方 案 设 计
功能分解 功能元求解 功能载体组合 功能原理方案(多个) 原理试验 评价决策 最优原理方案 原理参数表、方案原理图
系统化设计法 创造技法 评价决策方法
总体设计 结构设计 造型设计 造型价值分析 外观方案(多个) 试验模型 评价决策 最优造型方案
技 术 设 计
结构价值分析 结构方案(多个) 试验 评价决策 最优结构方案
最优技术设计方案 总体布置图、装配 草图、技术文件 总体效果图、 外观效果模型
价值设计 优化设计 可靠性设计 宜人性设计 产品造型设计 系列化设计 机械性能设计 工艺性设计 自动化设计
1.1 现代设计
1.1.3 现代设计方法的概念
现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，是由 个别到一般、具体到抽象、感性到理性，逐步归纳、演绎、综 合而发展起来的。 现代设计的内涵：以满足产品的质量、性能、时间、成本／ 价格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。
施工设计阶段
施工设计是把技术设计的结果变成施工的技术文件。一般来说， 要完成零件工作图、部件装配图、造型效果图、设计和使用说明书、 设计和工艺文件等。
1.2 机械产品设计
表1-4 机械产品设计一般进程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ阶段
产 品 规 划
步骤 信息集约
产品设计任务 预测调研 可行性分析 明确任务要求 可行性报告、设计要求项目表 总功能分析
1.2 机械产品设计
1.2.4 设计的一般过程
产品规划阶段
产品规划、明确设计任务就是决策开发新产品，为新技术系统设 定技术过程和边界，是一项创造性的工作。
原理方案设计阶段
是指新产品的功能原理设计。
技术设计阶段
是把新产品的最优原理方案具体化。首先是总体设计，然后分为 同时进行的实用化设计和商品化设计两条设计路线，经过试验和评价 得到最优结构方案和最优造型方案。
1.2 机械产品设计
例： 冲床功能分解：送料 + 冲制 + 退回
冲头功能细分：往复运动、增力、急回、减速； 送料功能细分：间歇送料； 1) 往复运动、增力、急回功能元可用以下两种机构来实现： φ 10 0.8
凸轮机构
六杆肘杆机构
2）为了实现冲头的减速功能，可以采用如下方案；
两级带传动；两级齿轮传动；一级带传动+一级齿轮传动。
70 60 50 40 30 20 10 0
对成本的影响 所需的工时成本
设计
生产准备 与加工
原材料与 外购件的采购
管理和销售
1.1 现代设计
1.1.2 设计发展阶段
1)直觉设计阶段 从自然现象中直接得到启示，或凭人的 直观感觉来设计制作工具。 2)经验设计阶段 到17世纪，有经验的人将自己的经验或 构思用图纸表达出来，然后根据图纸组织生产。 3)半理论半经验设计阶段 20世纪初，以理论计算和长期 设计实践形成的经验、公式、图标、设计手册等作为设计依据， 通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。 4)现代设计阶段 20世纪60年代，设计工作实现设计自动 化和精密计算。同时，对产品的设计不仅考虑产品本身，还要 考虑对系统和环境的影响；不仅考虑技术领域，还要考虑社会、 经济等因素；不仅考虑当前，还要考虑长远发展。
并行工程方法
开发新产品由生产系统和社会系 并行设计组 并行工程，精简机 系统集成和网络 统共同完成。 构、模糊分工 (扩大)
1.2 机械产品设计
1.2.3 设计类型
根据机械产品设计任务不同，分为两种类型： 开发性设计(新型设计)：应用可行的新技术，创新构思，设 计工作原理和功能结构创新的产品，或赶超先进水平，或适应 政策要求，或避开市场热点开发有特色的冷门产品。效益高、 风险大。 适应性设计(变型设计)：工作原理和结构方案保持不变，变 更局部或增设部件，加强辅助功能；或变更现有产品结构配置 和尺寸，改进材料工艺。占所有设计的70%左右。
1.2 机械产品设计
对于最典型的开发性设计，机械产品设计分三个阶段： （一）功能原理设计 1、任务：针对某一确定的功能要求，寻求一些物理效应，并 借助于某些作用原理来求得一些实现该功能目标的解法原理 2、重点：创新构思，思维发散，多解评优，简图示意 3、特点： (1) 以新的物理效应代替旧的物理效应，使机器的工作原理发 生根本变化 (2) 开发人员有新概念、新构思，引入新技术、 新材料、新工艺 (3) 机器的品质发生质的变化 4、工作要点： (1) 明确所要设计任务的功能目标 (2) 调查分析已有的解法 原理 (3) 创新构思，寻求更合理的解法 (4) 初步预想实用化 的可能性 (5) 认真进行原理性试验
1.2 机械产品设计
（三）商品化设计 1、任务：要保证产品在技术上和在市场竞争中都取得成功 2、重点：产品功能原理的新颖性，产品技术性能的先进性， 对市场要求的适应性。 3、特点： (1) 销售策略：市场调查，广告宣传，售后服务 (2) 经营策略：提高产品质量，增加技术储备，树立企业信誉 (3) 设计策略：性能的适用性变化，艺术造型、价值分析 4、工作要点： (1) 性能的改变：①适应不同条件②开发新功能③增添附加功能 (2) 产品性能尺寸系列化，零部件标准化，非标零部件通用化， 零部件设计模块化 (3) 工业产品艺术造型 (4) 价值分析
现代设计方法
吉林大学材料学院锻压教研室
课程性质
课程性质： 材料加工专业的技术基础课
学时学分：
24/1.5 教材： 《现代设计方法》赵松年 机械工业出版社 2011 《优化设计》 何忠保 吉林大学出版社 2005
成绩评定
成绩评定： 期末考核成绩占70%
实验成绩占总成绩的12% （实验课4学时） 实验时间地点：第5-8周 材料馆423 平时成绩（出勤、作业）占总成绩的18%
特点
某种新技术的应用，推动新功能 产品的形成 市场的某种需求，促进新功能产 品的出现 技术推动与需求拉动相结合
负责单位
设计部门 设计部门 设计部门
工程方法
串行工程方法(信息 处理间断，数据生 成重复)
传统
需求拉动 推拉结合
同时考虑功能、制造、成本、周 期等，由计算机网络下的包括设 并行设计组 功能和过程集合 计、工艺、计划、制造和装配部 门的生产系统共同开发 现代
1.2 机械产品设计
1.2.1 现代机械
• 定义：由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械 力、运动、物质流和能量流在内的动力学任务的、机械和电 子部件相互联系的伺服系统。 表1-2 各个发展阶段的机械产品的典型组成部分
典型组成部分 机械发展阶段 能源、动力 作业、执行 结构、机体 传感、检测 控制、运筹
1.1 现代设计
1.1.4 现代设计的特点
系统性：现代设计方法是逻辑的、系统的设计方法。传统设计 方法是经验的、类比的设计方法。
社会性：现代设计开发新产品的整个过程，从产品的概念形成 到报废处理的全寿命周期中的所有问题，都要以面向社会、面向 市场为指导思想全面考虑解决。传统设计过程中注意技术性，设 计试制后进行经济分析、成本核算，很少考虑社会问题。