现代设计理论与方法
现代设计理论与方法（最终版）
现代设计理论与方法（最终版）现代设计理论与方法(最终版)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]T s、t、gi(x)<=0 i=1,2,3…mhj(x)=o j=1,2,……n(p（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：(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第7章反求工程设计
验证和评估。
反求工程设计的流程
1 2
数据采集
利用测量、扫描等技术手段获取产品实物数据。
数据处理
对采集的数据进行预处理、降噪、拼接等操作， 得到完整、准确的数据。
3
逆向建模
利用反求工程软件进行逆向建模，生成三维模型。
反求工程设计的流程
创新设计
在逆向建模的基础上，结合设计需求和创意， 进行产品的创新设计。
03 反求工程设计的方法与流 程
反求工程设计的方法
逆向建模
通过测量和扫描等手段获取产品实 物数据，然后利用反求工程软件进
行逆向建模，生成三维模型。
创新设计
在逆向建模的基础上，结合设 计需求和创意，进行产品的创 新设计。
优化设计
对产品进行结构优化、性能优 化等方面的设计，提高产品的 性能和品质。
快速原型制造
现代设计理论与方法第7章反求工 程设计
目录
• 反求工程设计概述 • 反求工程设计的基本原理 • 反求工程设计的方法与流程 • 反求工程设计案例分析 • 反求工程设计的挑战与展望
01 反求工程设计概述
反求工程设计的定义与特点
反求工程设计的定义
反求工程设计是指通过分析、研究已有的产品或模型，获 取其设计参数、设计思想和制造技术，进而开发出相似或 新的产品的一种设计方法。
快速原型制造
利用快速原型制造技术，将设计模型转化为 实物模型，进行验证和评估。
优化设计
对产品进行结构优化、性能优化等方面的设 计，提高产品的性能和品质。
设计评估与改进
对实物模型进行测试和评估，根据评估结果 进行设计改进和优化。
反求工程设计的软件工具
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。
现代设计方法与理论_Z
现代设计方法与理论第一章绪论1、设计及其内涵：综合来理解设计的含义，即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。
2、从对设计含义的理解出发，工业产品设计具有以下特征：需求特征；创造性特征；程序特征；时代特征；3、从人类生产的进步过程来看，设计进程经历了如下四个阶段：直觉设计阶段；经验设计阶段；半理论半经验设计阶段；现代设计阶段；4、现代设计与传统设计的区别：传统设计是以经验总结为基础，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。
现代设计：是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，它继承了传统设计的精华，吸收了当代科技成果和计算机技术。
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；5、现代产品的设计类型？现代产品设计按其创新程度可分为以下三种类型：开发性设计；适应性设计；变形设计；1）开发性设计：没有参照的产品设计，仅仅根据抽象的设计原理和要求，设计出质量和性能满足目的要求的产品或系统。
产品的工作原理，主体结构，所实现的功能，这三者至少一种是首创的才可以认定为开发性设计，这是一种完全创新的设计。
2）适应性设计在工作原理不变的情况下，只对产品作局部变更或增设部件，使产品能更广泛的适应使用要求。
3）变形设计在工作原理和功能都不变的情况下，变更现有产品的结构配置和尺寸，使之满足不同的工作要求；例如：不同压力、流量的齿轮泵系列设计，以及22，24，26，28英寸不同尺寸规格的自行车设计等。
6、现代产品设计的三个阶段：任何一种产品的开发，都要面对市场竞争的考验。
要使产品受到市场的接受和欢迎，产品开发必须经历如下三个重要阶段：功能原理设计；实用化设计；商品化设计；1）功能原理设计产品的功能原理设计就是针对产品的某一确定的功能要求，寻找一些实现该功能目标的解法原理。
现代设计理论与方法
§2机械设计的流程和特点（续）
机械设计的本质：
图
0-6
是功能到结构
机 械
的映射过程，是技
设 计
术人员根据需求进
作 业
行构思、计划并把流源自程设想变为现实可行
图
的机械系统的过程。
武汉理工大学智能制造与控制研究所
§2机械设计的流程和特点（续）
❖机械设计具有个性化、抽象性、多解性的 基本特征，如图0-7所示：
§3.2成型期
❖欧洲
1962年，在伦敦举行了第一届设计方法会议，主要围绕系统设计方法研 究，探讨设计过程的全面管理的系统方法和用于设计过程的系统技术。
1968年，在英国，The Design Council成立。
❖美国
1968年，在美国波士顿的MIT举行了“环境设计与规划中的新方法”会议， 着重探讨设计的复杂性问题，理解设计者如何用传统的设计方法解决设 计问题。
所引起，而80%的修改工作在产品制造阶段或后续阶段陆续 完成。
图0-4 设计与修改成本的比例
武汉理工大学智能制造与控制研究所
§1.1 设计在产品开发中的重要地位(续)
因此，可以得到这样的启示： 在设计越来越显示其重要性的今天，
掌握新的设计思想，应用新的设计方法和 技术，采用新的设计工具，对于提高企业 产品竞争力，具有非常重要的意义。
❖ 日本
1971年，由北乡薰等人编著的“设计工学系列丛书”出版发行，比较全面地论述了设 计方法和技术。
1979年，日本东京大学吉川弘之教授在日本精密机械杂志上发表“一般设计学序说” 一文，提出了一般设计学理论。
§1.1 设计在产品开发中的重要地位(续)
产品设计仅 需整个产品开 发过程中大约 8%的工时成本
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。
现代设计理论与方法 黄平
第10章习题
参考文献
附录A课堂讨论
A.1单级直齿圆柱齿轮减速器的优化设计
A.2圆柱螺旋压缩弹簧的优化设计
A.3自行车鞍座曲面反求设计
A.4绿色设计与汽车制造业
附录B设计实验
B.1一维优化实验
B.2无约束多维优化实验
B.3有约束多维优化实验
附录A、B参考文献
附录C中英文索引
8.3绿色设计的原则与方法
8.4绿色设计流程
8.5绿色设计的评价指标体系
8.6绿色设计案例分析
第8章习题
参考文献
第9章 人机工程学
9.1概述
9.2人机系统
9.3人的因素
9.4基于人因的设计
9.5人机原则
第9章习题
参考文献
第10章 设计方法学
10.1概述
10.2产品设计
10.3确定设计任务
10.4方案设计
现代设计理论与方法黄平
本书重点介绍了现代设计理论与方法中的基本理论与方法，具体内容包括：优化设计、摩擦学设计、计算机辅助设计、可靠性设计、创造性设计、反求工程设计、绿色设计、人机工程学和设计方法学。在编写过程中，尽可能将所讲授理论方法与工程中的实际问题相结合，通过算例使学习者更容易对所述现代设计理论与方法的基本内容加以理解和掌握。另外，本书附有课堂讨论和设计实验两部分内容，以加强学习的效果。本书各章附有相应的习题，供教学中使用。本书可作为机械工程类各专业高年级本科生的教材，亦可作为这些专业研究生和其他相近专业本科生、研究生的参考教材，以及工程技术人员的参考书。
第1章 绪论
1.1现代设计理论与方法内容简介
1.2课程学习基本要求
第1章习题
参考文献
第2章 优化设计
现代设计理论与方法 课后答案
现代设计理论与方法课后答案
现代设计理论与方法包括以下几个方面：
1. 人机交互设计理论与方法：人机交互设计关注如何使人
与计算机系统之间的交互更加有效、高效和愉悦。
常用的
方法包括用户需求调研、用户界面设计、用户测试和评估等。
2. 用户体验设计理论与方法：用户体验设计关注用户在使
用产品或服务时的感受和满意度。
常用的方法包括用户调研、用户旅程地图绘制、用户故事编写和用户测试等。
3. 设计思维理论与方法：设计思维是一种以人为中心的创
新方法，通过观察、洞察、理解和提出解决方案来解决问题。
常用的方法包括问题定义、创意生成、原型制作和测
试验证等。
4. 可持续设计理论与方法：可持续设计关注如何在设计过
程中考虑环境、社会和经济的可持续性。
常用的方法包括
生命周期评估、材料选择、能源效率和循环利用等。
5. 创新设计理论与方法：创新设计关注如何通过创造性思
维和方法来提供新的解决方案。
常用的方法包括设计思维、设计工作坊、创意技术和设计策略等。
6. 数据驱动设计理论与方法：数据驱动设计关注如何通过
数据分析和用户行为来指导设计决策。
常用的方法包括用
户行为分析、A/B测试、数据可视化和用户反馈分析等。
7. 敏捷设计理论与方法：敏捷设计是一种以快速迭代和团队合作为核心的设计方法。
常用的方法包括敏捷开发、原型制作、用户反馈和迭代设计等。
以上是现代设计理论与方法的一些常见内容，具体的课后答案可能会根据具体的课程内容而有所不同。
(完整word版)现代设计理论与方法重点
1、设计的的本质是由功能到结构的映射过程，是技术人员根据需要进行构思、计划并把计划变为现实可行的机械系统的过程。
2、计划具有个性化、抽象化、多解性的基本特征。
3、现代设计方法：
计算机辅助设计概念：计算机辅助设计是利用计算机及其图形设备辅助人们进行设计。
优化设计是从多种设计方案中选择最佳方案的方法，它以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。
创新设计、智能设计、表面设计、绿色设计、动态设计、摩擦设计、协同设计、工业设计等。一
1、计算机辅助设计（简称CAD）：是计算机科学领域的一门重要技术，是集计算、设计绘图、工程信息管理、网络通信等领域知识于一体的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分。
2、CAD：（computer aided design）：即计算机辅助设计CAE(computer aided engineering）：即计算机辅助分析，CAM（computer aided manufacture）：即计算机辅助制造，CAPP（computer aided process planning）：即计算机辅助工艺设计，CIMS（computer integrated manufacturing system）：即计算机集成制造系统，
8、CAD的特点：1）规范化、高质量规范设计流程，统一文档格式，提高设计质量。9、CAD发展方向：脱离图版，实现全自动无纸化设计、生产和制造，是CAD发展的最终目标。
10.CAD的基本功能及优点：1）人机交互2）几何造型3）计算分析4）系统仿真5）工程绘图6）数据管理
11、CAD系统组成：CAD系统的硬件结构：计算机、图形输入设备、输出设备
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，对设计理论和方法进行深入研究和探索，以适应社会发展和人们需求的不断变化。
现代设计理论与方法的发展，不仅是对传统设计理论的继承和发展，更是对当代设计实践的指导和支撑。
在当今社会，设计已经不再局限于产品、图案等传统领域，而是涉及到更广泛的社会、文化、环境等方面，因此，对现代设计理论与方法的研究显得尤为重要。
首先，现代设计理论与方法需要紧跟时代潮流，不断吸纳新的理论观念和方法技巧。
随着科技的发展和社会的进步，人们对设计的需求也在不断变化，因此，设计理论和方法必须与时俱进，不断更新。
例如，随着数字化技术的飞速发展，虚拟现实、人工智能等新技术的应用已经成为设计的重要方向，设计师需要不断学习和掌握这些新技术，将其运用到实际设计中，以满足人们日益增长的需求。
其次，现代设计理论与方法需要注重跨学科交叉融合，打破学科壁垒，实现多领域的交流与合作。
在当今社会，许多复杂的问题需要跨学科的综合解决方案，设计理论与方法也不例外。
设计师需要借鉴心理学、社会学、人类学等其他学科的知识，以更好地理解用户的需求和行为，从而设计出更符合人们心理和社会习惯的作品。
同时，设计师之间也需要进行跨学科的交流与合作，共同探讨解决方案，实现设计理念的多元化和丰富化。
再次，现代设计理论与方法需要注重可持续发展和环保设计。
随着全球环境问题日益凸显，设计师们需要思考如何通过设计理论和方法来促进可持续发展和环保设计。
在产品设计中，要注重材料的选择和再利用，减少对环境的污染；在建筑设计中，要注重节能减排，提高建筑的环保性能。
只有将可持续发展理念融入到设计理论和方法中，才能更好地满足人们对美好生活的向往，同时不损害环境的可持续发展。
最后，现代设计理论与方法需要注重文化传承和创新。
设计不仅是对功能的追求，更是对文化的传承和创新。
在设计理论和方法中，需要注重对当地文化的理解和传承，将传统文化元素融入到现代设计中，使设计作品更具有文化底蕴和时代特色。
现代设计理论与方法。
• 现代设计在工程设计中的应用具有以下特点：
• (1) 充分应用计算机、计算技术、应用数学和力 学等学科的新成就；
• (2) 在设计思想的现代化、 设计理论的科学化、 设计过程的智能化、设计手段的自动化、设计评 价的定量化等方面，已经吸收了现代科学技术的 最新成果，呈现出新的发展态势；
• (3) 现代设计理论与方法在工程机械领域的推广 和应用，必将极大地促进工程机械产品设计的现 代化，从而促进工程机械产品的现代化。
反求工程设计
本方法是消化吸收并改进国内外先进技术的一 系列工作方法和技术的总和。通过实物或技术资料 对已有的先进产品进行分析、解剖、试验，了解其 材料、组成、结构、性能、功能，掌握其工艺原理 和工作机理，以消化仿制、改进或发展、创造新产 品的一种方法和技术。
反求工程设计的流程示意：产品样件→数据采 集→数据处理CAD/CAE/CAM系统 →模型重构→制 造系统→新产品。
计机理以及关键零部件的设计研究，并随着经验 的积累，以及设计与工艺的结合的设计，称为传 统设计或者常规设计。
传统设计以经验为基础，运用力学、数学等 公式，图表等作为设计依据，通过经验公式或类 比的方式进行设计。
现代设计
继承了传统设计的精华，吸取了当代科技成果 和计算机技术。 与传统设计相比，主要完成了一下转变：
优化设计
优化就是采取措施不断改进当前的状态或过程， 其核心是达到改进的目的。
优化包含很多方面，主要是根据所需要求进行 优化，比如提升性能、降低成本、轻量化等，或者 需要进行材料或者结构等方面的改进优化。
优化设计是综合各方面的因素、指标、约束等 产生一个最优的设计方案。可用于方案选择、参数 匹配及优选、结构设计、机构设计及系统设计等方 面。
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，对设计理论和方法进行研究和探讨，以适应当代社会的需求和发展趋势。
现代设计理论与方法的研究，旨在提高设计的科学性、系统性和创造性，促进设计的创新和发展。
首先，现代设计理论强调以人为本。
在现代社会，设计不再是简单地满足功能
需求，而是要充分考虑人的感受、习惯、文化背景等因素，注重人性化设计。
因此，现代设计理论强调人与设计之间的互动关系，提倡用户参与设计的过程，以确保设计更加贴近用户的需求。
其次，现代设计方法注重跨学科融合。
在当代社会，知识的边界日益模糊，跨
学科融合成为设计领域的一个重要趋势。
现代设计方法强调不同学科之间的交叉合作，借鉴其他学科的理论和方法，以促进设计的创新和发展。
例如，生物学、心理学、社会学等学科的知识都可以为设计提供新的思路和方法。
此外，现代设计理论与方法强调可持续发展。
在全球范围内，可持续发展已成
为一个重要的发展理念。
现代设计理论与方法要求设计不仅要满足当代的需求，还要考虑对未来世代的影响。
因此，现代设计方法强调环保、节能、资源循环利用等可持续发展的理念，提倡设计与自然的和谐共生。
总的来说，现代设计理论与方法是一个不断发展和完善的领域，它不仅关注设
计的外在表现，更注重设计背后的理论和方法。
通过对现代设计理论与方法的研究和探讨，可以促进设计的创新和发展，推动设计行业朝着更加科学、人性化、跨学科、可持续的方向发展。
希望设计师们能够不断学习和探索，为现代设计理论与方法的发展做出贡献。
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。
现代设计理论与方法绪论
现代设计理论与方法绪论一、概念定义二、发展历程现代设计理论与方法的发展可以追溯到19世纪末的工艺美术运动和包豪斯学派。
工艺美术运动提倡将艺术与生活相结合，推崇手工艺制品的设计与生产。
而包豪斯学派则提倡以功能为导向的设计，强调形式的简洁、功能的实用和工艺的精湛。
这两个运动对现代设计理论与方法的形成起到了重要的推动作用。
随着科学技术的进步和社会的发展，设计的应用领域越来越广泛，设计问题的复杂性与多样性也日益增加。
为了更好地解决设计问题，设计理论也在不断发展。
20世纪中期，由一系列设计学家和学者所推崇的“人机环境一体化”理论被广泛接受，并为现代设计理论与方法的发展奠定了基础。
之后，半导体技术和信息技术的突破，使得设计方法得以形成和应用。
三、研究内容1.创新思维方法：包括系统思维、设计思维、创新思维等方法，旨在激发设计师的创造力，解决复杂的设计问题。
2.设计过程与方法：包括设计方法学、设计流程、设计项目管理等方面的研究，旨在提高设计工作的效率和质量。
3.人机交互设计：研究如何使人与机器之间的交互更加自然、高效和人性化，涉及到用户体验设计、界面设计等方面。
4.可持续设计：研究如何通过设计来保护环境，提高资源利用效率，并减少对环境的负面影响。
5.社会与文化因素的影响：研究不同文化和社会背景下的设计需求和设计思维方式，以及如何将社会文化因素融入设计过程。
6.数据驱动设计：利用现代信息技术和数据分析方法来指导设计决策，提高设计方案的科学性和有效性。
四、总结现代设计理论与方法是现代设计领域中的理论体系和实践方法，旨在引导设计师进行创新和解决实际问题。
其发展经历了工艺美术运动和包豪斯学派的推动，以及科学技术的进步和社会的需求的推动。
其研究内容包括创新思维方法、设计过程与方法、人机交互设计、可持续设计、社会与文化因素的影响以及数据驱动设计等方面。
通过研究现代设计理论与方法，可以提高设计工作的效率和质量，推动设计行业的发展。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
研究生课程教学大纲
课程编号：00212710
课程名称：现代设计理论与方法
英文名称：Modern Design Theory and Method
学时：32
学分：2
适用学科：机械设计及理论
课程性质：学位课
先修课程：机械设计、机械原理
一、课程的性质及教学目标
教学目的：“现代设计理论与方法”是一门新兴的综合性、交叉性学科。
现代机械设计理论与方法是机械设计理论与方法专业方向的一门重要的专业课程，旨在从总体的角度系统地向学生讲授现代机械设计的基本思想和方法。
教学要求：通过对本课程的学习，应达到如下要求：
1.解国内外现代机械设计的最新理论和方法；了解现代设计的起源、发展和在现代工业中的具体应用。
2.掌握人现代设计理论与方法的基础理论、基本知识和基本的研究方法。
3.培养学生具有初步运用上述理论、知识和方法指导机械设计的能力。
4.掌握创造和设计思维过程；“人—机—环境”大系统观。
5.熟练运用可靠性设计、绿色设计、工业设计、人机工程设计、的理论和方法。
6.本课程是一门涉及知识面广，并且偏重于应用的课程。
学习中要重视理论联系实际，注重分析问题和解决问题的方法，学会综合运用本课程的知识来解决具体的设计问题。
二、课程的教学内容及基本要求
教学内容
1、绪论：了解运动生物力学的基本概念、课程要求和学习方法，了解现代设计及其重要性，掌握现代机械设计所研究的内容和我国机械工程的发展与机械设计的关系现代机械与传统机械的特点
重点：现代机械设计所研究的内容。
难点：现代机械设计与传统机械设计的区别。
2、创造与设计思维原理和方法学和人-机—环境与大系统观
重点：创造与设计思维原理和方法学
难点：人-机—环境与大系统观
3、可靠性设计：了解可靠性设计的发展过程、可靠性定义及指标的量化，掌握可靠性的数学模型和系统可靠性的综合与分解。
重点：可靠性定义及指标的量化、可靠性的数学模型。
难点：系统可靠性的综合与分解。
4、绿色产品设计：了解绿色产品设计的基本概念和设计原则，掌握绿色产品设计的主要内容、策略和原则；绿色产品设计的基本方法；绿色产品设计的评价工具和绿色产品案例。
重点：绿色产品设计的主要内容、策略和原则。
难点：绿色产品设计的评价工具和绿色产品案例
5、工业设计：了解工业设计的基本概念和设计原则，掌握工业设计的主要内容、策略和原则。
重点：工业设计的主要内容、策略和原则。
难点：工业设计案例分析。
6、人机工程设计：了解人机工程设计的起源和发展现状，掌握基于人体感觉器官的人机界面设计，基于人体形态学的人机界面设计，基于人体力学的人机界面设计和基于人—计算机界面的人机工程学设计。
重点：基于人体感觉器官、基于人体形态学、基于人体力学的人机界面设计。
难点：基于人体力学的人机界面设计和基于人—计算机界面的人机工程学设计。
7、机械动态设计：了解机械动态设计的概述，掌握机械动态设计理论建模方法。
了解传递矩阵建模方法和实验建模方法。
重点：机械动态设计理论建模方法
难点：了解传递矩阵建模方法和实验建模方法。
三、课内学时分配
1、黄雨华，董遇泰.现代机械设计理论与方法. 东北大学出版社,2001
2、张鄂. 现代设计理论与方法. 科学出版社,2007
3、孙靖民. 现代机械设计方法. 哈尔滨工业大学出版社,2003
五、教学与考核方式
教学方式：课堂讲授+自学指导
考核方式：课程论文
编写人（签字）：单丽君编写时间：2012.06.25。