常规、现代与创新设计方法的比较0910100520余飞

常规、现代与创新设计方法的比较
——09机设2班余飞（0910100520）在比较三中设计方法的不同点时，我们首先看看各自的定义和所包含的内容。

1.常规设计方法又称传统设计方法，其发展过程包含三个阶段：
（1）直觉设计阶段古代的设计是一种直觉设计。

当时人们或是从自然现象中直接得到启示，或是全凭人的直观感觉来设计制作工具。

设计方案存在于手工艺人头脑之中，无法记录表达，产品也是比较简单的。

直觉设计阶段在人类历史中经历了一个很长的时期，17世纪以前基本都属于这一阶段。

（2）经验设计阶段随着生产的发展，单个手工艺人的经验或其头脑中的构思已很难满足这些要求。

于是，手工艺人联合起来，互相协作。

一部分经验丰富的手工艺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。

图纸的出现，即可使具有丰富经验的手工艺人通过图纸将其经验或构思记录下来，传与他人，便于用图纸对产品进行分析、改进和提高，推动设计工作向前发展；还可满足更多的人同时参加同一产品的生产活动，满足社会对产品的需求及提高生产率的要求。

因此，利用图纸进行设计，使人类设计活动由直觉设计阶段进入到经验设计阶段。

（3）半理论半经验设计阶段 20世纪以来，由于科学和技术的发展与进步，设计的基础理论研究和实验研究得到加强，随着理论研究的深入、实验数据及设计经验的积累，已形成了一套半经验半理论的设计方法。

这种方法以理论计算和长期设计实践而形成的经验、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。

依据
这套方法进行机电产品设计，称为传统设计。

2.现代设计方法的产生背景：
近30年来，由于科学和技术迅速发展，对客观世界的认识不断深入，设计工作所需的理论基础和手段有了很大进步，特别是电子计算机技术的发展及应用，对设计工作产生了革命性的突变，为设计工作提供了实现设计自动或和精密计算的条件。

例如CAD技术能得出所需要的设计计算结果资料、生产图纸和数字化模型，一体化的CAD/CAM技术更可直接输出加工零件的数控代码程序，直接加工出所需要的零件，从而使人类设计工作步入现代设计阶段。

此外，步入现代设计阶段的另一个特点就是，对产品的设计已不是仅考虑产品本身，并且还要考虑对系统和环境的影响；不仅要考虑技术领域，还要考虑经济、社会效益；不仅考虑当前，还需考虑长远发展。

例如，汽车设计，不仅要考虑汽车本身的有关技术问题，还需考虑使用者的安全、舒适、操作方便等。

此外，还需考虑汽车的燃料供应和污染、车辆存放、道路发展等问题。

现代设计方法因时代的发展应运而生。

3.对比可以发现常规设计与现代设计方法的异同点如下：
3.1传统设计的特点：
传统设计是以经验总结为基础，运用长期设计实践和理论计算而形成的经验、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。

传统设计在长期运用中得到不断完善和提高，是符合当代技术水平的有效设计方法。

分析传统的设
计过程，可以看出传统设计的每一个环节都是依靠设计者用手工方式来完成的。

首先凭借设计者直接的或间接的经验，通过类比分析或经验公式来确定方案，由于方案的拟定很大程度上取决于设计人员的个人经验，即使同时拟定几个方案，也难于获得最优方案。

由于分析计算受人工计算条件的限制，只能用静态的、近似的方法，参考数据偏重于经验的概括和总结，往往忽略了一些难解或非主要的因素，因而造成设计结果的近似性较大，有时不符合客观实际。

此外，信息处理、经验或知识的存储和重复使用方面还没有一个理想的有效方法，解算和绘图也多用手工完成，这不仅影响设计速度和设计质量的提高，也难以做到精确和优化的效果。

传统设计对技术与经济、技术与美学也未能做到很好的统一，使设计带有一定的局限性。

这些都是有待于进一步改进和完善之处。

总之，传统设计方法是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。

显然随着现代科学技术的飞速发展、生产技术的需要和市场的激烈竞争以及先进设计手段的出现，这种传统设计方法已难以满足当今时代的要求，从而迫使设计领域不断研究和发展新的设计方法和技术。

3.2现代设计的特点：
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。

“现代设计技术”就是以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最有为目的，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。

目前现代设计方法所指的新兴理论与方法主要包括优化设计、可靠性设计、设计方法学、计算机辅助设计、动态设计、有限元法、工业艺术造型设计、人机工程、并行工程、价值工程、反求工程设计、模块化设计、相似性设计、虚拟设计、疲劳设计、三次设计、摩擦学设计、绿色设计等。

3.3现代设计与传统设计的关系如下：
①继承关系。

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，克服了传统设计的一些不足。

②共存于突破的关系。

设计方法的发展，都有着时序性、继承性，两种方法在一定时间内还会共存。

当前的现代设计方法正处在发展之中，可以预见，随着科学技术的进步必将有新的突破。

传统设计以经验、试凑、静态、定性分析、手工劳动为特征，导致设计周期长，设计质量差，设计费用高，产品缺乏竞争力。

随着现代科学技术的发展，机械产品设计领域中相继出现了一系列新型理论与方法。

这些新兴理论与方法统称为现代设计方法。

3.4现代设计与传统设计的比较：
系统方法手段
传统设计静态经验手工
现代设计动态科学计算机
创新性设计是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术知识，进行创新构思，设计出具有新颖性的，创造性及实用性机械产品的一种实践活动。

创新设计强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖而且独特的设计。

其特点是运用创造性思维，强调产品的创新性和新颖性。

创新设计方法分为智力激励法，提问追溯法，联想类推法，返向探索法，系统分析法，组合创新发六种。

4.常规性设计与创新性设计的特征与原则
无论常规性设计、现代设计还是创新性设计。

机械系统设计，一般具有三个基本特征。

(1) 约束性
机械系统设计是在多种因素的限制和约束下进行的，其中包括科学、技术、经济等发展状况和水平的限制，也包括生产厂家所提出的特定要求和条件，同时还涉及环境、法律、社会心理、地域文化等因素。

这些限制合要求构成了一组边界条件，形成了设计人员进行谋划和构思的“设计空间”。

(2)多解性
一般来说，解决同一技术问题的办法是多种多样的，要满足一定目的的设计方案通常也并不唯一的，任何设计对象本身都是包括各种因素构成的功能系统，其参数的选择、尺寸的确定、结构形式的构思等都有很强的可选择性，有很大的思维空间。

(3)相对性
设计结论或结果都是相对准确的，而不是绝对完备的。

比如，利用优化技术对某一系统进行求解，其结果也只是近似的，得到该系统的局部最优化或全局最优化，而且模型的建立会因人而异，也可能因条件而异，其结果都会有差异。

同时，设计者还会经常处于一种相互矛盾的情境之中，比如既要降低成本，又要增加安全性、可靠性等。

这种相互矛盾的要求给设计工作增加了难度，加上事先难以预料的影响，使得设计者在对设计方案的选择和判定时，只能做到一定条件下的相对满意和最佳。

总的来说，常规设计方法是一切方法的基础，现代设计方法是在常规设计方法基础上，提高设计效率，产品的可靠性和质量的设计方法，创新设计的要素是强调创造性的设计思维，其结果具有巨大效益。

创新设计与常规设计，现代设计相比，则更有独创性，实用性，突破性，多向性，连动性，突变性。

独创性体现为敢于提出与前人，众人不同的见解，敢于打破一般思维的常规惯性，寻找更合理的新原理，新机构，新功能，新材料，独创性能使设计方案标新立异，不断创新。

实用性体现在对市场的适应性和可生产型两方面。

创新设计的突破性则是敢于克服心理上的惯性，从思维定式的框框中解脱出来，善于从新的技术领域中接受有用的事物，提出新原理，创造新模式，贡献新方法，为工程技术问题打开新局面。

多向性则表现为从不同的角度考虑问题，这是创新设计的重要特征。

参考文献：
【1】《机械创新设计》丛晓霞主编北京大学出版社
【2】《现代设计方法》李思益等编著西安电子科技大学出版社
【3】《广义机械优化设计》王安麟等编著华中科技大学出版社
【4】《机械优化设计遗传算法》陈伦军等编著机械工业出版社。