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1、第二节 设计的基础方法和基础知识,一、技术设计的种类,（一）原创性设计,又称开发性设计,（二）改进性设计,（三）综合（组合）性设计,外形组合设计,性能组合设计,原理组合设计,功能组合设计,模块组合设计,系统的组合设计,二、技术设计的原则、方法和标准,（一）技术设计的原则,1 科学性原则设计必须遵从科学原理，按照大自然的规律进行设计，否则设计不会成功。,2 创新性原则,设计只有不断进行创新，才能具有新的生命力。但是并不是所有的设计都有创新性的，那些重复的、过时的、照抄、仿冒他人的产品的设计就没有创新性。,3 需要性和实用性原则要把解决存在的问题，满足用户的需要作为设计的一个原则，不要设计拥护不欢
2、迎甚至反对的产品。,4 经济性原则,在设计中，要考虑用户用户的经济条件、市场的竞争力，力求用最少的成本，设计出满足用户要、要求的产品。,5 最优化原则,所设计的产品或项目在功能、技术上尽可能是目前（并能在一段时间内）最合理的。注意最优化不一定是最先进的，但一定是最合理的。,6 可靠性原则,设计的产品或项目应在使用时间内，能适应规定的条件和环境而可靠地工作，不会发生故障，原规定的功能、性能指标不低于使用说明书规定的范围。,7 安全性原则,所设计的产品或项目，在使用时或操作运行时必须是安全的，不允许发生事故，更不允许发生人身伤亡事故。,8 工程心理学和生理学原则,设计的产品或项目必须满足人类心理的
3、需求，要美观、舒适、使用方便，及使用者和产品之间要建立最协调的关系。,9 法律、道德规范原则,技术设计要遵守有关的法律、制度、规范，如技术专利法、环境保护法、公民权益保护法等，不允许有违法、违规的行为。,三鹿奶粉事件,大连星海广场,10 通用性、标准性原则,电脑风扇,汽车齿轮,产品设计尽可能采用标准化技术和标准件，这样，产品通用，维护更方便，拥有更广阔的市场。,电脑主板,11 时效性原则,必须按照设计任务书规定的截止日期完成设计，要避免使产品制造出来后成为过时的东西。,2007年哈尔滨糖酒会,12 可持续发展原则,技术设计必须满足可持续发展原则。,一次性筷子,风能的利用,阅读材料：分析这些设计
4、违反了什么原则？例1 A研究所接受某空调机厂的委托，研究一种可变频空调的电机模板，当时规定6个月内交货，每块价格不超过200元，该研究所在8个月后才完成任务，该控制模板各功能指标符合设计任务书的，每块价格190元，但该空调机厂家不能接受该项目研究成果，因为当时已有另一研究所同时研究出功能相同的控制模板，每块价格为160元。,参考答案：,违反了时效性原则。因为没有在规定的6个月期限交货，而是8个月。违反了时效性原则的内容，“要避免使产品制造出来后成为过时的东西”。因为8个月后另一家研究所同时研究出性能相同的主板，而且价格还便宜。违反了经济性原则,例2 A市电热水器厂发明了一项高温预热式电热水器，
5、其原理是在浴室内气温太低时起用，它可以先喷出高温水蒸气（达150C）将浴室内温度提高，当浴室温度达到一定温度（如20C)后则停止喷射高温水蒸气，自动转入正常供热水状态。该产品开始很受北方寒冷地区用户的欢迎，但由于外壳受潮后会带220V交流电，而且喷出高温水蒸气的控制技术不够可靠，在洗澡时，会喷出高温水蒸气，造成伤人事故，后来被迫停产。,参考答案：,违反了安全性原则和可靠性原则外壳受潮后绝缘不良导致漏电。高温喷出水蒸气的控制器性能不稳定。,（二）技术设计的一些方法,常规设计法,借鉴法：从已有的技术发展历史中寻找可参考的技术，从最新的国内外情报资料中去查找新产品、新技术、新思想、新动向（俗称“查新
6、”），从而开阔视野，广开思路，这叫做技术借鉴。,应用标准器件法：查找和应用已有的成就、稳定的优秀的结构原件和器件、标准件、可最快获得优秀的设计方案。,技术（或工程）试验法：通过技术（或工程）试验，检验或探索某些机制、效应、性能，或对几种对象进行对比，或寻找未知的原因，或以相似理论对模型（或原型）进行试验等。,汽车防撞性能设计，获取数据和结论，作为设计的依据。,2 系统设计法,技术设计必须是系统化的，因为解决一个问题要同时考虑许多部分，以及它们之间的协调问题。技术设计存在许多不同的设计方法和解决方案。系统设计法可使一个系统各个部分有条不紊地工作。,3 功能设计法,在设计过程中，将设计对象的功能分
7、为基本功能和辅助功能。基本功能是直接满足主要技术目标的功能，不能随意改变；同一基本功能可由不同的技术原理来实现。辅助功能是为完善基本功能而在设计中添加的功能，它可以在保证实现基本功能的前提下作出某种改变（如改变显示的方法和形式等）。,4 工效学设计法,设计中必须考虑人的生理和心理特征，适应人的生理、心理的要求，从而实现安全、方便、舒适、美观的设计目标。,5 可靠性设计法,可靠性设计是一门学问，包括抗热、抗震、抗干扰，能在规定的环境（可能是恶劣的）下工作。,6 最优化设计法,（1）问题的解决方案可以是多种的，而且从不同的角度看问题会有不同的评价。设计者必须综合各种因素，权衡利弊，从综合角度选取最
8、优秀的方案。（2）方案选定之后，可以建立其数学模型，在满足各种约束条件的前提下，合理地设计其变量值，从而求得最优化的数据和结论，并据此进行设计。（3）设计应该是一个反复进行的过程。设计实施之后，通过检验、试用、评价之后发现新的问题，再反过来修改设计，最后得到较满意的设计，才可以正式应用或投产。,7 计算机辅助设计法CAD（Computer aided design),计算机辅助设计是借助计算机进行设计或仿真，可以用最快的速度获得结果。,计算机辅助设计法CAD,（三）人机关系,人机关系是指人与“机器设备”及所使用的“一切物品”之间的关系。目标：高效、方便、舒适、健康、安全。,例：,图中反应了人机
9、关系要实现的哪个目标（ ）A 高效B 安全C 舒适D 健康,（四）设计的依据标准,国际标准国际标准:国际标准是指国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）和国际电信联盟（ITU）制定的标准，以及国际标准化组织确认并公布的其他国际组织制定的标准 例：ISO9000 质量认证ISO9001 管理认证ISO9002 安全认证ISO9003 食品认证ISO9004 机械认证ISO9005 汽车安全认证ISO9006 升降机认证,国家标准: ANSI (美国国家标准) GOST (俄罗斯国家标准) JSA (日本标准) GB (中华人民共和国标准) BIS (印度标准) BSI (英国标准) CSA (加拿大标准协会) NF (法国标准) DIN (德国标准),部颁标准行业标准企业标准,三、技术设计的一般过程,四、技术设计的一般过程举例,（一）发现问题（二）开展调查，搜索信息（三）制定方案，决策优化（四）实施制作，评价改进（五）修改设计，达到最优（六）受到表彰，推广应用,
