設(shè)計的基本方法和基礎(chǔ)知識

1、 第二節(jié)第二節(jié) 設(shè)計的基本方法和基礎(chǔ)知識設(shè)計的基本方法和基礎(chǔ)知識 思考：我們在生活中使用過那些技思考：我們在生活中使用過那些技 術(shù)設(shè)計？術(shù)設(shè)計？ 比如：指甲鉗、驗鈔筆、雨傘、眼鏡比如：指甲鉗、驗鈔筆、雨傘、眼鏡 同學們能不能說出，我們使用過的這些技術(shù)同學們能不能說出，我們使用過的這些技術(shù) 設(shè)計分別屬于那類設(shè)計呢？設(shè)計分別屬于那類設(shè)計呢？ 一、技術(shù)設(shè)計的種類一、技術(shù)設(shè)計的種類 技術(shù)設(shè)計技術(shù)設(shè)計 三大類三大類 原創(chuàng)性設(shè)計原創(chuàng)性設(shè)計 綜合性設(shè)計綜合性設(shè)計 改進性設(shè)計改進性設(shè)計 原創(chuàng)性設(shè)計原創(chuàng)性設(shè)計 為了打開紅酒瓶塞的軟木塞，設(shè)計的螺旋狀開瓶器。為了打開紅酒瓶塞的軟木塞，設(shè)計的螺旋狀開瓶器。 這種最初

2、的設(shè)計屬于原創(chuàng)性設(shè)計這種最初的設(shè)計屬于原創(chuàng)性設(shè)計又稱為開發(fā)性設(shè)計。又稱為開發(fā)性設(shè)計。 開瓶器開瓶器 存在的缺陷存在的缺陷 兩只手向相反方向拉木塞時，當軟木塞突然離開酒瓶時，兩只手向相反方向拉木塞時，當軟木塞突然離開酒瓶時， 因酒瓶的突然后退，可能將酒灑出瓶外，甚至因左手握不住因酒瓶的突然后退，可能將酒灑出瓶外，甚至因左手握不住 酒瓶，造成酒瓶脫手。酒瓶，造成酒瓶脫手。 有些酒瓶由于軟木塞太緊，即使用較大的力也無法拔出。有些酒瓶由于軟木塞太緊，即使用較大的力也無法拔出。 改進：改進： 改進者使用了杠桿省力的原理及齒輪改變力的方向的原理，改進者使用了杠桿省力的原理及齒輪改變力的方向的原理， 設(shè)計了

3、一個功能較為完善的開酒瓶軟木塞的工具。設(shè)計了一個功能較為完善的開酒瓶軟木塞的工具。 改進后的開瓶器改進后的開瓶器 由上面的改進設(shè)計可以看到，設(shè)計者在原來的基礎(chǔ)上應(yīng)用了由上面的改進設(shè)計可以看到，設(shè)計者在原來的基礎(chǔ)上應(yīng)用了 力學上的兩個原理，才使開瓶技術(shù)有了進步。而改進設(shè)計的設(shè)想，力學上的兩個原理，才使開瓶技術(shù)有了進步。而改進設(shè)計的設(shè)想， 來源于開酒瓶軟木塞中碰到的問題。來源于開酒瓶軟木塞中碰到的問題。 改進性設(shè)計改進性設(shè)計 在總的方案原理變化不大的情況下，對已有的設(shè)計進行在總的方案原理變化不大的情況下，對已有的設(shè)計進行 局部的變更改進，使其更加合理、完善，或滿足某些特定的局部的變更改進，使其更加

4、合理、完善，或滿足某些特定的 需要，這樣的設(shè)計叫做需要，這樣的設(shè)計叫做改進性設(shè)計改進性設(shè)計。 思考：比較一下改進后的開瓶器比原創(chuàng)的開瓶器，具有那些優(yōu)點？思考：比較一下改進后的開瓶器比原創(chuàng)的開瓶器，具有那些優(yōu)點？ 更加實用、方便。更加實用、方便。 綜合（組合）性設(shè)計綜合（組合）性設(shè)計 應(yīng)用現(xiàn)有的技術(shù)及原理重新進行組合，使其系統(tǒng)化、應(yīng)用現(xiàn)有的技術(shù)及原理重新進行組合，使其系統(tǒng)化、 綜合化、產(chǎn)生新的優(yōu)點、特色，創(chuàng)造出新的功能設(shè)計方綜合化、產(chǎn)生新的優(yōu)點、特色，創(chuàng)造出新的功能設(shè)計方 法叫做綜合（法叫做綜合（組合組合）設(shè)計。）設(shè)計。 開瓶器的各種組合性設(shè)計開瓶器的各種組合性設(shè)計 綜合綜合性設(shè)計性設(shè)計 組合組

5、合性設(shè)計性設(shè)計 外形組外形組 合合 性能組性能組 合合 功能組合功能組合 模塊組合模塊組合 原理組合原理組合 系統(tǒng)組合系統(tǒng)組合 外形組合設(shè)計外形組合設(shè)計 瑞士軍刀瑞士軍刀多功能螺絲刀多功能螺絲刀 通信光纜通信光纜 抗拉強度大的鋼線抗拉強度大的鋼線 性能組合設(shè)計性能組合設(shè)計 噴氣式飛機噴氣式飛機 原理組合設(shè)計原理組合設(shè)計 功能組合設(shè)計功能組合設(shè)計 += 帶攝像功能的手機帶攝像功能的手機 文藝晚會的表演由每一場文藝節(jié)目模塊組合而成文藝晚會的表演由每一場文藝節(jié)目模塊組合而成 家具、電器的擺放、裝潢設(shè)計也是一種模塊組合設(shè)計家具、電器的擺放、裝潢設(shè)計也是一種模塊組合設(shè)計 模塊組合設(shè)計 模塊組合設(shè)計 計算

6、機系統(tǒng)：由硬件系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)：由硬件系統(tǒng)和 軟件系統(tǒng)的組合設(shè)計而成。軟件系統(tǒng)的組合設(shè)計而成。 神舟六號飛船由發(fā)射系統(tǒng)、神舟六號飛船由發(fā)射系統(tǒng)、 監(jiān)測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、航天員監(jiān)測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、航天員 系統(tǒng)、飛船本身系統(tǒng)和回收系系統(tǒng)、飛船本身系統(tǒng)和回收系 統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。 系統(tǒng)組合設(shè)計系統(tǒng)組合設(shè)計 請選擇滿意的一款，并說明理由請選擇滿意的一款，并說明理由 二、技術(shù)設(shè)計的原則二、技術(shù)設(shè)計的原則 設(shè)計必須遵從科學設(shè)計必須遵從科學 的原理，按照大自然的的原理，按照大自然的 規(guī)律進行設(shè)計，否則設(shè)規(guī)律進行設(shè)計，否則設(shè) 計是不會成功的。例如計是不會成功的。例如 “永動機永動機”的設(shè)計者，的設(shè)

7、計者， 企圖設(shè)計不消耗能量而企圖設(shè)計不消耗能量而 能永遠對外做功的機器，能永遠對外做功的機器， 它違反了能量守恒定律它違反了能量守恒定律 。 違反了科學，所以設(shè)計違反了科學，所以設(shè)計 不能成功。不能成功。 1、科學性原則、科學性原則 永動機永動機 設(shè)計只有不斷進行創(chuàng)新，才能具設(shè)計只有不斷進行創(chuàng)新，才能具 有新的生命力。一個產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計有新的生命力。一個產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計 可以在原理運用、功能、結(jié)構(gòu)、指標、可以在原理運用、功能、結(jié)構(gòu)、指標、 外觀等方面進行創(chuàng)新；也可以在安全、外觀等方面進行創(chuàng)新；也可以在安全、 可靠耐用，有利于節(jié)能、環(huán)保、創(chuàng)造可靠耐用，有利于節(jié)能、環(huán)保、創(chuàng)造 優(yōu)良性價比、有利于使用

8、者身心健康、優(yōu)良性價比、有利于使用者身心健康、 舒適、快捷、方便等方面進行創(chuàng)新。舒適、快捷、方便等方面進行創(chuàng)新。 2、創(chuàng)新性原則、創(chuàng)新性原則 這兩臺電視哪臺實用些這兩臺電視哪臺實用些 ，在什么方面實用？在什么方面實用？ 3、實用原則、實用原則 4、經(jīng)濟原則、經(jīng)濟原則 想想現(xiàn)在在超市看到的卷紙有什么形狀的，想想現(xiàn)在在超市看到的卷紙有什么形狀的， 哪種設(shè)計好呢？哪種設(shè)計好呢？ 設(shè)計中的經(jīng)濟原則是指設(shè)計中的經(jīng)濟原則是指以最低的費用以最低的費用(成本成本)取得取得最佳最佳的效的效 果果. (1)注意采用注意采用新工藝、新材料新工藝、新材料，盡可能采用，盡可能采用生產(chǎn)流水線、生產(chǎn)流水線、 生產(chǎn)自動化、自

9、動化管理。生產(chǎn)自動化、自動化管理。 (2)注意注意降低材料消耗和節(jié)約能源，降低材料消耗和節(jié)約能源，但絕不能為降低成但絕不能為降低成 本而粗制濫造，產(chǎn)品設(shè)計必須本而粗制濫造，產(chǎn)品設(shè)計必須從消費者利益出發(fā)。從消費者利益出發(fā)。 (3)價值優(yōu)化原理：價值優(yōu)化原理：功能成本比功能成本比=功能功能/成本成本 提高功能成本比的方法：提高功能成本比的方法： （1）在）在功能不變功能不變的前提下的前提下降低成本降低成本； （2）在）在價格不變價格不變的前提下的前提下增加功能增加功能； （3）在）在增加功能增加功能的同時的同時降低成本降低成本。 案例分析：案例分析：“木桶與塑料桶木桶與塑料桶” 從經(jīng)濟原則出發(fā)，對

10、木桶與塑料桶進行比較，從經(jīng)濟原則出發(fā)，對木桶與塑料桶進行比較， 成本誰高誰低？成本誰高誰低？ 制制 造造 成成 本本 材材 料料 成成 本本 維維 護護 成成 本本 使使 用用 壽壽 命命 運運 輸輸 成成 本本 儲儲 存存 成成 本本 回回 收收 成成 本本 總總 評評 木木 桶桶 高高 高高 高高 高高 高高 高高 高高高高 塑塑 料料 桶桶 低低 低低 低低 低低 低低 低低 低低低低 最優(yōu)化不一定是最先進，但一定是最合理. 最優(yōu)化原則設(shè)計要貫徹“系統(tǒng)化”和 優(yōu)化的思想。這一原則要求在研究解決 問題是，統(tǒng)籌兼顧，大力協(xié)同，多中擇 優(yōu)，采用時間、空間、程序、主體、客 體等方面的峰值佳點，本

11、著“多利相衡 取其重，多害相衡取其輕”的精神進行 綜合優(yōu)化和系統(tǒng)篩選。 5. 最優(yōu)化原則最優(yōu)化原則 所設(shè)計的產(chǎn)品或項目在功能、技術(shù)上盡可能是所設(shè)計的產(chǎn)品或項目在功能、技術(shù)上盡可能是 目前（并可能在一段時間內(nèi)）是最合理的。目前（并可能在一段時間內(nèi)）是最合理的。 6. 6. 可靠性和安全性原則可靠性和安全性原則 問題：問題： （1）為什么小孩子的玩具都沒有鋒利的棱角和尖）為什么小孩子的玩具都沒有鋒利的棱角和尖 的的局部形狀？的的局部形狀？ （2）為什么現(xiàn)在的轎車都配備安全氣囊？）為什么現(xiàn)在的轎車都配備安全氣囊？ （3）為什么很多家電產(chǎn)品上都要求必須通過）為什么很多家電產(chǎn)品上都要求必須通過 “CCC

12、”認證？認證？（CCC認證即是認證即是“中國強制認證中國強制認證”，其英，其英 文名稱為文名稱為“China Compulsory Certification”，縮寫為，縮寫為CCC。 CCC認證對涉及到的產(chǎn)品執(zhí)行國家強制的安全認證。）認證對涉及到的產(chǎn)品執(zhí)行國家強制的安全認證。） 設(shè)計的產(chǎn)品或項目應(yīng)在規(guī)定使用時間內(nèi)，設(shè)計的產(chǎn)品或項目應(yīng)在規(guī)定使用時間內(nèi)， 能可靠安全的工作，能適應(yīng)規(guī)定的條件和環(huán)境，能可靠安全的工作，能適應(yīng)規(guī)定的條件和環(huán)境， 不會發(fā)生故障和事故。不會發(fā)生故障和事故。 7. 7. 工程心理學原則工程心理學原則 設(shè)計的產(chǎn)品或項目必須滿足設(shè)計的產(chǎn)品或項目必須滿足 人類心理的需求，要美觀、

13、舒適、使用方人類心理的需求，要美觀、舒適、使用方 便，是使用者和產(chǎn)品之間建立最協(xié)調(diào)的關(guān)便，是使用者和產(chǎn)品之間建立最協(xié)調(diào)的關(guān) 系。又稱系。又稱“人類工效學原則人類工效學原則”。 8. 8. 法律、道德規(guī)范原則法律、道德規(guī)范原則 技術(shù)設(shè)計要遵守有關(guān)的法律、制 度、規(guī)范，不允許有違反、違規(guī)行為。 目前流行的目前流行的LED“免電燈免電燈”，用的是電話線的，用的是電話線的 余電，電費由電信部門負擔，廠家這一技術(shù)創(chuàng)新符余電，電費由電信部門負擔，廠家這一技術(shù)創(chuàng)新符 合法律規(guī)范原則嗎？合法律規(guī)范原則嗎？ “免電燈免電燈”侵害了電信部門的合法權(quán)益侵害了電信部門的合法權(quán)益,也侵犯也侵犯 了用戶正常使用通信業(yè)務(wù)的

14、權(quán)益了用戶正常使用通信業(yè)務(wù)的權(quán)益 盜取銀行卡密碼器盜取銀行卡密碼器：假鍵盤套取客戶密碼假鍵盤套取客戶密碼 具有全球漫游功能的移動具有全球漫游功能的移動 電話可以在全世界上百個國家電話可以在全世界上百個國家 自由地漫游通話，為什么？因自由地漫游通話，為什么？因 為這么多的國家都使用相同的為這么多的國家都使用相同的 移動電話技術(shù)規(guī)范來建設(shè)它們移動電話技術(shù)規(guī)范來建設(shè)它們 的電話信號收發(fā)設(shè)備，所以手的電話信號收發(fā)設(shè)備，所以手 機就可以在世界各地暢通無阻機就可以在世界各地暢通無阻 地使用。地使用。 9 9、通用性、標準性原則、通用性、標準性原則 u產(chǎn)品設(shè)計盡可能采用標準化技術(shù)和產(chǎn)品設(shè)計盡可能采用標準化技

15、術(shù)和 標準件，這樣，產(chǎn)品通用，維護方便，標準件，這樣，產(chǎn)品通用，維護方便， 擁有更廣闊的市場。擁有更廣闊的市場。 u各行各業(yè)都可能有一些設(shè)計的技術(shù)各行各業(yè)都可能有一些設(shè)計的技術(shù) 規(guī)范，這些規(guī)范往往是實踐經(jīng)驗及科規(guī)范，這些規(guī)范往往是實踐經(jīng)驗及科 學理論的總結(jié)，在進行設(shè)計活動時必學理論的總結(jié)，在進行設(shè)計活動時必 須遵循。須遵循。 任何電氣、醫(yī)療或機械產(chǎn)品，只要有任何電氣、醫(yī)療或機械產(chǎn)品，只要有S標志，就說明它已標志，就說明它已 經(jīng)經(jīng)過測試且符合歐盟的產(chǎn)品安全標準。經(jīng)經(jīng)過測試且符合歐盟的產(chǎn)品安全標準。 S 標志標志 GS標志標志 任何電氣、機械或機電產(chǎn)品只要帶有任何電氣、機械或機電產(chǎn)品只要帶有GS標

16、志標志 就表明它是經(jīng)過測試符合德國的產(chǎn)品安全標準。就表明它是經(jīng)過測試符合德國的產(chǎn)品安全標準。 歐洲共同體歐洲共同體ce認證標認證標 主要有玩具、低壓電器、醫(yī)療設(shè)備、電訊終端（電主要有玩具、低壓電器、醫(yī)療設(shè)備、電訊終端（電 話類）、自動衡器、電磁兼容、機械等。話類）、自動衡器、電磁兼容、機械等。 UL 分級標志分級標志 是美國保險商協(xié)會安檢實驗所（是美國保險商協(xié)會安檢實驗所（ Underwriter Laboratories Inc. ）目前）目前 UL 共有近共有近 800 多套標準。多套標準。 考考你考考你 10. 10. 時效性原則時效性原則 必須按照設(shè)計任務(wù)書規(guī)定的截至日期 完成設(shè)計任務(wù)

17、，避免使產(chǎn)品制造出來后成為過時 的東西。 分析課本P45例1，說明設(shè)計失敗的原因。 (1)違反了時效性原則，沒有在規(guī)定的6個 月期限交貨，而是8個月才交貨； (2)還違反了時效性原則的第二個內(nèi)容 “不應(yīng)該使產(chǎn)品制造出來后成為過時的東 西”。因為8個月后已經(jīng)有另一研究所同時 研制出性能相同，價格更便宜的產(chǎn)品。所 以A研究所設(shè)計的產(chǎn)品成為過時的產(chǎn)品。 11.11.可持續(xù)發(fā)展的原則可持續(xù)發(fā)展的原則 技術(shù)設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展原則是指產(chǎn)品的設(shè)技術(shù)設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展原則是指產(chǎn)品的設(shè) 計計既能滿足當代發(fā)展的需求既能滿足當代發(fā)展的需求, ,又考慮到未來又考慮到未來 發(fā)展的需要發(fā)展的需要, ,不以犧牲后人的利益和長遠的不以犧牲后人的利益和長遠的 利益為代價來滿足當代人的需求利益為代價來滿足當代人的需求. . 產(chǎn)品的設(shè)計產(chǎn)品的設(shè)計要考慮到人類長遠的發(fā)展、資要考慮到人類長遠的發(fā)展、資 源與能源的合理利用、生態(tài)的平衡等可持源與能源的合理利用、生態(tài)的平衡等可持 續(xù)發(fā)展的因素。續(xù)發(fā)展的因素。 馬上行動馬上行動 水燒開時水燒開時,提醒注意提醒注意 美觀美觀,形象形象 開啟出水口開啟出水口 穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好 受熱面積大受熱面積大,熱效率高