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《現(xiàn)代設(shè)計方法》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱現(xiàn)代設(shè)計方法ModernDesignMethods課程編碼MEE222621020開課院部機電工程學(xué)院課程團隊專業(yè)基礎(chǔ)選修課程教學(xué)團隊學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時32講授32實驗0上機0實踐0課外學(xué)時16適用專業(yè)車輛工程授課語言中文先修課程高等數(shù)學(xué)(2-1)、畫法幾何與工程制圖(2-1)、高等數(shù)學(xué)(2-2)、畫法幾何與工程制圖(2-2)、理論力學(xué)、機械原理、材料力學(xué)課程簡介(限選)現(xiàn)代設(shè)計方法屬于技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計類課,隨著計算技術(shù)與計算機的發(fā)展,設(shè)計方法不斷更新和應(yīng)用于各個領(lǐng)域。本課程將向?qū)W生介紹現(xiàn)代設(shè)計方法的基本知識、現(xiàn)代設(shè)計理論和方法。通過本課程學(xué)習(xí)使得學(xué)生了解傳統(tǒng)設(shè)計方法的不足之處,了解現(xiàn)代設(shè)計方法不是對傳統(tǒng)設(shè)計方法的全面否定,而是設(shè)計精度與應(yīng)用層次的不同,使得學(xué)生在今后的設(shè)計工作中正確使用各種設(shè)計方法。ModernDesignMethodbelongstothetechnicalbasicdesigncourse.Withthedevelopmentofcomputingtechnologyandcomputer,thedesignmethodisconstantlyupdatedandappliedinvariousfields.Thiscoursewillintroducestudentstothebasicknowledgeofmoderndesignmethods,moderndesigntheoriesandmethods.Bylearningthiscoursemakesstudentsunderstandtheshortcomingsoftraditionaldesignmethods,understandthemoderndesignmethodoftraditionaldesignmethodisnotcompletely,butthedesignandapplicationofdifferentlevelsofprecision,sostudentsinthefuturedesignworkintheproperuseofvariousdesignmethods.負責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點任務(wù)自選1M1目標(biāo)1:掌握現(xiàn)代設(shè)計的基本理論與方法,能運用所學(xué)理論進行復(fù)雜工程問題的方案設(shè)計與計算分析。是3.23.22M2目標(biāo)2:能撰寫研究報告,與小組成員開展討論、擁有一定報告撰寫與答辯能力答辯能力是10.210.23M3目標(biāo)3:能保障課程正常秩序否8.18.1三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第1章第1章緒論本章重點:現(xiàn)代產(chǎn)品的特點及其設(shè)計方法。本章難點:傳統(tǒng)設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計的聯(lián)系/////21.11.1設(shè)計與設(shè)計方法設(shè)計的概念,工程設(shè)計的概念,設(shè)計的理解,設(shè)計面臨的形勢;M10.5講授//31.21.2傳統(tǒng)設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計傳統(tǒng)設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計的特點,現(xiàn)設(shè)計的基本過程,現(xiàn)代機械設(shè)計理論與方法的發(fā)展趨勢;M11講授0.5課后作業(yè)41.31.3現(xiàn)代產(chǎn)品的特點及其開發(fā)現(xiàn)代產(chǎn)品的特點及其設(shè)計范疇;M10.5講授0.5課后作業(yè)51.41.4未來10-15年新產(chǎn)品發(fā)展展望未來10-15年在航空航天、軌道交通、計算機、微機械等領(lǐng)域的研究進展;M20.5講授,課堂討論1課后作業(yè)61.51.5設(shè)計與制造的聯(lián)系設(shè)計與制造的聯(lián)系,設(shè)計與制造的發(fā)展趨勢。M10.5講授//7第2章第2章設(shè)計方法學(xué)本章重點:功能分析和總功能分解,設(shè)計工具,評價目標(biāo)樹的建立以及各評價方法,商品化設(shè)計思想。本章難點:設(shè)計方法學(xué)涵義。/////82.12.1概述設(shè)計方法學(xué)的涵義,研究對象與發(fā)展歷程,各國設(shè)計方法學(xué)研究側(cè)重點;M10.2講授//92.22.2技術(shù)系統(tǒng)及其確定技術(shù)系統(tǒng)確定的一般步驟,信息集約,調(diào)研預(yù)測,可行性報告的撰寫;M11講授,課堂討論1作業(yè),自學(xué)102.32.3系統(tǒng)化設(shè)計功能分析設(shè)計法原理方案設(shè)計步驟,功能分析和總功能分解,功能樹和功能結(jié)構(gòu)圖,功能元求解;方案的綜合,系統(tǒng)化設(shè)計實例;M11講授,課堂討論1作業(yè)112.42.4評價決策評價目標(biāo)樹的建立,簡單評價法,評分法,技術(shù)經(jīng)濟評價法,模糊評價法;M11講授,課堂討論1作業(yè),自學(xué)122.52.5商品化設(shè)計思想及方法產(chǎn)品與商品的概念,商品化產(chǎn)品特征,商品化設(shè)計思想;M30.3講授//13第3章第3章創(chuàng)造性思維與方法本章重點:創(chuàng)造活動的一般過程,創(chuàng)造性思維的七大障礙,創(chuàng)造法則。本章難點:TRIZ理論設(shè)計方法/////143.13.1創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)理論常規(guī)設(shè)計與創(chuàng)新性設(shè)計的特點,工程設(shè)計的基本特征,創(chuàng)造的特征,創(chuàng)造活動的一般過程,工程技術(shù)人員的創(chuàng)造力開發(fā),創(chuàng)造性思維的定義與特點,創(chuàng)造性思維的類型,創(chuàng)造性思維的七大障礙,創(chuàng)造技法的基本原理,創(chuàng)造法則,創(chuàng)造性設(shè)計方法;M13講授,課堂討論2作業(yè),自學(xué)153.23.2TRIZ理論發(fā)明創(chuàng)新的5個層次,傳統(tǒng)創(chuàng)新與TRIZ創(chuàng)新結(jié)果的比較,TRIZ理論的核心思想,發(fā)明等級及其特征,TRIZ理論基本體系,技術(shù)矛盾,矛盾矩陣表,39個通用工程參數(shù),40個發(fā)明原理,技術(shù)系統(tǒng)進化八大法則;M13講授,課堂討論1自學(xué)163.33.3舉例不同設(shè)計方法的實例分析,個代表性牙刷發(fā)明專利。M31講授//17第4章第4章可靠性設(shè)計重點:故障樹的建立與系統(tǒng)可靠性分析。難點:應(yīng)力-強度干涉模型分析。/////184.14.1可靠性概述可靠性發(fā)展的技術(shù)背景,可靠性定義,產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性,可靠性設(shè)計的特點;M10.2講授//194.24.2可靠性基礎(chǔ)可靠度定義,失效概率的定義,失效率的定義,失效率曲線,平均壽命,維修性特征量,有效性特征量,可靠性工程中常用概率分布;/0.5講授//204.34.3應(yīng)力-強度干涉模型和零件的可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計基本觀點,應(yīng)力-強度干涉模型,可靠度的計算,零部件的可靠性設(shè)計;M10.5講授,課堂討論0.5作業(yè)214.44.4系統(tǒng)的可靠性設(shè)計串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)、k/n表決系統(tǒng)、儲備系統(tǒng)可靠性的計算,等分配法,AGREE分配法;M10.5講授//224.54.5機械系統(tǒng)的故障樹分析故障樹定義,頂事件,底事件,故障樹定性分析,故障樹定量分析,故障樹的建立;M10.5講授//234.64.6可靠性試驗壽命試驗,篩選試驗,環(huán)境試驗,現(xiàn)場使用試驗;M10.3講授//244.74.7應(yīng)用實例零部件靜強度的可靠性設(shè)計應(yīng)用實例,故障樹應(yīng)用實例。M10.3講授//25第5章人工神經(jīng)元計算方法重點:人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu),人工神經(jīng)元的工作過程,神經(jīng)元的傳遞函數(shù),反向傳播模型及其學(xué)習(xí)算法。難點:反向傳播模型誤差計算。/////265.15.1引例飛蠓個體的翼長和觸角長的引例;M10.2講授//275.25.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的生物學(xué)基礎(chǔ)生物神經(jīng)元的構(gòu)成,神經(jīng)元間信息的產(chǎn)生、傳遞和處理,信息的整合,生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);M11講授//285.35.3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的興起與發(fā)展,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的作用,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本特點,神經(jīng)元的人工模型,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)類型,神經(jīng)元傳遞函數(shù);M10.5講授0.5作業(yè)295.45.4反向傳播模型及其學(xué)習(xí)算法反向傳播模型及其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),反向傳播網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法,B-P算法的學(xué)習(xí)過程,B-P算法的優(yōu)缺點,誤差反向傳播,神經(jīng)網(wǎng)路應(yīng)用舉例。M11講授//30第6章第6章遺傳算法本章重點:遺傳算法的基本思想,個體與種群,適應(yīng)度與適應(yīng)度函數(shù),染色體與基因,遺傳操作,掌握簡單的遺傳算法。本章難點:遺傳算法的運算。/////316.16.1遺傳算法概述遺傳算法基本思想,遺傳算法起源及發(fā)展,遺傳算法優(yōu)缺點,遺傳算法常用術(shù)語;M20.5講授//326.26.2遺傳學(xué)相關(guān)概念個體與種群,適應(yīng)度與適應(yīng)度函數(shù),染色體與基因;M10.5講授//336.36.3簡單遺傳算法選擇-復(fù)制,交叉,變異,遺傳算法基本步驟;M20.5講授,課堂討論1作業(yè),自學(xué)346.46.4遺傳算法應(yīng)用舉例遺傳算法應(yīng)用舉例;M10.5講授//356.56.5遺傳算法的理論基礎(chǔ)遺傳算法的數(shù)學(xué)描述,綱的概念,綱的階數(shù),綱的定義長度;遺傳算法的基本定理—綱定理。M11講授1自學(xué)36第7章第7章相似性設(shè)計本章重點:相似定理;定律分析法;方程分析法;量綱分析法,相似性設(shè)計本章難點:相似性第三定理難點:產(chǎn)品的功能分析。/////377.17.1相似理論的基本概述與基本概念了解相似理論的起源、發(fā)展、用途和應(yīng)用場合;了解模型試驗的意義。M10.3講授//387.27.2相似定理了解相似的基本概念,辨析幾何相似、運動相似、動力相似、物性相似等的內(nèi)涵,掌握相似定理的3個定理,實例分析其含義,辨析三個定理的配合。M10.5講授0.5自學(xué)397.37.3方程分析法了解方程分析法的步驟,實例分析其應(yīng)用。M10.5講授0.5自學(xué)407.47.4量綱分析法了解量綱分析的基本概念,總結(jié)基本量綱與基本物理量,掌握物理方程的量綱齊次性原理,掌握量綱分析的瑞立法和鉑金漢法。M10.5講授//417.57.5相似性設(shè)計了解相似性設(shè)計的定義及意義,掌握相似性設(shè)計的過程。M10.2講授//42第八章第八章價值分析本章重點:價值工程對象的選擇,價值工程功能分析本章難點:價值工程功能系統(tǒng)圖的繪制/////438.18.1價值工程概述了解價值工程的概念,起源,發(fā)展,掌握提高價值的途徑,價值工程的作用等。M12講授1自學(xué)448.28.2價值工程對象的選擇了解價值工程的工作程序,掌握ABC分析法,百分比法,產(chǎn)品生命周秋分析法。M12講授1自學(xué)458.38.3價值工程功能分析了解功能分析的概念,掌握功能分類,功能定義,功能整理,功能評價的方法。M12講授1自學(xué)468.48.4價值工程方案創(chuàng)造了解價值分析在典型產(chǎn)品中的應(yīng)用,掌握方案創(chuàng)造方法。M12講授1自學(xué)四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.每周布置1-3道題目,平均每次課1道題以上。2.成績采用百分制,根據(jù)作業(yè)完成準確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3.考核學(xué)生對現(xiàn)代設(shè)計方法基本知識的掌握能力。10%2大作業(yè)1.運用本課程所學(xué)知識設(shè)計一種新型的產(chǎn)品,包含設(shè)計思路與設(shè)計方案。2.根據(jù)方案的創(chuàng)新性和有效性進行評分。20%3考勤隨機點名、刷卡點名等10%4課堂表現(xiàn)隨機檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況10%5期末考試1.閉卷考試,成績采用百分制,卷面成績總分100分。2.主要考核學(xué)生對各種設(shè)計方法基本知識的掌握能力,學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力,題型主要有填空題、簡答題、論述分析題等。50%五、評分細則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)20%A-按時提交作業(yè),對設(shè)計方法的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)等知識點理解無誤。 B-按時提交作業(yè),對上述知識點理解存在少量錯誤。 C-按時提交作業(yè),對上述知識點理解存在一定量錯誤。 D-不按時提交作業(yè),或?qū)ι鲜鲋R點理解存在大量錯誤。2M1大作業(yè)30%A-按時提交作業(yè),問題分析正確,方案設(shè)計無誤。 B-按時提交作業(yè),問題分析正確,方案設(shè)計無誤存在少量錯誤。 C-按時提交作業(yè),問題分析基本正確,方案設(shè)計存在一定量錯誤。 D-不按時提交作業(yè),或問題分析不正確,方案設(shè)計存在大量錯誤。3M1期末考試50%(見試卷評分標(biāo)準)4M2大作業(yè)60%A-按時提交作業(yè),問題分析正確,方案設(shè)計無誤。 B-按時提交作業(yè),問題分析正確,方案設(shè)計無誤存在少量錯誤。 C-按時提交作業(yè),問題分析基本正確,方案設(shè)計存在一定量錯誤。 D-不按時提交作業(yè),或問題分析不正確,方案設(shè)計存在大量錯誤。5M2課堂表現(xiàn)40%A-積極B-不積極6M3考勤100%A-缺勤2次以內(nèi)B-缺勤3次及以上,很少參加課堂討論。評分等級說明:[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-
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