設計的基本方法和基礎知識2課件

§2.2設計的基本方法和基礎知識一、技術設計的種類技術設計的種類原創(chuàng)性設計改進性設計綜合（組合）性設計1、原創(chuàng)性設計

為了打開紅酒瓶塞的軟木塞，設計的螺旋狀開瓶器。這種最初的設計屬于原創(chuàng)性設計,又稱為開發(fā)性設計

想一想這種開瓶器存在哪些不足?如何改進?在總的方案原理變化不大的情況下，對已有的設計進行局部的變更改進，使其更加合理、完善，或滿足某些特定的需要,這種設計叫改進性設計。3、綜合（組合）性設計應用現(xiàn)有的技術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)造出新的功能設計方法叫做綜合（組合）設計。幾種開瓶器的綜合性設計

綜合(組合)性設計外形組合性能組合功能組合模塊組合原理組合系統(tǒng)組合外形組合設計

多功能螺絲刀性能組合設計

通信光纜原理組合設計

功能組合設計

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、裝潢設計也是一種組合設計模塊組合設計

系統(tǒng)的組合設計

計算機系統(tǒng)：由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的組合設計而成。神舟六號飛船由發(fā)射系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、航天員系統(tǒng)、飛船本身系統(tǒng)和回收系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。汽車也可以看作系統(tǒng)的組合設計

A技術設計的原則二、技術設計的原則、方法和標準

科學性原則創(chuàng)新性原則需要性和實用性原則經(jīng)濟性原則最優(yōu)化原則可靠性原則安全性原則工程心理學和生理學原則法律道德規(guī)范原則通用性標準性原則時效性原則可持續(xù)發(fā)展原則1、科學性原則：設計必須遵從科學的原理，按照大自然的規(guī)律進行設計，否則設計是不會成功的。想一想：永動機設計者的設計是否遵從了科學性原則？

2、創(chuàng)新性原則：設計只有不斷進行創(chuàng)新，才能具有新的生命力。一個產(chǎn)品的創(chuàng)新設計可以在原理運用功能、結構、指標、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)造優(yōu)良性價比，有利于使用者身心健康、舒服、快捷、方便等方面進行創(chuàng)新等。例如：電視機從誕生以來，在新材料、新器件、新技術、外觀、節(jié)能等方面進行了創(chuàng)新設計。3、需要性和實用性原則－－要把解決存在的問題，滿足用戶的需要作為設計的一個原則，不要設計用戶不歡迎甚至反對的產(chǎn)品。

男士車女士車對比：（1）以前的靠按鈕或旋鈕來實現(xiàn)開關或調(diào)臺的的傳統(tǒng)電視機為什么會逐漸被淘汰，出現(xiàn)了現(xiàn)在比較高級的遙控電視機？（2）以前的手機體積比較大，重量也比較大，而且功能也比較單一，現(xiàn)在的手機體積、質(zhì)量小，而且功能也月來越來越多，用處也越來越大。為什么會出現(xiàn)這種狀況？4、經(jīng)濟性原則設計中的經(jīng)濟原則是指以最低的費用取得最佳效果。

在材料方面講究經(jīng)濟原則

在運輸成本方面講究經(jīng)濟原則

經(jīng)濟性原則－－在設計中，要考慮用戶的經(jīng)濟條件，市場的競爭能力，力求用最少的成本，設計出滿足用戶要求的產(chǎn)品。

應從哪些方面著手降低成本，體現(xiàn)經(jīng)濟原則?議一議：材料（合理使用質(zhì)優(yōu)價廉、能優(yōu)化產(chǎn)品品質(zhì)的原材料）、技術、管理、工藝（加工方法）、包裝、運輸、倉儲等等。

性價比，全稱是性能價格比，是一個性能與價格之間的比例關系，具體公式：性價比=性能/價格。所以，大家購買產(chǎn)品時，都會選擇性價比高的產(chǎn)品購買。但是，產(chǎn)品的性價比應該建立在同一的性能基礎上，也就是說，如果沒有一個相同的性能比較基礎，得出的性價比是沒有意義的。小資料：提高功能成本比的方法：①功能不變，降低成本。②價格不便，增加功能。③增加功能，降低成本。廚用剪刀怎樣實現(xiàn)價值優(yōu)化

5、最優(yōu)化原則－－所設計的產(chǎn)品或項目在功能、技術上盡可能是目前（并可能在一段時間內(nèi)）是最合理的。

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。

坦克機動性不及汽車，火力不如遠程大炮，防護不如堡壘，但卻當之無愧成為“陸戰(zhàn)之王”。6、可靠性和安全性原則問題：（1）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？（2）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“CCC”認證？（CCC認證即是“中國強制認證”，其英文名稱為“ChinaCompulsoryCertification”，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。）－－設計的產(chǎn)品或項目應在規(guī)定使用時間內(nèi)，能可靠安全的工作，能適應規(guī)定的條件和環(huán)境，不會發(fā)生故障和事故。

電熱水瓶熱得快7、工程心理學和生理學原則－－設計的產(chǎn)品或項目必須滿足人類心理的需求，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)的關系。又稱“人類工效學原則”。

普通雨傘方便時尚的折疊傘8、法律、道德規(guī)范原則－－技術設計要遵守有關的法律、制度、規(guī)范，不允許有違反、違規(guī)行為。

目前流行的LED“免電燈”，用的是電話線的余電，電費由電信部門負擔，廠家這一技術創(chuàng)新符合法律規(guī)范原則嗎？

“免電燈”侵害了電信部門的合法權益,也侵犯了用戶正常使用通信業(yè)務的權益設計通過互聯(lián)網(wǎng)竊取他人銀行卡密碼的木馬程序9、通用性、標準性原則

－－產(chǎn)品設計盡可能采用標準化技術和標準件，這樣，產(chǎn)品通用，維護方便，擁有更廣闊的市場。你知道火車為什么能安全地運行在鐵軌上嗎？

一個重要因素是鐵軌都是按照嚴格的技術規(guī)范標準設計制造的。鐵路的鋪設、火車的車輪間距離都有嚴格的技術規(guī)范標準，否則火車就無法在鐵軌上運行。各行各業(yè)都可能有一些設計的技術規(guī)范，這些規(guī)范往往是實踐經(jīng)驗及科學理論的總結，在進行設計活動時必須遵循。小資料：各行各業(yè)還有一些標準化的零部件，稱為標準件。例如機械行業(yè)的螺釘、螺母、銷釘，電子行業(yè)的一些電子元器件等，都是常見的標準件。

中國標準插頭歐洲標準插頭你能辨認這些標志嗎？小資料：10、時效性原則－－必須按照設計任務書規(guī)定的截至日期完成設計任務，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研究所設計的產(chǎn)品成為過時的產(chǎn)品。9.可持續(xù)發(fā)展原則可持續(xù)發(fā)展的設計原則，就是要克服傳統(tǒng)產(chǎn)品設計的不足，使所設計的產(chǎn)品既能滿足產(chǎn)品功能的要求，又能滿足適應環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的需求?；舅枷胧?，在設計階段將環(huán)境因素和預防污染的措施納人設計之中，將環(huán)境保護作為產(chǎn)品的設計目標和出發(fā)點。

可持續(xù)發(fā)展設計原則包括以下主要內(nèi)容：⒈設計過程的每一個決策充分考慮盡量減少對環(huán)境的破壞。⒉盡可能減少原料和自然資源的使用，減輕各種技術、工藝對環(huán)境的污染。⒊在設計過程中最大限度地減小產(chǎn)品重量和體積，精簡結構；在生產(chǎn)中減少消耗；在流通中降低成本；在消費中減少污染。⒋改進產(chǎn)品結構設計，使用過的產(chǎn)品廢棄物中尚有利用價值的資源或部件便于回收，減少廢棄物的垃圾量。下列產(chǎn)品的設計，為什么符合可持續(xù)發(fā)展原則？

議一議：光電池可降解的餐盒1、試分析以下舉措分別主要考慮到了哪些原則？⑴西藏自治區(qū)政府決定關閉三個火力發(fā)電站代之以兩個水利發(fā)電站、兩個地熱發(fā)電站和一個風力發(fā)電站。以上措施主要遵循哪一原則？⑵F1邁凱輪被控竊取法拉利賽車的絕密技術，用以調(diào)校賽車動力提升賽車性能，邁凱輪此舉違反了技術設計中的哪一原則？⑶海爾電熱水器上加裝隔電墻以下是一則網(wǎng)絡幽默，雖然稍顯荒誕不經(jīng)，但是你是否從里面悟出點什么道理？軍委主席：成吉思汗

國務院總理：諸葛亮

外交部長：周恩來

衛(wèi)生部長：華佗

公安部長：展昭

最高人民法院院長：包拯國家禁毒署署長：林則徐

教育部長：孔子這樣的人員配置，遵循了哪一原則？（4）英國奧索假肢公司研制和發(fā)明了智能仿生假肢，其仿生足內(nèi)裝有傳感器，由于這種智能感應，“本體”的使用者可以更輕松自然地站立或坐下，步態(tài)也更加平衡矯健。以上設計主要考慮了哪些原則？

遠望5號解決船舶穩(wěn)性的方法在船體上前后各裝兩個減搖鰭，把十幾度的搖擺減少到5度。2.在雷達基座上安裝相關設備，進而把5度的搖擺減少到1度。3.在天線上安裝相關設備，把1度的搖擺減少到幾秒。

三級減搖措施，就使主測量船在6級海浪下達到了陸地標準，可以在12級臺風中昂首挺立。以上措施主要考慮設備的哪一因素？技術設計的原則:科學性原則創(chuàng)新性原則需要性原則經(jīng)濟性原則最優(yōu)化原則可靠性原則安全性原則工程心理學和生理學原則法律規(guī)范原則通用性標準性原則時效性原則可持續(xù)發(fā)展原則小結：這些原則之間是怎樣的一種關系？這些原則是獨立存在的嗎？之些原則能同時遵守嗎？實際運用中，各個原則并不是獨立的，它們之間有著相互聯(lián)系，相互制約、相互影響的關系。這些原則可以同時遵守，但側重點會有所不同。在運用中既要綜合考慮，又要分清主次。

設計的一般原則要求我們在設計中要考慮到人文因素和要機關系，要樹立創(chuàng)新意識，同時要具有對人、社會、環(huán)境的責任感。B技術設計的一些方法七種方法：常規(guī)設計法系統(tǒng)設計法功能設計法工效學設計法可靠性設計法最優(yōu)化設計法計算機輔助設計法CAD（ComputerAdiedDesign）借鑒法應用標準器件法技術（或工程）實驗法保證系統(tǒng)各個部分的協(xié)調(diào)工作基本功能和輔助功能考慮人的生理和心理特征，能做到安全、方便、舒適、美觀的設計目標抗熱、抗震、抗干擾，適應環(huán)境，預備“余量”設計是一個反復進行的過程，以實現(xiàn)最優(yōu)選擇利用計算機進行設計或仿真，可以用最快的速度獲得效果。例如：城市交通例如：橫跨一條江河的交通：輪渡、橋梁、隧道C人機關系概念:人機關系是指人與”機器設備”及所使用的”一切物品”之間的關系,包括使用時與所在的環(huán)境之間的關系.目的:是為了在設計產(chǎn)品和實施某個項目時,實現(xiàn)快速高效,讓人感到方便,舒適,同時保證健康和安全.

在具體的設計中,這里的”人”往往是指大多數(shù)人的情況,同時,我們也盡可能考慮到特殊人的特殊需要,必要時專門為他們進行專門的設計.在人處于運動狀態(tài)或環(huán)境有可能變遷時,我們的設計還要用”動態(tài)”的角度來展開,以實現(xiàn)最合理、最長久的優(yōu)良效果.C設計的依據(jù)標準技術標準和規(guī)范國際標準國家標準行業(yè)標準企業(yè)標準部頒標準案例：我國家用吸油煙機的設計、生產(chǎn)制造標準：《中華人民共和國標準吸油煙機GB/T17713-1999》其內(nèi)容包括：

適用范圍、引用標準、術語、產(chǎn)品分類、技術要求（環(huán)境條件、安全性能、噪音、調(diào)速、照明、結構要求、外觀等）