现代设计方法---设计方法学共29页
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现代设计方法概述:现代设计方法是指在现代设计过程中,设计师们运用各种理论、技巧和技术来解决问题和满足需求的方法。
现代设计方法不仅包括传统的设计方法,还涵盖了随着科技发展而产生的新方法。
以下是一些现代设计方法的概述:1. 用户体验设计(UX Design):用户体验设计是一种以用户为中心的设计方法,关注用户的需求、期望和感受。
设计师通过研究用户行为、心理和需求,来优化产品、服务或系统的易用性、可访问性和用户满意度。
2. 交互设计(Interaction Design):交互设计是一种关注人与产品、系统或服务之间交互过程的设计方法。
交互设计师通过研究和分析用户的需求和行为,设计出有效的交互方式和界面布局,以提高用户的操作效率和满意度。
3. 可持续设计(Sustainable Design):可持续设计是一种关注环境保护、资源节约和社会公平的设计方法。
设计师在设计中考虑产品的整个生命周期,从原材料的采集、制造、使用到废弃处理,以减少对环境的负面影响,提高资源利用率和生态效益。
4. 人体工程学设计(Ergonomic Design):人体工程学设计是一种关注人与产品、设备或系统之间适应性、舒适性和效率的设计方法。
设计师通过研究人的生理、心理和认知特点,来优化产品、设备或系统的设计,以提高用户的使用效率和满意度。
5. 数据驱动设计(Data-driven Design):数据驱动设计是一种基于数据和数据分析的设计方法。
设计师通过收集和分析用户行为数据、市场数据、竞品数据等,以数据为依据来指导设计决策,从而提高设计的有效性和成功率。
6. 敏捷设计(Agile Design):敏捷设计是一种基于敏捷开发理念的设计方法。
设计师与开发团队密切合作,通过快速迭代、持续反馈和灵活性调整,以满足不断变化的需求和期望,提高设计的成功率。
7. 跨界设计(Cross-disciplinary Design):跨界设计是一种融合多个学科、领域的设计方法。
现代设计方法的认识现代设计方法是一种在当今社会和科技情景下发展出来的设计方法论,它相较于传统设计方法更加注重用户体验、创新性和可持续性。
现代设计方法注重整合人类的心理需求和技术的发展,并通过多学科的合作来实现设计目标。
在本文中,我将从三方面展开对现代设计方法的认识:常见的现代设计方法、现代设计方法的重要性以及它在实践中的应用。
首先,现代设计方法尤为强调人类心理需求的满足。
它不再将用户作为设计的对象,而是将用户放在设计的核心,以用户为中心进行设计,注重用户触感和情绪体验。
现代设计方法利用人机交互技术、用户研究和心理学知识等来理解用户的需求和偏好,从而创造出符合用户期望的产品和服务。
此外,现代设计方法还强调创新性,鼓励设计师以开放的思维方式思考问题,寻找新的解决方案,不断推动设计领域的进步。
其次,现代设计方法的重要性在于它能够提高设计的质量和效率。
通过注重用户体验和创新性,现代设计方法使设计师能够更好地满足用户的需求,从而提高产品的市场竞争力和用户满意度。
同时,现代设计方法也鼓励设计师进行快速迭代和原型设计,通过与用户的反馈进行交互,不断改进和完善设计方案,减少设计错误和重复劳动。
这样一来,设计师能够更加高效地完成设计任务,节省时间和资源。
最后,现代设计方法在实践中有广泛的应用。
在产品设计领域,现代设计方法被广泛运用于工业设计、用户界面设计和服务设计等领域。
例如,工业设计中注重产品外观和人机工程学,以提高用户使用体验;用户界面设计中注重交互设计和视觉设计,以提高用户在数字产品上的操作体验;服务设计中注重整合服务和用户体验的设计,以提供更好的服务质量。
除了产品设计领域,现代设计方法也在城市规划、社会创新和可持续发展等领域得到应用。
例如,城市规划中注重人性化设计和可持续交通系统,以提高城市居民的生活质量和减少环境污染;社会创新中注重多学科合作和用户参与,以解决复杂社会问题。
综上所述,现代设计方法是一种注重用户体验、创新性和可持续性的设计方法论。
前言第一章绪论第一节现代设计一、设计的概念二、现代设计的概念三、现代设计的特点第二节机械产品设计一、现代机械二、新产品开发三、机械产品设计的三个阶段四、机械产品设计的一般进程第三节部分现代设计方法简介一、价值工程二、工业产品艺术造型设计三、人机工程四、并行工程五、模块化设计六、相似性设计七、摩擦学设计八、三次设计九、反求工程设计习题参考文献第二章设计方法学第一节概述一、设计方法学的涵义二、设计方法学的研究对象第二节技术系统及其确定一、技术系统二、信息集约三、调研预测四、可行性报告第三节系统化设计一、功能分析二、功能元求解三、方案综合四、设计工具第四节评价决策一、评价目标树二、评分法三、技术-经济评价法四、模糊评价法第五节创新思维与技法一、创造力开发二、创新思维三、创新技法第六节设计实例一、现代设计的目标二、设计实例——专门化数控磨床方案设计习题参考文献第三章优化设计第一节概述一、优化设计的发展及应用二、传统设计与优化设计三、优化设计的数学模型四、优化设计的分类第二节一维搜索一、迭代算法及终止准则二、一维搜索第三节无约束优化算法一、共轭方向法二、梯度法三、共轭梯度法四、牛顿法五、变尺度法(DFP变尺度法)六、小结第四节约束优化算法一、复合形法二、惩罚函数法第五节应用实例一、OPB-1程序库概述二、OPB程序库的使用三、优化设计实例习题参考文献第四章可靠性设计第一节概述一、可靠性的概念和设计特点二、可靠性设计中常用的特征量第二节应力——强度干涉模型和零部件的可靠性设计一、应力——强度干涉模型二、可靠度的计算三、零部件的可靠性设计第三节系统的可靠性设计一、系统逻辑图二、系统的可靠性预测三、系统的可靠性分配第四节机械系统的故障树分析一、基本概念二、故障树的建立三、故障树的定性分析四、故障树的定量分析第五节可靠性试验概况一、寿命试验二、筛选试验三、环境试验四、现场使用试验第六节应用实例习题参考文献第五章有限元法第一节概述一、有限元法的基本思想二、有限元法的应用第二节有限元法的基本步骤一、引例二、有限元法的基本步骤三、总刚度矩阵的特性第三节二维线弹性问题一、单元划分二、形函数三、单元方程四、实现等参变换的条件第四节有限元程序的应用一、前处理二、有限元分析三、房处理习题参考文献第六章机械动态设计第一节概述第二节理论建模方法一、有限元建模法二、单元的动力学方程三、建立整体结构的动力学方程四、边界条件处理五、特征值问题的求解六、应用实例第三节传递矩阵建模法一、用传递矩阵法分析轴的横向振动二、计算固有频率和主振型三、应用实例第四节实验建模方法一、机械阻抗与频响函数二、振动系统频率响应函数图示法三、传递函数测量的模态分析四、不同激励方式的选用五、实模态和复模态的参数识别六、应用实例第五节机械结构动力修改一、结构动力修改准则二、应用应例习题参考文献第七章计算机辅助设计(CAD)第一节概述一、CAD的概念二、CAD系统的功能三、CAD的工作过程四、CAD的特点五、CAD的发展趋势第二节CAD系统的组成原理一、CAD系统的硬件二、CAD系统的软件三、CAD系统的类型及系统选择第三节工程数据的计算机处理一、数据组成二、数据公式化三、数据结构四、工程数据库及其管理系统第四节图形生成与变换一、坐标系、窗口与视区、图形剪裁二、几何造型三、二维图形变换四、三维图形变换第五节应用实例一、设计内容及要求二、CAD系统选择三、系统设计四、结构模块设计五、软件接口设计习题参考文献第八章人工神经元计算方法第一节概述一、什么是人工神经元计算二、人工神经元计算的特点三、人工神经元计算的应用第二节反向传播网络一、网络结构二、网络运算与传递函数三、误差反向传播四、网络训练与测试五、小结第三节应用实例一、人工神经元计算在金属成形中的应用(介面摩擦与材料流动应力的测定)二、人工神经元计算在机器人学中的应用(运动误差补偿)习题参考文献第九章工程遗传算法第一节概述一、什么是遗传算法二、遗传算法的特点三、遗传算法的应用第二节简单遗传算法一、遗传算法的基本算子二、遗传算法的一个简单算例三、遗传算法的数学描述四、参数编码与满足度函数第三节遗传算法的理论基础一、纲的术语二、纲的定理第四节应用实例一、桁架结构优化二、冗余机器人的运动学反向解习题参考文献第十章智能工程第一节概述一、智能工程的定义二、智能工程的基本概念和原则三、智能工程的研究内容和方法四、智能工程与人工智能、专家系统的区别与联系五、智能工程语言及环境第二节知识获取及表达一、知识的概念二、知识获取三、知识表述第三节知识的运用一、知识的推理二、推理实现的基本方法三、推理机的设计四、元推理机的设计第四节专家系统的结构一、基本结构二、元知识系统结构三、元知识在专家系统中的应用四、专家系统的类型第五节应用实例一、智能工程在齿轮减速箱设计专家系统(GBES)中的应用二、功能模块三、GBES系统结构四、GBES的主要功能特点习题参考文献。
1、TRIZ一般方法:首先、将需要解决的特殊问题加以定义、明确;然后根据TRIZ理论提供的方法,将需要解决的特殊问题转化为类似的标准问题,而针对类似的标准问题总结、归纳出类似的标准解决方法;最后,依据类似的标准解决方法就可以解决用户需要的特特殊题了。
2、物理冲突:为了实现某种功能,一个子系统或元件应具有一种特性,但同时出现了与该特性相反的特性3、物理冲突的解决原理:a、空间分离原理;b、时间分离原理;c、基于条件的分离原理;d、整体与部分的分离原理4、冲突的分类:管理冲突、物理冲突、技术冲突;定义:是指一个作用同时导致有用及有害两种结果,也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统或系统变坏。
5、技术冲突与物理冲突的区别:技术冲突总是设计两个基本参数A与B,当A 得到改善时,B标的更差。
物理冲突仅涉及系统中的一个子系统或部件,而对该子系统或部件提出来相反的要求。
往往技术冲突的存在隐含着物理冲突的存在,有时物理冲突的解比技术冲突的解更容易获得。
6、技术的阶段:新发明、技术改进、技术成熟;或者婴儿期、成长期、成熟期、退出期。
7、负向参数:指这些参数(39个通用工程参数)变大时,使系统或子系统的性能变差。
8、应用进化模式与进化路线的过程为:根据已有的结构特点选择一种或几种进化模式,然后从每种模式中选择一种或几种进化路线,从进化路线红确定新的核心技术可能的结构状态。
9、有限元常用的单元类型:a、杆状单元;b、平面单元;c、薄板弯曲单元和薄壳单元;d、多面体单元;e、等参数单元;f、轴对称单元10、弹性力学的基本假设:a、假设物体是连续的b、假设物体是完全弹性的c、假设物体是均匀的d、假设物体时各项同性的e、假设位移和变形是微小的f、假设物体内无初始应力11、体力:是分布在物体体积内的力12、减小解体规模的常用措施:a、对称性和反对性b、周期性条件c、降维处理和几何简化d、子结构技术e、线性近似化f、多工况载荷的合并处理13、梯度两个性质:a、梯度向量▽f(X(k))与过点X(k)的等值线的切线正交b、负梯度向量—▽f(X(k))方向是函数在点X(k)处的最速下降方向14、可靠性分配的原则:a、技术水平b、复杂程度c、重要程度d、任务情况15、弹性力学的基本方程:a、平衡微分方程;b、几何方程;c、物理方程16、平面问题的基础理论:a、平面应力问题(几何形状特征、载荷特征);b、平面应力问题(几何形状特征、载荷特征)17、几何简化;a、子结构技术;b、线性近似化;c、多工况载荷的合并处理18、优化设计的数学模型包含的的部分:a、设计变量与设计空间、b、目标函数;c、约束方程;优化设计的数学模型:a、无约束优化问题的数学模型一般形式:minf(X)X属于R的n次方;b、约束优化问题的数学模型:minf(X)属于D属于R的n次方。
现代设计方法20110297 110108 刘金龙摘要:设计是人类史人类征服自然,改变世界的基本活动之一,是人们为了满足一定需求而进行的一种创造性活动的实践过程传统设计与现代设计最早的设计是由经验丰富,技术熟练的手工艺人进行的,这种设计只存在于手工艺人的头脑中,产品也比较简单。
但是随着生产的发展,社会的进步,需要更多,更好,更复杂的产品。
从而推动设计的发展,使设计工作具有了相对独立的性质。
由于科学技术的发展,设计工作所需的理论基础有了进步,特别是电子计算机技术的进展,对设计工作产生了很大促进作用,提出了设计现代化的需求。
此外,当前对产品的设计已不能仅考虑产品本身,并且还要考虑系统和环境的影响;不仅涉及技术领域,还涉及社会因素;不仅须顾及眼前,还须顾及今后。
寻求保证设计质量、加快设计速度、避免和减少设计失误的方法和措施,并适应科学技术发展的要求,使设计工作现代化,引发了“现代设计方法”的研究。
设计方法可理解为:设计中的一般过程及解决具体设计问题的方法、手段。
前者可认为是战略问题,后者是战术问题。
传统设计方法的特点是:静态的、经验的、手工式的方法。
现代设计方法的特点是:动态的、科学的、计算机化的方法。
它已经将那些在科学领域内得到应用的所有科学方法论应用于工程设计中来了。
可以这样说,传统设计方法是被动地重复分析产品的性能,而现代设计方法则可能做到主动地设计产品的参数。
机械现代设计方法简介现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。
可以从总体上概括为力求运用现代应用数学,应用力学,微电子学及信息科学等方面的最新成果与手段实现下述某些方面的转化:1:以动态的取代静态的:如以机械结构动力学计算取代静力学计算,以实时在线测试数据作为评价依据等。
2:以定量的取代定性的:如以有限元法计算箱体的尺寸和刚度取代经验类比法。
3:以变量取代常量:如可靠设计中用随机变量取代传统设计方法中当做常量的粗略处理方法。
现代设计方法学摘要设计是人类改造自然的基本活动,方法是人类思维的宝贵财富,是搜索科学真理的钥匙。
设计方法学是研究产品设计规律、设计程序及设计中思维和工作方法的一门综合性学科。
设计方法学以系统工程的观点分析设计的战略进程和设计方法、手段的战术问题。
在总结设计规律、启发创造性的基础上促进研究现代设计理论、科学方法、先进手段和工具在设计中的综合运用。
对开发新产品, 改造旧产品和提高产品的市场竞争能力有积极的作用。
设计方法学的关键是针对设计条件的集合,寻找最佳的解决方案。
它强调应用的头脑风暴,鼓励创新意识和协同思维,以便处理想法,达成最佳方案。
关键字:设计系统技术系统产品规划创造性思维和方法一.设计方法学的研究内容1.设计对象设计对象是一个能实现一定技术过程的技术统。
能满足一定需要的技术过程不是唯一的,能实现某个一定技术过程的技术系统也不是唯一的。
影响技术过程和技术系统的因素很多,设计人员应该全面系统地考虑、研究确定最优技术系统即设计对象。
2.设计过程及程序设计方法学从系统的观点出发来研究产品的设计过程。
它将产品视为输入、转换、输出三要素组成的系统,重点讨论将功能要求转化为产品结构图纸的这一设计过程,并分析设计过程的特点,总结设计过程的思维规律,寻求合理的设计程序。
3.设计思维设计是一种创造活动,设计思维应是创造思维。
时间方法学通过研究设计中的思维规律,总结设计人员科学的创造性的思维方法和创造性技法。
4.设计评价设计方案的优劣评价,其核心取决于设计评价指标体系。
设计方法研究和总结评价就指标体系的建立,以及应用价值和多目标优化技术进行各种定性、定量的综合评价方法。
5.设计信息管理设计方法学研究设计信息库的建立和应用,即探讨如何把分散在不同学科领域的大量设计知识、信息挖掘并集中起来,建立各种设计信息库,使之可通过计算机等先进设备方便快速地调阅参考。
6.现代设计理论与方法的应用为了改善设计质量,加快设计进度,设计方法学研究如何把不断涌现的各种现代设计理论和方法应用到设计过程中,以进一步提高设计质量和设计效率。