设计方法学重点整理

第一章1、设计的动力和本质设计的动力是需求。

设计的本质是革新和创造。

2、产品的核心和本质产品的核心是设计，本质是制造。

3、功能与结构的关系，功能观点的优越性。

结构是功能的载体，即功能要通过具体的结构来实现。

本质与形式的关系。

功能是“本质”，结构是“形式”。

优越性：使人从对机械的“结构思考”转为对它的“功能思考”，从而做到不受现有结构形式的束缚，不断探索新原理、新结构，形成新的设计构思，提出创新性方案。

第二章1、主要功能、辅助功能、控制功能辅助功能：起支持和保证的功能。

控制功能；支撑、连接功能等。

第三章1、功能的概念“功能”是指某一机器或装置所具有的能转化能量、运动或其他物理量的特性。

2、工作原理的概念物理效应+作用原理。

3、功能原理设计的概念机械产品设计的最初环节，是先要针对该产品的主要功能提出一些原理性的构思。

这种针对主要功能的原理性设计，可以简称为“功能原理设计”。

包括两个方面：功能分析——由总功能分解为分功能，最后做出功能结构图的过程。

工作原理设计——确定实现功能的工作原理。

4、黑箱图（什么是，为什么叫，怎样画？）任何一个技术系统都有输入和输出，把技术系统看成一个黑箱，其输入用物料流M、信息流S和能量流E来描述；其输出用相应的M’，S’和E’来描述。

这种图示方法只是描述了从技术系统外部观察到的“功能特点”，而其内部结构是未知的，是需设计者进行具体构思和设计的。

所以称之为黑箱，当其内部结构功能原理已明确之后即为白箱了。

5、什么是功能树，为什么要进行功能分解，功能分解的思路。

（1）功能树，用于表示总功能的分解情况。

（2）通过总功能分解可以分析得到和确定所要设计的产品的具体功能，也就是将抽象的总功能具体化为各个分功能，从而便于总功能的实现。

（3）功能分解思路：1)机器按照动力、执行、传动、控制、链接与支撑五大功能模块划分。

（机床）2)按照解决问题的因果关系或手段、目的关系来分解。

（平口钳，为了夹紧工件，必须施加压力）3)先考虑基本功能的分解，再考虑辅助功能的分解。

设计方法知识点设计方法是指设计师在进行设计活动时所采用的一系列方法和思维方式。

它在设计过程中具有指导和辅助的作用，能够帮助设计师更加高效地完成设计任务。

下面将介绍一些常用的设计方法知识点。

1. 用户研究方法用户研究是设计的重要环节，旨在了解和分析用户的需求和使用情况，以便为其提供更好的设计解决方案。

在进行用户研究时，设计师可以采用以下方法：（1）访谈法：通过与用户进行面对面的访谈，收集用户的需求和意见。

（2）观察法：通过观察用户在日常生活中的行为和使用习惯，了解他们的需求和行为特征。

（3）问卷调查法：设计并发送问卷给用户，通过统计和分析问卷结果进行用户研究。

2. 创意生成方法创意生成是设计过程中的关键环节，它有助于设计师产生新的、独特的设计理念。

以下是一些常用的创意生成方法：（1）头脑风暴法：设计师可以与团队成员或用户一起进行头脑风暴，尽可能多地提出各种创意和想法。

（2）联想法：设计师可以通过与其他领域的知识和经验进行联想，借鉴其他领域的创意来激发自己的灵感。

（3）设计对比法：设计师可以通过对已存在的设计作品进行对比和分析，找出其中的不足和亮点，以提升自己的设计能力。

3. 原型制作方法原型是设计师将设计理念具体化的产物，可以帮助设计师更好地理解和展示设计方案。

以下是一些常用的原型制作方法：（1）手绘原型：设计师可以通过纸上手绘的方式将设计理念转化为二维的图形展示，以便更好地展示设计思路。

（2）模型制作：设计师可以使用各种材料和工具制作模型，将设计方案以三维形式展示出来，帮助用户理解和评估设计。

（3）数字原型：设计师可以使用设计软件或原型工具制作数字原型，能够更好地模拟用户界面和交互效果。

4. 用户测试方法用户测试是设计师在设计完成后，邀请用户进行评估和测试的过程。

以下是一些常用的用户测试方法：（1）任务测试法：设计师设置一系列具体的任务，向用户提供相应的设计方案，并观察用户在完成任务时的表现和反馈。

第一章绪论1.什么是设计?设计是一种具有一创造性的劳动，其实质是创新（即在设计工作中努力采用新原理、新方案、新结构、新材料及新工艺等），其最高境界是创造具有极端市场竞争力的产品。

2.什么是设计方法学?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。

3.学科产生的原因?①开发新产品的需要：世界市场竞争的加剧，使得各先进工业国家首先在设计过程中总结规律，以提高设计质量和设计效率。

从这个角度来讲，“设计学”和“机械学”是两个不同的概念。

②改进旧产品的需要：随着工业产品的复杂程度的提高，直观的工作方法很难对产品提出有效的改进措施，因此功能分析和价值分析为改进旧产品提供了强有力的工具。

③应用工具的产生：计算机和信息技术的发展，为设计方法学的研究提供了物质基础条件。

4.设计方法学的发展简史?①第一阶段(直觉设计)如：中国的水排，指南车等。

②第二阶段（经验设计）：这一时期作为机械学各分支学科如(机械原理与零件、机构学、磨擦学、疲劳寿命等)发展迅速，这一时期的设计方法实质上就是机械学，而忽略了其核心内容“功能”。

③第三阶段(现代设计)：这一时期，对设计学有深远影响的三个重要学科内容被提出，并逐渐发展和成熟。

即：(1)“功能”思想的重新提出和发展，(2)“人机工程学”思想的形成与发展，(3)“工业设计”学术体系的发展和成熟。

5.设计方法学的作用及目的?①研制物美价廉的产品②使设计过程合理化，并为设计自动化创造条件③创造一种又快又好地培养设计师的理论。

④创造一种机械系统的一般设计理论及方法，使其适应日益拓展的机械工程学科。

6.切记:(1)再好的设计方法，也不能代替天赋很高或一般的工程师的作用。

(2)科学的设计方法可以显著提高设计效率和创新水平。

第一章一、设计方法论四个层次：1.各种技术手段，操作规程等构成科学方法论的最低层次——经验层次。

2.反映各门学科中的一些具体方法，它属于个门学科本身的研究对象。

3.科学研究中的一般方法，是从各门学科中总结、概括出来的，它不是某一学科独有的，而是各门学科共同适用的方法。

4.第四个层次是哲学方法，普遍适用于自然科学、社会科学和思维科学，是一切科学最一般的方法。

二、科学方法论的结构：技术手段→具体方法→一般方法→哲学方法三、科学方法论的历史发展四个时期：自然哲学时期（古代朴素的自然观到16世纪近代科学的产生）分析为主的方法论时期（16世纪经典力学建立到19世纪初期）分析与综合并重的方法论时期（19世纪40年代到20世纪中叶）系统综合方法论时期（10世纪中期开始)四、设计方法论的分类：（11个了解一下）（十大科学方法论）：信息论、系统论、控制论、优化论、对应论、智能论、寿命论、模糊论、离散论、突变论。

信息论方法功能论方法智能论方法优化论方法系统论方法突变论方法对应论方法模糊论方法控制论方法离散论方法艺术论方法五、艺术设计方法的一般原则：（3个)直觉经验与科学分析相结合定性与定量相结合原创性与适应性相结合第二章一、（稍微看一下）设计艺术在现代化进程呈现出两种不同态势：一方面是全球化的趋同。

以经济全球化为核心的科学技术科学技术全球化、经济贸易全球化、政治—社会制度全球化、文化全球化等全球化浪潮，成就了从超级市场到NBA,从好莱坞到麦当劳的全球化，一体化、同质化的产品、服务与消费，“全球化给世界带来多样化”甚至被宣称为“全球化的十大谎言”之一。

另一方面是多元化的求异。

无论是后现代主义的反理体、反中心或反现代设计艺术，还是语言学、符号学与文化人类学在设计艺术学科的广泛应用，都是在重新反省、探讨新的设计艺术文化观，都力图从传统文化、本土文化、族群文化中吸取养分，赋予人工更多的象征意义，恢复才产品与文化断裂的关系，从而在“千人一面”的全球化浪潮中凸现自我。

1、以弹性力学位移法为例，阐述有限单元法的分析步骤及各步的根据。

答：一、先是连续体的离散化，包括：单元划分、节点和单元编号、确定坐标轴及节点坐标、载荷移置以及约束处理。

二、两次迭代、九步循环：A 由基本未知量（节点坐标），选取单元位移函数，得到单元位移表达式B 根据几何方程，求得单元应变表达式C 根据弹性方程 ，求得单元应力表达式D 根据虚功方程，得到单元节点力的表达式E 根据节点平衡方程，建立总体平衡，建立线性方程组，F 进行约束处理，对总体刚度矩阵降阶处理，求解线性方程组，得到节点位移G 由节点位移求得任意点的位移H 由位移求得应变I 由应变求得应力2、简述应力-----强度分布干涉理论的内容，并解释在安全系数大于1的情况下为什么还会出现一定的不可靠度问题。

答：应力--------强度分布干涉理论：A 机械产品的“可靠度”实质上就是零件在给定的运行条件下抵抗失效的能力，也就是“应力”与“强度”互相作用的结果或者说是“应力”与“强度”干涉的结果B 一般情况下零件的应力、强度呈分布状态（或正态分布），二者干涉区即为工作不可靠的区。

C 零件强度随时间增加而下降D 安全系数大于1仅代表强度分布的期望值大于应力分布的期望值，却无法避免两个分布曲线的重叠、而有重叠即有可能失效。

3、简单叙述坐标轮换法到Powell 法的发展思路答：a 坐标轮换法的基本思想：将一个n 维无约束优化问题转化为依次沿着相应的n 个坐标轴方向的一维优化问题。

坐标轮换法概念清晰，计算简单，但迭代路径较长，计算效率低下，特别是维数较高或目标函数形态不好时，收敛速度很慢。

坐标轮换法一般只能用于低维优化问题的求解。

为了克服坐标轮换法迭代路径曲折和收敛速度较慢的缺点，希望搜索方向尽可能指向目标函数的极小点，提出了共轭方向法。

B 共轭方向法的算法思想：对于n 维函数，首先采用坐标轮换法进行第一轮迭代，以第一轮迭代的最末一个极小点和初始点相连构成一个新的方向S （1）；以此新的方向为最末一个方向，去掉第一个方向，得到第二轮迭代的n 个搜索方向，经过第二轮迭代后构造新的方向S（2）；仿次进行下去，经过n 轮迭代就产生了n 个互相共轭的方向S(1),S(2),。

第一章1、产品的广义综合质量：包括Q质量、C成本、T时间、E环境、S服务等2、设计范畴在不断扩大如何理解：传统设计通常只限于方案设计和技术设计，然而计算机技术的飞速发展与广泛应用深刻影响着产品设计开发过程、制造过程、营销及售后服务过程，同时也促进着这些过程的交叉融合，使设计内容与边界不断扩展：产品规划——制造过程的工艺、检验、试验、包装、运输、营销、市场策划、产品运行、维护、使用、报废、回收——全过程全生命周期各个环节的设计（产品全生命周期设计）。

3、现代设计和传统设计的相对性：人们把当前认为先进的那部分系统称为“现代的”，而其余的都自然成为“传统的”；若干年后目前的现代部分就可能被新发展的东西所取代而成为传统的。

设计方法也一样，也有传统的和现代的之分，而且不断由传统走向现代。

例如：CAD技术，相对于可靠性设计、疲劳设计等，可以认为是一种现代设计方法；但也有传统CAD技术和现代CAD技术之分。

1）传统CAD技术，主要指计算机辅助绘图。

2）现代CAD技术中，计算机能够为设计提供图形支持以外的更多更广泛的支持，如概念设计、产品数据管理PDM、分析、决策、预测、仿真等。

3）现代CAD技术包括了CAD技术在集成化、网络化、智能化方面的最新成就。

如：CAD/CAM/CAE/CAPP/CAQ, ICAD (Integrated CAD)、网络化协同设计、智能设计。

4、网络化设计：一种新兴的产品设计方式。

目的：使分布在不同地点的产品设计人员以及其他相关人员，通过网络，采用各种各样的计算机辅助工具，协同地进行产品设计活动，实现产品信息的共享和交换、设计方案的讨论、设计结果的检查与修改，使产品设计工作能够跨越时空进行。

5、绿色设计：1）基本思想：在设计阶段就将环境性能作为产品设计目标和出发点，力求对环境的影响最小。

2）措施：通过合理的材料选择和结构设计等措施，使产品具有良好的可拆卸性、可维护性、可回收性、重复利用性。

建筑设计方法论如何学习建筑设计方法论:1、延伸性学习博览群书、广泛收集整理资料——分析总结（认识、比较、验证、论证。

）——形成自己独特的学习方法和科学方法论2、善于记笔记➢愚记强调法语气强调，强调词，颜色区分等等➢节点法内容层次分明分点记录串连成系统➢速记法概括、简略、可草但自己能看懂➢重点记法归纳总结重点记录3、分析——思考——具体应用认知、认识、认同联系、验证、论证与设计训练学习和实践学习相结合第一讲：方法学及其价值与作用1.方法学概论(哲学性)概念：方法学概论是解决问题的基本策略，是采用手段，方式，手法及行动方案的决策式决定。

战略：是指导作用不具体宏观概念策略: 策划过程形成的法论行动指南2.方法学的价值及应用方法学的价值:在于制定具体的策划方案，确定整体行动的方向方式，同时选择合适的思维方式与统一认识。

方法：解决问题的策略与思维，是技术性的含有做法，手段与组织的内容（阶段性，方向性，整体性，协调性）办法：具体方式行动措施手法:按一定规则或技术解决问题的办法,等同于技法。

做法：基本行动与能力体现（无规则）有规则方法论与方法学的区别：某一方面的方法论3.方法学的内涵与对应的手段态度，观点，（作用）——价值观建立➢解决问题的态度见解与方法（思维、认识、见识建立秩序，遵守规律）➢态度，认知，经验的关系理解➢价值观与哲学观点的建立（看法，想法，解决）➢时间，空间的认知与利用➢行动方案与措施选择➢科学思想，科学概括与恰当的行动➢劳动的属性与劳动利益方法学是解决现时阶段建筑设计方面的最核心最基本的问题，其真正的价值体现是劳动行为，建筑及其设计极具有强烈的规定性、现实性；明显的功能性元素；是必备的技术性条件，要有能构成空间的材料建筑的属性：功能（建筑及其空间对人们某些行为条件的满足）现代建筑特点:多元化第二讲、建筑设计的目标，内容，裁体1．设计对象（目标）1）、性质：➢单一性：（以一个完整的楼房为标志）建筑及其空间对人们某些行为条件的满足➢独立性：（每一个建筑物或构件物的建造条件与环境是独一无二的）➢类型性：（建筑可以分成不一样的类型，每一个类型设计原理及其功能显示基本一致2）、对象组合及其关系第一对象：建筑物经济、政治、行政第二对象：业主注意人与人的关系处理，以自己的知识来改变业主的错误认识。