現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法期末總結(jié)

1、1、設(shè)計(jì)是創(chuàng)造性的勞動，設(shè)計(jì)的本質(zhì)是創(chuàng)新。2、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法有六個特點(diǎn),分別是:程式性、創(chuàng)造性、系統(tǒng)性、 優(yōu)化性 、綜合性、 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）。3、傳統(tǒng)的分析方法往往把事物分解為許多獨(dú)立的互不相干的部分進(jìn)行研究。由于是孤立、靜止地分析問題，所得的結(jié)論往往是片面的、有局限性的。而系統(tǒng)工程的方法是把事物當(dāng)作一個整體的系統(tǒng)來研究，從系統(tǒng)出發(fā)，分析各組成部分之間的有機(jī)聯(lián)系及系統(tǒng)與外界環(huán)境的關(guān)系，是一種較全面的綜合研究方法。4、設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一種信息處理系統(tǒng)。 5、系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一個由時(shí)間維、邏輯維和方法維 組成三維系統(tǒng)。時(shí)間維：反映按時(shí)間順序的設(shè)計(jì)工作階段； 邏輯維：解決問題的邏輯步驟；

2、方法維：設(shè)計(jì)過程中的各種思維方法和工作方法。6、設(shè)計(jì)工作階段時(shí)間維 一般工程設(shè)計(jì)可分為四個階段：1）產(chǎn)品規(guī)劃（明確設(shè)計(jì)任務(wù)）；2）原理方案設(shè)計(jì)；3）技術(shù)設(shè)計(jì)；4）施工設(shè)計(jì)。產(chǎn)品規(guī)劃過程中的調(diào)查研究，包括：市場調(diào)研、技術(shù)調(diào)研、社會調(diào)研、環(huán)境調(diào)研。產(chǎn)品規(guī)劃階段形成的是可行性研究報(bào)告或設(shè)計(jì)任務(wù)書。原理方案設(shè)計(jì)形成 方案原理圖。 技術(shù)設(shè)計(jì)階段形成 零件草圖等。施工設(shè)計(jì)階段形成 零件圖、部件裝配圖、全部生產(chǎn)圖紙、設(shè)計(jì)說明書、工藝文件、使用說明書。7、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的三種類型（1）開發(fā)型設(shè)計(jì) 針對設(shè)計(jì)任務(wù)提出新的功能原理方案，完成從產(chǎn)品規(guī)劃到施工設(shè)計(jì)的全過程的設(shè)計(jì)，此類設(shè)計(jì)是創(chuàng)新設(shè)計(jì)。（2）適應(yīng)型設(shè)計(jì) 在原理方

3、案基本保持不變的情況下，變化更換部分部件或結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品更廣泛地適應(yīng)使用要求的設(shè)計(jì)。（3）變參數(shù)型設(shè)計(jì) 產(chǎn)品功能、原理方案、結(jié)構(gòu)型式基本確定，通過改變尺寸與性能參數(shù)，滿足不同的工作需要的設(shè)計(jì)。（測繪與仿制）8、解決問題的合理邏輯步驟是：分析-綜合-評價(jià)-決策。評價(jià)是篩選的過程二、原理方案設(shè)計(jì)1、系統(tǒng)功能分析法系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法，它是將工程設(shè)計(jì)任務(wù)或機(jī)械產(chǎn)品看作技術(shù)系統(tǒng)，用系統(tǒng)工程方法進(jìn)行分析和綜合。 2、技術(shù)系統(tǒng)以一定技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)社會特定需求的人造系統(tǒng)。 技術(shù)系統(tǒng)的功能就是將輸入的能量、物料和訊號進(jìn)行有目的的轉(zhuǎn)換或變化后輸出。 技術(shù)系統(tǒng)是一個轉(zhuǎn)換裝置。隨時(shí)間變化的能量、物料和訊號稱為能量流、物料流

4、和訊號流。 主要傳遞訊號流的技術(shù)系統(tǒng) 儀器。 主要傳遞能量流與物料流的技術(shù)系統(tǒng) 機(jī)器。3、對輸入和輸出的變換所作的抽象描述稱為系統(tǒng)。技術(shù)系統(tǒng)的用途或所具有的特定能力稱為系統(tǒng)的功能4、分析系統(tǒng)的總功能常采用“黑箱法”。分析比較系統(tǒng)的輸入和輸出能量、物料和訊號，其差別和關(guān)系反映的就是系統(tǒng)的總功能。 黑箱法要求設(shè)計(jì)者不要首先從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)著手，而應(yīng)從系統(tǒng)功能出發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。5、功能分解 分解到直接找到解法的分功能稱為功能元。 功能分析的結(jié)果用功能樹的形式表達(dá) 完成分功能的技術(shù)實(shí)體是功能載體。6、求系統(tǒng)原理解 N=n1n2ninm 式中：m功能元數(shù)； ni第i 種功能元解的個數(shù)。7、功能分析法的設(shè)計(jì)步驟三、

5、創(chuàng)造性思維和方法1、工程設(shè)計(jì)的三個基本特征：1）約束性2）多解性3）相對性2、工程技術(shù)人員的創(chuàng)造力構(gòu)成所涉及的智力因素主要有觀察力、記憶力、想象力、思考力、表達(dá)力和自控能力等 ，非智力因素主要表現(xiàn)為理想信念、興趣愛好、意志、性格等。智力因素是創(chuàng)造力的基礎(chǔ)性因素，非智力因素是創(chuàng)造力的導(dǎo)向、催化和動力因素，也是促進(jìn)創(chuàng)造力由潛變顯的制約因素。 3、創(chuàng)造性思維的特點(diǎn)：1）獨(dú)立性 （獨(dú)創(chuàng)性）2）連續(xù)性 （連動性）3）多向性 4）跨越性 5）綜合性 4、創(chuàng)造性思維的類型：1.形象思維與抽象思維 2.發(fā)散思維與集中思維 3.直達(dá)思維與旁通思維 4.邏輯思維與非邏輯思維5、創(chuàng)造性基本原理有：1）主動原理2）刺

6、激原理 3）希望原理4）環(huán)境原理5）多多益善原理6）壓力原理6、說明創(chuàng)造技法中“635法”的含義。635法（或克理斯多夫智暴法） 此法是德國的創(chuàng)造學(xué)者們根據(jù)德意志民族慣于沉思的性格特點(diǎn)而創(chuàng)行的一種智力激勵法。具體做法是：召集6個人參加會議，每人針對議題在卡片上寫出3種設(shè)想方案，時(shí)間是5分鐘。然后將卡片相互交流，在第二個5分鐘內(nèi)每人根據(jù)別人的啟發(fā)，再在（別人的）卡片上寫出3種設(shè)想。如此循環(huán)，半個小時(shí)內(nèi)可交換5次，共得108條方案。 7、說明創(chuàng)造技法中“5W2H法”的含義。（1）Why：為什么要設(shè)計(jì)該產(chǎn)品。采用何種總體布局。（2）What：該產(chǎn)品有何功能.何種方法設(shè)計(jì).是否創(chuàng)新.（3）Who：該產(chǎn)

7、品的用戶是誰。誰來設(shè)計(jì)。 （4）When：什么時(shí)候完成設(shè)計(jì),各階段時(shí)間怎樣劃分。 （5）Where：該產(chǎn)品用于何處。在何地生產(chǎn)。 （6）How to do：怎樣設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)、材料、形態(tài)如何。（7）How much：該設(shè)計(jì)需要多少錢。生產(chǎn)多少。四、方案評價(jià)方法1、評價(jià)目標(biāo)包括三方面的內(nèi)容： （1）技術(shù)評價(jià)目標(biāo) （2）經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo) （3）社會評價(jià)目標(biāo) 2、定量評價(jià)時(shí)應(yīng)根據(jù)各目標(biāo)的重要程度設(shè)置加權(quán)系數(shù)加權(quán)系數(shù)是反映目標(biāo)重要程度的量化系數(shù)，加權(quán)系數(shù)大，意味著重要程度高。一般取各評價(jià)目標(biāo)加權(quán)系數(shù)gi1，且 gi=1 （i 1，2，n）gi= ki/ki（1-n），ki（1-n）=（n2-n）*/2 加權(quán)系

8、數(shù)值可由經(jīng)驗(yàn)確定或判別表法計(jì)算。3、名次記分法 名次記分法是由一組專家對n個方案評價(jià)，每人按方案優(yōu)劣排名，并給名次最高n分，名次最低1分，類推。最后把每個方案得分相加，總分高者為佳。 對于評分者意見的一致性程度可用一致性系數(shù)C表達(dá)，此系數(shù)在0與1之間，越接近1表示意見越一致，當(dāng)意見完全一致時(shí)，C1。對重要的評價(jià)，一致性系數(shù)的范圍應(yīng)有要求，一般0.7。4、評分法（重要） 目標(biāo)值是理想值，分值10分；目標(biāo)值是要求值，分值8分；目標(biāo)值是允許值，分值0分。 畫評分曲線，求分值 有效值法：Npigi ( i1,2,n ) N-有效值；n-評價(jià)目標(biāo)數(shù)； pi-各評價(jià)目標(biāo)評分值；gi-各評價(jià)目標(biāo)的加權(quán)系數(shù)。

9、 5、技術(shù)評價(jià)中，技術(shù)價(jià) 式中：Pmax 評價(jià)指標(biāo)的最高分值（10分制為10，5分制為5） ；pi 各技術(shù)評價(jià)指標(biāo)的評分值 gi 各技術(shù)評價(jià)指標(biāo)的加權(quán)系數(shù)，gi1。 技術(shù)價(jià)Wt 1，數(shù)值越大表示方案的技術(shù)性能越好。理想方案的技術(shù)價(jià)為1。 Wt 0.6表示方案在技術(shù)上不合格，必須改進(jìn)。6、技術(shù)評價(jià)中，經(jīng)濟(jì)價(jià)式中：H1 理想生產(chǎn)成本； H 實(shí)際生產(chǎn)成本。 經(jīng)濟(jì)價(jià)的值越大，經(jīng)濟(jì)效果越好。We 1為理想狀態(tài)，表示實(shí)際生產(chǎn)成本等于理想成本，We 0.7意味著實(shí)際生產(chǎn)成本高于允許生產(chǎn)成本，在經(jīng)濟(jì)上不合格。7、技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合評價(jià) 均值法 W0 （ Wt We ）/ 2 雙曲線法 W0（ Wt We ）0.5相

10、對價(jià)W0值大，方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合性能好，一般應(yīng)取W0.65。當(dāng)Wt 、 Ww有一項(xiàng)數(shù)值較小，用雙曲線法能使W明顯出現(xiàn)小值，更便于方案的評價(jià)與決策。9、模糊評價(jià)就是利用集合與模糊數(shù)學(xué)將模糊信息數(shù)值化以進(jìn)行定量評價(jià)的方法。 8、優(yōu)度圖五、價(jià)值設(shè)計(jì)1、價(jià)值工程是以功能分析為核心，以開發(fā)創(chuàng)造性為基礎(chǔ)，以科學(xué)分析方法為工具，尋求功能與成本最佳比例，以獲得最優(yōu)價(jià)值的一種設(shè)計(jì)方法或管理科學(xué)。 VF / C式中：V產(chǎn)品價(jià)值； F產(chǎn)品功能； C耗費(fèi)的成本。2、價(jià)值分析對象選擇方法（1）ABC分類法: 意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家巴雷托（Pareto）提出“不均勻分布理論”，將產(chǎn)品零件分為三類。 A類：占產(chǎn)品零件總數(shù)的1020

11、，其成本占產(chǎn)品成本6070； C類：占產(chǎn)品零件總數(shù)的6070，其成本占產(chǎn)品成本1020； B類：除A、C類零件的其余零件，數(shù)量占零件總數(shù)的比例與其成本占產(chǎn)品成本的比例基本相適應(yīng)。 A類零件作為價(jià)值分析的重點(diǎn)對象。3、產(chǎn)品的成本構(gòu)成 產(chǎn)品的總成本包括生產(chǎn)成本、運(yùn)行成本和維修保養(yǎng)成本。生產(chǎn)成本又分為設(shè)計(jì)成本、生產(chǎn)準(zhǔn)備成本、材料成本、加工成本和裝配成本。產(chǎn)品由設(shè)計(jì)到使用壽命結(jié)束的整個過程為產(chǎn)品的壽命周期，產(chǎn)品的總成本也就是它的壽命周期成本。 六、產(chǎn)品系列化設(shè)計(jì)1、在變型產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，“零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化”是提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，得到多品種多規(guī)格產(chǎn)品的重要途徑之一。變型產(chǎn)品系列一般分為

12、縱系列、橫系列和跨系列三類 （1）縱系列產(chǎn)品 是一組功能相同、解法原理相同、結(jié)構(gòu)相同（或相近）而尺寸、性能參數(shù)不同的產(chǎn)品。如20寸、26寸、28寸的自行車系列。 （2）橫系列產(chǎn)品 是在基型產(chǎn)品基礎(chǔ)上擴(kuò)展功能的同類型變型產(chǎn)品。如普通自行車基礎(chǔ)上開發(fā)的可變速賽車、適合不同路面的山地車、沙灘車等變型車。 （3）跨系列產(chǎn)品 跨系列產(chǎn)品是具有相近動力參數(shù)的不同類型產(chǎn)品，它們采用相同的基礎(chǔ)件或通用部件。2、表征系統(tǒng)物理特征的無量綱數(shù)群即為相似準(zhǔn)則。 (若各參數(shù)單位不相應(yīng)，其數(shù)值不一定是1)3、對于相似現(xiàn)象，其相似指標(biāo)等于 1。4、模塊化設(shè)計(jì)是將產(chǎn)品上同一功能的單元設(shè)計(jì)成具有不同性能，可以互換的模塊，選用不

13、同模塊，即可組成不同類型，不同規(guī)格的產(chǎn)品。模塊化設(shè)計(jì)的原則是力求以少數(shù)模塊組成盡可能多的產(chǎn)品，并在滿足用戶要求的基礎(chǔ)上使產(chǎn)品精度高、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。 5、模塊化系列產(chǎn)品分為三類分別是：橫系列模塊化產(chǎn)品、縱系列模塊化產(chǎn)品、跨系列與全系列模塊化產(chǎn)品 橫系列模塊化是指在同一規(guī)格（不改變產(chǎn)品主參數(shù)）的基礎(chǔ)上在變型產(chǎn)品范圍內(nèi)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，即在基型產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，通過變更、增加或減少某些特定模塊而形成變型產(chǎn)品。 縱系列模塊化是在同一類型中對不同規(guī)格的基型產(chǎn)品進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。所謂不同規(guī)格就體現(xiàn)在主參數(shù)不同上，而主參數(shù)不同的產(chǎn)品動力參數(shù)往往是不同的，比如要求的功率不同、從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)形式或尺寸的不

14、同。 在橫系列模塊化的基礎(chǔ)上兼顧到縱系列，形成了既有橫系列又有縱系列的跨系列模塊化。若在整個橫系列和縱系列即全部系列范圍內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)一的模塊化設(shè)計(jì)，則稱為全系列模塊化。6、模塊劃分主要按部件進(jìn)行,優(yōu)點(diǎn)是模塊有較高的獨(dú)立性和完整性；便于結(jié)合與分離，容易保證裝配質(zhì)量，生產(chǎn)管理變動較小。缺點(diǎn)是模塊組合經(jīng)常過大，減少了可實(shí)現(xiàn)的方案數(shù)；更換模塊增加不必要的經(jīng)濟(jì)損失7、模塊化計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)包括四個子系統(tǒng)，分別是：數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、會話子系統(tǒng)、分析子系統(tǒng)和繪圖子系統(tǒng)。模塊分為:基本模塊，輔助模塊，特殊模塊，適應(yīng)模塊。結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)應(yīng)遵守的基本原則：（1）功能和工作原理明確（2）結(jié)構(gòu)解（3）安全可靠2、材料成本折算法

15、例3 一臺中型銑床與一臺起重機(jī)材料成本均為15 000元左右，試估算生產(chǎn)成本是否相同。解：由表查出中型機(jī)床與起重機(jī)的材料成本率分別為 ：m134，m278。 根據(jù)估算公式可得 機(jī)床起重機(jī)成本估算是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的重要工作，它影響對產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性的評價(jià)和決策。在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行成本估算的目的是對產(chǎn)品及其零部件的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評價(jià)。1.按重量估算法例2 某種套類零件在不同重量下的生產(chǎn)成本見表。試求W 76Kg的此類零件的生產(chǎn)成本。 (重量，生產(chǎn)成本)（4.9,67.62），（11.8,123.91），（29.8，244.36），（109,577.71），（204,938.45）解： （1）求不同重量下的重量

16、成本系數(shù) fW由可得不同重量下的重量成本系數(shù) fW （重量，重量成本系數(shù)），（4.9,13.8），（11.8,10.5），（29.8,8.2），（109,5.3），（204,4.6）（2）隨著重量的增加，重量成本系數(shù)變化較大，因此不能取平均值?？捎勺鲌D法或解析法求出W 76Kg此類零件的重量成本系數(shù)fW。由于76Kg在29.8109之間，故公式中W1=29.8 kg W2=109 kg fW1=8.2 元/ kg fW2=5.3 k元/ kg （3）生產(chǎn)成本 3、相似產(chǎn)品的成本估算例4 標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪A與B幾何相似，齒數(shù)相同，模數(shù)分別為mA3， mB 8，齒輪B每批生產(chǎn)200件，每件生產(chǎn)成本C

17、B 300元（其中材料成本CmB 100元，加工成本CfB 150元），若齒輪A每批生產(chǎn)120件，求齒輪A每件的生產(chǎn)成本。解：兩齒輪尺寸比 齒輪B的生產(chǎn)準(zhǔn)備成本CrB為 通過相似關(guān)系求齒輪A的生產(chǎn)成本CA所以，齒輪A每件的生產(chǎn)成本為78元。例6 某零件直徑DA50mm，長度LA200mm，生產(chǎn)成本CA34元，其中材料成本和加工成本分別為CmA12元，CfA18元，每批兩件，現(xiàn)擬生產(chǎn)材料相同，幾何形狀相似直徑DB85mm的B零件50件，試估算B零件每件成本CB。解：長度相似比 A零件的生產(chǎn)準(zhǔn)備成本CrA為 B零件的生產(chǎn)成本CB為例5 已知單件生產(chǎn)的單級齒輪減速器中心距A0200mm，箱底座尺寸S0 B0 710500mm，重量W0 500kg，輸入轉(zhuǎn)速n0 3 000 r/min，傳遞功率P0 20kW，生產(chǎn)成本4875元（生產(chǎn)準(zhǔn)備成本占20，材料成本占30，加工成本占50），現(xiàn)擬設(shè)計(jì)制造P 40kW，轉(zhuǎn)速、材料相同，與原機(jī)相似的新減速器5臺。試估