设计的基本方法和基础知识

1、第二节第二节 设计的基本方法和基础知识设计的基本方法和基础知识学习目标：学习目标：一、技术设计的种类一、技术设计的种类二、技术设计的原则、方法和标准二、技术设计的原则、方法和标准三、技术设计的一般过程三、技术设计的一般过程一、技术设计的种类一、技术设计的种类技术设计技术设计三大类三大类原创性设计原创性设计综合性设计综合性设计改进性设计改进性设计（一）原创性设计（一）原创性设计 原创性设计的意思就是内容不是抄录别人的，而完全是自己创作设计的,是新的经典的原型。又称为开发性设计。例如：头盔的发明，就是完全无意识的设计（二）改进性设计（二）改进性设计 在总的方案原理变化不大的情况下，对已有的设计进行

2、局部的变更改进，使其更加合理、完善，或满足某些特定的需要，这样的设计叫改进性设计。（三）综合性设计（三）综合性设计 应用现有技术及原理重新进行组合，使其系统化、综合化，产生新的优点、特点，创造出新的功能的设计方法叫做综合（组合）性设计。综合（组合）性设计：外形组合 性能组合原理组合 功能组合模块组合 系统组合外形组合设计外形组合设计4把椅子和把椅子和2张桌子的组合收纳张桌子的组合收纳俄罗斯娃娃的嵌套组合俄罗斯娃娃的嵌套组合性能组合设计性能组合设计将若干产品或材料的性能组合起来构成新的性能原理组合设计原理组合设计 两种或以上的技术原理组合起来构成较复杂的技术系统喷气（流体力学）原理喷气（流体力学

3、）原理+燃气轮机技术燃气轮机技术蒸汽机技术蒸汽机技术+机械原理机械原理功能组合设计功能组合设计 将不同功能单元或产品组合起来，得到多功能的技术系统，甚至产生了新的功能，这种组合方式叫做功能组合设计。模块组合设计模块组合设计 将若干个模块组合起来，产生某种作用或特色，叫做模块组合设计。6百万美元百万美元8.8声道家庭影院声道家庭影院功放采用美国麦景图（功放采用美国麦景图（Mclntosh）的电子管放大器）的电子管放大器 巨型塔式音箱巨型塔式音箱 索尼顶级投影机索尼顶级投影机SRX-S110 系统的组合设计系统的组合设计 计算机系统：由硬件系统和计算机系统：由硬件系统和软件系统的组合设计而成。软件

4、系统的组合设计而成。 神舟六号飞船由发射系统、神舟六号飞船由发射系统、监测系统、控制系统、航天员监测系统、控制系统、航天员系统、飞船本身系统和回收系系统、飞船本身系统和回收系统等子系统组成。统等子系统组成。二、技术设计的原则、方法、标准二、技术设计的原则、方法、标准1、科学性原则、科学性原则2、创新性原则、创新性原则3、需要性和实用性原则、需要性和实用性原则4、经济性原则、经济性原则5、最优化原则、最优化原则9、法律、道德规范原则、法律、道德规范原则10、通用性、标准性原则、通用性、标准性原则7、安全性原则、安全性原则8、工程心理学和生理学原则、工程心理学和生理学原则6、可靠性原则、可靠性原则

5、11、时效性原则、时效性原则12、可持续发展原则、可持续发展原则（一）技术设计的原则2002年高考作文命题的部分内容：年高考作文命题的部分内容：有一位登山者，在途中遇到暴风雪。他深知不尽快找有一位登山者，在途中遇到暴风雪。他深知不尽快找到避风所，非冻死不可。他走啊走啊，腿已经迈不开到避风所，非冻死不可。他走啊走啊，腿已经迈不开了。就在这时，脚碰到了一个硬邦邦的东西，扒开雪了。就在这时，脚碰到了一个硬邦邦的东西，扒开雪一看，竟然是个快冻僵的人。登山者犯难了：是继续一看，竟然是个快冻僵的人。登山者犯难了：是继续向前，还是停下来救援这个陌生人？心灵深处翻江倒向前，还是停下来救援这个陌生人？心灵深处翻

6、江倒海之后，他毅然做出决定，脱下手套，给那人做按摩。海之后，他毅然做出决定，脱下手套，给那人做按摩。经过一番按摩，陌生人可以活动了，而登山者也因此经过一番按摩，陌生人可以活动了，而登山者也因此暖和了自己的身心。最后两人搀扶着走出了困境。暖和了自己的身心。最后两人搀扶着走出了困境。 这个作文题讲述了一个登山者救人的故事，要求考这个作文题讲述了一个登山者救人的故事，要求考生以生以“心灵的选择心灵的选择”为题写一篇作文。为题写一篇作文。 设计必须遵从科学原理，按照大自然的规律进行设计，否则设计必须遵从科学原理，按照大自然的规律进行设计，否则设计不会成功。设计不会成功。违反科学的高考命题违反科学的高考

7、命题设计只有不断进行创新，才能具有新的生命力。设计只有不断进行创新，才能具有新的生命力。光感手套：只需空中比划，即可输入命令。左图是应用蓝牙（无线）技术创新的电脑输入设备。激光虚拟投影镭射蓝牙键盘激光虚拟投影镭射蓝牙键盘 做为买家，你选择哪款台灯？做为买家，你选择哪款台灯？普通灯具世界灯具设计获奖顶级作品可根据手的距离控制亮度的灯具需要性和实用性原则需要性和实用性原则矿泉水瓶盖上有棱，矿泉水瓶盖上有棱，瓶身上有波纹瓶身上有波纹例如：屈臣氏蒸馏水例如：屈臣氏蒸馏水“虽有乎千金之玉卮，虽有乎千金之玉卮，至贵而无当，漏不可盛水至贵而无当，漏不可盛水” 韩非子韩非子 要把解决存在的问题，满足用户的需要

8、作为要把解决存在的问题，满足用户的需要作为设计的一个原则，不要设计用户不欢迎甚至设计的一个原则，不要设计用户不欢迎甚至反对的产品。反对的产品。需要性和实用性需要性和实用性在设计中，要考虑用户用户的经济条件、市场的竞争力，在设计中，要考虑用户用户的经济条件、市场的竞争力，力求用最少的成本，设计出满足用户要求的产品。力求用最少的成本，设计出满足用户要求的产品。在材料方面讲究经济原则在材料方面讲究经济原则在运输成本方面讲究经济原则在运输成本方面讲究经济原则 所设计的产品或项目在功能、技术上尽可能所设计的产品或项目在功能、技术上尽可能是目前（并能在一段时间内）最合理的。是目前（并能在一段时间内）最合理

9、的。10年保质期的方便面年保质期的方便面设计的产品或项目应在使用时间内，设计的产品或项目应在使用时间内，能适应规定的条件和环境而可靠地能适应规定的条件和环境而可靠地工作，不会发生故障，原规定的功工作，不会发生故障，原规定的功能、性能指标不低于使用说明书规能、性能指标不低于使用说明书规定的范围。定的范围。问题：问题： （1）为什么小孩子的玩具都没有锋利的）为什么小孩子的玩具都没有锋利的棱角和尖的的局部形状？棱角和尖的的局部形状？（2）为什么现在的轿车都配备安全气囊？）为什么现在的轿车都配备安全气囊？（3）为什么很多家电产品上都要求必须）为什么很多家电产品上都要求必须通过通过 “CCC”认证？（认

10、证？（CCC认证即是认证即是“中国强制认证中国强制认证”，其英文名称为，其英文名称为“China Compulsory Certification”，缩写为缩写为CCC。CCC认证对涉及到的产认证对涉及到的产品执行国家强制的安全认证。）品执行国家强制的安全认证。）所设计的产品或项目，在使用时或操所设计的产品或项目，在使用时或操作运行时必须是安全的，不允许发生作运行时必须是安全的，不允许发生事故，更不允许发生人身伤亡事故。事故，更不允许发生人身伤亡事故。设计的产品或项目必须满足人类心理的需求，要美观、设计的产品或项目必须满足人类心理的需求，要美观、舒适、使用方便，及使用者和产品之间要建立最协调舒

11、适、使用方便，及使用者和产品之间要建立最协调的关系。的关系。罗技经典无线鼠标罗技经典无线鼠标防汗清凉鼠标防汗清凉鼠标真正的人体工学鼠标，是要符合每一个消费者自真正的人体工学鼠标，是要符合每一个消费者自己的手型大小。这款鼠标的外形可以任由消费者己的手型大小。这款鼠标的外形可以任由消费者自己自己“拿捏拿捏”，喜欢用怎样的外形，你说了算。，喜欢用怎样的外形，你说了算。 法律、道德规范原则技术设计要遵守有关的法律、制度、规范，不允许有违法、违规行为 目前流行的目前流行的LED“免电灯免电灯”，用的是电话线的余电，用的是电话线的余电，电费由电信部门负担，厂家这一技术创新符合法律规范电费由电信部门负担，厂

12、家这一技术创新符合法律规范原则吗？原则吗？ 产品设计尽可能采用标准化技术和标产品设计尽可能采用标准化技术和标准件，这样，产品通用，维护方便，拥有准件，这样，产品通用，维护方便，拥有更广阔的市场。更广阔的市场。汽车设计技术中，其螺丝和其他零配件采用标准件，汽车设计技术中，其螺丝和其他零配件采用标准件，大大方便了维修保养，设计过程中采用国际标准，大大方便了维修保养，设计过程中采用国际标准，产品可以在世界各国生产使用产品可以在世界各国生产使用 。 按照设计任务书按照设计任务书规定的截止日期完成规定的截止日期完成设计，要避免使产品设计，要避免使产品制造出来后成为过时制造出来后成为过时的东西。科学技术日

13、的东西。科学技术日新月异，市场情况千新月异，市场情况千变万化，设计周期过变万化，设计周期过长的产品，在设计开长的产品，在设计开始时其拟定的功能指始时其拟定的功能指标可能是先进的，但标可能是先进的，但在设计结束时可能已在设计结束时可能已是过时的了。是过时的了。产品的设计要考虑到人类长远的发展，关注生产品的设计要考虑到人类长远的发展，关注生态、环保和资源的合理利用。态、环保和资源的合理利用。阅读材料：分析这些设计违反了阅读材料：分析这些设计违反了什么原则？什么原则？例例1 A1 A研究所接受某空调机厂的研究所接受某空调机厂的委托，研究一种可变频空调的电委托，研究一种可变频空调的电机模板，当时规定机

14、模板，当时规定6 6个月内交货，个月内交货，每块价格不超过每块价格不超过200200元，该研究所元，该研究所在在8 8个月后才完成任务，该控制模个月后才完成任务，该控制模板各功能指标符合设计任务书的，板各功能指标符合设计任务书的，每块价格每块价格190190元，但该空调机厂家元，但该空调机厂家不能接受该项目研究成果，因为不能接受该项目研究成果，因为当时已有另一研究所同时研究出当时已有另一研究所同时研究出功能相同的控制模板，每块价格功能相同的控制模板，每块价格为为160160元。元。例例2 A2 A市电热水器厂发明了一市电热水器厂发明了一项高温预热式电热水器，其原项高温预热式电热水器，其原理是在

15、浴室内气温太低时起用，理是在浴室内气温太低时起用，它可以先喷出高温水蒸气（达它可以先喷出高温水蒸气（达150150 C C）将浴室内温度提高，当）将浴室内温度提高，当浴室温度达到一定温度（如浴室温度达到一定温度（如2020 C)C)后则停止喷射高温水蒸气，后则停止喷射高温水蒸气，自动转入正常供热水状态。该自动转入正常供热水状态。该产品开始很受北方寒冷地区用产品开始很受北方寒冷地区用户的欢迎，但由于外壳受潮后户的欢迎，但由于外壳受潮后会带会带220V220V交流电，而且喷出高交流电，而且喷出高温水蒸气的控制技术不够可靠，温水蒸气的控制技术不够可靠，在洗澡时，会喷出高温水蒸气，在洗澡时，会喷出高温水蒸气，造成伤人事故，后来被迫停产。造成伤人事故，后来被迫停产。 某中学一批教学、管理和后勤部门的职工即将退休，为了提高该中学的教学、管理水平，该校人事主管部门规定，新招聘接替各个岗位的人员都必须具有博士学位。思考：这样的安排遵守或违反了什么原则？思考：这样的安排遵守或违反了什么原则？（二）技术设计的方法（二）技术设计的方法 常规设计法 系统设计法 功能设计法 工效学设计法 可靠性设计法 最优化设计法借鉴法应用标准器件法技术（或工程）试验法（三）人机关系（三）人机关系 人机关系是指