7-工程设计的原则及方法

7工程设计的原则及方法7.1工程设计所谓工程设计，是指设计师在一定工程需求目标的指导下，运用相应的科学原理及知识设计出对人类社会有用的“产品”。具体地说，工程设计是根据对拟建工程的要求，采用科学方法统筹规划、制定方案，最后用设计图纸与设计说明书等来完整表现设计者的思想、设计原理、外形和内部结构、设备安装等。工程设计是工程建设前期工作的主要内容，是实现工程建设的基础，通过工程设计证明拟建工程在技术上的可能性和经济上的合理性。工程设计是工程建设计划的具体化。工程建设计划确定之后，必须进行工程设计，对计划所规定的工程项目进一步具体表达。工程设计是工程建设中的重要环节之一，没有先进合理的工程设计，就无法确定工程建设程序，工程建设就会是无序的、盲目的，因此，工程设计是工程建设按客观经济规律办事的必需条件。工程设计有如下几个特点和特征：特殊性：工程设计的最终产品是设计图纸，这是区别于其他产品的显著特征。设计图纸是评价设计水平及设计人员工作量的主要依据，也是设计单位的“资本”，设计单位一切工作，都是围绕着图纸的形成过程进行组织和展开的。社会性：设计任务来源于社会，设计成果的实现取决于社会，设计图纸只有得到了社会的许可，才能建成实在的物体。因此，工程设计有普遍的社会性。创造性：工程设计是一种复杂的脑力劳动。它的劳动成果与工厂产出的产品有着本质区别，它是一种知识产品。在工程设计过程中，不仅要了解现实主体，而且要创造新的事物。科学性：工程设计的实质，就是运用科学原理去实现某种社会需求的技术活动，它必须严格遵循科学规律。设计工作离开了科学的轨道，就会造成不可估量的严重后果。专业性：任何一个设计单位，不论规模大小，都是由不同专业和不同技术层次的技术人员组成的。规模愈大的设计单位，专业分工愈细，专业性也愈强。而且，设计出的产品也是为某些特定的用户服务的。综合性：要完成一项工程设计需要多方面的专业人才，因此设计单位内部各专业不是独立的，而是相互联系、相互作用、相互渗透的整体系统。只有各专业之间密切配合，协调工作，才能完成高质量的精美设计。约束性：工程设计要受到很多条件的约束与限制。受科学技术条件的限制；受资金、物力、人力word格式-可编辑-感谢下载支持等经济条件的限制；受主管部门、建设单位、当地文化风俗、社会意识等社会条件的限制等。因此，工程设计既要尊重科学，又要注重实践。由于工程设计涉及的领域宽广并具有其独特的性质，因此在介绍工程设计的原则和方法之前，首先介绍工程设计的一般流程。7.2工程设计的一般程序工程设计从提出设计要求到完成设计，一般需要经历以下几个阶段：提出设计要求这是设计工作的第一步。设计要求通常由用户以设计任务书形式或订货合同形式提出。如果该任务书是一个更大项目的一部分，则由大项目的总体设计者提出。设计要求中应包括项目内容、设计目的和用途，各项性能指标、使用环境、使用条件等，一般还要包括相关设备的情况及彼此之间的配合关系和信息交换方式等项内容。初步分析研究设计者根据设计要求研究可能的各种设计方案，拟定可行的设计方向和路线。在这一阶段，要充分运用设计者所掌握的基础理论知识及设计者具有的多方面的实践经验，通过分析、综合、组合，还要通过一定的想象和创造。设计中如得出多个方案，对每个方案的利弊应有基本的分析。调查研究要想在可能的方案中确定一个最合理和可行的方案，或证实某一方案是否可行，通常必须进行调查研究。调查研究一般可从两个方面进行：一是检索文献资料（已有的设计档案、期刊杂志、专利文献等）；二是对同类工程或产品进行考察和研究，对完成的工程项目或产品实物进行调查研究。提出初步设计在调查研究的基础上，对原设计的各种方案，与调查研究时得到的各种方案做进一步的比较分析，对其中的一些方案加以修正和综合，从中选出最适当的方案作为设计的基础，并进行工程的概预算。建模与计算分析在初步设计的基础上，进行更详细和更确切的论证。在这一阶段，应就基本方案的主要参数进行分析和计算。为此，往往要为设计对象建立计算模型。通常用计算机仿真的方法，必要时也可采用实物模型。与此同时，要对所提出的设计进行性能分析。如果性能指标达不到要求，应对所提出的设计进行修改。详细的设计计算在基本设计方案被证明可行后，可转入结构尺寸、结构材料和加工等方面参数的设计计算。绘图与编制技术文件包括绘制完整的图纸，编制各种有关的技术文件。这一步和上面两步都有大量的工作要做，最便于计算机发挥作用。匕施工图设计施工图设计也称详细设计，它是工程设计最终的设计阶段。施工图是工程建设或产品试制的实施依据。完整的施工图包括全部工程内容的图样、尺寸、结构、形状、构造、设备等，并备齐施工安装的图纸、说明书、计算书和预算书。施工图是为施工建设服务的，要求详尽、细致、准确、齐全、简明、清晰，以保证设计意图从技术上、经济上、施工方法上均能合理实现。工程设计是一个不断完善和经过反复多次的过程，往往需花费很多的时间和人力才能完成。上述的工程设计流程可以概括为图7.1所示。图『1T一程设il•的一般流程图7.3工程设计的原则工程建设的目的，从总体讲是为了增强国家或地区的综合实力，它是社会发展、经济发展的基础之一。因此，工程设计师必须把社会效益、经济效益、环境效益等作为设计工作的原则。一般来讲，工程设计的原则包括以下几个方面。（1）实事求是原则工程设计工作是严肃的科学技术工作。尊重科学，尊重事实，按客观规律办事是工程设计师起码的职业道德。word格式-可编辑-感谢下载支持要坚持实事求是的原则，就不能随心所欲，人云亦云，视而不见，见而不闻。坚持实事求是的原则，就要认真进行调查研究，要有刻苦耐劳的精神，要勇于排除阻力和干扰，要有扎实的基本功，能透过现象看到本质。（2）精益求精原则工作认真负责，精益求精是工程设计工作的重要原则之一。工程设计是工程建设的灵魂。要创造性地完成某项工程的设计，在设计中采用的技术路线、设计方法、设计技巧以及完成的设计图纸等无处不体现出工程设计师的工作态度和综合素质。衡量设计质量的一个重要指标是看设计图纸中的错误率，错误率愈高质量愈差，反之亦然。严格地说，世界上没有完美无缺找不出意识差错的工程，更不存在没有差错的设计。但是通过努力，精益求精，可以使设计的出错率减少到最低限度，提高工程设计的质量。（3）安全可靠性原则工程的安全性与可靠性是确保人们生命财产安全的重要问题，也是工程设计的重要原则之一。我国一直十分重视安全生产，并把安全生产作为基本方针确定下来。要做到安全生产，除了加强生产管理，工程设计与工程建设也要提供有利条件和可靠保证。搞矿井设计要考虑矿工的生命安全，搞水库设计要把下游人民群众的生命财产放到首位，搞工厂设计要把防火、防爆、防污染等安全措施考虑周全……总之，工程设计中要把安全性与可靠性贯穿到每个设计阶段和每个环节，不管搞哪类工程设计，在以正常使用情况下的安全可靠性为设计依据外，还要留有一定的安全裕度，考虑非常情况下的安全措施，并全面考虑非常情况下的安全问题。（4）经济性原则降低成本、厉行节约是我国优良的传统作风和基本国策，工程设计师必须坚持这一原则。工程建设中的浪费现象，有一半是工程设计造成的，工程设计师在图纸上增加或减少一个线条，少注或注错一个数字，就可能导致严重浪费。为了强调所谓的安全，宁可多打出保险系数，也不肯多做两次计算或论证，在设备选型上，造成“大马拉小车”的后果不计其数。降低成本、厉行节约并不是指工程设计搞得越简陋越好，这是一种错误观点。降低成本、厉行节约要建立在方便使用、安全可靠的基础上。经济性原则应全面理解为：在确保安全可靠性及方便使用的基础上，要求用最短的建设时间、耗费最少的人力、物力、土地，使工程发挥最大的效益。（5）可持续发展性原则工程设计必须立足现代，考虑未来，工程设计师要有远见卓识，设计的工程项目要遵循可持续发展的原则。值得注意的是，这些年我国在经济飞速发展的同时，自然环境也遭到了空前的破坏。只注重眼前的经济效益而不顾长远的社会效益和环境效益的现象不是个别项目，也不是个别地区，一定要引起工程设计师的高度重视。这种现象的出现，不是偶然的，也不都是设计师们造成的，原因很复杂，有历史的背景也有现实的社会问题，但不能排除工程设计师应负的责任。因此，工程设计师要首先端正工作态word格式-可编辑-感谢下载支持度，树立正确的设计思想，在自己的设计活动中，从每个项目的可行性研究开始，就要注意设计项目的经济效益、社会效益和环境效益。综合地、客观地、科学地评价工程项目。对那些不该建的工程项目，设计师要敢于抵制。作为科技工作者不能搞实用主义，也不能单纯图谋本单位或个人的利益，要从长远的观点出发，要把祖国的兴旺富强与全民族的未来牢记在心。（6）方便使用的原则广义地讲，工程建设就是为了使用，尽管使用的功能和性质有区别，但使用的目的无非是物质的和精神的两个方面。例如，建造生产厂房、公用基础设施等，其使用价值主要体现的是物质的效果。而修筑纪念碑、公园等，其使用价值主要体现的是精神的效果。绝大多数工程是既体现物质使用价值又体现精神观赏价值。要想抓住方便使用这个设计活动的本质并不困难，主要是工程设计师要学会换位思维，站在用户的角度考虑问题。有位从事土木工程教育的老教授曾经说过，假如你设计的东西就是你自己去用，你就知道该怎么设计了。这句话虽然讲得很通俗，但含义很深。（7）观赏性原则美观大方能否作为设计师的工作原则，这个问题值得探讨。对于建筑学专业、装饰装修专业来讲，是容易理解和承认的。而对于如工程设计、采暖通风、电气工程、结构工程等专业来讲，就不容易被接受和认可。现代工程建设，更加重视工程的综合效益，其中它的观赏价值已被普遍重视。工程建设是百年大计，它不同于一般商品生产那样不断更新换代，要特别引起每位设计师的高度重视。在满足使用、节省资金的条件下，要从整体上、局部配套上全面体现观赏性原则。工程设计中的观赏性原则包含三层含义：一是尽量将工程与艺术有机地结合起来；二是其美观不单纯指外形设计，而强调它的整体美；三是美的工程，不一定要增加造价，也不一定需要豪华的装饰。因此，要求工程设计师既要把工程设计当作科学技术的创作，也要把它看作艺术的创造。工程设计师运用材料、结构、绿化等物质手段，把人类社会的生活和生产活动对工程建设的要求转化成为具体的有一定形状、大小、且彼此有机联系的“产品”。7.4工程设计中的分工与协作工程设计中的分工与协作是伴随着每一项工程设计的。每项工程的设计，都是由分工不同的工程设计师组成的群体来完成的。每位设计师的设计生涯中，都有可能扮演各种角色。设计项目的工程设计师群体是一个有机的整体，每个设计师由于分工的不同，承担的任务和责任不同，但他们都不同程度地影响着整个项目的设计。设计师树立正确的职业观，并自觉地扮演好自己所担当的角色，是非常重要的问题。工程设计中一般有四种分工：项目负责人（总设计师）是工程设计的第一责任人；专业负责人（专

word格式-可编辑-感谢下载支持业设计师）是工程设计的第二责任人；设计人是制作具体设计工作的设计师；校审人是工程设计质量的最后把关人。不同的分工，其工作任务和职责各不相同，每一位工程设计师必须明白自己的分工及其工作内容和职责，按照设计原则完成自己所要承担的任务，在整个设计过程中应具有团结协作的团队精神。7.4.1项目负责人项目负责人又称总设计师，是工程设计的第一责任人，对于工程设计的进度、质量、效益和服务等起决定作用。项目负责人由业务能力、组织能力、社交能力强，并有多年设计经验的设计师担任。项目负责人的主要工作内容有以下几个方面。（1）组织工作项目负责人首要的工作任务是组建设计团队。由于要设计的工程项目性质不同、规模不同、地区不同，人员构成的数量不同，配备的力量强弱不等，涉及的专业也不相同，所以设计组织的形式、方法也各具特色。但是，就其组织原则、组织措施来说也有很多共性。组织工作一定要得力。项目负责人必须具有一定权威性，要使参加设计的每个人产生信任感。所谓权威性和信任感是一个综合的概念。项目负责人除了自身的业务和技术要过硬，还要有以身作则、关心他人、吃苦耐劳的品德与精神。组织工作一定要得法。项目负责人既要勇于组织，还要善于组织，讲究工作的方式与方法，使每位参与设计的设计师都能自愿地服从领导与管理。一谈到组织工作，有不少承担项目负责人的设计师总是强调客观条件，要求把与自己性格相近、语言相投、年龄相仿、脾气相似的人组织到一起，只有这样才能干好，否则就认定无法组织。其实，理想化的人员构成几乎不可能实现。重要的是项目负责人要学会把不同层次、不同性格、不同年龄的人组织到一起，甚至要敢于和那些曾经与自己闹过矛盾的人打交道，并能把他们紧密地组织起来与自己同甘共苦，这才是客观实际的工作态度和应有的风格。（2）协调关系项目负责人的另一重要任务是协调各方面的关系。协调工作是十分复杂的工作，有内部的也有外部的，有技术的也有事务的。实践证明，有些设计师不具备项目负责人的基本条件，并非技术水平和专业能力低，而是不善于协调，这样的没计师主持工程设计很吃力。相比之下，有的设计师技术水平和业务能力都很一般，但是他善于协调，有一套处理各种关系的方法，善于调动群体的工作积极性。实践证明，大量的工作矛盾和技术难题往往是依靠成功的协调方法，集中大家的智慧解决的。协调工作的主要内容有两个方面：一是内部协调；二是外部沟通。内部协调就是解决设计过程中的配合问题，主持召开有关设计进度与技术的协调会议，随时处理设计过程中的工作矛盾与技术矛盾。内部协调既是项目负责人的本职工作，又是一门工作艺术，项目负责人在协调过程中，首先是发现问题，然后才是解决问题。如果对设计中的问题视而不见，胸中无数，就谈不上主动协调，发现问题是协调工作的前提，解决问题是协调工作的中心。外部沟通，word格式-可编辑-感谢下载支持是指沟通设计人员与建设单位、主管部门以及施工单位之间的关系。主动征求他们的意见，领会他们的意图，通过自己的努力与他们沟通思想，统一观点。项目负责人尤其要带头建立和保持与项目设计有关单位或部门的良好关系。（3）制定计划项目负责人的工作性质既有技术性，又有管理性，制定项目设计计划就是项目管理的重要组成部分。制定计划首先必须了解工作内容，掌握第一手资料，落实设计人员。在此基础上制定的计划才符合实际，才具有权威性和实效性。设计计划宜细不宜粗，注意抓几个主要工序与主要环节。例如：提出作业图时间、返提资料时间、个人出手时间、校审完备时间、会审图纸时间等都应有确切的日期。制定计划还要把每一道工序中各专业应做的工作内容明确下来。这样才能使计划起到指导与控制作用。项目设计计划制定出来，要向设计管理部门或有关领导汇报，要得到主管领导的认可和批准。经主管领导批准后，要严格按照计划顺序组织设计。推行设计计划，要遵照全面质量管理循环的方法步步深入，使计划、执行、检查、总结几个环节在每道工序中都能充分体现。（4）控制控制是设计计划的执行过程，设计的过程就是控制的过程。控制也是管理，就是对设计活动的指挥与输导。控制的目的是要使全部工作达到预期目标，即保证各阶段、各专业、各单项设计都能实现既定的计划要求，同步到位。控制的关键是抓住主要环节，也叫关键性控制点，只要抓住了重点，也就发挥了控制作用。项目负责人必须树立控制意识、具备控制能力、讲究控制艺术。在推行上一道工序时，就要想到下一道工序。每进行一道工序之前首先要做好安排，在进行的过程之中要检查、督促、调整。在进行控制过程中，要将组织、协调、计划等手段与控制手段结合起来，综合发挥项目设计的管理效益。（5）事务性工作项目负责人还有一项繁琐的工作，就是事务性工作。可以说事务性工作在工程设计中是无休止的。有些是可预见的，还有许多是无法预见的。比如，要到工程现场去调研，就有订票、托运、住宿、联系接触单位与有关人员等，这是预见性事务。还有一些突发事件，如设计人员突然生病、运算过程中计算工具出现故障，或者设计图纸被损坏等等，这类问题就是不可预见事务。无论是可预见事务，还是不可预见事务，都需要有人处理，这些事物绝大部分要落实到项目负责人身上。项目负责人必须具有很强的应变能力和处事能力，否则很难开展工作。项目负责人要学会用最短的时间、最快的速度处理事务，再从事务圈子中尽快解脱出来，投入正常的设计工作中。对于事务性工作既不能推诿，也不能拖拉，推诿和拖位都会给工作带来困难或造成损失。有些问题不及时解决，就会引起连锁反应，形成恶性循环。在任何时候、任何情况下，也不能放松对事务问题的处理。（6）检查项目负责人要经常检查每个设计人员的工作，这是保证设计进度与设计质量的重要措施。但是，也要注意检查的策略，注意发挥各专业负责人的作用，调动他们的积极性和主动性，就可使检查、监督的工作按层次分解开来，有利于发挥检查的作用，提高工作的效率，达到检查的目的。（7）设计项目负责人不仅是项目的主持管理者，也是项目的主要设计人。由主导专业设计师承担的项目负责人，要尽量亲自做总体设计。这样有利于设计的组织管理、质量控制、进度协调。项目负责人带头设计，不只是指手划脚，这也是身教重于言教的工作方法。只有自己深入到设计之中，才能更加有发言权，也才能发现问题和解决问题。（8）总结当好项目负责人，不是轻而易举的事。要善于总结，不断提高自己的工作能力。每项工程、每个设计阶段完成以后，要全面认真地总结。总结的内容为两项：一是技术工作总结；二是管理工作总结。通过总结，找出差距，改进工作，克服不足，发扬成绩，以利再战。7.4.2专业负责人专业负责人是工程设计中的第二责任人。由于每项工程设计，都由不同专业的设计师组成各专业应有一个领头人，也就是专业负责人。专业负责人是各专业设计的组织者和协调人，也是设计质量的把关人。专业负责人要由具备一定的技术业务能力、并有一定工作经验的设计师承担。作为专业负责人，应做到以下几点。（1）主动配合专业负责人在项目设计中，对整个项目来说他是配角，而对本专业的设计来讲他又是主角。全面完成这一任务首先要当好配角，主动与项目负责人配合，服从项目负责人的领导，维护项目设计组全体成员的团结。另外，也要唱好主角，要为本专业设计人员创造好条件，主动沟通各专业之间的信息，并及时向项目负责人汇报工作，尽量为项目负责人出谋划策、解难分忧。（2）统一协调在工程设计初始阶段，专业负责人就应制定本专业设计的技术原则，统一技术措施，安排和确定各单项工程的设计人员，制定本专业设计计划，协调专业内部的工作与关系，并沟通与其他各专业的关系。（3）进度控制作为专业负责人，要保证本专业设计在整个项目设计进程中不延误时间，做到与计划进度一致、与其他专业同步。主要控制三个环节：第一个环节是设计人进入设计角色的时间，即根据设计发展的需要，及时配合其他专业的设计；第二个环节是相互提供作业图或设计条件的时间，一是要求并催促其他专业word格式-可编辑-感谢下载支持向本专业按时提供作业图与设计条件，二是监督本专业设计人员及时向其他专业提供作业图与设计条件;第三个环节是各单项设计的完成时间，即采取一切措施，保护设计的最终完成日期与计划相一致。（4）质量控制质量控制是专业负责人的主要职责。专业负责人对设计的质量控制一定要体现到设计过程之中。比如，重大的专业技术问题，专业负责人要及时组织参加设计的设计师一起讨论，统一技术观点，完善技术方案。重要项目的设计，应组织技术方案评审会。专业负责人，一般情况下又是主要设计人，在设计过程中要比别的设计师先行一步，这样有利于总结经验，指导本专业的设计。7.4.3设计人设计人是指在某个项目中不担当别的职务、只做具体设计工作的设计师。不管什么设计项目，设计师在工作中处于被支配地位。但也不能理解成设计人就没有一点主动权。实际上，设计人是工程设计中的主力军。设计人的情绪、态度、主动性、积极性如何，直接关系到全部设计的进度与质量。扮演设计人这个角色也有一定难度，在两种情况下不好扮演：一种是业务能力强的设计师，具体说就是某个设计人的业务能力超过专业负责人，甚至超过项目负责人；另一种情况正好相反，就是业务能力弱的人，具体说就是独立承担设计有困难。前者，只要能放下架子，正确对待设计中的角色问题，担当项目负责人、专业负责人或设计人只是分工不同，不能把这种分工当作技术排队、等级划分；后者，只要虚心向项目负责人、专业负责人或经验丰富的设计人学习，主动请求得到他们的指导与帮助，并注意观察和分析别人的设计，就会由弱变强。扮演设计人角色，要做到下面几点。（1）了解整体只扮演设计人的设计师，一般只做单项设计，对于整体设计参与不多或根本不参与。但是，为了使单项与整体的协调一致，达到统一标准、统一参数、统一风格、统一构造等要求与目的，设计人必须了解工程的整体概况，对本专业的整体要更加清楚。这样不仅是对整个工程设计有利，也可提高自己的设计效率和设计质量，减少重复劳动，达到事半功倍的效果。（2）服从与服务设计人在设计过程中要服从于整个项目和本专业整体的要求与规定。不能各行其事，片面突出个人的设计而喧宾夺主。要自觉地执行统一的标准与措施。在设计进度上，也要服从项目的整体计划，防止只顾自己埋头设计，不知与其他专业的配合。设计也是服务，就内部而言，设计的上道工序要服务于下道工序，要及时向其他专业提供作业图和设计条件。内部的服务，也叫配合，所以服务是相互的。设计人要学会群体工作的方法和共同做事的本领。除了技术业务上的配合，还要与其他设计人、项目负责人、专业负责人搞好人际关系，共同创造良好的工作环境，树立团结协作的工作作风。（3）设计与沟通设计人承担的设计工作要独立完成，这是起码的要求和条件。设计人要尽量发挥自己的聪明才智，精心计算，精心设计，创造性地进行工作。必要的基础资料，要亲自搜集与整理。设计人所做的设计是否满足工作条件，往往由校审人做出结论。假若设计人的图纸让校审人一口否定，这种局面对任何人都不利，当然也不能简单归纳为设计人水平低，这往往是由于设计人没有及时与专业负责人和校审人沟通意见。只要设计人的设计方案事先征求了专业负责人和校审人的意见，就可避免上述过失。7.4.4校审人校审人是工程设计质量的最终把关人。校审人一般由两人承担，其中一人为校核人，另一人为审核人。有些项目设计的技术很成熟，规模也不大，设计人的业务能力又很强，工作经验也比较多，这种情况下可将校与审并为一人承担。作为校审人，应作到以下几点。（1）事先参与从工程程序看，校审工作已经是最后的工序了。但是要想使校审工作起到应有的作用，校审人要事先进入角色，与设计人一起研究方案，全面了解设计的有关内容和过程，这就能提高校审的效率，也不容易出现大的“翻车”现象，使设计人与校审人便于保持良好的关系。（2）全面校审校审人对设计质量问题应负有更大的责任。对设计内容应进行全面校审，包括验证设计原则，复核设计依据，查看基础资料，核准计算数字，核对图纸尺寸等等。（3）讲究策略校审人弄不好要得罪设计人。特别是当发现设计中的重大错误时，往往要全部重新设计，这样使设计人很难接受。当然，许多人要尽量避免这种情况，但无论如何设计中的错误总会有的。为了使设计人心服口服地接受校审意见，就要讲究方式，比如不要当着别人的面，指责设计中的错误；又比如，不仅发现问题，还要和设计人一起商议解决问题的办法等。工程设计中的分工还远远不止上述这四个方面。大型工程项目设计中会构成一个设计人员分工网络或角色系统。什么样的角色发挥什么作用，应该怎样扮演，还要根据自己的实际角色自我总结，自我完善。7.5工程设计的方法工程设计师把自己的专业知识转化为设计产品，要通过一定的表现形式和实际方法来实现。因此，科学的设计方法是设计师的基本功，不仅要学习它、应用它，更重要的是不断总结新经验、新方法，使word格式-可编辑-感谢下载支持工程设计方法不断完善与发展。7.5.1创造性思维的方法创造性思维，是工程设计的基本方法。所谓创造性思维，就是通过对过去的经验和知识的分解与综合，使之成为新事物的过程。工程设计本身就是创造性思维，没有创造性思维，就谈不上设计。创造性思维的方式很多，根据设计活动的特点主要介绍以下三种方法。（1）输入、输出式这是最常用的一种设计思维方法。这种方法是把设计对象的初始状态看成“输入”，把对象的目的看作“输出”。创造构思方案时，以给定的制约条件为前提，首先研究输入与输出有无直接关系，通过什么手段才能达到目的，最终把输入、输出联系起来。在构思过程中，每进一步，都要进行必要的分析与评价，逐步舍弃不可行的设想，向可行的方案目标迈进。一项复杂的工程方案的设计，输入、输出式思维要循环往复多次。每次循环，不是思维的简单重复，而是思维由浅入深，由低层次向高层次的发展。（2）动态思维式动态思维即思维的变通性。是富有创造性的设计师又一可贵的心理特征。它是一种超常的构思方法，提出不同凡俗的新观念、新方案。创造性就是发现意想不到的可能性的能力，即能在常见的事物中发现意外的用途或性质的能力。动态思维还表现在构思程序和思维模式的灵活变换上，创造性思维的本质在于“变”。“至人无法，非无法也；无法而法，必然乃为至治。，，就是这个道理。当代许多设计大师，正是以“变”为本，适应时间、地域和客观世界各种条件的变迁，才创造了许多使人惊叹的工程，显示了他们的创造力。以变通性为特征的动态思维，是辨证的思维方法。设计师一旦实现了由静态思维向动态思维转化，就是设计思维的一次新的飞跃。（3）发散与收敛式提倡设计师开阔思路，就是指发散性思维。一般来说，思路越开阔，即思维的发散量越大，有价值的答案出现的概率就越大，并能导致问题求解的顺利实现。设计师多方案思索和试探性的构思草图，就是思维流畅和发散性思维活动轨迹的真实记录。思维活跃的设计师面对复杂的设计任务总不会局限于一种思路、一个方案，常常寻找几种思路、设想几个方案。然后通过比较、筛选、择优，确定最佳方案。所谓思维收敛，就是遵循逻辑推理，进一步完善发散思维设想的方案。收敛的过程，也就是综合的过程，评价、鉴别的过程。创造性思维的发散与收敛是对立统一的辨证关系。往往是以发散性开始，以收敛而结束，但是，在思维过程中，由于工程的矛盾、复杂性和差异性，不容易一次完成，往往需要进行多次循环，直到设计方案满意为止。除上述方法外还有撞击联想式、类比式等多种方法。撞击联想方法是依赖突如其来的撞击、触发和联想等，而使脑中瞬时出现各种概念变化的一种创造性思维方法；类比方法是寻求与设计内容有共性的word格式-可编辑-感谢下载支持事物加以分析，从中得到规律，以完成设计方案。7.5.2优化设计的方法设计，就是以数学最优化理论为基础，在满足给定的各种约束条件的前提下，合理地选择设计变量值，使工程设计方案尽量满足设计原则的各项要求，以获得最佳方案的设计方法。优化设计方法主要体现在以下几个方面。（1）直觉优化直觉优化又分直觉选择性优化和直觉判断性优化。前者是设计师根据有限的几个方案，经过初步的分析计算，按照设计指标的高低，选择其最佳者的一种方法；后者是设计师根据经验和直觉知识，毋需经过分析计算就做出判断并选择最佳方案的一种方法。（2）进化优化这是产品设计常用的方法，适应于机械设备专业的设计师。设计的进化优化与生物的进化相似，是依赖于“自然力”的一种优化。这种进化力主要来自市场的商品竞争，促使产品设计不断更新换代。（3）探索试验优化当对设计对象的机理不很清楚，或者对它的施工、加工经验不足，或者各个参数对设计指标的影响主次难以分清时，探索试验优化是一种可行的优化设计方法。探索试验优化首先需要试验模型，有些复杂的工程项目，探索试验要进行多次或多层次。所谓多层次，就是由小试到中试，或者从多方面进行，然后根据试验结果，推测出最优方案。（4）数值计算优化数值计算优化是指一些用数学的方法来求最优方案的方法。数值计算优化适用于参数与指标明确，且呈现函数关系的结构、工艺流程等优化问题，这种方法的有效性和灵活性比较突出，是分析和解决重要技术矛盾的手段。优化设计的目的，是找到一组合适的设计变量数值，使得由这组设计变量数值所确定的设计方案为最优方案。为实现这个目的，首先要建立和求解数学模型，并以最优化理论为基础，以计算机为手段而实现的。设计师除了要掌握专业知识外，还要掌握数学最优化方法和电子计算机的应用。数值优化设计程序如图7.2所示。图二2优化设计程序图7.5.3系统设计的方法系统理论、系统工程以及计算机科学已经渗透到当今社会实践的各个领域，工程设计不能例外。要理解系统设计的方法，首先要搞清楚“系统”的概念。简单地说，系统是由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体，系统有三个基本要素：输入、处理、输出。如果再加上反馈，就构成了一个完整的系统。系统方法，是从系统的观点出发，从事物的整体与元素之间及整体与外部环境的相互联系、相互作用、相互制约的关系中，综合地、精确地考察和研究对象，以达到最佳解决效果的一种方法。系统方法具有整体性、相关性、有序性、动态性和最佳化的特点。系统设计方法，是设计师进行工程设计时的一种思维方法和工作方法。系统设计是按所要求的目标或目的，运用最优化的方法建立一个最佳系统的过程。采用系统方法进行工程设计，首先要了解系统的全貌。在设计过程中要司时考虑直接对象（内部）及其周围的环境如社会因素、自然条件等（外部）的影响，以便正确处理各种关系。其次，要对系统进行分解与综合。系统的分解是将具有比较密切的结合关系的要素分组化，对整体来说，是归纳出相对独立、层次不同的子系统；综合，是完成新系统的实践过程。系统的分解与综合，是系统设计的重要方法之一。在通常情况下，一般是将复杂的系统，分解成若干个子系统，再以工作的经验和知识予以处理，然后将这些子系统的特征和性能标准化，存入计算机或形成设计师的新知识，以便于系统的word格式-可编辑-感谢下载支持设计。系统设计顺序是确定目标之后，先进行系统设想，从系统整体的角度出发，按照设计原理进行分解和全面分析，按最佳方案进行综合，选出方案后请用户、专家按指定指标进行评价，然后转入具体设计。整个过程均可以利用计算机模拟。系统设计顺序如图7.3所示。内阶段图7,3系统设计顺序7.5.4价值工程的方法价值工程，也叫价值分析。简单地说，就是研究效用与资源投入及其相互之间的关系，从中找出规律。对于没计师来说这也是非常重要的思考方法和设计方法。价值工程中的“价值”具有特定的含义，并非政治经济学中所讲的“价值”概念。就工程项目看，是指以最低的寿命周期费用（亦称总成本）为用户提供的最可靠功能。如果F表示功能，C表示总成本，则价值V就可写成：从上式可知，价值与功能成正比，与成本成反比。价值工程的概念包括三个方面的含义：一是价值工程的目的是提高工程项目的价值，即用最低的寿命周期成本，实现必要的功能，使用户（或工程项目）得到最大的经济效益；二是价值工程的核心是功能分析，即对功能和成本之间的关系进行定性与定量的分析，确定待建造工程（或产品）的功能，选用实现功能的最经济方法，并为降低工程成本寻求科学依据；三是价值工程是集体智慧共同作用的、有组织的、系统的活动。通过上述分析可知，提高工程建设价值有五个途径：一是功能不变，成本降低；二是成本不变，功能提高；三是功能提高，成本降低；四是成本提高，功能提高更大；五是功能有所降低，成本下降幅度更大。在工程设计中，应用价值工程，需要有一个科学的工作程序，其全过程分为分析问题、研究与改进、方案评价三个阶段。也可分为以下步骤：选择对象；收集情报；功能分析；方案设想；选择最优方案；确定目标成本；方案验证和实施；成果评价。应用价值工程，对于不同功能的工程，其对象的选择、情报的收集、功能的分析、方案内容、选择最优方案的条件、目标成本和评价标准等，都有不同的要求，必须具体情况具体分析。在应用过程中，要把价值工程的方法与其他设计方法有机地结合起来。7.5.5决策的方法设计决策是设计师在“设想一计算一评价一选择”这样反复的工作中创造工程设计方案的过程。正所谓金无足赤，人无完人。每个人都有一定的局限性和片面性，设计师也是一样，也难免在设计过程中发生非理性的、以想象代替原则和科学的、先入为主的、缺乏客观事实依据的思考和判断。因此，设计活动非常需要科学的决策。（1）设计决策的基本原则设计师要在工程设计中应用设计决策的方法做出成功的决策，首先要清楚决策的几个基本原则：信息原则：信息是决策的基础。工程设计信息包括四个方面：一是技术信息，如资料、文件、数据、图纸等；二是经济信息，如造价、费用、成本等；三是社会信息，如项目执行者及其意见、当地风俗习惯等；四是环境信息，如自然资料、地理条件等。如果这些信息资料不全面、不准确，很难做出正确的决策。预测原则：预测是决策的前提和依据，工程设计与建设，都是为满足人们未来的需要。没有成功的预测，就不可能设计出先进的具有时代特征的工程。可行性原则：工程设计的技术方案是否可行，这是一条基本原则。要保证决策的结果可行，必须word格式-可编辑-感谢下载支持使决策符合科学技术的规律和经济规律。因此，决策时既要考虑需要，又要分析可能；既要考虑有利因素与成功的机会，也要估计不利因素和失败的风险。系统原则：这是决策的灵魂。在进行设计决策时，要考虑到设计对象和环境的相互关系以及相互作用的效果，充分体现出整体性、综合性和最优化。反馈原则：反馈就是对决策所导致的结果进行调整。只有不断调整才能使设计更科学、更合理、更完善。群体原则：现代工程涉及的范围广、学科多、功能全、结构繁，不少问题的决策已非个别人所能胜任，必须利用群体的力量和智慧。（2）设计决策的程序设计决策的程序如图7.4所示。按程序进行决策，是提高决策效率及决策准确性的根本保证。可以说，没有程序就没有决策。只有严格按照程序步步深入下去，才有可能达到科学决策的目的。值准图决策程序图值准提出问题：这是设计决策过程的第一阶段。必须首先对决策问题的性质、特点和范围了解清楚，尽量以差距的形式把问题表达出来，找出产生差距的真正原因。要做到这些，其关键是对问题的深入了解，深思熟虑，小心谨慎地从变化与差异中找原因。确定目标：工程设计目标是指在一定工程环境和条件下，在预测的基础上希望达到的结果。它有三个特点：一是可以计量其成果；二是可以规定其时间；三是可以确定其责任。这是工程设计决策的重要一环。价值标准：确定价值标准是为了实现目标，也可作为评价和选择方案的基本依据。价值标准有三个方面：一是把目标分解为若干层次的确定的价值指标；二是规定价值指标的主次、缓急，以及在相互发生矛盾时的取舍原则；三是指明实现这些指标的约束条件。拟定方案：拟定各种备选方案，这是决策的基础。首先要设想初步方案，这是为了保证备选方案的多样性，即从不同角度和多种途径设想出各种方案。设想方案的提出，往往从经验入手，有了初步方案，还要进一步精心加工和设计。如果初步方案设想需要勇于创新的开阔思路，那么，精心加工和设计word格式-可编辑-感谢下载支持就需要冷静的头脑和求实的精神来严格论证、反复计算和仔细推敲，既要确定方案的细节，又要推测方案的实施结果。科学评价：对于设计方案的评价，必须建立在科学的、统一的标准基础上。对设计方案应做出全面的评价，评价的内容表现在性能指标、技术指标、成本指标和使用指标四个方面。因此，越是符合这四方面的具体指标要求，就越是好方案。选择决策：方案经过评价，就应做出抉择。采取最佳标准决策，就是从确定的指标体系出发，在一定条件下将各备选方案进行数学运算，然后从中选出最好的方案。而满意标准则认为在社会与生产实践中，尤其是对复杂系统多方案进行择优时，要全部达到最优是不可能的，有些也并不需要，只需要在主要方面得到满足即可。实施与反馈：作为工程设计方案的决策，应该说选择了方案就算结束。但是，要知道决策的优劣，要以决策执行结果来鉴定。同样，决策执行结果并不完全取决于决策方案的选优过程，而取决于执行过程中的工作质量。一个决策，如果执行不力，就会造成很差的后果。所以做出设计决策后，还要认真完成详细设计，在详细设计过程中还要寻找问题，不断修改完善，这就是反馈。7.5.6积累的方法优秀的设计师，除了在自己所从事的专业领域中运用自己的专业知识与技术能力，不断采用新技术与新方法做出优质的工程设计外，还在设计方法上不断积累、提炼和概括，总结自己的工作经验和设计方法，将其自如地运用到新的工程设计之中，同时，又能毫无保留地传授给他人。可以这样说，每位设计师都应有自己的一套设计方法，但他们各自的方法有相当大的差距，只有那些善于积累和总结的人，才能提炼出科学的设计方法。积累自己的设计方法，不断改进和提高设计能力，对于设计师的全面发展非常重要，对工程建设事业的发展同样也是十分有益的。设计师怎样才能养成积累的习惯，掌握积累的方法呢？一要敢于客观评价自己、认识自己，既要相信自己的能力，看到自己的进步，又要分析和解剖自己设计方法的不足；二要善于动脑筋，把自己感性的设计方法，通过思考上升到理性的认识，这是科学地总结自己；三要善于取舍，也可以说是动脑筋的继续，使自己的方法不断推陈出新，从而达到事半功倍的工作效率和高质量、高水平的设计目标；四要善于实践，实践有双重意义：一是设计方法的积累应建立在实践的基础上；二是再将积累总结的方法放到实际设计活动中去实践。除上述的几种主要方法外，还有许多设计方法，如辨证设计的方法、顺向设计的方法、逆向设计的方法、外向移植设计的方法等。在工程设计过程中，不同的行业、不同的专业都有各自的设计方法，各行业之间、各专业之间相互交流、取长补短，就会从整体上提高工程设计人员的素质。7.6工程设计的技巧简单地说，工程设计的技巧就是一种设计艺术。设计技巧是在一定的知识和设计经验的基础上的一种设计技能，它是设计师的思维和创造才能的外在表现。古今中外优秀的设计大师，无不具有高超的设计技巧。设计技巧具有以下几个特点：设计技巧是属于经验形态的东西，是设计师对专业知识和设计经验的熟练运用。因此，它带有明显的个人特征。设计技巧是一种非模式化的技能，它不同于专业理论和设计原理。专业理论和设计原理具有一定的模式，并反映了设计活动的一般规律，设计师只能遵循、不得违反；而设计技巧则有很强的灵活性，它不拘一格、机动灵活、不固守某种模式，表面看来，设计技巧似乎偏离了设计活动的一般原则，实际上，它是以非模式化的特殊方法和手段，来实现设计的目的。设计技巧是多方面的，有设计交往的技巧、接洽的技巧、各类具体工作的技巧等等。如果认真加以研究，就可发现，做什么工作都有技巧问题。因此，设计技巧的应用，只能因人而宜、因时而宜、因地而宜，不能教条地照抄照搬。7.6.1接洽任务的技巧工程设计师进入设计角色的头一件事，就是接洽任务。接洽任务不仅离不开设计师，从某种意义上说设计师还起决定因素。比如说，某地有一设计项目，设计单位派设计师去接这个任务。而当地又不了解设计单位的设计实力，就不会轻易委托，这种情况下，设计师就要以巧妙的方式充分显示自己的实力。如果接洽任务的人不懂技术与业务，很容易把事情办糟；如果由技术水平高、善社交的设计师洽谈，就会赢得对方的信任，容易把任务接到手。设计师参与接洽设计任务，首要的问题是不要失去设计师的身份，要保持设计师的形象，所以在洽谈过程中多谈技术问题，并客观地表达与表现出自我的设计和业务水平，少讲经营词语，让对方能理解你的意图就达到目的了，千万不能讨价还价或画蛇添足。其次，要站到对方的立场看问题、谈意见，让人家感觉到你处处都在为对方出谋划策。交谈过程中如果对方提出一些不合理的要求或发表一些错误的观点，也不要当面反驳，要学会冷处理，过后再做解释或研究，说服对方，争取一次成功，不要出现反复。在必要的情况下，认为双方意见比较一致时，不要自己抢先讲，要启发对方替代自己讲，对方发表意见时，要做出认真听取的姿态，以示对他人意见的重视。word格式-可编辑-感谢下载支持7.6.2组织设计的技巧工程设计体现集体的智慧、集体的创造，由于是群体活动，设计工作的组织成了设计师的重要任务。组织设计，同样要讲方式、讲技巧。组织工作分为两个方面：一是人员的组织；二是工作的组织。设计组织的特点是一种短期的临时组织，所以人员的组织不宜采用行政的组织方法，一般适合软组织、硬结合。所谓软组织，就是要根据实际情况，即有相对稳定的设计师自始至终设计一个项目，也要允许一部分人兼做其他项目的设计，在某一段时间人少，在另一段时间人多，体现出一定的灵活性；所谓硬结合，就充分发挥组织的作用，使得参加设计的每个人都能团结一致，齐心协力，为了共同的目标尽心尽力。实现这一切靠行政命令不适宜，要依靠组织者的感染力、说服力和凝聚力。设计组织的技巧还体现在工作安排上。设计安排不能像工厂生产那样具体，要留有一定余地，要有一点弹性。设计组织得好与坏，并不在于设计师工作是否安排得细致，最重要的是要安排得当。比如，同时进行几个单体工程设计，有些设计师分别在几个单体项目中担任一定角色，如何才能同步配合这些工作？诀窍就是组织者要采用“弹钢琴”工作法，而且重点要放在相互提资料单这一环节上。不管每个设计师同时进行的设计有几项，只要不影响别人的进度，就可由具体设计人自己安排自己的设计进度。7.6.3现场调研的技巧每个设计单位几乎都有过这样的现象：有的设计师下现场，时间用得并不长，设计所需要的资料全部得到解决；而有的设计师下现场，花费的时间很长，也没少跑腿，却没有搞到多少有用的资料，甚至几次下现场还是没弄清所要资料。这里的差别不是别的，主要是调研的技巧问题。从实际情况看，每个工程的现场情况是不一样的。有的项目建设单位积累的资料多，有的项目基础资料很少；有的项目建设单位派专业人员配合，有的项目建设单位没有专业人员；有的项目建设单位能提供调研的便利条件，有的项目建设单位什么都不管。一个项目有一个项目的具体条件和具体情况。因此，设计师要具备一定的适应能力和随机应变的调研方法。现场调研的目的是搜集设计所需要的基础资料。不管采取什么方式，只要能取得尽量多的有用资料就是成功的技巧。一要推销自己，设计师下现场，要表现出不怕若、不怕累的精神，也要表现出认真负责的工作态度，腿勤、嘴勤是设计师表现和推销自己的最佳方式；二要认真观察，现场踏勘是以观察为主，对工程的位置、占地、环境、地形、地质等都要仔细观察。观察，也是构思、设想方案的开始；三要询问寻找，以谦虚礼貌的语言，恳求对方协助搜集资料，一般会得到满意的效果。有些资料甚至可能要通过同学、朋友等多种渠道才能得到。技巧是随机应变的技能，要多动脑筋想办法。word格式-可编辑-感谢下载支持7.6.4调整关系的技巧设计活动是很有特点的技术工作，其中一个重要的特征就是：一半技术工作，一半调整人际关系。人际关系又有内部和外部的。处理内部的人际关系，要贯穿工程始末。设计中的技术矛盾、工作矛盾，往往影响到人与人之间的关系。如果想要解决工作矛盾和技术矛盾，首先要解决人与人的矛盾。设计活动中，设计师与外部的人际关系也很重要，每项工程都为一个用户服务，如果设计师不能取得与用户相一致的意见，得不到用户支持和帮助，设计是无法完成的。影响人际关系的因素是多方面的，要搞好人际关系，就是对每个人都应以诚相待。要尊重他人，理解对方。为人处事要讲文明礼貌。要想得到别人的尊重，首先要尊重别人，只要能做到这一点，就为搞好人际关系奠定了基础。最忌讳的是传播别人的小道消息，切记不要划小圈子。每个人都需要交朋友，人与人之间总会有近有远，在接近亲密朋友时，不要疏远周围的人，要有意识接触那些与自己年龄不等、性格不同、共事不多、结交不深的同事和其他人。在与人相处共事的过程中，难免发生矛盾。一旦出现，必须先冷静下来，不要先发制人，自己不办无理的事，不讲无理的话，即便别人办了过火的事，讲了过头的话，也要有理让三分，自己姿态高了，才有利于解决矛盾，协调人际关系。7.6.5语言表达的技巧语言是工程设计的一种表达方式，也是表现设计意图的一种工具。语言又是思维的外壳，任何设计离不开语言。语言同样是思想交流的工具，设计过程中的联系、交流、接受，都需要通过语言来实现。善于用语言表达不单是设计师应具备的能力，同时也是一门艺术和学问。因此，我们每一位设计师不能小看语言的修养与训练，要掌握语言表达的一些技巧。（1）口述语言表达的技巧就设计师而言，着重是两个方面：一是讨论技巧；二是讲演的技巧。讨论的技巧表现在征求意见、研究问题、协商设计方案上；讲演技巧表现在审批会议的汇报上。（2）讨论的技巧只要共同搞设计，就免不了一起讨论技术问题和设计方案。这种讨论是指两个以上的人参加，共同研究，一起协商解决某一问题。要想使讨论达到预期目的，主持人的作用很重要。主持人要把握讨论会的进展，第一要提出问题，开场白应简明扼要，突出重点，最好只有一个中心；第二要求大家发表意见，不要自问自答，把讨论会开成报告会；第三要对讨论内容做出结论，不要议而不决。讨论会上发表意见，要讲真活、讲短话。“真”者实事求是，“短”者简明扼要。（3）汇报的方法与技巧工程设计项目，在没有建成之前，要得到社会的承认，特别是要得到有关审查部门的认可，除了设计内容本身的质量，就要看汇报人的口才了。也就是说，通过汇报要把整个设计思想、意图、方案、结论等全部表达清楚。汇报的方法与技巧，可概括为“六要，六不要”：一要熟悉内容，不要生读硬讲；二要拟定提纲，不要照本宣科；三要鼓足勇气，不要精神紧张；四要开门见山，不要过多客套；五要语言简洁，不要重复罗嗦；六要画龙点睛，不要画蛇添足。7.6.6编制文件的技巧大家都知道，工程设计的前期是以文字为主（如可行性研究），后期是以图纸为主（如施工图设计），而中期是以文字与图纸分量并举（如初步设计），这就不难看出书面语言在工程设计中的作用。因此，工程设计师除了具有一定的口述表达的技巧，应更加重视书面语言和文学的修养。编写工程设计各个阶段的文件，既要遵照一定的模式，又要掌握一定的方法与技巧。（1）拟定大纲拟写大纲必须深思熟虑，要使大纲的内容排列有序、纲目分明、层次清楚、结构合理。拟定大纲是编写设计文件的有效方法。（2）逻辑推理拟定纲要是解决设计文件层次与结构的问题，这固然很重要。但是要阐明设计的意图，必须具有充分的理由和充分的说服力。说明书不是数学与语言的罗列，必须尊重科学性、客观性、推理性和逻辑性。合理的设计方案是通过论证才能体现出来的。（3）依据充分要做到论证有理，就要有充足的依据。依据愈充分、愈准确，设计方案的可靠性、合理性愈能体现，这叫有理有利。没有依据的论述，空洞无物，毫无说服力。设计方案论证的依据来源于基础资料的收集整理、可靠的计算和设计图纸的表现。（4）突出重点设计说明书，既要强调它的完整性，又要突出重点，没有中心与重点，就好比没有设计的思想一样。所谓突出重点，并非体现在文字的数量上，更重要的是看写作的质量。设计说明书的重点是方案的分析、比较的论证，抓住了重点，也就抓住了文字说明的关键。（5）多改则顺对于说明书的要求，重要的是通顺，最起码要让读者能读通看懂。要使文章全篇通畅，就要反复进行修改。设计说明书是严谨的技术文件，每字每句都要斟酌落笔。一般情况下，不会一遍就定稿，除了自校自改，还要由别人校核，所以，好的说明书，多半是改成功的。（6）不用修饰设计说明书必须强调它的严格性、准确性和真实性，通篇都用不着形容和修饰，尽可能做到语言准确，用词得当，防止语言的口语化。平时要注意积累和应用规范的专业语言，养成良好的学风与文风。7.6.7绘制图纸的技巧设计活动，大量的工作是图纸设计，图纸又是设计劳动的最终产品，因此，绘制图纸的技巧是工程设计师需要掌握的基本功。（1）预测图纸量搞工程设计，能否做到有序均衡、科学设计，其中重要的一个条件就是对于要设计的工作量能否做到心中有数。因此，在设计的初始阶段，要做好预测。首先要预测图纸量，有了图纸量也就有了工作量，根据工作量可排出设计计划和进度。预测是计划安排的前提，也是保证设计质量和提高工作效率的重要措施。预测往往是建立在经验的基础上，预测能力的增强全凭自己平时工作的科学总结。（2）规划安排在预测的基础上，做好规划安排十分重要。搞好设计的规划安排，可防止图纸量的增多和局部大样图的重复或遗漏，同时还可以灵活安排设计的具体内容。比如，在复杂的工程设计中，各专业之间的交叉较多，有时因某一专业的条件未定，就会影响各专业的正常配合和进度，在这种情况下，就要看工程设计师的应变能力了。如果设计师已经有了周密的规划，就可以将受影响的部分先停下来，等其他专业条件确定后再进行；原计划属后期绘制的图纸，如果不受其他条件的制约，就可以提前绘制。有了详实的规划，才有利于设计计划的灵活执行和安排。（3）合理布图每张图纸设计之前，要先布置一下，再开始绘制。图纸的布置要做到稀密适度，上下左右图面比重得当，防止绘制时只顾局部而忘记总体图面的控制，以及养成胡拼乱凑，见缝插针式的布图习惯。（4）草图不草图纸的绘制过程，一般是先草图，后成图。为了提高设计效率、保护设计质量，绘制草图要准确整齐，为绘制正式图纸创造条件，奠定基础。如果草图的绘制过分潦草，会给描图带来困难，描图的速度降低，质量也难以保证。因此，绘制草图时，同样要精心绘制。（5）绘图顺序绘图顺序如同书写汉字，按照从左到右、从上到下、先横后竖、先外后内的次序步步深入。同时还应按照先长后短、先弯后直、先粗后细、由大到小的次序进行绘制。工程设计师也要根据自己的习惯和特点，研究总结适合自己的设计绘图方法。（6）空间想象工程设计师都知道，每项单体工程设计，总是先完成平面图、立体图、剖面图，再进行大样图的设计，这是一种从整体到分解的绘制程序。有时候，因某一原因，平面、立体和剖面图设计无法完善时，为了不影响设计进度，可将部分大样图设计提前进行，待分体图设计条件具备后，再完善整体设计。这种整体局部交错式的设计方法，只有那些经验丰富、空间概念很强的工程设计师才能应用。7.7工程设计中的过程创新工程设计的基本原理与方法是进行工程设计的基础，而工程设计中的过程创新则是工程设计中的灵魂，是决定工程设计是否成功的关键所在，也是决定工程设计单位能否在竞争中处于领先优势的根本。随着经济全球化，工程设计单位面对的竞争者和用户范围更加广泛；随着市场竞争加剧，竞争的基础和层面更加多样化；用户的需求也趋多样化和个性化，且需求的变化频率加快，其变化本身成为普遍的、持续的、常规的现象。因此，只有不断地进行创新才能使其在变化的环境中成长和发展。20世纪80年代以来，世界各地特别是西方国家在管理学界、实业界以及教育界掀起了一股变革的浪潮，也就是“Re”的浪潮，即：重用(Reuse)、再思考(Rethinking)、再设计(Redesign)，重构(Restructure)，再工程(Reengineering)等以“Re”为首的词频频出现，其核心思想是对现有的一切进行思考，从而产生革命性的变革。创新是指有目的、有组织、系统地产生新的思想和概念，并付诸实施，从而达到目标。工程设计过程中的创新是对设计过程进行根本性地分析和思考，利用先进的资讯、技术、系统和设计师的设计思想和方法进行彻底的重新设计，从而提高设计效率、缩短设计周期、改进设计产品和服务品质，降低设计成本。因此，工程设计中的过程创新包括工程设计师新的设计理念、创新意识、思想要素等，也包含设计方法、技术以及策略的创新。本节就以新产品设计与研发为中心，介绍设计过程创新的一般方法、过程创新的目标设定、过程创新的策略以及服务设计。7.7.1工程设计过程创新的一般方法工程设计过程创新的方法很多，归纳起来可分为以下几个阶段：构思创新设想：该阶段主要是为过程设计创新项目的立项做准备。项目起动：该阶段主要是成立创新设计小组、制定项目实施计划和预算，通过设立目标、对用户的需求以及成本效益进行分析，确定过程创新和改善的实际目标。分析诊断：该阶段的主要任务是对现有设计过程及其子过程的建模，描述各子过程的属性。过程设计：该阶段主要是完成创新过程的设计，提出创新的各种方案。过程重建：该阶段主要运用新技术确保向创新过程的平稳过渡。监测评估：该阶段需要监测和评估创新的成效以确定它是否满足预定的目标。7.7.2新产品设计中过程创新的必要性现代新产品的设计与研究开发过程是一个非常复杂的工程，从总体上看，传统的设计与研发过程均具有如下特征：设计开发过程可以明显地分为几个顺序执行的阶段，在前一个阶段未结束以前不能进行下一阶段的任务。每个阶段主要由一个部门来完成。各个部门的分工明确，工作靠文档的传递来连接。“新产品在各个部门之间抛接”是这种过程的生动写照。这种过程也叫“越墙抛接”过程。整个过程是一个不断反馈循环的过程，当后阶段的过程中发现问题则反馈到前面的阶段，再循环执行相应的各项任务。在这个过程中往往存在如下的不足：产品研究与开发周期长。在技术变化快、产品生命周期变短的今天，产品的开发周期太长会导致新产品研发失去竞争力。顾客的需求不能有效地得到满足。顾客的需求一般在项目任务书和产品规格说明书中体现。然而通过任务的层层分解和执行，最终设计出来的产品可能与原来的设想相差甚远。原因在于顾客的需求没有很好地映射到产品研究与开发设计过程中的各个环节中。开发成本高。在新产品研究与开发过程中需要多次的反馈和修改，修改引起的成本是非常高的，特别是开发过程的后期阶段。因此，在新产品的设计过程中进行创新是十分必要的。7.7.3新产品设计与研发过程创新的目标如何在最短的时间内，用最低的成本设计开发出满足顾客需要的新产品和服务，是任何单位和设计师始终追求的目标。具体来讲有以下几点。（1）缩短设计与研发周期随着技术发展速度的加快和顾客需求变化的加快，缩短产品设计开发周期已成为新产品研究与开发过程创新的首要目标。（2）开发满足顾客需求的产品任何新产品的最终目标是要满足顾客的需求。只有满足顾客的需求，产品才能被顾客所接受，才能在为顾客创造价值的同时实现企业自身的价值。因此如何获取顾客的需求，如何把顾客的需求映射到新word格式-可编辑-感谢下载支持产品设计与研发的各个阶段，是过程创新的又一主要目标。（3）同步或领导技术潮流科学技术的发展速度已变得越来越快，特别是电子技术，存储器和微处理器的性能越来越强，资讯存储、检索和显示的新技术，以及制造中采用的新材料、新工艺的发展速度也在不断加快。再加上全球范围的激烈竞争，使得新产品的替换速度越来越快。由于一些制造企业可以通过“反向工程技术”很快地推出相似的产品，新产品也就很快成为老产品。通常，新生产品生命周期的早期获利最大。如果产品具有不会被竞争者复制的特点，则该产品的利润会更大。随着新产品的成熟，很多竞争者推出相似的产品。很多企业竞争有限的用户，产品的价格必定会一步步下降。（4）减少设计修改次数，降低设计开发成本在传统的新产品设计与研发过程中，由于各阶段是顺序进行的，如相互交流不畅，使设计修改频繁，就会造成设计与开发成本高的现象。因此，减少设计更改次数，不仅有利于缩短产品开发时间，而且有利于降低新产品的设计与研发成本。7.7.4新产品设计与研发过程创新的策略彻底地改善产品设计与研发过程以使企业保持竞争优势，需要对这个过程及其参与过程的人员组织方式进行彻底地创新。典型的创新策略有如下几种。（1）跨职能和多学科的研究与开发团队建立跨职能的研究与开发团队已经在世界范围内被证明是成功的方法。将市场人员、设计开发人员、制造人员和工人组成一个跨职能和多学科的研究与开发小组（其他的如顾客、经纪人、律师、会计师等也是小组中有用的成员），在新产品的设计阶段就根据顾客的需要一起考虑产品的可制造性、可测试性、可维护性以及成本等方面的产品特性，打破传统的职能界线，改变新产品“越墙抛接”现象。（2）并行工程市场份额和盈利能力是任何一个企业取得成功的关键因素。而提高市场份额和盈利能力的基础在于要有超过竞争对手的优势。影响和改善竞争优势的因素主要是单位产品的成本、品质和时间。并行工程（ConcurrentEngineering，简称CE）作为一种新的管理思想，有助于企业达到降低成本、提高品质、缩短产品上市时间的目标。CE已被看成是一种改变产品研究与开发、制造和营销的有效途径。并行工程的概念是美国学者维纳（R.IWinner）在美国国防分析研究所的R-388报告中首先提出来的。它是一种对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行一体化设计的系统化工作模式，它力图使产品开发人员从一开始就考虑概念形成到产品报废的产品全生命周期的所有因素，包括品质、成本，缩短新产品从设计到开发、上市的时间周期。并行工程的思想和传统的产品开发思想是截然不同的。传统的产品开发是一个串行过程，串行过程的主要特点是：只有当新产品的设计完成以后，其他的部门（如制造部门）才参与开发过程，提供必要的修改资讯；设计、制造及售后服务等部门之间是相互隔离的，只有当前一部门的工作做完以后才移交给下一个部门；当一个部门在工作中发现前面的设计有问题时，再返回去修改。这样，必然会导致成本的上升和时间的延长，最终导致新产品上市时间的延长。而在并行工程的环境中，与新产品有关的设计、制造、物料、生产等人员组成一个多学科的工作小组，在新产品的设计阶段就根据顾客的需要一起考虑产品的可制造性、可测试性、可维持性以及成本等方面的产品特性；各个阶段的资讯流是相互关联的，与新产品有关的所有工作之间存在着多向资讯的交流，这样使新产品的研究与开发过程中的决策过程完全不同于传统的串行过程，它在每一个阶段同时考虑产品生命周期中的所有约束条件。设计过程和其他过程的集成有助于新产品在设计阶段就发现问题并马上予以解决，这样，当最后的设计被验证以后，该新产品就是可制造的、可测试的、可维护的，并具有很高的品质，满足顾客的需求。并行工程的最大特征就是打破传统的职能部门条块分割，建立有效的、集成的多学科工作小组。（3）品质功能部署但在传统的产品研发过程中，缺少一种机制保证，所有的决策都是通过协调产生的。因此，需要有一种正规的方法来保证设计项目中的所有工程师都了解设计目标以及了解设计的各个零部件之间的相互关系。在顾客与市场之间、市场与工程之间、工程与设计之间、生产与工人之间都需要这种沟通，即用一种结构化的过程和方法来保证把顾客的要求转化成在设计和制造的