设计的基本方法和基础知识2 公开课比赛一等奖

2.2设计的基本方法和基础知识一、技术设计的种类技术设计的种类原创性设计改进性设计综合（组合）性设计1、原创性设计

为了打开红酒瓶塞的软木塞，设计的螺旋状开瓶器。这种最初的设计属于原创性设计,又称为开发性设计

想一想这种开瓶器存在哪些不足?如何改进?在总的方案原理变化不大的情况下，对已有的设计进行局部的变更改进，使其更加合理、完善，或满足某些特定的需要,这种设计叫改进性设计。3、综合（组合）性设计应用现有的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、特色，创造出新的功能设计方法叫做综合（组合）设计。几种开瓶器的综合性设计

综合(组合)性设计外形组合性能组合功能组合模块组合原理组合系统组合外形组合设计

多功能螺丝刀性能组合设计

通信光缆原理组合设计

功能组合设计

文艺晚会的表演由每一场文艺节目模块组合而成家具、电器的摆放、装潢设计也是一种组合设计模块组合设计

系统的组合设计

计算机系统：由硬件系统和软件系统的组合设计而成。神舟六号飞船由发射系统、监测系统、控制系统、航天员系统、飞船本身系统和回收系统等子系统组成。汽车也可以看作系统的组合设计

A技术设计的原则二、技术设计的原则、方法和标准科学性原则创新性原则需要性和实用性原则经济性原则最优化原则可靠性原则安全性原则工程心理学和生理学原则法律道德规范原则通用性标准性原则时效性原则可持续发展原则一、设计的科学性原则设计作为重要的技术工作，首先要遵循自然界的自然规律。“永动机”的梦想为什么会破灭？违背了能量守恒定律违背科学原理的设计，是要导致失败的二、实用性原则古人云:

“虽有乎千金之玉卮，至贵而无当，漏不可盛水……”要求产品简洁、方便、宜人、安全、耐用以较小的物质消耗获得更大的效益。

明基显示器拒绝平庸，推出一款周围有5个臂的显示器，其中一个臂上安装有镜子，另一个上装有灯，其它的臂上安装有Web摄像机和麦克风等。需要性原则－－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反对的产品。

男士车女士车对比：（1）以前的靠按钮或旋钮来实现开关或调台的的传统电视机为什么会逐渐被淘汰，出现了现在比较高级的遥控电视机？（2）以前的手机体积比较大，重量也比较大，而且功能也比较单一，现在的手机体积、质量小，而且功能也月来越来越多，用处也越来越大。为什么会出现这种状况？创新性原则创新一般从外形、材料、结构、原理、工艺等方面考虑。问题思考根据创新性原则分析自行车的发展变化？【案例分析】同学们想一想：你经历的洗衣机第一台电动洗衣机第一台手摇洗衣机单缸单洗洗衣机双缸半自动洗衣机全自动滚筒洗衣机安全性原则安全是人类的起码需求，设计必须考虑安全问题。在产品的使用说明中，设计者应对有可能造成的不安全因素予以说明，警示，将安全隐患降到最低。认识一些安全警示标志讨论：

你知道生活中哪些产品的设计更侧重于安全性原则吗？儿童玩具、电器的塑料外壳、汽车的安全带安全气囊……以最低的费用取得最佳的效果经济性原则西瓜生长时套上方形的玻璃套子，收获时就成了方形西瓜，方形西瓜的出现便于包装，运输十分方便

圆形卷纸改进成方形卷纸和纸芯，有什么作用？【案例分析】降低成本的途径材料、技术、管理工艺（加工方法）包装、运输、仓储……

性价比，全称是性能价格比，是一个性能与价格之间的比例关系，具体公式：性价比=性能/价格。所以，大家购买产品时，都会选择性价比高的产品购买。但是，产品的性价比应该建立在同一的性能基础上，也就是说，如果没有一个相同的性能比较基础，得出的性价比是没有意义的。小资料：提高功能成本比的方法：①功能不变，降低成本。②价格不便，增加功能。③增加功能，降低成本。厨用剪刀怎样实现价值优化

爱美之心，人皆有之

好的产品也能让人们从产品的外观和造型上得到美的体验，享受精神上的愉悦。美观性原则请选择你喜欢的钟表样式，并说明理由？最优化原则－－所设计的产品或项目在功能、技术上尽可能是目前（并可能在一段时间内）是最合理的。

最优化不一定是最先进，但一定是最合理

最优化原则设计要贯彻”系统化”和优化的思想。这一原则要求在研究解决问题是，统筹兼顾，大力协同，多中择优，采用时间、空间、程序、主体、客体等方面的峰值佳点，本着“多利相衡取其重，多害相衡取其轻”的精神进行综合优化和系统筛选。

坦克机动性不及汽车，火力不如远程大炮，防护不如堡垒，但却当之无愧成为“陆战之王”。可靠性和安全性原则问题：（1）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？（2）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通过“CCC”认证？（CCC认证即是“中国强制认证”，其英文名称为“ChinaCompulsoryCertification”，缩写为CCC。CCC认证对涉及到的产品执行国家强制的安全认证。）设计的产品或项目应在规定使用时间内，能可靠安全的工作，能适应规定的条件和环境，不会发生故障和事故。

电热水瓶热得快工程心理学和生理学原则－－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，是使用者和产品之间建立最协调的关系。又称“人类工效学原则”。

普通雨伞方便时尚的折叠伞法律、道德规范原则－－技术设计要遵守有关的法律、制度、规范，不允许有违反、违规行为。

目前流行的LED“免电灯”，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原则吗？

“免电灯”侵害了电信部门的合法权益,也侵犯了用户正常使用通信业务的权益设计通过互联网窃取他人银行卡密码的木马程序通用性、标准性原则

－－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，拥有更广阔的市场。

你知道火车为什么能安全地运行在铁轨上吗？

一个重要因素是铁轨都是按照严格的技术规范标准设计制造的。铁路的铺设、火车的车轮间距离都有严格的技术规范标准，否则火车就无法在铁轨上运行。各行各业都可能有一些设计的技术规范，这些规范往往是实践经验及科学理论的总结，在进行设计活动时必须遵循。小资料：各行各业还有一些标准化的零部件，称为标准件。例如机械行业的螺钉、螺母、销钉，电子行业的一些电子元器件等，都是常见的标准件。

中国标准插头欧洲标准插头技术规范性原则思考：1、为什么手机可以在世界各国畅通无阻的使用？2、为什么火车能安全行驶在铁轨上？3、为什么世界上的飞机的窗口都设计成圆形的？技术规范:技术设计要遵循有关的法律、制度、规范。技术规范有强制性标准，也有推荐使用的标准。

????时效性原则－－必须按照设计任务书规定的截至日期完成设计任务，避免使产品制造出来后成为过时的东西。分析课本P45例1，说明设计失败的原因。

(1)违反了时效性原则，没有在规定的6个月期限交货，而是8个月才交货；(2)还违反了时效性原则的第二个内容“不应该使产品制造出来后成为过时的东西”。因为8个月后已经有另一研究所同时研制出性能相同，价格更便宜的产品。所以A研究所设计的产品成为过时的产品。

产品的设计要考虑到人类长远的发展，资源与能源的合理利用，生态的平衡等可持续发展的因素。

技术产品是与生态、环境、资源等等紧密相连的。可持续发展原则可持续发展的设计原则，就是要克服传统产品设计的不足，使所设计的产品既能满足产品功能的要求，又能满足适应环境与可持续发展的需求。基本思想是，在设计阶段将环境因素和预防污染的措施纳人设计之中，将环境保护作为产品的设计目标和出发点。

可持续发展设计原则包括以下主要内容：⒈设计过程的每一个决策充分考虑尽量减少对环境的破坏。⒉尽可能减少原料和自然资源的使用，减轻各种技术、工艺对环境的污染。⒊在设计过程中最大限度地减小产品重量和体积，精简结构；在生产中减少消耗；在流通中降低成本；在消费中减少污染。⒋改进产品结构设计，使用过的产品废弃物中尚有利用价值的资源或部件便于回收，减少废弃物的垃圾量。汽车与能源和环境归纳：技术设计的一般原则一、科学性原则二、实用性原则三、创新性原则四、安全性原则五、经济性原则六、美观性原则七、技术规范原则八、可持续发展原则

???无公害农产品标志

???绿色食品标志

??中国强制认证标志：英文名称缩写为“CCC”

??中国质量认证中心产品认证标志你能辨认这些标志吗？小资料：下列产品的设计，为什么符合可持续发展原则？

议一议：光电池可降解的餐盒1、试分析以下举措分别主要考虑到了哪些原则？⑴西藏自治区政府决定关闭三个火力发电站代之以两个水利发电站、两个地热发电站和一个风力发电站。以上措施主要遵循哪一原则？⑵F1迈凯轮被控窃取法拉利赛车的绝密技术，用以调校赛车动力提升赛车性能，迈凯轮此举违反了技术设计中的哪一原则？⑶海尔电热水器上加装隔电墙以下是一则网络幽默，虽然稍显荒诞不经，但是你是否从里面悟出点什么道理？军委主席：成吉思汗

国务院总理：诸葛亮

外交部长：周恩来

卫生部长：华佗

公安部长：展昭

最高人民法院院长：包拯国家禁毒署署长：林则徐

教育部长：孔子这样的人员配置，遵循了哪一原则？（4）英国奥索假肢公司研制和发明了智能仿生假肢，其仿生足内装有传感器，由于这种智能感应，“本体”的使用者可以更轻松自然地站立或坐下，步态也更加平衡矫健。以上设计主要考虑了哪些原则？

远望5号解决船舶稳性的方法在船体上前后各装两个减摇鳍，把十几度的摇摆减少到5度。2.在雷达基座上安装相关设备，进而把5度的摇摆减少到1度。3.在天线上安装相关设备，把1度的摇摆减少到几秒。

三级减摇措施，就使主测量船在6级海浪下达到了陆地标准，可以在12级台风中昂首挺立。以上措施主要考虑设备的哪一因素？技术设计的原则:科学性原则创新性原则需要性原则经济性原则最优化原则可靠性原则安全性原则工程心理学和生理学原则法律规范原则通用性标准性原则时效性原则可持续发展原则小结：这些原则之间是怎样的一种关系？这些原则是独立存在的吗？之些原则能同时遵守吗？实际运用中，各个原则并不是独立的，它们之间有着相互联系，相互制约、相互影响的关系。这些原则可以同时遵守，但侧重点会有所不同。在运用中既要综合考虑，又要分清主次。

设计的一般原则要求我们在设计中要考虑到人文因素和要机关系，要树立创新意识，同时要具有对人、社会、环境的责任感。B技术设计的一些方法七种方法：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计算机辅助设计法CAD（ComputerAdiedDesign）借鉴法应用标准器件法技术（或工程）实验法保证系统各个部分的协调工作基本功能和辅助功能考虑人的生理和心理特征，能做到安全、方便、舒适、美观的设计目标抗热、抗震、抗干扰，适应环境，预备“余量”设计是一个反复进行的过程，以实现最优选择利用计算机进行设计或仿真，可以用最快的速度获得效果。例如：城市交通例如：横跨一条江河的交通：轮渡、桥梁、隧道C人机关系概念:人机关系是指人与”机器设备”及所使用的”一切物品”之间的关系,包括使用时与所在的环境之间的关系.目的:是为了在设计产品和实施某个项目时,实现快速高效,让人感到方便,舒适