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第二章 设计的基础 第二节 设计的基本方法和基本知识
更新日期:2014-3-26    作者:刘琼发 钟清华等    编辑:admin    点击量:5808

(二)技术设计的一些方法

常规设计法

常规设计法又包括:借鉴法、应用标准器件法和技术(或工程)试验法3个部分。

借鉴法:从已有的技术发展历史中寻找可参考的技术,从最新的国内外情报资料中去查找新产品、新技术、新思想、新动向(俗称“查新”),从而开阔视野,广开思路,这叫技术借鉴。

应用标准器件法:查找和应用已有的成就、稳定的优秀的结构原件和器件、标准件,可最快获得优秀的设计方案。例如应用国内外现有的具有某种功能的集成块进行电子电路设计,比自行应用其他元件进行设计要快得多,功能指标要高得多,甚至体积更小,价格更便宜。

技术(或工程)试验法:通过技术(或工程)试验,检验或探索某些机制、效应、性能,或对某几种对象进行对比,或寻找未知的原因,或以相似理论对模型(或原型)进行试验(如汽车防撞设计性能试验)等,这些叫做技术(或工程)试验法。以已知的实验中获得的数据和结论,作为设计的依据。

系统设计法

技术设计必须是系统化的,因为解决一个问题要同时考虑许多部分,以及它们之间的协调问题。技术设计存在许多不同的设计方法和解决方案。系统设计法可使一个系统各个部分能有条不紊地工作。现在,工程技术已经开发出多套久经考验并行之有效的规则和技术原理,它们为各种设计提供了一个系统的方法,把系统的概念和原理应用于设计技术,通过系统分析和系统综合等一系列步骤,去寻求整体最优秀的技术设计方案。

功能设计法

在设计过程中,将设计对象的功能区分为基本功能和辅助功能。基本功能是直接满足主要技术目标的功能,不能随意改变;同一基本功能可由不同的技术原理来实现。辅助功能是为完善基本功能而在设计中添加的功能(如显示、指示等部分),它可以在保证实现基本功能的前提下做出某种改变(如改变显示的方法和形式等)。

在设计中,一定要通过创造性设计,使基本功能增强并降低成本,区分出各种功能的地位、关系和运作机制,进行最合理的设计。

工效学设计法

设计中必须考虑人的生理和心理特征,适应人的生理、心理的要求,从而实现安全、方便、舒适、美观的设计目标。

可靠性设计法

可靠性设计使一门学问,包括抗热、抗震、抗干扰,能在规定的环境(可能使恶劣的)下工作。如某些设备要能在电源电压不稳定、高温、高湿等环境下工作。可靠性设计还要考虑预备“余量”的问题,预防人们预料不到的状态发生,造成所设计的产品发生故障或失效。

最优化设计法

最优化设计一般包含3层意思。

①问题的解决方案可以是多种的,而且从不同的角度看问题会有不同的评价,设计者必须综合各种因素,权衡利弊,从综合角度(当然是最主要的方面)选取最优秀的方案。

②方案选定之后,可以建立其数学模型,在满足各种约束条件的前提下,合理地设计其变量值,从而求出最优化的数据和结论,并据此进行设计。

③设计应该是一个反复进行的过程。设计实施之后,通过检测、试用、评价之后发现新的问题,再反过来修改设计,最后得到较满意的设计,才可以正式应用或投产。

计算机辅助设计法CADcomputer aided design

计算机辅助设计是借助计算机进行设计或仿真,可以用最快的速度获得结果。

 

(三)人机关系

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。

研究人机关系的目的,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,同时保证健康和安全。在具体的设计中,这里的“人”往往是指大多数人的情况,同时,我们也尽可能考虑到特殊人的特殊需要,必要时专门为他们进行专门的设计。在人处于运动状态或环境有可能变迁时,我们的设计还要用“动态”的角度来展开,以实现最合理、最长久的优良效果。

在我们前面学习的技术设计的原则中,有许多原则都直接体现了人机关系中提出的目标和要求。例如,可靠性原则、安全性原则、工程心理学和生理学原则、可持续发展原则等,是直接与人机关系中追求的舒适、方便、健康、安全目标是一致的。其他几项技术设计的原则,也与人机关系追求的目标息息相关。例如实用性、经济性、最优化、通用性、标准性、时效性原则,都是快速、高效的可靠保证。

 

(四)设计的依据标准

对产品的设计,国内外制定了相关的技术标准和规范,国际标准、国家标准、部颁标准、行业标准和企业标准等。例如,我国对家用吸油烟机的设计、生产制造要遵循《中华人民共和国标准吸油烟机GB/T 177131999》的规定,其内容包括:适用范围、引用标准、术语、产品分类、技术要求(环境条件、安全性能、空气性能、噪音、调速、照明、结构要求、外观等)、试验方法、检测规则、标志标签与包装等项目。

 

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