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主要内容主要内容一、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案例：红酒开瓶器的三种设计案例：红酒开瓶器的三种设计原创性设计原创性设计 为了打开红酒瓶塞的软木塞，设计的螺旋状开瓶器。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这种最初的设计属于原创性设计又称为开发性设计。又称为开发性设计。
2、开瓶器开瓶器存在的缺陷存在的缺陷 两只手向相反方向拉木塞时，当软木塞突然离开酒瓶时，两只手向相反方向拉木塞时，当软木塞突然离开酒瓶时，因酒瓶的突然后退，可能将酒洒出瓶外，甚至因左手握不住因酒瓶的突然后退，可能将酒洒出瓶外，甚至因左手握不住酒瓶，造成酒瓶脱手。酒瓶，造成酒瓶脱手。有些酒瓶由于软木塞太紧，即使用较大的力也无法拔出。有些酒瓶由于软木塞太紧，即使用较大的力也无法拔出。改进后的开瓶器改进后的开瓶器 由上面的改进设计可以看到，设计者在原来的基础上应用了力学上的由上面的改进设计可以看到，设计者在原来的基础上应用了力学上的两个原理两个原理(杠杆省力的原理及齿轮改变力的方向的原理杠杆省力的原理及
3、齿轮改变力的方向的原理)，才使开瓶技术有了，才使开瓶技术有了进步。而改进设计的设想，来源于开酒瓶软木塞中碰到的问题。进步。而改进设计的设想，来源于开酒瓶软木塞中碰到的问题。改进性设计改进性设计 在总的方案原理变化不大的情况下，对已有的设计进行局部的变更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，这样的设计叫做改进，使其更加合理、完善，或满足某些特定的需要，这样的设计叫做改进性设计改进性设计。综合（组合）性设计综合（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、产生新应用现有的技术及原理重新进行组合，使其系统化、
4、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。的优点、特色，创造出新的功能设计方法叫做综合（组合）设计。开瓶器的各种组合性设计开瓶器的各种组合性设计综合（组综合（组合）合）性设性设计计外形组合外形组合性能组合性能组合功能组合功能组合模块组合模块组合原理组合原理组合系统组合系统组合多功多功能螺丝刀能螺丝刀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抗拉强度大的钢线抗拉强度大的钢线两种或以上的技术原理组合起来构成两种或以上的技术原理组合起来构成 较复杂的技术系统较复杂的技术系统喷气（流体力学）原理喷
5、气（流体力学）原理+燃气轮机技术燃气轮机技术喷气式飞机喷气式飞机将不同功能单元或产品组合起来得到将不同功能单元或产品组合起来得到 多功能多功能技术系统，甚至产生技术系统，甚至产生新的功能新的功能两把刀刃上两把刀刃上下相对交错下相对交错组合设计出组合设计出剪刀剪刀发动机发动机避震避震内燃机与传动、制动、转向、照明、电气内燃机与传动、制动、转向、照明、电气等功能结合设计出汽车等功能结合设计出汽车文艺晚会的表演由每一场文艺节目模块组合而成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家具、电器的摆放、装潢设计也是一种组合设计模块的组合设计模块的组合设计 计算机系
6、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。系统的组合设计系统的组合设计 要设计一个好的产品或方案，除了要有科学要设计一个好的产品或方案，除了要有科学合理的设计过程外，还要遵循一些设计的一合理的设计过程外，还要遵循一些设计的一般原则。这些规则是人们在长期的设计实践般原则。这些规则是人们在长期的设计实践中总结出来的。中总结出来的。二、技术设计的原则、方法和标准二、技术设计
7、的原则、方法和标准技术设计的原则（技术设计的原则（P4345）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 阅读教材阅读教材P45-46两页中的两页中的例子，分析、讨论这些设例子，分析、讨论这些设计违反了左边什么原则？计违反了左边什么原则？技术设计的技术设计的12大原则大原则6、可靠性原则、可靠性原则11、时效性原则时效性原则12、可
8、持续发展原则、可持续发展原则想一想想一想:永动机设计者的设计是否遵从了科学性原则。永动机设计者的设计是否遵从了科学性原则。什么是永动机？什么是永动机？永动机是指违反热力学基本定律的不能实现的发动机。永动机是指违反热力学基本定律的不能实现的发动机。设计者设计这台机器不消耗任何能量，却可以源源不设计者设计这台机器不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器被称为永动机。断地对外做功，这种机器被称为永动机。“永动机永动机”设计者的设计违反了能量守恒定律设计者的设计违反了能量守恒定律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
9、功。设计不会成功。违反科学原则违反科学原则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？为什么？做为买家，你选择哪款台灯？为什么？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需要性和实用性例如：改进后的开瓶器；各款式的摩例如：改进后的开瓶器；各款式的摩托车。托车。要把解决存在的问题，满足用户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，不的需要作为设计的一个原则
10、，不要设计用户不欢迎甚至反对的产要设计用户不欢迎甚至反对的产品。品。需要性和实用性需要性和实用性在设计中，要考虑用户的经济条件、市场的竞争力，力在设计中，要考虑用户的经济条件、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。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 珠江三角洲的桑基鱼塘模式珠江三角洲的桑基鱼塘模式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）最合理的。最优化不一定最先进，但一定是最
11、合理最优化不一定最先进，但一定是最合理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。保质期保质期是厂家向消费者作出的保证，保证在标是厂家向消费者作出的保证，保证在标注时间内产品的质量是最佳的，但并不意味着过了注时间内产品的质量是最佳的，但并不意味着过了时限，产品就一定会发生质的变化。超过保质期的时限，产品就一定会发生质的变化。超过保质期的食品，
12、如果色、香、味没有改变，仍然可以食用食品，如果色、香、味没有改变，仍然可以食用。保存期保存期则是硬性规定，是指在标注条件下，食则是硬性规定，是指在标注条件下，食品可食用的最终日期。超过了这个期限，质量会发品可食用的最终日期。超过了这个期限，质量会发生变化，不再适合食用，更不能用以出售。生变化，不再适合食用，更不能用以出售。国家关于食品标签的标准，规定保质期为最佳国家关于食品标签的标准，规定保质期为最佳食用期，保存期为推荐的最终食用期。食用期，保存期为推荐的最终食用期。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局部形状？棱角和尖的局部形状？（2）为
13、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
14、生人身伤亡事故。1 1无公害农产品无公害农产品2 2有机产品认证有机产品认证3 3绿色食品绿色食品4 4食品市场准入食品市场准入5 5纯羊毛纯羊毛6 6国家免检产品国家免检产品7 7中国强制认证中国强制认证8 8中国名牌产品中国名牌产品9 9中国质量环保产品认证中国质量环保产品认证1010中国质量认证中心产品中国质量认证中心产品认证认证 1111原产地认证原产地认证1212中国实验室国家认可中国实验室国家认可1313定量包装商品计量保证能定量包装商品计量保证能力合格力合格1414采标标志采标标志 你能辨认这些标志吗？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
15、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“免电免电灯灯”，用的是电话线的余电，用的是电话线的余电，电费由
16、电信部门负担，厂家这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一技术创新符合法律规范原则吗？吗？“免电灯免电灯”侵害了电信部门的合法侵害了电信部门的合法权益权益,也侵犯了用户正常使用通信业务也侵犯了用户正常使用通信业务的权益的权益“食食”面埋伏面埋伏产品设计尽可能采用标准化技术和标准件，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，拥有更广阔这样，产品通用，维护方便，拥有更广阔的市场。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
17、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。按照设计任务书规定的按照设计任务书规定的截止日期完成设计，截止日期完成设计，要避免使产品制造出要避免使产品制造出来后成为过时的东西。来后成为过时的东西。科学技术日新月异，科学技术日新月异，市场情况千变万化，市场情况千变万化，设计周期过长的产品，设计周期过长的产品，在设计开始时其拟定在设计开始时其拟定的功能指标可能是先的功能指标可能是先进的，但在设计结束进的，但在设计结束时可能已是过时的了。时可能已是过时的了。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
18、。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
19、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。参考答案：参考答案：违反了时效性原则。因为没有在规定的违反了时效性原则。因为没有在规定的6 6个月个月期限交货，而是期限交货，而是8 8个月。个月。违反了时效性原则的内容，违反了时效性原则的内容，“要避免使产品要避免使产品制造出来后成为过时的东西制造出来后成为过时的东西”。因为。因为8 8个月后个月后另一家研究所同时研究出性能相同的主板，另一家研究所同时研究出性能相同的主板，而且价格还便宜。而且价格还便宜。违反了经济性原则违反了经济性原则例例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
20、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
21、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。参考答案：参考答案：违反了安全性原则和可靠性原则违反了安全性原则和可靠性原则外壳受潮后绝缘不良导致漏电。外壳受潮后绝缘不良导致漏电。高温喷出水蒸气的控制器性能不稳定高温喷出水蒸气的控制器性能不稳定。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。违反了最优化原则，人才搭配的设计，不一定每违反了最优化原则，人才搭配的设计，不一定每个人都是最有能力和最聪明的，而是根据工作的个人都是最有能
22、力和最聪明的，而是根据工作的需要和个人的特长合理安排人员才是最合理的设需要和个人的特长合理安排人员才是最合理的设计，否则会造成许多矛盾，影响工作。计，否则会造成许多矛盾，影响工作。在飞往火星的航天器上，有人想象按下列方案设计一种能源的产生办法，你认为可行吗？为什么？方案：将航天器所带的水用电力进行电解，得到氢和氧，再将氢和氧进行燃烧产生动力，带动发电机发电；在燃烧中氢和氧合成水，再用该发电机发出的电将新产生的水电解成氢和氧，如此循环，可以无穷利用下去产生能量不可行，违反了科学性原则。跟不可行，违反了科学性原则。跟“永动机永动机”的设计者一样，违反了能量守恒定律。的设计者一样，违反了能量守恒定律
23、。资料：资料：阿联酋一个十二岁的女童，因为连续十六个月阿联酋一个十二岁的女童，因为连续十六个月使用同一个矿泉水瓶，她得了癌病。瓶里面含一种叫使用同一个矿泉水瓶，她得了癌病。瓶里面含一种叫做做PET的塑料材质，用一次是安全的，如果你因节俭的塑料材质，用一次是安全的，如果你因节俭或方便而重复使用，就有致癌危机。或方便而重复使用，就有致癌危机。提问：提问：你知道哪些日常塑料制品再利用误区？你知道哪些日常塑料制品再利用误区？误区一：误区一：盲目加热盲目加热 误区二：拿饮料瓶盛酱油醋误区二：拿饮料瓶盛酱油醋 误区三：普通塑料杯灌开水误区三：普通塑料杯灌开水误区四：私家车里放箱饮料误区四：私家车里放箱饮料
24、 矿泉水瓶的底部都有一个带箭头的三角型矿泉水瓶的底部都有一个带箭头的三角型,三角型里面三角型里面有一个数字。有一个数字。即塑料回收标志即塑料回收标志如：一般矿泉水瓶子，底部标示如：一般矿泉水瓶子，底部标示 1牛奶瓶子，牛奶瓶子，底部标示底部标示 2泡茶的塑料耐热杯，底部标示泡茶的塑料耐热杯，底部标示 51 PET(聚对苯二甲酸乙二聚对苯二甲酸乙二醇脂醇脂)：常见矿泉水瓶、碳酸饮料：常见矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等。耐热至瓶等。耐热至70易变形，有对易变形，有对人体有害的物质融出。人体有害的物质融出。1号塑料品号塑料品用了用了10个月后，可能释放出致癌个月后，可能释放出致癌物物DEHP。不能放在汽车内
25、晒太阳；。不能放在汽车内晒太阳；不要装酒、油等物质。不要装酒、油等物质。塑料回收标志塑料回收标志2 HDPE(高密度聚乙烯高密度聚乙烯)：常见白色药瓶、清：常见白色药瓶、清洁用品、沐浴产品。不要再用来做水杯，或者用来做洁用品、沐浴产品。不要再用来做水杯，或者用来做储物容器装其他物品。储物容器装其他物品。清洁不彻底，不要循环使用。清洁不彻底，不要循环使用。3 PVC(聚氯乙烯聚氯乙烯)：常见雨衣、建材、塑料膜、：常见雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等。可塑性优良，价钱便宜，故使用很普遍，塑料盒等。可塑性优良，价钱便宜，故使用很普遍，只能耐热只能耐热81。高温时容易有不好的物质产生，很少。高温时容易有不
26、好的物质产生，很少被用于食品包装。难清洗易残留，不要循环使用。被用于食品包装。难清洗易残留，不要循环使用。若若装饮品不要购买。装饮品不要购买。塑料回收标志塑料回收标志4 PE(聚乙烯聚乙烯)：常见保鲜膜、塑料膜等。高温时：常见保鲜膜、塑料膜等。高温时会产生有害物质，有毒物随食物进入人体后，可能引起会产生有害物质，有毒物随食物进入人体后，可能引起乳腺癌、新生儿先天缺陷等疾病。保鲜膜别进微波炉。乳腺癌、新生儿先天缺陷等疾病。保鲜膜别进微波炉。5 PP(聚丙烯聚丙烯)：常见豆浆瓶、优酪乳瓶、果汁饮：常见豆浆瓶、优酪乳瓶、果汁饮料瓶、微波炉餐盒等。熔点高达料瓶、微波炉餐盒等。熔点高达167，是，是唯一
27、可以放唯一可以放进微波炉的塑料盒进微波炉的塑料盒，可在小心清洁后重复使用。需要注可在小心清洁后重复使用。需要注意，有些微波炉餐盒，盒体以意，有些微波炉餐盒，盒体以5号号PP制造，但盒盖却以制造，但盒盖却以1号号PET制造，由于制造，由于PET不能抵受高温，故不能与盒体一不能抵受高温，故不能与盒体一并放进微波炉。并放进微波炉。塑料回收标志塑料回收标志6 PS(聚苯乙烯聚苯乙烯)：常见碗装泡面盒、快餐盒等。：常见碗装泡面盒、快餐盒等。不能放进微波炉中，以免因温度过高而释出化学物。装不能放进微波炉中，以免因温度过高而释出化学物。装酸酸(如柳橙汁如柳橙汁)或碱性物质后，会分解出致癌物质。避免或碱性物质
28、后，会分解出致癌物质。避免用快餐盒打包滚烫的食物。用快餐盒打包滚烫的食物。别用微波炉煮碗装方便面。别用微波炉煮碗装方便面。7 PC(其他类其他类)：常见水壶、太空杯、奶瓶等。超：常见水壶、太空杯、奶瓶等。超市常用这样材质的水杯当赠品，很容易释放出有毒的物市常用这样材质的水杯当赠品，很容易释放出有毒的物质双酚质双酚A，对人体有害。，对人体有害。使用时不要加热，不要在阳光使用时不要加热，不要在阳光下直晒。下直晒。塑料回收标志塑料回收标志技术设计的一些方法技术设计的一些方法常规设计法常规设计法系统设计法系统设计法功能设计法功能设计法工效学设计法工效学设计法可靠性设计法可靠性设计法最优化设计法最优化设
29、计法计算机辅助设计法计算机辅助设计法CAD（Computer Adied Design）借鉴法借鉴法应用标准器件法应用标准器件法技术（或工程）实验法技术（或工程）实验法保证系统各个部分的协调工作保证系统各个部分的协调工作基本功能和辅助功能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、考虑人的生理和心理特征，能做到安全、方便、舒适、美观的设计目标舒适、美观的设计目标抗热、抗震、抗干扰，适应环境，预备抗热、抗震、抗干扰，适应环境，预备“余量余量”设计是一个反复进行的过程，以实现最优选择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，可以用利用计算机进行设计或仿真，可
30、以用最快的速度获得效果。最快的速度获得效果。技术设计的七种方法技术设计的七种方法例如：城市交通例如：城市交通例如：横跨一条江河的交通：轮渡、桥梁、隧道例如：横跨一条江河的交通：轮渡、桥梁、隧道（二）技术设计的一些方法（二）技术设计的一些方法1 1 常规设计法常规设计法 常规设计法常规设计法借鉴法借鉴法应用标准器件法应用标准器件法技术（或工程）试验法技术（或工程）试验法借鉴法：借鉴法：从已有的技术发展历史中寻找可参考的技术，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、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（俗称新思想、新动向（俗称“
31、查新查新”），从而开阔视野，），从而开阔视野，广开思路，这叫做技术借鉴。广开思路，这叫做技术借鉴。应用标准器件法：应用标准器件法：查找和应用已有的成就、稳定的优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秀的结构原件和器件、标准件、可最快获得优秀的设计方案。计方案。技术（或工程）试验法：技术（或工程）试验法：通过技术（或工程）试验，通过技术（或工程）试验，检验或探索某些机制、效应、性能，或对几种对象进检验或探索某些机制、效应、性能，或对几种对象进行对比，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）进行试验等。（或原型
32、）进行试验等。汽车防撞性能设计，获取数据和结论，作为设计的依据。汽车防撞性能设计，获取数据和结论，作为设计的依据。2 2 系统设计法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有条不紊地工作。使一个系统各个部分有条不紊地工作。3 3 功能设计法功能设计法在设计过程中，将设计对象的功能分为基本功能和辅在设计过程中，将设计对象的功能分为基本功
33、能和辅助功能。基本功能是直接满足主要技术目标的功能，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实现。辅助功能是为完善基本功能而在设计中添加的功能，它可以在保证实现基本功能的前提下作出某种功能，它可以在保证实现基本功能的前提下作出某种改变（如改变显示的方法和形式等）。改变（如改变显示的方法和形式等）。4 4 工效学设计法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
34、适、美理、心理的要求，从而实现安全、方便、舒适、美观的设计目标。观的设计目标。5 5 可靠性设计法可靠性设计法可靠性设计是一门学问，包括抗热、抗震、抗干扰，可靠性设计是一门学问，包括抗热、抗震、抗干扰，能在规定的环境（可能是恶劣的）下工作。能在规定的环境（可能是恶劣的）下工作。6 6 最优化设计法最优化设计法（1 1）问题的解决方案可以是多种的，而且从不同的）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，从综合角度选取最优秀的方案。素，权衡利弊，从综合角度选取最优秀的方案。（2 2）方案选定之后
35、，可以建立其数学模型，在满足）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，从而各种约束条件的前提下，合理地设计其变量值，从而求得最优化的数据和结论，并据此进行设计。求得最优化的数据和结论，并据此进行设计。（3 3）设计应该是一个反复进行的过程。设计实施之）设计应该是一个反复进行的过程。设计实施之后，通过检验、试用、评价之后发现新的问题，再反后，通过检验、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。应用或投产。7 7 计算机辅助设计法计算机辅助设计法CADCAD（Co
36、mputer aided Computer aided design)design)计算机辅助设计是借助计算机进行设计或仿真，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。可以用最快的速度获得结果。（三）人机关系（三）人机关系人机关系是指人机关系是指人人与与“机器设备机器设备”及及所使用的所使用的“一切物品一切物品”之间的关系。之间的关系。人机关系中的人机关系中的“机机”指的是什么？指的是什么？简单的说：简单的说：“机机”是指我们身边的所有物品。是指我们身边的所有物品。人机关系要实现的目标：高效、方便、舒适、人机关系要实现的目标：高效、方便、舒适、健康、安全。健康、安全。
37、人机关系如何实现合理的人机关系？1、设计参照普通人群为标准，也要考虑特殊人、设计参照普通人群为标准，也要考虑特殊人群的需要。群的需要。2、设计要符合人体的静态尺寸，也要符合人体、设计要符合人体的静态尺寸，也要符合人体的动态尺寸，还有生活习惯、民族信仰。的动态尺寸，还有生活习惯、民族信仰。3、要满足人的生理需求，也要满足人的心理需、要满足人的生理需求，也要满足人的心理需求。求。例：图中反应了人机关系要实现的哪个目标（图中反应了人机关系要实现的哪个目标（）A A 高效高效B B 安全安全C C 舒适舒适D D 健康健康A例例:说出说出“人坐在椅子上人坐在椅子上”时人和椅子间的人机关时人和椅子间的人
38、机关系系1、人的背部背部与椅子靠背椅子靠背的人机关系2、人的臀部臀部与椅子垫椅子垫间的人机关系3、人的腿部腿部与椅子垫椅子垫间的人机关系4、人的脚部脚部与椅子脚椅子脚间的人机关系（四）设计的依据标准（四）设计的依据标准国际标准国际标准国际标准国际标准:国际标准是指国际标准化组织（国际标准是指国际标准化组织（ISOISO）、）、国际电工国际电工委员会委员会（IECIEC）和国际电信联盟（）和国际电信联盟（ITUITU）制定的标准，以及国）制定的标准，以及国际标准化组织确认并公布的其他国际组织制定的标准际标准化组织确认并公布的其他国际组织制定的标准 例：例：ISO9000 ISO9000 质量认证
39、质量认证ISO9001 ISO9001 管理认证管理认证ISO9002 ISO9002 安全认证安全认证ISO9003 ISO9003 食品认证食品认证ISO9004 ISO9004 机械认证机械认证ISO9005 ISO9005 汽车安全认证汽车安全认证ISO9006 ISO9006 升降机认证升降机认证 国家标准国家标准:ANSI(ANSI(美国国家标准美国国家标准)GOST(GOST(俄罗斯国家标准俄罗斯国家标准)JSA (JSA (日本标准日本标准)GB (GB (中华人民共和国标准中华人民共和国标准)BIS (BIS (印度标准印度标准)BSI (BSI (英国标准英国标准)CSA
40、(CSA (加拿大标准协会加拿大标准协会)NF (NF (法国标准法国标准)DIN (DIN (德国标准德国标准)对于产品的设计，国内外制定了相关的技术标准和规范：对于产品的设计，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、企业标准等。国际标准、国家标准、部颁标准、行业标准、企业标准等。案例：我国家用吸油烟机的设计、生产制造标准：案例：我国家用吸油烟机的设计、生产制造标准：中华人民共和国标准吸油烟机中华人民共和国标准吸油烟机GB/T 17713-1999其内容包括：其内容包括：适用范围、引用标准、术语、产品分类、技术要求（环境适用范围、引用标准、术语、产品分类、技
41、术要求（环境条件、安全性能、噪音、调速、照明、结构要求、外观等）、条件、安全性能、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。试验方法、检测规则、标志标签与包装等项目。吸油烟吸油烟机机三、技术设计的一般过程三、技术设计的一般过程 技术设计的一般过程是必须遵守的步骤，技术设计的一般过程是必须遵守的步骤，省略某些步骤会带来设计的缺陷，甚至造成省略某些步骤会带来设计的缺陷，甚至造成重大的失误，最后导致设计失败，给国家和重大的失误，最后导致设计失败，给国家和人民带来重大的损失。人民带来重大的损失。案例：泰坦尼克号上的救生艇不足。案例：泰坦尼克号上的救生艇不足。发现问
42、题值得解决吗？不解决有条件解决吗？值得解决暂不解决否无确定设计课题调查、收集设计所需要的信息、数据、资料技术设计的一般过程：第一步有制定设计方案（多种），并进行权衡，决策优化，选定方案进行具体、详细的设计实施设计（产品研制）产品（或方案实施结果）的检测评价、提出改进意见是最优化设计吗？修改设计是设计完成第二步第三步第四步第五步第六步否发现问题否值得解决吗？不解决有条件解决吗？值得解决暂不解决无确定设计课题调查、收集设计所需要的信息、数据、资料制定设计方案（多种），并进行权衡，决策优化，选定方案进行具体、详细的设计实施设计（产品研制）产品（或方案实施结果）的检测评价、提出改进意见是最优化设计吗？修改设计是设计完成否案案例例作业作业四、技术设计的一般过程举例四、技术设计的一般过程举例（一）发现问题（一）发现问题（二）开展调查，搜索信息（二）开展调查，搜索信息（三）制定方案，决策优化（三）制定方案，决策优化（四）实施制作，评价改进（四）实施制作，评价改进（五）修改设计，达到最优（五）修改设计，达到最优（六）受到表彰，推广应用（六）受到表彰，推广应用作业：查找相关的资料或经验，作业：查找相关的资料或经验，做一个纸飞机。做一个纸飞机。
