工业产品设计的方法和程序

工业产品设计的方法和程序杨立云8.1概述8.1.1设计与设计方法1.设计（1）设计类型开放性设计适应性设计变异性设计（2）设计问题的解决模式约束模式推理模式搜索模式2.设计方法设计方法发展的五个阶段：直觉设计阶段经验设计阶段中间实验辅助设计阶段计算机辅助设计阶段现代设计法设计阶段8.1.2设计空间由设计思维构成的逻辑维、设计流程构成的时间维和设计方法构成的方法维组成三维设计空间。方法逻辑时间计划构思方案施工销售分析综合评价功能论系统论智暴论8.2设计思维8.2.1创造性思维1.创造性思维狭义的是指在探明未知的认识过程中，提出新理论、形成新概念、创造新方法的思维活动。广义的是指在思维过程中，没有有效方法可以直接运用，不存在确定规则可以遵循的那些思维活动。创造性思维的过程：选择、突破、重新构建2.创造性思维的形式（1）逻辑思维和形象思维逻辑思维亦称抽象思维是认识过程中用反映事物共同属性和本质属性的概念作为基本思维形式，在概念的基础上进行判断、推理，反映现实的一种思维方式。形象思维是用直观形象和表象解决问题的思维。其特点是具体形象性。（2）直觉思维和灵感思维直觉思维是指对一个问题未经逐步分析,仅依据内因的感知迅速地对问题答案作出判断,猜想、设想,或者在对疑难百思不得其解之中,突然对问题有“灵感”和“顿悟”,甚至对未来事物的结果有“预感”“预言”等都是直觉思维。灵感思维是指凭借直觉而进行的快速、顿悟性的思维。它不是一种简单逻辑或非逻辑的单向思维运动，而是逻辑性与非逻辑性相统一的理性思维整体过程。（3）发散思维和收敛思维发散思维是求异思维中的一种,又称辐射思维,就是从一个目标或思维起点出发,沿着不同方向,顺应各个角度,提出各种设想,寻找各种途径,解决具体问题的思维方法。收敛思维是以某个思考对象为中心，尽可能运用已有的经验和知识，将各种信息重新进行组织，从不同的方面和角度，将思维集中指向这个中心点，从而达到解决问题的目的。收敛思维与发散思维的关系区别:1）思维指向相反2）两者作用不同联系：收敛思维与发散思维各有优缺点，在创新思维中相辅相成，互为补充。只有发散，没有收敛，必然导致混乱。只有收敛，没有发散，必然导致呆板僵化,抑制思维的创新。因此，创新思维一般是先发散而后集中。收敛思维实例第一次世界大战期间，法国和德国交成时，法军的一个旅司令部在前线构筑了一座极其隐蔽的地下指挥部。指挥部的人员深居简出，十分诡秘。不幸的是，他们只注意了人员的隐蔽，而忽略了长官养的一只小猫。德军的侦察人员在观察战场时发现：每天早上八九点钟左右，都有一只小猫在法军阵地后方的一座土包上晒太阳。德军依此判断：a）、这只猫不是野猫，野猫白天不出来，更不会在炮火隆隆的阵地上出没；b）猫的栖身处就在土包附近，很可能是一个地下指挥部，因为周围没有人家；c）根据仔细观察，这只猫是相当名贵的波斯品种，在打仗时还有兴趣玩这种猫的决不会是普通的下级军官。据此，他们判定那个掩蔽部一定是法军的高级指挥所。随后，德军集中六个炮兵营的火力，对那里实施猛烈袭击。事后查明，他们的判断完全正确，这个法军地下指挥所的人员全部阵亡。（4）分合思维和逆向思维分合思维：将思考对象加以分解或合并，以产生新思路、新方案的思维方式。在产品设计中，分合思维是一种较为常用的设计思维形式，通过对形态、功能等要素的分解合并可产生很多新的审计思路。逆向思维：逆转思维方向，沿着正常考虑问题的相反方向去寻找解决方案的思维形式。适当应用逆向思维常可得到“车到山前疑无路，柳暗花明又一村”实例分合思维“瞎子背瘸子”就是分合思维的形象事例。瞎子看不见，瘸子跑不动，房子着了火谁也跑不掉。但是瞎子背瘸子，二人都发挥了自己的优势，不仅可以跑还可以看，还比常人“站得高看得远”。逆向思维吸尘器的发明者，就是从“吹”灰尘的反向角度“吸”灰尘去思考，从而运用真空负压原理，制成了电动吸尘器。逆向思维法逆向思维法就是反过来想一想，不采用人们通常思考问题的思路，而是从相反的方向去思考问题。逆向思维法具有挑战性，常能出奇制胜，取得突破性解决问题的方法。司马光想，只要把人和水分离开，人就不会被淹死，这是显而易见的道理。怎么样使人和水分离开呢？一种方法是人从缸里爬出来，这是常规的思维方法，然而当时没有条件做到；另一种方法是反过来进行思考，既然人不能从缸里爬出去，那么就让水从缸里流出去，同样可以达到人和水分离的目的，人就不会被淹死了。正因为小司马光不同于常人的逆向思维，使得这个小故事流传近千年，家喻户晓。通过这个故事，也给同学们一个启示：如果经常进行逆向思维的训练，遇到类似事情，可以选择的方案多了，也许会有什么新故事流芳百世！创造法则设计思维的实质就是创造性思维，在设计过程中除应用各种创造性思维形式外，还应了解和掌握创造的基本规律——创造法则1、综合法则在分析设计对象的各个构成因素的基础上加以综合，融合多学科知识和多种设计技术为一体二产生创新成果的创造法则2、还原法则排除设计物现有方案、原理和结构的影响，返回设计的初始状态，抽取设计对象的最本质功能，集中研究其实现手段和方法的其他可能性，已获得技术原理完全不同的革新成果。3、移植法则运用移植原理，把其他对象的概念、原理和方法应用于设计对象的创造法则，能促进设计对象间的渗透、交叉和综合，使设计在现有材料、技术的基础上获得意想不到的设计效果。4、对应法则依据事物间在形态和功能上普遍存在的对应性，运用相似、模拟等师法自然手段获得技术思想、设计原理、外观造型的创造法则。6、组合法则将一种或多种产品的构成要素、技术原理、结构形式等进行适当组合，已形成新方案、新产品的创造法则。5、离散法则将现有设计对象的构成要素、功能或形式予以分离，以产生新的设计概念和构想的创造法则。7、强化法则针对现有设计对象的主要功能和技术特点加以突出、强化或扩充，以产生具有量变或质变的革新产品。8、换元法则又称替换法则，是将设计对象分解为若干设计要素后，对其中的一个或多个元素的材料、工艺、邢台、色彩、原理、结构等使用其他可行方式进行置换而产生新构思的创造法则。9、逆反法则反转常规的设计思路，从相反方向考虑设计对象的原理、模式、顺序和因果关系，或在结构、形态上作正反、上下、里外的颠倒处理，以产生新颖而巧妙的设计构思。8.3设计流程8.3.1设计的思维进程设计思维的进程可分为分析、综合、评价、决策四个部分。8.3.2设计程序设计程序一般划分为五个设计阶段，即：设计规划阶段设计构想阶段方案设计阶段深入设计阶段施工设计阶段设计规划阶段设计规划阶段了解设计对象调查国内外同类或近似产品搜集相关的情报资料分析市场情况设计规划阶段结果设计调查报告资料汇编设计要求表设计分析与构想阶段要依据设计要求对设计对象进行功能、材料和结构分析，分解并明确设计要素，针对这些要素运用创造技法展开设计构想。方案设计阶段一般的评估因素：需求、效用价值。销售诉求、开发成本、环保等。解决问题：外观造型、基本尺寸、表面工艺、材料与色调等深入设计阶段解决问题：（1）定型确定符合加工工艺性要求的各零件的材料、形态、结构。（2）方案确定构成产品系统的元件的数目及空间的配置关系。