形象思维与工程语言 杨培中博士副教授 上海交通大学 pzyang@sjtu.edu.cn Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 1
Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 1 形象思维与工程语言 杨培中 博士 副教授 上海交通大学 pzyang@sjtu.edu.cn
内容 辈工程设计 团队合作 集本课程团队合作 Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 2
Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 2 工程设计 团队合作 本课程团队合作 内容
1.工程设计 工程的定义： (as defined by ABET*) . that profession in which knowledge of the mathematical and natural sciences gained by study,experience and practice is applied with judgment to develop ways to utilize economically the material and forces of nature for the benefit of mankind. *ABET Accreditation Board for Engineering and Technology Inc. 工程和技术认证委员会) Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 3
Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 3 (as defined by ABET*) … that profession in which knowledge of the mathematical and natural sciences gained by study, experience and practice is applied with judgment to develop ways to utilize economically the material and forces of nature for the benefit of mankind. *ABET = Accreditation Board for Engineering and Technology Inc.（ 工程和技术认证委员会 ） 工程的定义: 1.工程设计
1.工程设计 工程设计的定义(as defined by ABET): Engineering design is the process of devising a system,component,or process to meet desired needs.It is a decision-making procedure(often iterative),in which the basic sciences and mathematics and engineering sciences are applied to convert the resources optimally to meet a stated objective.Among the fundamental elements of the design process are the establishment of objectives and criteria,synthesis,analysis,construction, testing and evaluation. Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 4
Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 4 工程设计的定义(as defined by ABET): Engineering design is the process of devising a system, component, or process to meet desired needs. It is a decision-making procedure (often iterative), in which the basic sciences and mathematics and engineering sciences are applied to convert the resources optimally to meet a stated objective. Among the fundamental elements of the design process are the establishment of objectives and criteria, synthesis, analysis, construction, testing and evaluation. 1.工程设计
1.工程设计 工程设计”是为了满足社会需求而进行的 系统、组件或工艺设计过程。工程设计是 一个决策(decision-making)过程，通常 是一个循环往复Iterative)的过程。在工程 设计中，应用基础科学、数学以及工程科 学，集成现有资源，最优化地达到预期的 目标。在设计过程中，最基本的元素是目 、标准、综合、分析、施工、测试和评 估 Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 5
Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 5 “工程设计”是为了满足社会需求而进行的 系统、组件或工艺设计过程。工程设计是 一个决策（decision-making）过程，通常 是一个循环往复(Iterative)的过程。在工程 设计中，应用基础科学、数学以及工程科 学，集成现有资源，最优化地达到预期的 目标。在设计过程中，最基本的元素是目 标、标准、综合、分析、施工、测试和评 估。 1.工程设计
1.工程设计 > 设计的过程是一个从发散到收敛 的过程 发散 设计清单自由讨论语义分析 转换 质量功能分解面向制造的设计 收敛 数学造型 设计优化 Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 6
Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 6 设计的过程是一个从发散到收敛 的过程 1.工程设计
1.工程设计 在发散阶段，我们必须对设计任务进行各方面的 分析、分解，生成各种可能的解决方案。我们可 以采用诸如设计清单、自由讨论以及语义分析等 方法。 在收敛阶段，我们对所有方案进行筛选，进行系 统的评估，并找到最符合要求的方案。 >通常在发散和收敛阶段中间，会加入一个转换阶 段，把设计中的定性化指标转换成定量化指标。 Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 7
Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 7 在发散阶段，我们必须对设计任务进行各方面的 分析、分解，生成各种可能的解决方案。我们可 以采用诸如设计清单、自由讨论以及语义分析等 方法。 在收敛阶段，我们对所有方案进行筛选，进行系 统的评估，并找到最符合要求的方案。 通常在发散和收敛阶段中间，会加入一个转换阶 段，把设计中的定性化指标转换成定量化指标。 1.工程设计
1.工程设计 这些转换方法有质量功能分解(QFD:Quality Function Deployment)、面向制造的设计(DFM: Design for Manufacturing)、面向最低成本的设 计(DFMC:Design for Minimum Cost)等。 其中“质量功能分解”是一个非常有力的工具。 它可以把客户需求和设计要求定量化。一旦某个 概念（方案)被确定，就会进行数学建模和优化 设计，进一步精细化设计方案，以便获得最终的 设计。 “面向制造的设计”则贯穿整个设计过程，是设 计过程中必须始终遵循的准则 面向最低成本的设计则从经济的角度来权衡设计 的价值。 Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 8
Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 8 这些转换方法有质量功能分解(QFD: Quality Function Deployment)、面向制造的设计(DFM: Design for Manufacturing)、面向最低成本的设 计(DFMC：Design for Minimum Cost)等。 其中“质量功能分解” 是一个非常有力的工具。 它可以把客户需求和设计要求定量化。一旦某个 概念（方案）被确定，就会进行数学建模和优化 设计，进一步精细化设计方案，以便获得最终的 设计。 “面向制造的设计”则贯穿整个设计过程，是设 计过程中必须始终遵循的准则。 面向最低成本的设计则从经济的角度来权衡设计 的价值。 1.工程设计
1.工程设计 工程设计通常是一个循环和迭代的过程 0 工程师往往需要对设计出的产品方案进行 不断修改和完善，在设计规定的周期里获 得符合要求的最佳产品 在工程设计中，除了要满足客户需求，还 必须考虑很多其它因素，如安全、经济、 环保、可持续发展等。 Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 9
Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 9 工程设计通常是一个循环和迭代的过程。 工程师往往需要对设计出的产品方案进行 不断修改和完善，在设计规定的周期里获 得符合要求的最佳产品。 在工程设计中，除了要满足客户需求，还 必须考虑很多其它因素，如安全、经济、 环保、可持续发展等。 1.工程设计
1.工程设计 对设计而言，往往是多解的，并不存在唯一的正确 解。 设计中，创新是非常重要的。 设计往往是多学科交叉的， -技术类(ME,lOE,CS,EE,Material Science etc.) -人因类(safety) 经济类(business,socio-economic) -环境类（环保等) Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 10
Created by Peizhong Yang,School of Mechanical Engineering,SJTU 10 •对设计而言，往往是多解的，并不存在唯一的正确 解。 •设计中，创新是非常重要的。 •设计往往是多学科交叉的， - 技术类(ME, IOE, CS, EE, Material Science etc.) - 人因类 (safety) - 经济类 (business, socio-economic) - 环境类（环保等） 1.工程设计