创新思维与现代设计的关系 创新思维与现代设计 ●制地业的变李奥质是产品设计的宽李。 ●创新是代设计的现硫。 设计的一般方法与工具 ●创新见幢是奥现创新的内在机制和深暴动力。 ●创新观镜是形康观城与现牌风境的辨证能一。 戴旭东 形象思维 daixudonges itu.edu.cn 创新思维 逻辑思维 Te1:021-34206245 13701931304 创新思维与现代设计的关系 创新思维与现代设计的关系 ●创新思维是实现创新的内在机制和深层动力。 在人类触◆西经变草、元化存在、料嫌 教米每触查人文变又的◆哭，以中顺、菜 ●但是我们必须注意到：只有创新思维我们还是无 布尼筑靠个人线明每创地的时代巴能过◆ 法设计出具有竞争力的产品或服务，我们还需要 (藏故地成士：《脑支创新每创境观敏》 掌握或者了解具体的设计方法。 个体思维日群体思维→社会思维 ●创新思维启迪我们创新的前进方向。设计方法铺 就我们到达创新目标的道路。 个体设计 一团队设计一现代设计 迪期尼的成功 代设计是市环下的投计。 创地他现城包培了个人见维、面队规幢师 沃尔特.迪斯尼VS尤比.艾沃克 现高爆次的能食现敏。 创新思维与现代设计的关系 ●一个事实非常有趣，在米老鼠大获 籍景持婆贸芳鹤离梁离李型提投达创 成功后，尤比曾经离开了迪斯尼。 在尤比艾沃克离开的三年之内， 沃尔特迪斯尼没有能够推出一部新 婆斋美翁失方腴☆+是寒餐群家 的米老鼠动画片。同样，尤比在离 的主流。 开之后再没有创作出一部超越自己 的代表作。由此可见创新思维与设 计方法是相辅相成的，都很重要。 彩落要48 (当然，后来尤比还是重新回到了 迪斯尼公司。) 婆刻覆群亚寶设计方法的善础，。有了方法才可能开发出
1 1 创新思维与现代设计 ------设计的一般方法与工具 戴旭东 daixudong@sjtu.edu.cn Tel:021-34206245 13701931304 2 创新思维与现代设计的关系 z 制造业的竞争实质是产品设计的竞争。 z 创新是现代设计的灵魂。 z 创新思维是实现创新的内在机制和深层动力。 z 创新思维是形象思维与逻辑思维的辩证统一。 z 形象思维 逻辑思维 创新思维 3 创新思维与现代设计的关系 z 在人类社会历经变革、多元化存在、科学 技术与社会人文交叉的今天，以牛顿、莱 布尼茨靠个人发明与创造的时代已经过去。 （戴汝为院士：《自主创新与创造思维》 z 现代设计是分布资源环境下的设计。 z 创造性思维包括了个人思维、团队思维与 更高层次的社会思维。 个体思维 群体思维 社会思维 个体设计 团队设计 现代设计 4 创新思维与现代设计的关系 z 创新思维是实现创新的内在机制和深层动力。 z 但是我们必须注意到：只有创新思维我们还是无 法设计出具有竞争力的产品或服务，我们还需要 掌握或者了解具体的设计方法。 z 创新思维启迪我们创新的前进方向。设计方法铺 就我们到达创新目标的道路。 迪期尼的成功 沃尔特.迪斯尼 VS 尤比.艾沃克 5 创新思维与现代设计的关系 z 一个事实非常有趣，在米老鼠大获 成功后，尤比曾经离开了迪斯尼。 在尤比.艾沃克离开的三年之内， 沃尔特迪斯尼没有能够推出一部新 的米老鼠动画片。同样，尤比在离 开之后再没有创作出一部超越自己 的代表作。由此可见创新思维与设 计方法是相辅相成的，都很重要。 （当然，后来尤比还是重新回到了 迪斯尼公司。） 6 z 创新思维启迪我们创新的方向，设计方法则是我们到达创 新目标的道路。只有方向与道路都正确才能最终成功。 z 设计师不是力求掌握全部具体方法的人，但一定是理解与 了解可能使用的相关方法的人。团队设计是当今设计组织 的主流。 z 设计中应用的方法与工具无以穷尽、日新月异，设计师要 保持开放的心态，不断吸纳新知识是保持其持续创新能力 的基础。 z 设计理论是形成设计方法的基础，有了方法才可能开发出 支持设计的工具
本次课内容 设计的过程一历史回顾 ●介绍设计的过程：一个完整的设计活动是 关于设计的理论与方法的研究可以大约 如何完成的。 概括为三个阶段： ●重点介绍设计流程规划与应用。 ●1875年之前的自觉与经验设计阶段： ●简要介绍在设计中常用到的三维建模方法、 ●1875年到1969年的传统设计阶段： 有限元分析、优化及实验设计。 ●1969年之后伴随着计算机的出现而迅速发 展的现代设计阶段。 经验设计阶段 经验设计阶段 ●达.芬奇.(onrdod白ind1452-1519).意 ●发明了飞行机械、 直 大利文艺复新时期最负盛名的艺术大师，科学家 升飞机、降落伞、 机 (艺术大师、科学巨匠、文艺理论家、大哲学家、 诗人、音乐家、工程师和发明家。他在几乎每个 关枪、手榴弹、坦克 领域都做出了巨大的贡献。是第一流的学者”， 车、潜水艇、双层船 达·芬边 是一位“矿旷世奇才“。) 壳战舰、起重机等等。 ●59件达·芬奇的科学发 ●“最杰出的设计大师” 明及设计手稿。 ●为什么会有如此巨大 的成就？ 经验设计阶段 经验设计阶段 ●发现了液休压力的板念，提出了连通器原理。 答案是：达芬奇的实验工作 他的这 方法。 ●他指出了永动机”作为能谦的不可能性。 ●他说“理论脱离实践是最大 秋哭李会终 的不幸”，“实践应以好的 理论为基础”。 的内邮结构，也是设想用玻璃和购瓷制作心脏和眼晴的苇 一人。他发现了血液的功能。认为血液对人体起着新陈代 ●他说：“真理只有一个，他 谢的作用。他说血液不所的改造全身，把养科米到身体需 不是在宗教之中，而是在 要的各个部分，再把体内成物带走。达.芬奇研究过心 科学之中。”为后来哥白 脏，他发现心脏有四个腔，并高出了心脏蟑膜。他认为老 年人的死因之一是动脉硬化 尼、伽利略、开普勒、牛 回的康 的这生学成果。 顿等人的发明创造开辟了 道路。 2
2 7 本次课内容 z介绍设计的过程：一个完整的设计活动是 如何完成的。 z重点介绍设计流程规划与应用 。 z简要介绍在设计中常用到的三维建模方法、 有限元分析、优化及实验设计。 8 设计的过程---历史回顾 关于设计的理论与方法的研究可以大约 概括为三个阶段： z1875年之前的自觉与经验设计阶段； z1875年到1969年的传统设计阶段； z1969年之后伴随着计算机的出现而迅速发 展的现代设计阶段。 9 经验设计阶段 z达.芬奇,(Leonardo da Vinci 1452--1519),意 大利文艺复新时期最 负盛名的艺术大师,科学家。 (艺术大师、科学巨匠、文艺理论家、大哲学家、 诗人、音乐家、工程师和发明家。他在几乎每个 领域都做出了巨大的贡献。是“第一流的学者”， 是一位“旷世奇才”。) z“最杰出的设计大师” 10 经验设计阶段 z发明了飞行机械、直 升飞机、降落伞、机 关枪、手榴弹、坦克 车、潜水艇、双层船 壳战舰、起重机等等。 z59件达·芬奇的科学发 明及设计手稿 。 z为什么会有如此巨大 的成就？ 11 经验设计阶段 z 发现了液体压力的概念，提出了连通器原理。 z 他发现了惯性原理，后来为伽利略的实验所证明。他的这 一发现使亚里士多德的落体学说产生了动摇。 z 他指出了“永动机”作为能源的不可能性。 z 近代生理解剖学的始祖。他掌握了人体解剖知识，从解剖 学入手，研究了生理学和医学。他最先采用蜡来表现人脑 的内部结构，也是设想用玻璃和陶瓷制作心脏和眼睛的第 一人。他发现了血液的功能，认为血液对人体起着新陈代 谢的作用。他说血液不断的改造全身，把养料带到身体需 要的各个部分，再把体内废物带走。达.芬奇研究过心 脏，他发现心脏有四个腔，并画出了心脏瓣膜。他认为老 年人的死因之一是动脉硬化，而产生动脉硬化的原因是缺 乏运动。后来，英国的威廉．哈维证实和发展了达.芬奇 的这些生理学成果。” 12 经验设计阶段 答案是：达.芬奇的实验工作 方法。 z 他说“理论脱离实践是最大 的不幸”，“实践应以好的 理论为基础”。 z 他说：“真理只有一个，他 不是在宗教之中，而是在 科学之中。” 为后来哥白 尼、伽利略、开普勒、牛 顿等人的发明创造开辟了 道路
传统设计阶段 传统设计阶段 ●1875年，F.Reuleaux(勒洛)在《理论运动学》 ●1876年内燃机（奥托） 一书中，第一次提出了“讨程规划”的模型，对很 多机械技术现象中本质上统二的东西进行抽象， 在此基础上形成一套综合的步骤。《机构学原理》 ●1885年汽车（苯茨和戴姆 与《械原理》的基础。 勒，三轮与四轮) ●F.Reuleaux(勒洛)德国机械工程专家， 机构运动学的创始 ●1903年飞机（莱特兄弟） 众 教于柏林工业大 (1909马丁飞机公司，现在 目1868年起王1麦 学的领导， 1875- 他所著的 元 的洛克希德-马丁公司)。 作为 1916爱德华，波音创建波音 公司) 现代设计阶段 现代设计阶段 ●二次世界大战以后，设计产品需要满足的 ●1966年，由水野滋(Shigeru Mizuno19101989) 功能已不再是单一的结构功能，而呈现为 Yoji Aka01928-)在日本发展形成质 醒擺谱蜜d堂° 复合形态：即物质功能、信息功能、环境 功能和社会功能的综合。产品的设计过程 ○色ǚ警代表若德国经奥设计 日趋复杂，各种新设计方法和理论不断产 ●1990年美国MIT麻省理工学院Nam Pyo Suh出版 生并运用到设计过程中。从60年代始，国 了《The Principles of Design》 外开始对设计的本质及方法进行研究。赫 ●G.S.Altshuller(1926-1998)通过对全世界大量 伯特·A~西蒙于1969年首次正式提出了设计 专利的分析与研究，提出了发明问题解决理论 TRIZ19]。 科学的概念，总结了设计科学的特点、内 容与意义。 ●1996年谢友柏，中国，现代设计理论。 设计的过程历史回顾 设计过程理论 设计的发展可以大约概括为三个阶段： 造 产生 产生 ●1875年之前的自觉与经验设计阶段： 任务空问 可能解集合 最终设计 ●1875年到1969年的传统设计阶段： 测试 评估 ●1969年之后伴随着计算机的出现而迅速发 雪求分析 创新思维 优化 展的现代设计阶段。 回潮和再设计 已有知识 新知识获取已有知识. 需求提 就念设计 详细设计 3
3 13 传统设计阶段 z 1875年，F.Reuleaux（勒洛）在《理论运动学》 一书中，第一次提出了“过程规划”的模型，对很 多机械技术现象中本质上统一的东西进行抽象， 在此基础上形成一套综合的步骤。《机构学原理》 与《机械原理》的基础。 z F.Reuleaux（勒洛）德国机械工程专家，机构运动学的创始 人。1829年生于亚琛近郊的埃施韦勒。勒洛的父亲是技术人员，故他 从小就受到技术的教育和薰陶。1856～1863年任苏黎世工业学校教 授,以后执教于柏林工业大学,自1868年起担任该大学的领导。1875～ 1900年期间，他所著的《理论运动学》对机械元件的运动过程进行了 系统的分析，成为机械工程方面的名著。1876年勒洛作为德国的代表 参加在美国费城举办的国际博览会，对当时德国产品的价低而质次勇 敢地进行了批评，对提高德国制品的质量起了有力的作用。 14 传统设计阶段 z 1876年内燃机(奥托) z 1885年汽车（苯茨和戴姆 勒，三轮与四轮） z 1903年飞机(莱特兄弟） （1909马丁飞机公司，现在 的洛克希德-马丁公司 ）。 1916爱德华·波音创建波音 公司） 15 现代设计阶段 z二次世界大战以后，设计产品需要满足的 功能已不再是单一的结构功能，而呈现为 复合形态：即物质功能、信息功能、环境 功能和社会功能的综合。产品的设计过程 日趋复杂，各种新设计方法和理论不断产 生并运用到设计过程中。从60年代始，国 外开始对设计的本质及方法进行研究。赫 伯特•A•西蒙于1969年首次正式提出了设计 科学的概念，总结了设计科学的特点、内 容与意义。 16 现代设计阶段 z 1966年，由水野滋 (Shigeru Mizuno 1910-1989) 和 赤尾洋二 (Yoji Akao 1928- )在日本发展形成质 量功能布置(QFD)理论 z 1986年Paul & Beitz 出版了代表着德国经典设计 理论的著作《工程设计学》 z 1990年美国MIT麻省理工学院Nam Pyo Suh出版 了《The Principles of Design》 z G. S. Altshuller（1926-1998）通过对全世界大量 专利的分析与研究，提出了发明问题解决理论 TRIZ[19]。 z 1996年谢友柏，中国，现代设计理论。 17 设计的过程---历史回顾 设计的发展可以大约概括为三个阶段： z1875年之前的自觉与经验设计阶段； z1875年到1969年的传统设计阶段； z1969年之后伴随着计算机的出现而迅速发 展的现代设计阶段。 18 设计过程理论
设计过襬现论 设计过程鼎求分析 在需求的确认阶段，我们完成需求的确 求 功能 黄城 过 定及产品性能（功能和质量）的定义，作 What? 为对概念设计的驱动。 1h 嘴求分 例：保存食物的需求。 Why CA=食物作长时间保存。 (社会科粉◆ (社会-技术)+ 设计过程概淹设计 实例 性能需求到成设计方案： 方来1：族摄保存 方率3：真空保存 1.需要一功能一原理 ●FR1=冻食物，作 ●FR=真空包兼，作 长时间保存 可能解（原理解）的寻找。 长对间保春 2. 原瘦：亮史防首 ●FR2=保特食物低 3.技术可行性分析 填， 作短时间保春 优地结果：方来1 4.经济（价值）评估 原瘦：压轴机制海 ●DP1=◆冻区 方率2： ●DP2=底温（即★ 戴)区 FR=底域冷藏 FRl「Xo]DR 原堰：冰制波 tFRjLo xJD 21 设计过程一详细设计 实例 详细设计展开细节的设计（结构、材料、 控制、制造工艺等)。 详细设计中有概念设计。 详细设计的结果包括设计图及详细设计说 明书。 4
4 19 设计过程理论 (社会科学) (社会-技术) (技术) What? How ? What? How ? 需求域 功能域 物理域 过程域 Who? Why? 需求分析 概念设计 详细设计 (1) (2) (3) 20 设计过程---需求分析 在需求的确认阶段，我们完成需求的确 定及产品性能（功能和质量）的定义，作 为对概念设计的驱动。 例：保存食物的需求。 CA = 食物作长时间保存。 21 设计过程---概念设计 性能需求到成设计方案： 1. 需要—功能——原理 2. 可能解（原理解）的寻找。 3. 技术可行性分析 4. 经济（价值）评估 22 实例 方案1：低温保存 z FR1 = 冷冻食物，作 长时间保存 z FR2 = 保持食物低 温，作短时间保存 原理：压缩机制冷 方案2： FR=低温冷藏 原理：冰制泠 1 1 2 2 0 0 FR DP X FR DP X ⎧⎫ ⎧⎫ ⎡ ⎤ ⎨⎬ ⎨⎬ = ⎢ ⎥ ⎩⎭ ⎩⎭ ⎣ ⎦ 方案3：真空保存 z FR = 真空包装，作 长时间保存 原理：真空防菌 优选结果：方案1 z DP1 = 冷冻区 z DP2 = 低温（即冷 藏）区 23 设计过程---详细设计 详细设计展开细节的设计（结构、材料、 控制、制造工艺等）。 详细设计中有概念设计。 详细设计的结果包括设计图及详细设计说 明书。 24 实例
设计过程一全生命周期设计 设计过视理论 传统上以产品出厂时满足性能需求和约 束需求为目标的设计，转变为在全生命周 期（含报废以后）中满足性能需求和约束 需求目标的设计。 详维登计 需要在设计阶段就建立设计对象全生命 的性能分析模型。 用户 物为合分 计评华 念设计 产品设计过程 产品创新的成功标准：价值标准 设计流程规划 Laborato Market m s Marke 计资舞资器德来松我须的陵醉希 为。 SOCIAL 例如，大众甲壳虫汽车的内部开发团队约为800人，外部开发团队钓 为800人·大众甲壳虫汽车的设计开发时间为3.5年 甚至小到stanley Tool公司的一个螺丝刀设计开发也需要6个人的开发 团队进行为期一年的设计开发 设计流程规划 设计流程规划 ●设计流程为：为满足用户（或设计）的盂 求，将一系列设计资源的输入转化为设计 结果输出的由相互关联或相互作用的一系 列设计活动组成的设计行为序列结构。 需 求：描述一个完整的用户需求或设计需求。 设计资源输入：定义该设计流程的输入或初始初入。这里 的输入可以是知识（包括数据）、人与某些硬件。 设计活动：定义该流程中包括的设计任务。每一个设计活 动同样也可以看作是一个流程，进一步来定义其更细节的 流程要素。 5
5 25 设计过程---全生命周期设计 传统上以产品出厂时满足性能需求和约 束需求为目标的设计，转变为在全生命周 期（含报废以后）中满足性能需求和约束 需求目标的设计。 需要在设计阶段就建立设计对象全生命 的性能分析模型。 26 设计过程理论 27 产品创新的成功标准:价值标准 Technology Investments Product Break-even Point Beginning of Product Development End of the product life on market 1 2 3 4 5 6 7 8 -4 -3 -2 -1 T (Discounted Cash Flow) DCF $ SOCIAL Human System & Activity Invention TECHNICAL Technical System & Activity Market Profits Good Product Innovation Laboratory Market 28 设计流程规划 z 通过设计流程的规划，将设计过程中的需求分析、概念设 计、详细设计及相应的知识获取具体化为有组织的设计行 为。 z 例如，大众甲壳虫汽车的内部开发团队约为800人，外部开发团队约 为800人。大众甲壳虫汽车的设计开发时间为3.5年. z 波音777的内部开发团队约为6800人，外部开发团队约为10000人。 波音777的设计开发时间为4.5年。 z 甚至小到stanley Tool公司的一个螺丝刀设计开发也需要6个人的开发 团队进行为期一年的设计开发 29 设计流程规划 z设计流程为:为满足用户（或设计）的需 求，将一系列设计资源的输入转化为设计 结果输出的由相互关联或相互作用的一系 列设计活动组成的设计行为序列结构。 30 设计流程规划 z 需 求：描述一个完整的用户需求或设计需求。 z 设计资源输入：定义该设计流程的输入或初始初入。这里 的输入可以是知识（包括数据）、人与某些硬件。 z 设计活动：定义该流程中包括的设计任务。每一个设计活 动同样也可以看作是一个流程，进一步来定义其更细节的 流程要素
设计流程规划 设计流程规划 行凸 ●通俗地讲，设计流程规划就是将一个设计 过程中相关的任务进行分解，落实为：什 么设计任务由什么人在什么时间完成的结 构化过程模型。设计流程规划的结果是形 计鳞暴输典：定义该设计流程的输出结果。输出的结果可以是各种 成一个个粒度不同、但又相互联系的流程 秩柔的宽条先踏理尺美语春 模型。 设计流程规划 设计流程定义方法 马 。第一步、总设计师定义总体设计流程：6婴素。定义尽可能 完善，但不可避免的事实是初始的定义一定是粗略的，随 着流程的进行这些要素被逐渐完善起来。 。第二步、根据已定义的设计流程6要素，绘制设计流程 图，或者在计算机支持软件中定义相应的设计流程。 。第三步、流程表单的定义。该表单定义包括该设计流程中 关注的信息、数据及附件。流程表单会随着流程进行流转。 设计流程定义方法 设计流程定义方法 灯 行白 设计程中， ●第五步、设计流程在进行过程中，会根据子流程 细化到什么程度很据 输出结果的价值判断来决策流程的进一步流动方 个人独立 向，甚至会修改己有设计流程。 ●第六步、流程完成后，保存已有的流程及相关的 信息与文件。供以后的流程定义重用或借鉴。 6
6 31 设计流程规划 z 设计结果输出：定义该设计流程的输出结果。输出的结果可以是各种 形式的设计结果。 z 设计活动相互关系的定义：定义流程中不同设计任务的关系。这些关 系包括时序的关系、逻辑的关系、输出与输入的关系等。常常可以借 用设计矩阵来表达。 z 价值的定义：定义该设计流程输出结果的决策依据。一个设计流程结 束后常常需要决策，通过决策来决定流程的下一步流向。这里的价值 定义为由质量、成本、可靠性等等与需求的满足程度相关的指标组成 的价值集。 32 设计流程规划 z通俗地讲，设计流程规划就是将一个设计 过程中相关的任务进行分解，落实为：什 么设计任务由什么人在什么时间完成的结 构化过程模型。设计流程规划的结果是形 成一个个粒度不同、但又相互联系的流程 模型。 33 设计流程规划 34 设计流程定义方法 z 第一步、总设计师定义总体设计流程:6要素。定义尽可能 完善，但不可避免的事实是初始的定义一定是粗略的，随 着流程的进行这些要素被逐渐完善起来。 z 第二步、根据已定义的设计流程6要素，绘制设计流程 图，或者在计算机支持软件中定义相应的设计流程。 z 第三步、流程表单的定义。该表单定义包括该设计流程中 关注的信息、数据及附件。流程表单会随着流程进行流转。 35 设计流程定义方法 z 第四步、设计流程中每一个设计活动的负责人再根据总流 程的要求，将自己负责的设计活动分析后，定义更详细的 设计流程。这样层层细化下去。细化到什么程度根据设计 的规模与复杂性而不同，很难有一个标准。基本的原则是 要符合如下条件：1、设计活动已经是可以由一个人独立 完成的；2设计任务是在流程要求的基本时间粒度内可以 完成的（不同组织对设计流程的控制会有不同的时间粒度 如天、周、月等）；3、设计任务已简单到不必细分。 36 设计流程定义方法 z 第五步、设计流程在进行过程中，会根据子流程 输出结果的价值判断来决策流程的进一步流动方 向，甚至会修改已有设计流程。 z 第六步、流程完成后，保存已有的流程及相关的 信息与文件。供以后的流程定义重用或借鉴
设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计( ●需求： ●第一步：项目负责人分析了设计任务，定 义了如下总设计流程的6要素。 ●1、维持现有可靠性约束下，通过某发动机 摩擦学设计降低摩擦功耗15%： ●2、形成发动机摩擦学设计的流程与规范。 设计流程定义求例：某型汽车发动机学擦学设重) 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计 凸 设计资源物入（这里的输入可以是知识（包括数据）、人与 某些硬件。)： 设计结果输出： 四个设计开发项目组（由相应项目组组长代表）。 1. 缸套-活塞设计说明书。 某型发动机设计数据与资料。 2. 轴瓦设计说明书。 某型发动机样机。 4 发动机摩擦副摩擦力测量实验台。 3. 摩损在线监测设计说明书。 摩擦学基础实验机。 4 发动机摩擦学设计流程与规范。 磨损在线监测铁谱仪。 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设 炉 封活动相互 关系： 如图所示A02、 A03、A04三者 ●设计活动： 为并行关系。 如图所示流 A02、A03、A04 与A01是串行 程中定义了 西入 关系。 四个设计活 Ao9364 动A01、A02 出相应的设计 A03、A04。 细】想：发的根厚标学院计装碍 流程与规范。 国3特：量税攀核子提什流阳
7 37 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计 z第一步：项目负责人分析了设计任务，定 义了如下总设计流程的6要素。 38 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计 z需求： z1、维持现有可靠性约束下，通过某发动机 摩擦学设计降低摩擦功耗15%； z2、形成发动机摩擦学设计的流程与规范。 39 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计 设计资源输入（这里的输入可以是知识（包括数据）、人与 某些硬件。）： 1. 四个设计开发项目组（由相应项目组组长代表）。 2. 某型发动机设计数据与资料。 3. 某型发动机样机。 4. 发动机摩擦副摩擦力测量实验台。 5. 摩擦学基础实验机。 6. 磨损在线监测铁谱仪。 40 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计 设计结果输出： 1. 缸套-活塞设计说明书。 2. 轴瓦设计说明书。 3. 摩损在线监测设计说明书。 4. 发动机摩擦学设计流程与规范。 41 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计 z设计活动： 如图所示流 程中定义了 四个设计活 动A01、A02、 A03、A04。 42 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计 z 设计活动相互 关系： 如图所示A02、 A03、A04三者 为并行关系。 A02、A03、A04 与A01是串行 关系。 A02、A03、A04 分别向A01输 出相应的设计 流程与规范
设计流程定义求例某汽车发动机摩擦学设爱 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计( 灯凸 ●价值： ●需求： 总摩擦功耗降低率>15% ●1、维持现有可靠性约束下，通过某发动机 可靠性 摩擦学设计降低摩擦功耗15%： 成本等。 ●2、形成发动机摩擦学设计的流程与规范。 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设 第二步：根据己定义的设计流程6要素，绘制 。第三步、设计流程表单的定义（该表单定义包括该设计济 设计流程图。 程中关注的信息、数据及附件。流程表单会随着流程进行 流转。)流程AO的设计流程表单如下： 品。 世国 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设 设计流程定义求例某型汽车发动机摩擦学设 ●第四步、设计流程中每一个设计活动的 ●如对A03任务（活动）定义的设计流程如下： 负责人根据总流程的要求，将自己负责 的设计活动继续进行展开，定义更详细 品 的设计流程。重复一到三步。 8
8 43 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计 z价值： 总摩擦功耗降低率>15% 可靠性 成本等。 44 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计 z需求： z1、维持现有可靠性约束下，通过某发动机 摩擦学设计降低摩擦功耗15%； z2、形成发动机摩擦学设计的流程与规范。 45 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计 第二步：根据已定义的设计流程6要素，绘制 设计流程图。 46 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计 z 第三步、设计流程表单的定义（该表单定义包括该设计流 程中关注的信息、数据及附件。流程表单会随着流程进行 流转。）.流程A0的设计流程表单如下： 47 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计 z第四步、设计流程中每一个设计活动的 负责人根据总流程的要求，将自己负责 的设计活动继续进行展开，定义更详细 的设计流程。 重复一到三步。 48 设计流程定义求例-某型汽车发动机摩擦学设计 z如对A03任务（活动）定义的设计流程如下：
设计流程规划 设计流程规划方法的应用 定白 凸 ●通过将设计过程通过结构化为设计流程的 ●具体的设计方法可以定义成一个设计流程。 方法，可以比较清楚地描述出设计活动中 ●我们前面讲的需要分析方法、概念设计方 设计资源参与设计的情况。如果再将设计 法都可以用这种方法来定义成一个个的辅 活动继续细化到具体的资源单元层面，则 助工具使用。 可以描述各类知识在设计中的流动。 ●方便实现计算机辅助支持。 分布资源环境下的现代设计方法 分布资源环境下的现代设计方法 ●分布式资源环境下的现代设计主要有如下 ●不同的是，分布式设计资源环境带来了设 的参加方：1、设计主体：2、分布的智力 计主体获取新知识活动的复杂性。 资源单元：3、网络支持平台。 ●现代设计遵循前面介绍的设计一般过程。 对设计主体来说，一样要进行一系列的需 求分析、概念设计与详细设计。对复杂的 设计活动，设计主体一样需要进行设计流 程规划。 图6现代设计中知获取语动的理思， 设计的流程规划--选做作业 详细设计的方法和工具 定尚 ●几何观桃 ●仿真分桥（优化） ●试破与破证 ●产品智能纯护 ●设计如识蕾瘦 ●每一个小组利用该设计流程规划的方法来 定义与规划你们完成你们设计的过程。 9
9 49 设计流程规划 z通过将设计过程通过结构化为设计流程的 方法，可以比较清楚地描述出设计活动中 设计资源参与设计的情况。如果再将设计 活动继续细化到具体的资源单元层面，则 可以描述各类知识在设计中的流动。 50 设计流程规划方法的应用 z具体的设计方法可以定义成一个设计流程。 z我们前面讲的需要分析方法、概念设计方 法都可以用这种方法来定义成一个个的辅 助工具使用。 z方便实现计算机辅助支持。 51 分布资源环境下的现代设计方法 z分布式资源环境下的现代设计主要有如下 的参加方：1、设计主体；2、分布的智力 资源单元；3、网络支持平台。 z现代设计遵循前面介绍的设计一般过程。 对设计主体来说，一样要进行一系列的需 求分析、概念设计与详细设计。对复杂的 设计活动，设计主体一样需要进行设计流 程规划。 52 分布资源环境下的现代设计方法 z不同的是，分布式设计资源环境带来了设 计主体获取新知识活动的复杂性。 53 设计的流程规划 ---选做作业 z每一个小组利用该设计流程规划的方法来 定义与规划你们完成你们设计的过程。 54 详细设计的方法和工具 z 几何建模 z 仿真分析（优化） z 试验与验证 z 产品智能维护 z 设计知识管理
几何建模 几何建模 ●产品三维实体数字模型（数模）在产品设 计开发中的作用越来越重要，是现代工程 设计不可或缺的辅助工具。 几何建模 几何建模的工具 实体建模常用的方法： ●AutoCAD 巨型挖土机的 ●边界表示法：以物体边界为基础、定义和描述几 数字原型 何形体的方法。 ●SolidEdge ●构造几何实体法：通过一些简单实体（如长方体、 ●Solid Work 圆柱体、球体、锥体等)，经集合运算面生成复杂 ●UG 的三维形体。 ●扫描法：空间某一轨迹移动某物体而定义新物体 ●ProE 的方法。 ●-DEAS等 参数化建模：基于特征、全尺寸约束、全数据相 关、尺守驱动模型修改。 几何建模 演 示 ·几何建模工具可以进行复杂产品、零件三维建模 ●发动机装配与工作过程虚拟仿真 10
10 55 几何建模 z产品三维实体数字模型（数模）在产品设 计开发中的作用越来越重要，是现代工程 设计不可或缺的辅助工具。 56 几何建模 57 几何建模 实体建模常用的方法： z 边界表示法：以物体边界为基础、定义和描述几 何形体的方法。 z 构造几何实体法：通过一些简单实体(如长方体、 圆柱体、球体、锥体等)，经集合运算面生成复杂 的三维形体。 z 扫描法：空间某一轨迹移动某物体而定义新物体 的方法。 z 参数化建模：基于特征、全尺寸约束、全数据相 关、尺寸驱动模型修改。 58 几何建模的工具 zAutoCAD zSolidEdge zSolid Work zUG zProE zI-DEAS等 59 几何建模 z 几何建模工具可以进行复杂产品、零件三维建模 60 演 示 z发动机装配与工作过程虚拟仿真