上海交通大学：《现代机械工程图学》教学资源_教学课件_设计过程——设计制造基础

设计过程 一设计制造基础 机械与动力工程学院 ⊕ Shanghai Jiao Tong University 课程回顾：产品的全生命周期 造计划 制造工程 Manufactuning Manutactuning Pianning 测试质控 数字验证 Froduci Teat a司Ouay Digital Vandation 企am营销发送 Distribution 维护服务 Man0 ncon回 RepairOperations 餐念设计 需求规划 回收与再利用

Shanghai Jiao Tong University 1 设计过程 ——设计制造基础 机械与动力工程学院 课程回顾：产品的全生命周期 需求规划 回收与再利用 维护服务 营销发送 测试质控 制造计划 制造工程 数字验证 产品设计 概念设计

本讲要点 ■设计过程的基本概念 设计过程的组成结构 o i 设计举例 ⊕ Shanghai Jiao Tong University 3 设计过程的基本概念 A design process is a mapping from customer need/desire to the final product. 0书 rt的 (Ullman,1992) Shanghai Jiao Tong University

Shanghai Jiao Tong University 3 本讲要点 „ 设计过程的基本概念 „ 设计过程的组成结构 „ 设计举例 Shanghai Jiao Tong University 4 设计过程的基本概念 A design process is a mapping from customer need/desire to the final product. (Ullman, 1992)

产品设计所涉及的内容 性館 设计的竞争属性，决定 了它不仅应当包含技术 前造 市场福求 科学的内容，也需要包 含社会科学的内容。 产品设计 利润 成本 销售 分配 Shanghai Jiao Tong University 5 设计过程的组成结构 Divergence Transition Comvergence Definition Gr士5r Seled mostdy Prototyping 24各当和 08g o865w 时力流8 0别0170 B制eg 0 m 与g t七击红 减== sllJ tedag 站 行 arges (ODE,2001) ⊕ Shanghai Jiao Tong University 6

Shanghai Jiao Tong University 5 产品设计所涉及的内容 制造 利润 销售 分配 成本 市场需求 性能 产品设计 设计的竞争属性，决定 了它不仅应当包含技术 科学的内容，也需要包 含社会科学的内容。 Shanghai Jiao Tong University 6 设计过程的组成结构 (ODE, 2001)

设计的过程 实现 认识 (根据需要) 设计过程 决策 形成概念 Shanghai Jiao Tong University 7 问题的认识(Problem Definition 1) ■寻找要解决的真正 问题 原因 背景 经济 认识问题 发现问题（需求）是 设计存在的根源，也是 数据 需求 社会进步的原动力。 效果 Shanghai Jiao Tong University 8

Shanghai Jiao Tong University 7 设计的过程 认识 决策 实现 形成概念 分析 设计过程 （根据需要） Shanghai Jiao Tong University 8 问题的认识（ Problem Definition ） „ 寻找要解决的真正 问题 背景 数据 效果 需求 经济 原因 认识问题 发现问题（需求）是 设计存在的根源，也是 社会进步的原动力

问题认识的类型 问愿认识 类型 设计 设计 需求 准则 设计 不良 解题 市场 设计 潜在 尺寸、重 价格、 缺陷 条件 箭求 潜力 特点 销售额 量和几 成本 何形状 与利润 Shanghai Jiao Tong University 9 问题认识的过程 问题认识 问题说明 问题的约束 问题的需求 画出草图 数据收集 Shanghai Jiao Tong University 10

Shanghai Jiao Tong University 9 问题认识的类型 问题认识 类型 设计 需求 设计 准则 设计 缺陷 不良 条件 解题 需求 市场 潜力 设计 特点 潜在 销售额 尺寸、重 量和几 何形状 价格、 成本 与利润 Shanghai Jiao Tong University 10 问题认识的过程 问题认识 问题说明 问题的约束 问题的需求 画出草图 数据收集

举例 狩猎椅设计 猎手上树打猎，以获得 较好的制高点。 要求提供既舒适又安全 的狩猎位置。 ·满足经济上的要求和狩 猎的限制条件。 ⊕ Shanghai Jiao Tong University 11 狩猎椅的问题认识 问题的描述 ·猎手上树打猎，以获得较好的制高点和隐蔽性，需要一个舒 适又安全的椅子。 ■要求和限制 。便于携带 。离地高度 ·考虑天气影响 。价格、重量等 需要的信息 。猎手打猎的方式 。上树打猎的人数 ·捕猎的时间季节等 ■市场考虑：竞争对手、价格、销售等。 Shanghai Jiao Tong University 12

Shanghai Jiao Tong University 11 举例 „ 狩猎椅设计 „ 猎手上树打猎，以获得 较好的制高点。 „ 要求提供既舒适又安全 的狩猎位置。 „ 满足经济上的要求和狩 猎的限制条件。 Shanghai Jiao Tong University 12 狩猎椅的问题认识 „ 问题的描述 „ 猎手上树打猎，以获得较好的制高点和隐蔽性，需要一个舒 适又安全的椅子。 „ 要求和限制 „ 便于携带 „ 离地高度 „ 考虑天气影响 „ 价格、重量等 „ 需要的信息 „ 猎手打猎的方式 „ 上树打猎的人数 „ 捕猎的时间季节等 „ 市场考虑：竞争对手、价格、销售等

问题的认识(Problem Definition) Objectives Tools ·Personal Experience ·Market Research -Form the design team ·Analogies ·Reverse Engineering -Identify all stakeholders ·Customer Interviews ·Case Studies ·Expert Interviews ●Patent Search -Research and understand user ·Stakeholder ·Web Search -Research and understand the Interviews ·Library Search environment ·User studies ●Benchmarking ·Semantic Inquiry ·Catalogues -Research and understand the ·QFD ·Magazines product domain Shanghai Jiao Tong University 13 形成概念 (Divergence) Objectives Tools ·Formal ·Checklists Generate many concepts Brainstorming ·Design Catalogues ● Morphological Avoid details ·Functional Analysis Decomposition -Raise issues that require Sketching ·Physical Process better specification Synthesis Diagrams 。Wishful Thinking ·Analogies -Suppress judgement Mind Mapping ·Iteration Shanghai Jiao Tong University 14

Shanghai Jiao Tong University 13 Objectives Tools – Form the design team – Identify all stakeholders – Research and understand user – Research and understand the environment – Research and understand the product domain • Personal Experience • Analogies • Customer Interviews • Expert Interviews • Stakeholder Interviews • User studies • Semantic Inquiry • QFD • Market Research • Reverse Engineering • Case Studies • Patent Search • Web Search • Library Search • Benchmarking • Catalogues • Magazines 问题的认识（Problem Definition） Shanghai Jiao Tong University 14 形成概念（Divergence） Objectives Tools – Generate many concepts – Avoid details – Raise issues that require better specification – Suppress judgement • Formal Brainstorming • Morphological Analysis • Sketching • Synthesis • Wishful Thinking • Mind Mapping • Checklists • Design Catalogues • Functional Decomposition • Physical Process Diagrams • Analogies • Iteration

创造性的体现 创要性与面息的关表 数蜜与信泉的开发 业什对部面性 实能 ⊕ Shanghai Jiao Tong University 15 狩猎椅的概念生成 ·方案 ·椅子采用细帆布 ·椅子设在支柱上 ·充气椅子 ·提供搁脚装置 。防雨篷 头枕 放弹药、收音机、TV的隔层 ·站和睡的平台 灯 ·安全带 ⊕

Shanghai Jiao Tong University 15 创造性的体现 狩猎椅的概念生成 „ 方案 „ 椅子采用细帆布 „ 椅子设在支柱上 „ 充气椅子 „ 提供搁脚装置 „ 防雨篷 „ 头枕 „ 放弹药、收音机、TV的隔层 „ 站和睡的平台 „ 灯 „ 安全带 „ ……

狩猎椅的概念生成 最和委片方聚 最佳方案描述 ·包括一个搁脚装置 包括，一个滑轮绳索的升 高系统 ·辅助装置 。站的平台 。枪和弓的支架 ,遮阳 。安全带 ■ 可折叠、稳固 ·重量限制 上想的情千 ⊕ 狩猎椅的概念生成 最智段计方案 程步灵计方常 系列树干上 成酒配 管 上莲的子

狩猎椅的概念生成 „ 最佳方案描述 „ 包括一个搁脚装置 „ 包括一个滑轮绳索的升 高系统 „ 辅助装置 „ 站的平台 „ 枪和弓的支架 „ 遮阳 „ 安全带 „ 可折叠、稳固 „ 重量限制 „ …… 狩猎椅的概念生成

概念设计 在阐明任务后，通过抽象化、建立功能 结构、寻求合适的作用原理并将其组合 ，从而确定解决方案。 ⊕ 功能结构 一系列的功能按照一定的顺序（时间、 逻辑)组成的功能方块图。 冷空气一 加热 热气 电能一 转变能量 热能 →湿衣物 干燥 →干净衣物 脏衣物少 清洗 少水蒸气 脏水 (水， 洗涤剂) 洗、干一体机的功能结构简化图 电能 转变能量 机械能 ⊕

概念设计 „ 在阐明任务后，通过抽象化、建立功能 结构、寻求合适的作用原理并将其组合 ，从而确定解决方案。 功能结构 „ 一系列的功能按照一定的顺序（时间、 逻辑）组成的功能方块图。 洗、干一体机的功能结构简化图