现代设计理论与方法-课件 第10章-系统化设计创造性设计.ppt

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第10章系统化设计和创造性设计法,XDesignMethodology,人们的设计对象常是这一过程或它所用的实体系统，而人类的客观需求则是设计的原始依据。

这个实体系统称为技术系统，而它所服务的过程则称为技术过程。

通过技术过程，某种客体产生转换，使人们的客观需求得到了满足。

在技术过程中接受操作者及技术系统施加的作用，从而自己的状态产生改变或转换，使客观需求得到满足的物质称为作业对象（或处理对象）。

对所有技术过程而言，作业对象可归纳为能量、物料和信息三大类。

例如，加工过程中的坯料、发电过程中的电量、控制过程中的电子信号等。

只有在技术过程中转换了状态，满足了需求，才是作业对象。

技术系统是确定的人工系统的通称，它是以一定技术手段来实现社会特定需求的人造系统，它和操作者一起在技术过程中发挥预定的作用，使作业对象进行有目的的转换或变化。

它可以是机械系统，也可以是电气或其他系统；可以是机构，也可以是仪器、机器或成套设备。

可见系统设计可以成为产品设计特别是原理方案设计的有力工具，对开阔设计思想、提高设计水平起有益的作用。

图10-3功能分析法的步骤及方法,例如，对材料拉伸试验机的功能分解而形成的其功能树为：

功能元求解，可参考有关资料或利用各种创造性方法开阔思路去探寻解法，也可利用解法目录来求解。

所谓解法目录是把能实现某种功能的各种原理和结构综合在一起的一种表格或分类资料。

图10-7所示为物理功能元中的物料运送一解法目录。

表10-3瓶盖整列装置的功能要求,认识了创造力的构成，工程技术人员就应该自觉地开发自己的创造力。

首先要破除神秘感，认识到创造发明不只是某些天才或专家的事，每个正常人都有一定的创造力，积极进行创造实践，必能不断提高自己的创造力。

其次，要树立创新意识，保持创新热情。

有了正确的思想基础，加强创新思维的锻炼，掌握必要的创新技法，必能产生创新成果。

（4）工程模型（展示概念能否实现其功能的一个重要步骤）；（5）可见模型（从工程模型演变成可见模型的阶段）；（6）样品原型（样品原型不是由发明创造者在试验室制造的，而是由车间制造的）；（7）小批生产（在生产线上把创造发明实现）。

上面这七个步骤总结了一个发明创造过程的程序。

应当指出，在计算机模拟技术发展的今天，上述过程中的模型制作工作可以用计算机模拟方式来取代，这将大大缩短整个创造发明的周期。

各国科学家在锗的提纯工艺方面做了很多探索，都未获成功。

而日本的江崎和黑田百合子对锗多次提纯失败之后，敢于采用了与别人完全不同方法，他们有计划地在锗中加入少量杂质，并观察其变化，最后发现当锗的纯度降为原来的一半时，形成一种性能优异的电晶体。

此项成果轰动世界，获得诺贝尔奖。

登月飞船是由700万个零件组成，2万家工厂承担生产制造任务，有42万名科学家和工程技术人员参与研制工作，历时11年之久，耗资244亿美元。

这样一个复杂系统是人类智慧综合的产物。

把已有的东西加以新的综合，无疑是一种杰出的创造。

直觉与灵感思维的基础仍是人们已经获得的知识和经验，并且常在思想高度集中、苦苦思索时产生，它的结果常常非常新颖，并且具有突发性。

爱因斯坦说：

“我相信直觉和灵感”。

他的关于狭义相对论的著名论文，便是在抓住意识到同时性的相对性这一“灵感的闪光”后很快完成的。

收敛思维亦称集中思维、求同思维或定向思维。

它是以某一思考对象为中心，从不同角度、不同方面将思路指向该对象，以寻找解决问题的最佳答案的思维方式。

在设想的实现阶段，这种思维形式常占主导地位。

在创造性思维过程中，发散思维与收敛思维是相反相成的。

只有把两者很好结合使用，才能获得创造性成果。

1）5W2H法针对需要解决的问题，提出以下七方面的疑问，从中启发创新构思。

这七个方面的疑问，用英文字表示时，其首为W或H，故归纳为5W2H。

（1）Why：

为什么要设计该产品？

采用何种总体布局？

（2）What：

该产品有何功能？

有哪些方法用于这种设计？

是否需要创新？

（3）Who：

该产品用户是谁？

谁来设计？

（4）When：

什么时候完成该设计？

各阶段时间怎么划分？

（5）Where：

该产品用于何处？

在何地生产？

（6）Howtodo：

怎么设计？

结构、材料、形态如何？

（7）Howmuch：

生产多少？

（7）替代：

能否用其它产品替代该产品？

或部分替代如材料、动力、工艺，（8）重组：

零件能否互换？

（9）组合：

现有的几个产品能否组合为一个产品？

如何组合（整体、零部件、功能、材料、原理，）？

通过这九个方面的层层发问，都可得到许多新的设计方案，从中优选就可开发出新产品。

（3）拟人类比是指创新者把自身与问题的要素等同起来，设身处地地想象：

如果我是某个技术对象，我会有什么感觉？

我采取什么行动？

用这种方法可以激发创造热情，促发新设想。

（4）幻想类比即运用在现实中难以存在或根本不存在地幻想中的事物、现象作类比，以探求新观念、新解法。

（1）性能组合根据对原有产品或技术手段的不同性能在实际使用中的优缺点的分析，将若干产品的优良性能结合起来，使之形成一种全新的产品（或技术手段）。

（2）原理组合是指将两种或两种以上的技术原理有机结合起来，组成一种新的复合技术或技术系统。

例如，怀特（F.White）把喷气推进原理同燃气轮机技术相结合，发明了喷气式发动机。

（3）功能组合是将具有不同功能的技术手段或产品组合到一起，使之形成一个技术性能更优或具有多功能的技术实体的方法。

例如，将收音机和录音机组合在一起，制成的收录机，兼具二者功能，但更方便、实用。

（4）结构重组是改变原有技术系统中的各结构要素相互联接方式获得新的性能或功能的组合方法。

例如，螺旋桨飞机一般的结构是机首装螺旋桨，机尾装稳定翼。

但美国卡里格卡图则根据空气浮力和空气推动原理，将飞机螺旋桨放于机尾，而把稳定翼放在机头，重组后的新型飞机具有尖端悬浮系统和更合理的流线型机体等特点。

（5）模块组合又称组合设计或模块化设计。

该法把产品看成若干模块（标准、通用零部件）的有机组合，只要按照一定的机器工作原理选择不同的模块或不同的方式加以组合，就可获得多种有价值的设计方案。

这种方法适用于产品的系列开发。

本章结束,ThankYou！