公里设计第二章产品设计过程模型1.pptVIP

第二章 产品设计过程模型 第一节 概 述 公理设计主要特点： 发挥设计者的创造力； 帮助设计者进行合理的设计决策，减少设计的重复性； 合理的进行设计评价； 完全主观个人行为的设计具有一定的客观性 公理设计的设计过程不仅仅是选择恰当的设计方案来实现设计目标，还包括从基本的产品功能要求出发，利用“之字形”映射变换方法，进行功能分解、确定设计参数和工艺变量的一个从抽象到具体的设计过程，也是解决设计问题的过程以及设计信息组织成有机体的过程。 设计公理只提供了在分解的每一级如何选择恰当的设计参数来满足功能要求的方法，但是并没有从理论上指导设计者进行分解活动。 设计过程模型将设计者的活动、工具以及设计理论有机组合在一起，保证设计者在设计分解过程中能够做出合理一致的设计决策。 设计过程模型涉及产品设计过程、设计决策规则和标准以及特殊领域设计工具和方法三个方面内容，它提供正确的设计方法并以设计公理等理论为依据，帮助设计者清楚的记录自己的设计活动，做出正确的设计决策，得到合理设计结果。 2.1 设计需要思考的问题 在每一级的分解过程中，设计者都应该考虑以下几个问题： 设计是不是需要进行下一级的分解？ 如果分解，分解的顺序又是如何，即哪对FR-DP应该先分解？ 什么样的子功能要求来实现父功能要求？ 如何将父设计参数转换成下一级的子功能要求？ 在考虑到设计约束的限制条件下，如何选择正确的子设计参数？ 选择的设计参数是否能够将物理结构合并成一个整体？ 2.2 设计活动 公理设计定义的产品设计过程为设计者开发或选择合适的方法实现一定目标，并满足约束要求的设计活动集合。 产品的设计过程就是设计者的人为的设计活动行为，实质上是设计者从事的一系列设计活动，通过思考、计算等脑力体力劳动，实现设计目标的过程，产品是设计者活动的结果。 公理设计将设计活动分为两类： 2.2.1 分解设计活动 子功能要求的生成； 设计参数的物理合并； 设计过程的分解顺序的确定； 设计参数的描述（设计参数的位置布置和尺寸链的定制）； 设计约束向下一级的转化和生成； 功能要求、设计参数、设计矩阵、设计约束的一致性判断； 相应的用户需求的确定。 2.2.2 设计分析活动 设计参数的综合分析； 根据设计约束比较设计参数； 耦合设计的降耦； 耦合设计中设计参数的优化； 非耦合与准耦合设计中的设计参数值的调整和设定。 2.3 设计过程模型特征 设计决策：设计过程的目的就是进行设计决策，找到实现设计目标或是完成设计任务的解决方案。因此，在设计的过程中，设计者应该能够得到设计决策要点和设计决策标准和规则。 性能检测：设计过程的性能是通过对资源（时间、价值、人力等参数）的数量进行评估间接检测的，这些参数通常用来表示实现设计目标或是解决设计问题、完成设计任务的程度。 2.4 设计过程模型规则 设计过程模型制定分解规则，在进行设计分解活动时帮助设计者进行设计决策，以便正确地进行分解。从公理设计的角度来讲，设计过程主要实现两个功能要求： FR1：实现预期功能要求； FR2：最少限度的使用资源。 整个设计过程中采用两种设计决策来进行实现上述两个功能要求。即设计的决策包括两种： DP1：设计中每一级的设计决策； DP2：设计级别之间的设计决策。 两个功能要求和设计参数之间的关系可以通过下面的公式表示： 一、 设计规则的描述 设计过程模型的规则用来指导设计者在分解过程中的活动，选择合适的方法来实现设计者的设计目标。这个规则包括以下几个方面：确定设计者的每一个设计活动、设计者的设计目标、设计者可以选择的方法以及如何应用这些方法实现设计的目标。 设计目标的描述：设计目标描述阐明了设计者设计目的，即设计者既要满足整个设计的要求又要满足设计过程中某个特定的设计要求。 2.5 设计过程模型与系统设计 系统是指具有特定功能的、相互间具有有机联系的若干要素构成的、达到规定目的的一个整体。一般认为，由两个或两个以上的要素组成的、具有一定结构和特定功能的整体都可看作是一个系统。 系统设计就是设计者在给定的条件（称为约束条件）下，设计出满足需要的最佳系统。 因此，公理设计的设计活动相当于构建一个系统，设计者可以把设计参数看成作用在一起实现设计中高级别功能的不同元素的组合。高级别的设计参数本身就可以看成一个完整的系统单元，通过分解、提炼得到低级别的设计参数，这些参数表示了上一级设计参数的一些特征 。 2.5.1 系统特性 整体性：系统是由若干要素构成的有机整体，对内呈现各要素之间的最优组合，使信息流畅、反馈敏捷，对外则呈现出整体特性。要研究系统内各要素发生变化对整体特性的影响。 相关性：构成系统的要素之间是有机联系的，即相关的，它们之间相互作用、相互影响而形成特定的关系