现代设计方法思考题.doc

《现代设计方法》思考题
1. 说明现代产品设计在产品开发中的地位；
产品设计过程从本质上说就是创造性的思维与活动过程，是将创新构思转化为有竞争力的产品的过程。现代产品设计直接决定产品的性能和功能，产品的功能、工作过程和质量指标等最终都是由设计确定的，可以说产品的水平主要地取决于设计水平。而设计的失误、缺陷，甚至考虑问题不细致不全面，都会导致灾难性的后果。如果由于产品使用不当而出现问题，所造成的不良后果还可以再补救或修复，这是偶然性问题，如果设计本身就存在问题，则不良影响是根本性或全局性的，所造成的后果是难以弥补的。
例如：汽车发动机设计时的耗油量指标就比较落后，造成使用时燃油浪费，要进行改善，除改变原设计或更换发动机外，其他办法则很难奏效。
2. 说明现代机电产品的文化特点，并举例；
在追求品质卓越、产品创新、高科技的使用越来越多的同时，产品更加人性化，可靠耐用，在人们使用时更方便更舒适之外，还追求产品排放洁净、追求高效，节能，且现代机电产品还增加了售后服务部分。
例如：一汽大众公司生产的Jetta汽车，车身的线形设计美观的同时，应用了先进的5气阀多点电子喷射发动机，使动力更加强劲高效，应用独特的安全技术装备，使产品更加安全可靠，加装了三元催化反应器，使产品更洁能、高效。
3. 现代产品设计中的数字化与并行化特征；
数字化设计特征。具有统一的产品定义模型。数字化设计与制造主要包括用于企业的计算机辅助设计数字化仿真及其相应文档的建立。数字化设计的内涵是支持企业的产品开发全过程、支持企业的产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持企业产品开发流程的控制与优化等，归纳起来就是产品建模是基础，优化设计是主体，数控技术是工具，数据管理是核心。数字化设计技术通过建立从产品设计到制造的单一数字化产品定义模型，也是面向产品生命周期管理的基础。
并行化设计特征。一项设计工作可由多个设计队伍在不同的地域分头并行设计、共同装配，形成一个可完成强度、可制造性、成本和功能测试的完整的数字化模型。由于面向产品生命周期的产品模型信息的完备性，数字化设计有助于实现产品的面向装配的设计、面向制的设计和面向维修的设计等的DFX设计，在提高产品设计质量与速度方面具有重要的意义。 
在产品的设计开发期间，将概念设计、结构设计、工艺设计、最终需求等结合起来，保证以最快的速度按要求的质量完成。各项工作由与此相关的项目小组完成。进程中小组成员各自安排自身的工作，但可以定期或随时反馈信息并对出现的问题协调解决。依据适当的信息系统工具，反馈与协调整个项目的进行。利用现代CIM技术，在产品的研制与开发期间，辅助项目进程的并行化。
并行工程则强调设计要面向整个过程或产品对象，因此它特别强调设计人员在设计时不仅要考虑
设计，还要考虑这种设计的工艺性、可制造性、可生产性、可维修性等等，工艺部门的人也要同样考虑其他过程，设计某个部件时要考虑与其他部件之间的配合。所以整个开发工作都是要着眼于整个过程和产品目标。并行工程则强调系统集成与整体优化，它并不完全追求单个部门、局部过程和单个部件的最优，而是追求全局优化，追求产品整体的竞争能力。
4. 说明精益生产系统的特点和关键技术；
精益生产的特点是消除一切浪费，追求精益求精和不断改善。去掉生产环节中一切无用的东西，每个工人及其岗位的安排原则是必须增值，撤除一切不增值的岗位。精简是它的核心，精简产品开发设计、生产、管理中一切不产生附加值的工作，旨在以最优品质、最低成本和最高效率对市场需求作出最迅速的响应。
特点：
1.拉动式准时化生产。以最终用户的需求为生产起点，强调物流平衡，追求零库存，要求上一道工序加工完的零件立即可以进入下一道工序。
2.全面质量管理。强调质量是生产出来而非检验出来的，由生产中的质量管理来保证最终质量。生产过程中对质量的检验与控制在每一道工序都进行。
3. 团队工作法。每位员工在工作中不仅是执行上级的命令，更重要的是积极地参与，起到决策与辅助决策的作用。组织团队的原则并不完全按行政组织来划分，而主要根据业务的关系来划分。
4. 并行工程。在产品的设计开发期间，将概念设计、结构设计、工艺设计、最终需求等结合起来，保证以最快的速度按要求的质量完成
关键技术：
精益生产的内容：即一个目标、两大支柱和一大基础。
（一）一个目标。一个目标是低成本、高效率、高质量地进行生产，最大限度地使顾客满意。说明精益生产是以市场为导向、以用户为出发点。
（二）两大支柱两大支柱是准时化与人员自觉化。 (1)准时化。准时化即我们常说的JIT (Just in time)生产。即以市场为龙头在合适的时间、生产合适的数量和高质量的产品。(2)人员自主化。人员自主化，是人员与机械设备的有机配合行为。
（三）一大基础。一大基础是指改善：(1)永远存在着改进与提高的余地(2)消除一切浪费(3)持续改善

5. 分析现代设计技术与制造技术的关联性；
现代设计技术与制造技术是密切相关、相辅相成的。现代设计与制造的目的都是获得所期望得到的产品，而现代设计技术直接决定制造的可操作性，制造反过来显示设计技术是否合理。
现代设计作为一种理念，要将其实现为产品，必须借助于制造过程，而制造的过程与机器所能达到的精度等密切相关，因此设计时必须考虑制造的可操作性，在操作性的程序和过程中，能将设计自身的合理性显示出来。好的设计技术与好的制造技术才能生产出好的产品，两者是缺一不可的。

6. 说明产品系统化设计方法中的“技术过程”与“技术系统”的内涵和关联性；
技术过程就是工艺过程。生产工艺流程，生产工艺流程就是产品从原材料到成品的制作过程中要素的组合。
技术系统即工艺系统。它是机械加工中，由机床、刀具、夹具和工件组成的统一体。
技术过程是在生产过程中，劳动者利用生产工具将各种原材料、半成品通过一定的设备（即工艺系统）、按照一定的顺序连续进行加工，最终使之成为成品的方法与过程。其原则是：技术先进和经济上的合理。由于不同的工厂的设备生产能力、精度以及工人熟练程度等因素都大不相同，所以对于同一种产品而言，不同的工厂制定的工艺可能是不同的；甚至同一个工厂在不同的时期做的工艺也可能不同。可见，就某一产品而言，生产工艺流程具有不确定性和不唯一性。
7. 阐述产品设计中的“功能分析法”，并结合实例表述其应用过程；
功能分析法是自然科学和社会科学用来分析自然现象和社会现象的一种方法。任何
事物和现象都是由两个或两个以上的部分、方面、因素所组成的，这些部分、方面和因素之间形成一种相对稳定的联系，这种相对稳定的联系称之为结构。相互联系的各个部分、方面和因素之间总是相互依存、相互作用的，这种事物或现象内部各个部分、方面和因素之间的相互作用和影响以及该事物或现象对于外部其他事物或现象的影响和作用，称之为功能。分析事物或现象的结构和功能的方法，称之为功能分析方法。
比如说洗衣服 是为了衣物干净
怎样使衣物干净 就要使织物与灰尘等脏物质分离、
怎样使其分离 水和润滑剂（洗衣粉）及运动体（洗衣机货手洗）而洗衣机的功能就是运动体
创意来自哪呢 洗衣机加一个功能元素 它是否具有洗衣粉这种润滑剂的功效呢
海尔就出了一台离子震荡的洗衣机 让水分子电解 产生离子震荡
从而达到与润滑统一的目的使职务上的附着物离开织物随水流走

8. 简述创造技法中的5w2h法（提问法中的）和相似原理（针对类比法）的具体思路、方法，并举例；
发明者用五个以W开头的英语单词和两个以H开头的英语单词进行设问，发现解决问题的线索，寻找发明5W2H分析法思路，进行设计构思，从而搞出新的发明项目，这就叫做5W2H法。
（1） WHAT——是什么？目的是什么？做什么工作？
（2） HOW ——怎么做？如何提高效率？如何实施？方法怎样？
（3） WHY——为什么？为什么要这么做？理由何在？原因是什么？造成这样的结果为什么？
（4） WHEN——何时？什么时间完成？什么时机最适宜？
（5） WHERE——何处？在哪里做？从哪里入手？
（6） WHO——谁？由谁来承担？谁来完成？谁负责？
（7） HOW MUCH——多少？做到什么程度？数量如何？质量水平如何？费用产出如何？

9. 简述基于生命科学的产品创新原理，并说明1~2中具体方法；
学习创新原理和原则时，不仅要读书上给你的案例，还应该自己各举一二例来加深理解。
创新的原理是依据创新思维的特点、对人们所进行的无数创新活动的经验性总结。又是对客观所反映的众多创新规律的综合性归纳。因此，它能为人们更好地认识创新活动、更好地运用创新方法、更好地为解决创新问题提供条件。为帮助人们深入理解并牢固掌握创新工程中常见的十种创新的原理，现分别予以介绍。
1．综合原理
综合是在分析各个构成要素基本性质的基础上，综合其可取的部分，使综合后所形成的整体具有优化的特点和创新的特征。
2．组合原理
这是将两种或两种以上的学说、技术、产品的一部分或全部进行适当叠加和组合，用以形成新学说、新技术、新产品的创新原理。组合既可以是自然组合，也可以是人工组合。在自然界和人类社会中，组合现象是非常普遍的。
爱因斯坦曾说：“组合作用似乎是创造性思维的本质特征。”组合创新的机会是无穷的。有人统计了上世纪以来的480项重大创造发明成果，经分析发现三四十年代是突破型成果为主而组合型成果为辅；五六十年代两者大致相当；从80年代起，则组合型成果占据主导地位。这说明组合原理已成为创新的主要方式之一。
3．分离原理
分离原理是把某一创新对象进行科学的分解和离散，使主要问题从复杂现象中暴露出来，从而理清创造者的思路，便于抓住主要矛盾。分离原理在发明创新过程中，提倡将事物打破并分解，它鼓励人们在发明创造过程中，冲破事物原有面貌的限制，将研究对象予以分离，创造出全新的概念和全新的产品。如隐形眼镜是眼镜架和镜片分离后的新产品。
4．还原原理
这个原理很重要也十分经典。
还原原理要求我们要善于透过现象看本质，在创新过程中，能回到设计对象的起点，抓住问题的原点，将最主要的功能抽取出来并集中精力研究其实现的手段和方法，以取得创新的最佳成果。任何发明和革新都有其创新的原点。创新的原点是唯一的，寻根溯源找到创新原点，再从创新原点出发去寻找各种解决问题的途径，用新的思想、新的技术、新的方法重新创造该事物，从本原上面去解决问题，这就是还原原理的精髓所在。
5．移植原理
这是把一个研究对象的概念、原理和方法运用于另一个研究对象并取得创新成果的创新原理。“他山之石，可以攻玉”就是该原理能动性的真实写照。移植原理的实质是借用已有的创新成果进行创新目标的再创造。
想想拉链还有什么用途？想起来就记在下面，以后想起来仍可写在这里，积累多了，就能创新。
创新活动中的移植依重点不同，可以是沿着不同物质层次的“纵向移植”；也可以是在同一物质层次内不同形态间的“横向移植”；还可以是把多种物质层次的概念、原理和方法综合引入同一创新领域中的“综合移植”。新的科学创造和新的技术发明层出不穷。其中有许多创新是运用移植原理取得的。
6．换元原理
换元原理是指创造者在创新过程中采用替换或代换的思想或手法，使创新活动内容不断展开、研究不断深入的原理。通常指在发明创新过程中，设计者可以有目的、有意义地去寻找替代物，如果能找到性能更好、价格更省的替代品，这本身就是一种创新。
迂回原理很有实用性。
7．迂回原理
创新在很多情况下，会遇到许多暂时无法解决的问题。迂回原理鼓励人们开动脑筋、另辟蹊径。不妨暂停在某个难点上的僵持状态，转而进入下步行动或进入另外的行动，带着创新活动中的这个未知数，继续探索创新问题，不要钻牛角尖、走死胡同。因为有时通过解决侧面问题或外围问题以及后继问题，可能会使原来的未知问题迎刃而解。
8．逆反原理
逆反原理首先要求人们敢于并善于打破头脑中常规思维模式的束缚，对已有的理论方法、科学技术、产品实物持怀疑态度，从相反的思维方向去分析、去思索，去探求新的发明创造。实际上，任何事物都有着正反两个方面，这两个方面同时相互依存于一个共同体中。人们在认识事物的过程中，习惯于从显而易见的正面去考虑问题，因而阻塞了自己的思路。如果能有意识、有目的地与传统思维方法“背道而驰”，往往能得到极好的创新成果。
9．强化原理
强化就是对创新对象进行精炼、压缩或聚焦，以获得创新的成果。强化原理是指在创新活动中，通过各种强化手段，使创新对象提高质量、改善性能、延长寿命、增加用途。或产品体积的缩小、重量的减轻、功能的强化。
10．群体原理
大学生创新小组就是一种群体原理的运用。
科学的发展，使创新越来越需要发挥群体智慧，才能有所建树。早期的创新多是依靠个人的智慧和知识来完成的，但随着科学技术的进步，要想“单枪匹马、独闯天下”，去完成像人造卫星、宇宙飞船、空间试验室和海底实验室等大型高科技项目的开发设计工作，是不可能的。这就需要创造者们能够摆脱狭窄的专业知识范围的束缚，依靠群体智慧的力量、依靠科学技术的交叉渗透，使创新活动从个体劳动的圈子中解放出来，焕发出更大的活力。
在创新活动中，创新原理是运用创造性思维，分析问题和解决问题的出发点，也是人们使用何种创造方法、采用何种创造手段的凭据。因此，掌握创新原理，是人们能否取得创新成果的先决条件。但创新原理不是治百病人的“万应灵丹”，不能指望在浅涉创新原理之后，就能对创新方法了如指掌并使用自如、就能解决创新的任何问题只有在深入学习并深刻理解创造原理的基础上，人们才有可能性有效地掌握创新方法，也才有可能成功地开展创新活动。

10. 说明新产品的“攻势战略”和“守势战略”的内涵与方法；

11. 说明新产品开发中的“阶段~门”方法及其应用；
12. 说明机械产品可靠性设计的特征、意义，以及可靠性指标；
13. 说明可靠设计中“系统可靠性”分配的作用与方法；

14. 说明面向新产品开发的企业技术开发能力及其评定问题。