什么叫现代设计方法

现代设计方法是以研究产品设计为对象的科学。它以电子计算机为手段运用工程设计的新理论和新方法，使计算结果达到最优化，使设计过程实现高效化和自动化。产品的质量和经济效益取决于设计、制造和管理的综合水平，而产品设计则是关键，没有高质量的设计就不可能有高质量的产品，而要达到高质量的设计，就必须采用先进的设计方法和手段。

现代设计方法是研究产品设计方法的综合类科学，他涉及的科学范围非常广泛，是多学科交叉融合的产物，是人们把相关科学技术综合应用于设计领域的产物。而其中一个具体的设计方法，同样也是若干学科的交叉与融合。例如，优化设计是数学规划的方法与计算机编程的有机结合，计算机辅助设计可以看作是数学建模、计算机软件和硬件技术、工程图形学等的有机结合；同时现代设计是传统设计技术的继承、延伸和发展。从传统设计发展到现代设计，都有着时序性、继承性。例如，传统的运动学、动力学、结构学，以及强度理论等基本原理与方法，是现代设计方法的数学建立模型及许多分支学科（如可靠设计、健壮设计、疲劳设计）的基础，另外许多现代设计方法是在吸收了传统设计方法中的思想、观点、方法的精华而发展起来的，如模块化设计、优化设计、并行设计等。本节介绍几个常用的现代设计方法。

1）信息论方法,

如信息分析法、技术预测法等。它是现代设计方法的前提。

2）系统论方法,

如系统分析法、人机工程以及面向产品生命周期的设计。

3）控制论方法,

如动态分析法等。

4）优化论方法,

它是现代设计方法的目标。

5）对应论方法,

如相似设计、反求工程设计等。

6）智能论方法,

如cae

、并行工程、人工智能等是现代设计方法的核心。

7）寿命论方法,

如可靠性设计、价值工程和稳健性设计等。

8）离散论方法,

如有限元和边界元方法。

9）模糊论方法,

如模糊评价和决策等。

10）突变论方法,

如创造性设计等。它是现代设计方法的基础。

11）艺术论方法

,

如艺术造型等。

1现代设计理论与方法是一门基于思维科学、信息科学、系统工程、计算机技术等学科，研究产品设计规律、设计技术和工具、设计实施方法的工程技术科学。

2设计的概念，广义概念是指对发展过程的安排，包括发展的方向、程序、细节及达到的目标。狭义概念是指将客观需求转化为满足需求的技术系统(或技术过程)的活动。

3设计的含义：为了满足人类与社会的功能要求，将预定的目标通过人们创造性思维，经过一系列规划、分析和决策，产生载有相应的文字、数据、图形等信息的技术文件，以取得最满意的社会与经济效益，这就是设计。

4设计的特征：需求特征、创造性特征、程序特征、时代特征。

5设计的四个发展阶段：直觉设计阶段、经验设计阶段、半理论半经验设计阶、现代设计阶

6现代设计与传统设计的区别:

传统设计：以经验总结为基础，运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。传统设计方法基本上是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。

现代设计：是一种基于知识的，以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。

7现代设计方法与传统设计方法相比，主要完成了以下几方面的转变：

1）产品结构分析的定量化；2）产品工况分析的动态化；3）产品质量分析的可靠性化；4）产品设计结果的最优化；5）产品设计过程的高效化和自动化。

8现代产品设计按其创新程度可分为：开发性设计、适应性设计、变形设计三种类型。

第二章

1功能分析组合方法：求总功能（黑箱法）分功能求解方法（调查分析法、创造性方法、设计目录法）原理解组合（形态分析法）

第三章

1创造技法：（一）集体激智法：(专题会议法，德尔菲法，635法)通过多人的集体讨论和书面交流，互相启迪，并发灵感，进而引起创造性思维的连锁反应，形成综合创新思路的一种创新技法。（二）提问追溯法：（奥斯本提问法，阿诺尔特提问法，5W-1H提问法）是通过对问题进行分析和推理来扩展思路，或将复杂的问题加以分解，找到各种影响因素，从而扎到问题的解决方案的一种创造性技法。（三）联想类比法：（联想发明发，类比发明发，仿生法，综摄法）通过启发、联想、类比、综合等手段，创造出新的想法，这种创造技法就称联想类比法（四）组合创新法：（性能组合，原理组合，功能组合，结构组合）利用事物间的内在联系，用已有的知识和现有的成果进行新的组合。从而产生新的方案。

第四章

1优化设计的数学模型三要素：设计变量、目标函数和约束条件

设计变量X=[]目标函数

约束条件根据形式不同分为不等式约束和等式约束根据性质分为边界约束(是设计变量的约束）和性能约束（是对原料工时约束）

2数值迭代公式（可行性）且满足（适用性）

3一维优化方法：直接法（斐波那契法和黄金分割法）间接法（牛顿法和二次插值法）

无约束优化方法：间接（梯度法、牛顿法、变尺度法、共轭方向法、共轭梯度法）。直接法：坐标轮换法、鲍威尔法。

常用的约束优化方法：（直接法）复合形法、可行方向法，（间接法)拉格朗日乘子法和惩罚函数法

4黄金分割法的算法原理：黄金分割法亦称0.618法。它是通过对黄金分割点函数值的计算和比较，不断缩小初始区间得到极小点的一维搜索算法。黄金分割法的特点每次区间缩小的比率都是相等的为0.618.

5二次插值法的算法原理：二次插值法又称抛物线法，是多项式逼近法的一种，它是利用目标函数在单峰区间的两个端点和其间一点（3个点），构成一个与目标函数相接近的二次插值多项式，以该多项式的极小点作为新的中间插入点，进行区间缩小的一维搜索算法。

6梯度法的基本思想：以迭代点的负梯度方向作为每次迭代的搜索方向，直至找到极小点。

机械设计的现代设计方法：

一、专业现代

由机械设计和计算机专业人员共同开发的计算机软件，能够反映和描述机械产品在实际工况下的各种损伤、失效和破坏的机理，可以定量分析和计算机械零件和机械的动态行为，并形成固定的设计程序，这就是专业的现代设计方法，如：振动分析和设计，摩擦学设计，热力学传热设计，强度、刚度设计，温度场分析等等。这些软件都是在传统的设计方法基础上，应用计算机技术开发出来的。例如：用Pro/M软件分析机械装置的动态特性，用ANSYS软件分析应力都是这方面很好的例子，为准确判断装置的可靠性和选择设计参数奠定了基础。

二、通用现代

为了满足机械产品性能的高要求，在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计和系统分析，这就是通用的现代设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、CAD等。这些方法并不只是针对机械产品去研究，还有其自身的科学理论和方法。

1、优化设计

机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用，其基本思想是根据机械设计的理论，方法和标准规范等建立一反映工程设计问题和符合数学规划要求的数学模型，然后采用数学规划方法和计算机计算技术自动找出设计问题的最优方案。它是机械设计理论与优化数学、电子计算机相互结合而形成的一种现代设计方法。

2、仿真与虚拟设计

计算机仿真技术是以计算机为工具“建立实际或联想的系统模型”并在不同条件下对模型进行动态运行实验的一门综合性技术。而虚拟技术的本质是以计算机支持的仿真技术为前提，在产品设计阶段，实时地并行地模拟出产品开发全过程及其对产品设计的影响，预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性、产品的可维护性和可拆卸性等，从而提高产品设计的一次成功率。这种方法不但缩短产品开发周期，也实现了缩短产品开发与用户之间的距离。

3、有限元设计

这种方法是利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。它不仅能用于工程中复杂的非线行问题、非稳态问题的求解，而且还可用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力分析，并能准确地计算形状复杂零件的应力分布和变形，成为复杂零件强度和刚度计算的有力分析工具。

4、模糊设计

它是将模糊数学知识应用到机械设计中的一种设计方法。机械设计中就存在大量的模糊信息。如机械零部件设计中，零件的安全系数往往从保守观点出发，取较大值而不经济，但在其允许的范围内存在很大的模糊区间。机械产品的开发在各阶段常会遇到各种模糊问题，虽然这些问题的特点、性质及对计策的要求不尽相同，但所采取的模糊分析方法是相似的。它的最大特点是，可以将各因素对设计结果的影响进行全面定量地分析，得出综合的数量化指标，作为选择决断的依据。

机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是：在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械，即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及计算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。

根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。

1、系统化设计方法

系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。

系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。

制定的机械产品方案设计进程模式，基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是：

(1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。

(2)将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。

(3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段 。

由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。 http://www.sunsonchina.com/

01.对称很多人觉得对称构图很死板，这是一个误解，之所以会出现这种情况通常是设计师把对称用错了地方，或者是图形本身不好看，其实对称是非常经典的一种形式，用好了会很高级，比如下面这些案例都使用了对称图形或对称构图。 使用对称时还需注意：1.各元素的布局要有节奏感，比如图形的排列呈方向渐变、大小渐变或重复排列等。 2.元素要足够丰富，太简单的对称图形难有高级感； 02.纯色背景虽然近几年很流行使用渐变色，但一些大品牌和设计大师仍旧更喜欢使用纯色来做设计，特别是用纯色来做背景，因为相较渐变色而言，单色给人的感觉更高级，这或许是因为其更平衡、更稳重的原因（不同的颜色的重量也不一样）。举个例子，下图两款元素和设计都是相同的，只是背景一个为纯色，一个为渐变色，通过对比可以看出，左图感觉更高级。 03.极简极简风格的设计容易产生高级感，这应该是能达成共识的观点，极简其实就是画面中的元素、字体、颜色、特效等要尽量少，而留白的空间要足够多。当然，极简设计远不止这么简单，否则人人都能做，优秀的极简设计产品本身或者主视觉图形一定要美观、精简、独特，排版和配色也很讲究。04.抽象很多艺术作品的表现手法就很抽象，很难一眼就看明白它们在说什么，所以艺术给人的感觉很高级，设计作品也同样如此，使用抽象手法来设计图形、表现设计主题，通常会比具象的表现手法更高级，这是招贴海报和logo设计惯用的手法。由于抽象图形不好理解，所以在设计调性的把握上一定要十分准确。 05.使用面瘫模特大家应该都有发现这样一个现象，很多时装秀上的模特都是喜欢板着一张脸，还有一些时尚杂志上的模特姿态会很僵硬或者很扭曲，这让人很莫名奇妙，但视觉上确实会比咧嘴大笑或者姿势很随性的模特感觉要更高级，这或者是因为不接地气的原因吧。 06.重复重复的手法也容易营造高级感？是的，最典型的代表就是奢侈品的花样。重复之所以可以产生高级感是因为，通过重复排列元素可以产生节奏感以及大量的细节，并且画面会有很强的统一性。 07.黑白灰搭配无论每年的流行色如何变，黑白灰永远都不会过时，颜色对设计的气质有很大影响，搭配不好就容易俗，而黑白灰是一组很完美的色彩搭配，不仅不会难看，还会因为其独立于花花视界之外而显得脱俗、高级。这其实也算是一种极简设计，即把颜色删减到没有颜色。并且，巧妙运用图形的轮廓以及黑色的色值，同样可以设计出丰富的层次和体积感。 08.体现民族文化俗话说，民族的就是世界的，在设计中融入民族文化也可以提升设计的高级感，当然，不是简单地加几个现成的传统元素，而是要在设计概念中融入传统文化，并且要将这些民族元素进行现代化的处理或者再创作，否则设计不但不会有高级感，还会显得很俗气。09.复古风无论是服装设计行业还是建筑、装潢设计行业，都时不时会刮一阵复古风，平面设计也同样如此，复古意味着经典，也就意味着高级，所以我们会看到，有很多走高端路线的品牌的设计喜欢使用复古风。 显然，并不是用了以上技巧就能做出高级感，也并不是没有以上这些特点的设计就不高级，设计的气质是由设计的各个要素共同决定的，所以只有我们多看、多尝试、多总结，才能找到更多做出优秀设计的方法。

现代设计因为有了计算机和丰富的软件的支持，更能把一些设计思想可视化，大大缩短了作品与之产生思想的吻合度。当然随之而来的是设计者要学习的技术性东西越来越多，从而压缩了对思想的追求。传统设计需要更多的人文思想积淀与艺术修养素质，作品被实现的周期相对而言很长。但是精品也是很多的。

与传统的设计相比，现代设计有如下一些具体的特点：

1．传统的设计中灵感和经验的成分占有很大的比重，思维借有很大的被动性。

2．传统的产品设计着重于实现产品本身预定的功能，现代设计则要求把对象置于“人—机—环境”大系统中。

3．传统的产品设计偏重于强度堆则，现代的有限单元法、断裂力学等领域的研究成果，进一步强化了强度设计的能力。在此基础上，现代产品设计的喉则

4．传统的产品设计过程往往是根据任务和目标，先作出第一方案，甚至造出样机，然后通过评定与考核，进行修改，形成第二轮方案．如此反复，直到满意为止。

1)程式性现代设计方法研究设计的全过程，要求设计者从产品规划、方案设计、技术设计、施工设计到试验、试制进行全面考虑，按步骤有计划地进行设计。强调设计、生产与销售一体化。设计不是单纯的科学技术问题，要把市场需求、社会效益、经济成本、加工工艺、生产管理等间题统一考虑，最终反映到质高价廉的产品上。

(2)创造性现代设计突出人的创造性，发挥集体智慧，运用各种创新技法，通过直觉想象和推理思维，力求探寻更多的突破性方案，开发新产品。

(3)系统性现代设计强调用系统工程方法处理技术系统问题，设计时分析各娜分的有机联系，力求系统整体优化·同时考虑技术系统与外界的联系，即人一机一环境三者之间的相互协调关系。在设计过程中对于功能、评价目标等较复杂的具体问题，都可视作系统按先分解后组合的方法使问题化繁为简，解法由少变多，进而从中选取较合理的解。

(4)优化性设计的目的是得到功能全、性能好、成本低、价值优的产品。现代设计通过优化理论与方法运用计算机工具进行方案优选、参数优化、结构优化等，争取产品技术系统的整体最优。

(5)综合性现代设计突破传统、经验、类比的设计，采用逻辑、理论、系统的设计方法，在静态分析的基础上考虑载荷谱等随机参量进行更合理全面的动态分析。在强度设计时不是一味加大安全系数，而是从概率论和统计学出发考虑载荷和应力的离散性进行可靠性设计。

现代设计在系统工程、创造工程基础上运用信息论、相似论、模糊论、可靠性、有限元、人机学等自然科学理论及价值工程，决策论、预测论等社会科学理论，同时采用集合、矩阵、图论等数学工具和电子技术，以便更科学地解决设计间题.

{6)计算机辅助设计(CAD)计算机更全面地引入设计，通过设计者和计算机的密切配合，采用先进设计方法，提高设计质量和速度。对于许多设计对象可先建立设计模型，将参数输入计算机进行计算或绘图，使设计准确、高效且便于修改。计算机辅助设计不仅用于计算和绘图，而且在信息储存、预测、评价决策、动态模拟，特别是人工智能方面，将发挥更大作用

现代简约风格最重要的特点就是实用和简洁。实用，意味着要有符合人性化的设计，舒适度优先。简洁，意味着在造型设计上要摒弃以前繁杂的装饰元素，例如雕花、繁杂的花纹、饰品、工艺等等都不要了，取而代之的是简约明朗的线条和轻快时尚的色调选择。

饰品与家具的搭配

现代简约风格设计简约而独具风味，这少不了饰品对空间的装饰效果。家具设计简洁，但又想拥有现代气息和艺术氛围，就要灵活运用搭配。比如，金属落地灯、抱枕、摆件、工业风时钟等等。这些饰品的运用，能很好的与现代简约风格的家具相映衬，也是现代风格最有力的体现。此外，家具设计线条简洁，在色调的选择上就要有趣而跳跃。例如，深海蓝色沙发，点缀淡粉色抱枕，搭配暖黄色休闲椅，整个空间视觉大胆而又有活力，个性很鲜明。

强调功能性设计

上述有说，人性化的设计是现代简约风格最重要的特点，从功能性出发，讲究设计的科学性、便利性和实用性。例如可以用作床的沙发、可以伸缩的餐桌、可以当作梳妆台的床头柜等等，这些功能性的设计让现代简约风格家具独具特色，无可替代。

简单而不平凡

现代简约风格可以理解为简单但是有品味的装饰。若是只有简单，没有品位，那就和基本的装修没什么区别了。因此，现代简约风格的装修并不简单，需要设计师发挥创意，想象力，设计出看似简单，其实大有玄机的家具。这些玄机，它可以体现在每一个细节上，或是每一件家具的材质选择上，都是要经过深思熟虑，精心挑选的。比如，轻巧简易的床头柜，利用金属材质，设计成“X形状”，简约而个性。此外，除了家具的设计，还可以自行选择小饰品、小摆件装饰起来。现代简约风格额关键的就是要做出有现代的味道，有味道的才有个性的，否则就是基本装修。

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