設(shè)計(jì)方法大全11篇

緒論：寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā)，也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇設(shè)計(jì)方法范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

摘 要：IDEO作為全球十大創(chuàng)意公司之一，應(yīng)用以人為本的「設(shè)計(jì)思考，為全世界的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)以及政府、教育、健康等社會(huì)部門，驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新和成長(zhǎng)。它的「設(shè)計(jì)思考所擁有的三大準(zhǔn)則的考驗(yàn)、三大探索的過程以及成功的三要素是未來設(shè)計(jì)師所必須面對(duì)以及思考的。

關(guān)鍵詞：IDEO；設(shè)計(jì)思考；創(chuàng)新；商業(yè)

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-8122（2014）05-0118-02

一、IDEO

作為全球十大創(chuàng)意公司之一的IDEO，成立于1991年，是由一群斯坦福大學(xué)畢業(yè)生所創(chuàng)立的。1991年由大衛(wèi)凱利設(shè)計(jì)公司（David Kelley Design）與ID Two設(shè)計(jì)公司以及Matrix產(chǎn)品設(shè)計(jì)公司共同組成。多年來，IDEO強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)創(chuàng)新，以站在人的立場(chǎng)上來制造產(chǎn)品。其客戶遍布在全世界，且多有一些知名廠商：如BMW汽車，NIKE，3M，飛利浦等等。IDEO以其精確的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，在商場(chǎng)上奔走30余年，成功設(shè)計(jì)并開發(fā)了諸多已成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)新產(chǎn)品，其中包括蘋果電腦的第一個(gè)鼠標(biāo)器――滑鼠；以及世界上第一臺(tái)筆記本電腦――GRID電腦；掌上型電腦（開創(chuàng)了掌上電腦的先河，引領(lǐng)了新的市場(chǎng)）；寶麗來的Zyliss廚房用具以及歐樂B的軟柄兒童牙刷等等。

1991年，IDEO即連續(xù)14年獲得了《商業(yè)周刊》的產(chǎn)品設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。19次榮獲Red Dot設(shè)計(jì)概念獎(jiǎng)以及超過15次的IF Hanover設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。2001年，其創(chuàng)始人David Kelley和IDEO因在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的突出成績(jī)，榮獲紐約國(guó)立設(shè)計(jì)博物館授予的國(guó)家設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。2005和2006年IDEO連續(xù)被波士頓咨詢協(xié)會(huì)評(píng)為全世界最富創(chuàng)新精神的20家公司之一，其中前十名最富創(chuàng)新精神的公司里有一半是IDEO的合作商。如今，擁有500設(shè)計(jì)精英的IDEO，以設(shè)計(jì)幫助客戶提供品牌體驗(yàn)，是全球領(lǐng)先的商業(yè)創(chuàng)新咨詢機(jī)構(gòu)。他們幫助遠(yuǎn)見卓識(shí)的商業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者探討核心問題，開創(chuàng)價(jià)值新領(lǐng)地。同時(shí)，他們?cè)O(shè)計(jì)有意義的產(chǎn)品，鍛造品牌策略，開發(fā)數(shù)字體驗(yàn)。身為世界頂尖創(chuàng)意公司的掌門人，Tim Brown是《財(cái)星》百大企業(yè)不可或缺的顧問。他服務(wù)的客戶遍及各產(chǎn)業(yè)，包括蘋果電腦、微軟、百事、梅約診所和Steelcase家具等。也是協(xié)助貧困民眾的聰明人基金會(huì)董事成員。布朗是工業(yè)設(shè)計(jì)出身，曾經(jīng)多次獲得設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。他的作品曾在紐約現(xiàn)代博物館、東京AXIS藝?yán)取惗卦O(shè)計(jì)博物館展出。他于2008年，在《哈佛商業(yè)評(píng)論》的文章中講到：“像設(shè)計(jì)師一樣思考，不只能改變開發(fā)產(chǎn)品、服務(wù)與流程的做法，甚至能改變構(gòu)思策略的方式。他應(yīng)用以人為中心的設(shè)計(jì)思考為全世界的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)以及政府、教育等部門，驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新和成長(zhǎng)。他一貫認(rèn)為，比起打造外形酷炫的小玩意，設(shè)計(jì)更應(yīng)該跳出設(shè)計(jì)師受限的小圈子，以解決問題為準(zhǔn)則，走進(jìn)市井小民的生活，他呼吁設(shè)計(jì)師們必須將視野轉(zhuǎn)移到區(qū)域性、合作性與參與性的「設(shè)計(jì)思考之上。

二、IDEO的「設(shè)計(jì)思考

1.「設(shè)計(jì)思考的三大準(zhǔn)則。“科技是設(shè)計(jì)思考之本，講求「感性科技；人性是設(shè)計(jì)思考之始，注重「人性設(shè)計(jì)；文化是設(shè)計(jì)思考之源，追求「文化創(chuàng)意。因此，現(xiàn)代的設(shè)計(jì)師必須融合「感性設(shè)計(jì)與「人性設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思考，營(yíng)造一個(gè)具有「文化創(chuàng)意的人性化的組織與生活環(huán)境[1，2]。誠(chéng)如Tim Brown所講，「設(shè)計(jì)思考是以人為本的過程。「設(shè)計(jì)思考的三大準(zhǔn)則是可行性（feasibility）、延續(xù)性（viability）與需求性（desirability）。“可行性，在可預(yù)見的未來，有可能實(shí)現(xiàn)功能；延續(xù)性，有可能成為可持續(xù)商業(yè)模式中的一部分；需求性，對(duì)人們來說是有意義的。”即技術(shù)的可行性、商業(yè)的延續(xù)性以及人的需求性。設(shè)計(jì)師創(chuàng)造了世界所需要的東西，通常是他們自己所需要的東西，本質(zhì)上就是通過滿足人們的需求來獲得真正的創(chuàng)意空間。技術(shù)在這里應(yīng)當(dāng)如何呈現(xiàn)，可以創(chuàng)造怎樣的價(jià)值，以及這種價(jià)值在商業(yè)的延續(xù)性。不同的創(chuàng)新手段在這個(gè)空間體現(xiàn)不同，傳統(tǒng)的研發(fā)技術(shù)，就是通過這種科技手段來實(shí)現(xiàn)的。首先創(chuàng)造發(fā)明了新技術(shù)，為滿足人們的需求，利用這些技術(shù)來謀利。許多傳統(tǒng)的商業(yè)咨詢和商業(yè)創(chuàng)新就是通過這種方式實(shí)現(xiàn)的。

如今，該如何創(chuàng)新，設(shè)計(jì)師首先應(yīng)該在商業(yè)的延續(xù)性以及技術(shù)的可行性基礎(chǔ)之上著重考慮用戶的需求即以人為中心來解決問題。另一方面，也就是不容忽視的地方是這個(gè)圖中相交的地方。如果說用戶的需求性與商業(yè)的延續(xù)性以及科技的可行性這三個(gè)條件下產(chǎn)生創(chuàng)新的話，那么用戶的需求與商業(yè)的延續(xù)性相交產(chǎn)生什么？商業(yè)的延續(xù)性與科技的可行性相交會(huì)產(chǎn)生什么？用戶的需求與科技的可行性相交會(huì)產(chǎn)生什么？這兩兩相重疊時(shí)所體現(xiàn)出來的創(chuàng)新，恰恰是設(shè)計(jì)師需要完成的部分。

例如技術(shù)與人重疊的部分代表著功能創(chuàng)新（Functional innovation），是技術(shù)與人類的協(xié)調(diào)發(fā)展。這里的功能可以理解為產(chǎn)品功能。產(chǎn)品功能有著物質(zhì)功能與精神功能之分。物質(zhì)功能通常指技術(shù)、實(shí)用與環(huán)境功能。其中，技術(shù)功能一般強(qiáng)調(diào)的是性能、可靠性與安全性；實(shí)用功能強(qiáng)調(diào)的是其操作性與宜人性以及效能；環(huán)境功能中強(qiáng)調(diào)人工自然與生存方式。精神功能通常指審美、象征和教育功能。審美功能中強(qiáng)調(diào)造型美與技術(shù)美；象征那功能中強(qiáng)調(diào)集團(tuán)、地位、意義與個(gè)人象征；教育功能中強(qiáng)調(diào)陶冶情操與影響思想。這些都是功能創(chuàng)新所需要關(guān)注的重要環(huán)節(jié)，也是工業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)真正需要實(shí)現(xiàn)的。工業(yè)設(shè)計(jì)作為一種賦予技術(shù)使用價(jià)值和吸引力的工藝，其本質(zhì)也在于協(xié)調(diào)技術(shù)和人類。

在商業(yè)和人類重疊的這一部分中，包含營(yíng)銷創(chuàng)新（Marketing innovation）、品牌創(chuàng)新（Brand innovation）、以及一些其他的設(shè)計(jì)方式。這是廣告人需要做的，我們稱之為情感創(chuàng)新（Emotional innovation）。在商業(yè)與人類的交集中，尤為凸顯的就是情感化創(chuàng)新，體現(xiàn)在設(shè)計(jì)中可以歸納為形態(tài)的情感化設(shè)計(jì)創(chuàng)新、風(fēng)格的情感化設(shè)計(jì)創(chuàng)新以及特質(zhì)的情感化設(shè)計(jì)創(chuàng)新。Norman在他的著作《情感化設(shè)計(jì)》中指出，情感化設(shè)計(jì)需要在三中水平上尋找平衡：本能水平的設(shè)計(jì)――外形；行為水平的設(shè)計(jì)――使用的樂趣和效率；反思水平的設(shè)計(jì)――自我形象、個(gè)人滿意、記憶。還有商業(yè)和技術(shù)重疊的部分，這里產(chǎn)生的是工藝創(chuàng)新（Process innovation）。更進(jìn)一步說，這跟設(shè)計(jì)師們以往做的那些事情不一樣，而且會(huì)越來越重要。最中間的重疊部分就是「設(shè)計(jì)思考，也可以說是一種體驗(yàn)式創(chuàng)新。“從日用品到商品，到服務(wù)，再到體驗(yàn)，與體驗(yàn)世界方式的根本轉(zhuǎn)變吻合，從主要考慮功能，轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕紤]產(chǎn)品與服務(wù)所帶來的情感體驗(yàn)。[2]”此外，還有一些手段（Tools）、工藝（processes）、人（roles）和環(huán)境（Environment）因素的支持。臺(tái)灣政大科技管理研究所的李仁芳教授曾指出：“「設(shè)計(jì)思考遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎我們以往所認(rèn)知的美學(xué)與風(fēng)格課題。它其實(shí)更代表一種對(duì)實(shí)驗(yàn)的開放精神，對(duì)說故事的熱愛，對(duì)異質(zhì)性成員編組合作的需求，以及用手思考，強(qiáng)調(diào)原型實(shí)作的直覺――它是用簡(jiǎn)潔純熟的技巧去建造、制作和溝通復(fù)雜構(gòu)想的整套體系的做事方法。真正的設(shè)計(jì)思考家，不只是「做設(shè)計(jì)，他們更是「活在設(shè)計(jì)里。[1]”

2.「設(shè)計(jì)思考的三大探索過程。「設(shè)計(jì)思考的三大探索過程分別是：發(fā)想（Inspiration）、構(gòu)思（Ideation）、執(zhí)行（Implementation）。「設(shè)計(jì)思考的發(fā)想本質(zhì)是生活化的，指的是刺激你尋找解決方案的機(jī)會(huì)與需求。發(fā)想也可以說是靈感，然而靈感的獲得并非易事。我們很難從抽象中獲取靈感，除非有著敏銳的洞察力。對(duì)周圍世界的探索，對(duì)新事物的詳細(xì)觀察，使我們產(chǎn)生敏銳的洞察力。「設(shè)計(jì)思考的構(gòu)思過程是專業(yè)化的，指的是想法的催生、發(fā)展和驗(yàn)證。「設(shè)計(jì)思考的執(zhí)行成果則是普遍化的，指的是從研究室通往市場(chǎng)的步驟。布朗用很生動(dòng)的話語來解釋了這個(gè)過程：“首先是如何獲得啟發(fā)，也就是你的想法和創(chuàng)意從哪里來，為此你需要走出辦公室，直接觀察用戶和世界，提出問題并獲得洞察；然后是如何產(chǎn)生想法和創(chuàng)意，為此你需要用到頭腦風(fēng)暴、搭建模型等方法來表達(dá)和引導(dǎo)想法；最后是如何執(zhí)行創(chuàng)意，為此你需要進(jìn)行制作和開發(fā)，講出一個(gè)好故事，為推向市場(chǎng)作準(zhǔn)備。[3]”

3.「設(shè)計(jì)思考的三要素。除此之外，洞見（insight）、觀察（observation）與同理心（empathy）是設(shè)計(jì)思考成功的三要素，在設(shè)計(jì)思考過程中，扮演極重要的角色。洞見（insight）指的是未來的設(shè)計(jì)師將扮演科技的詮釋者。即需要分析人和產(chǎn)品的關(guān)系，并進(jìn)而推展到分析人和人之間的關(guān)系。觀察（observation）是人性的引領(lǐng)者，即看人們不做的，聽人們不說的。有時(shí)，為了達(dá)到目的，需要通過不同的方式生活、思考以及對(duì)極端人群進(jìn)行深入觀察。同理心（empathy）是感性的創(chuàng)造者與品位的營(yíng)造者。強(qiáng)調(diào)設(shè)身處地、感同深受。通過人性設(shè)計(jì)，營(yíng)造一個(gè)人性化的組織與環(huán)境。

三、小 結(jié)

IDEO作為世界頂級(jí)的商業(yè)創(chuàng)新咨詢公司，將以人為本的「設(shè)計(jì)思考運(yùn)用于設(shè)計(jì)創(chuàng)新之中。同時(shí)，在工作中不只局限于某一產(chǎn)品的外形美觀或者功能的合理性，還幫助企業(yè)在技術(shù)的可行性、商業(yè)的延續(xù)性以及人的需求性之中尋找到平衡。由這個(gè)脈絡(luò)重新思考，設(shè)計(jì)的時(shí)代意義，不只是讓人迷戀的風(fēng)格，審美，而是給予人心振奮的生活改變。

參考文獻(xiàn)：

1 （英）提姆?布朗（Tim Brown）著.吳莉君譯.設(shè)計(jì)思考改造世界[M].聯(lián)經(jīng)出版事業(yè)股份有限公司，2010.

2 （英）提姆?布朗（Tim Brown）著.侯婷譯.設(shè)計(jì)改變一切[M].萬卷出版公司，2011.

3 黃晨嵐.IDEO蒂姆?布朗：設(shè)計(jì)以人為本[J/OL].環(huán)球企業(yè)家， 2011-10-10.

篇（2）

    在確定研究方法時(shí)，需要對(duì)以下四個(gè)方面的問題綜合加以考慮：

（1）研究被試的取樣方法（明確研究的總體、樣本的大小、取樣的手段等）；

（2）研究的控制方法（操縱、控制變量的方式，實(shí)驗(yàn)處理，儀器的配備和程序的安排等）；

篇（3）

自2010年研究生入學(xué)以來，便一直和導(dǎo)師在做與手持IT設(shè)備相關(guān)的一些研究和一些實(shí)際項(xiàng)目。這是一個(gè)前景非常廣闊的領(lǐng)域。在這些研究過程中，我感覺到隨著手持IT移動(dòng)端功能模塊的不斷疊加，導(dǎo)致產(chǎn)品的可用性和人機(jī)交互性有所降低。而未來隨著移動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展，突破以產(chǎn)品功能為主而忽略人機(jī)的局面，著重于功能的豐富性和用戶體驗(yàn)之間的高度契合將成為手持IT產(chǎn)品的一大重要課題。

紙張的消費(fèi)隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，每年已成倍的速度在增長(zhǎng)。隨之打印機(jī)的銷量也在飛速的增加。這些結(jié)果預(yù)示著打印機(jī)并不會(huì)隨之而消亡，而會(huì)發(fā)展的越來越迅猛，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。手持打印標(biāo)簽機(jī)，即屬于打印機(jī)系統(tǒng)下面的一個(gè)分支，也可以說是一種滿足特殊需求的手持移動(dòng)端。在標(biāo)簽機(jī)的早期階段，隨著工業(yè)時(shí)代生產(chǎn)力的極大發(fā)展，倉庫，工廠，商場(chǎng)，辦公室等越來越多的地方需要各種類型的標(biāo)簽。傳統(tǒng)意義上的打印機(jī)一般用于辦公室和家庭，需要與計(jì)算機(jī)連接，體積龐大不便于攜帶，無法滿足大部分用戶。

在手持標(biāo)簽打印機(jī)的整個(gè)操作流程中，由于需要通過手對(duì)其進(jìn)行攜帶，把持，操作，同時(shí)需要頻繁通過使用者讀取，輸入來對(duì)其有關(guān)的信息進(jìn)行處理，所以其人機(jī)形態(tài)和操作界面的布局設(shè)計(jì)涉及到了更多復(fù)雜的交互方式和交互因素。另一方面其中有很多本想為用戶提供更多便利的先進(jìn)技術(shù)、功能完備的新產(chǎn)品卻因設(shè)計(jì)師與使用者所在文化、社會(huì)、知識(shí)等的差異的影響，讓使用者有些措手不及，面對(duì)操作復(fù)雜、功能強(qiáng)大的新鮮事物感到生理和心理的疲憊，對(duì)此，一套合理的設(shè)計(jì)方法勢(shì)在必行。（圖1）

圖1

用戶體驗(yàn)要求就是指用戶在使用和操作產(chǎn)品時(shí)的行為，包括用戶的需求、目標(biāo)和偏好。設(shè)計(jì)師需要發(fā)現(xiàn)這些并為其設(shè)計(jì)。在此之間設(shè)計(jì)師需要對(duì)產(chǎn)品使用者進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，調(diào)查的方式i包括問卷的形式、用戶訪談、用戶行為觀察等。其次對(duì)問卷問題進(jìn)行篩選和總結(jié)，這就需要設(shè)計(jì)師能夠準(zhǔn)確的把握住用戶的心理特征，要知道什么樣的問題是使用者所關(guān)心的。最后對(duì)問卷結(jié)果再一次進(jìn)行歸納總結(jié)，得出一個(gè)能夠代表大多數(shù)用戶需求的合集，我們稱其為用戶模型。以手持標(biāo)簽打印機(jī)問卷調(diào)查為例，特別圍繞手持標(biāo)簽打印機(jī)的人機(jī)工程學(xué)、可用性、美學(xué)、等三個(gè)方面設(shè)計(jì)調(diào)查問題。

1.人機(jī)工程學(xué)方面的問題：

* 在使用手持標(biāo)簽打印機(jī)時(shí)，您最在意的是哪些方面？

* 在操作手持標(biāo)簽打印機(jī)時(shí)，你覺得哪些區(qū)域?qū)τ谑孢m度更加敏感？

* 在操手持標(biāo)簽打印機(jī)時(shí)，你覺得會(huì)產(chǎn)生哪些不舒適感？

* 您認(rèn)為影響手持標(biāo)簽打印機(jī)的操作方式是什么？

2.可用性的問題

* 您習(xí)慣操作方式是什么？

* 您認(rèn)為標(biāo)簽打印機(jī)的操作按鍵應(yīng)該在視覺的正面還是在側(cè)面？

* 您認(rèn)為現(xiàn)有手持標(biāo)簽打印機(jī)的按鍵會(huì)不會(huì)因?yàn)檫^于小而難以操作？

3.美學(xué)因素

* 您更看重是手持標(biāo)簽打印機(jī)的外觀，品牌還是功能。

* 您認(rèn)為手持標(biāo)簽打印機(jī)的造型對(duì)您的工作心情有影響嗎？

* 您希望手持標(biāo)簽打印機(jī)的外觀造型趨向于曲線修長(zhǎng)型還是方正硬朗型？

您希望手持標(biāo)簽打印機(jī)的按鍵形狀是什么樣的？

通過分析資料建立用戶模型，主要包括用戶對(duì)使用方式、對(duì)按鍵改進(jìn)方面、外觀審美方面、情感價(jià)值、用戶思維模型。從標(biāo)簽打印機(jī)的手持方式，操作方式和美學(xué)因素上所得到的結(jié)論是：第一，用戶需求手持操作要達(dá)到一定的舒適度，手與打印機(jī)的契合度要適中以及標(biāo)簽打印機(jī)對(duì)使用者手部位置的壓力要分布均勻。操作方式上用戶要求在操作按鍵上做人性化處理，包括按鍵大小、按鍵的排布方式等。美學(xué)因素上用戶對(duì)于打印機(jī)的外觀造型需求：簡(jiǎn)潔統(tǒng)一、需要與用戶的情感聯(lián)系起來等要求。

產(chǎn)品的可用性要求ii是指產(chǎn)品對(duì)用戶來說有效、易學(xué)、好記及令人滿意的程度，即用戶能否用產(chǎn)品完成他的任務(wù)，效率如何，主觀感受怎樣。如何更快的讓用戶在生理和心理上接受產(chǎn)品，即產(chǎn)品的生理接受性與心理接受性。這就需要設(shè)計(jì)師對(duì)產(chǎn)品的特征要求足夠了解。通過文獻(xiàn)資料等理論作為設(shè)計(jì)依據(jù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行初步的概念設(shè)計(jì)。我們稱其為概念模型。最后通過概念模型與用戶模型相結(jié)合最終形成用戶心智模型iii。在對(duì)其進(jìn)行產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)。對(duì)最終設(shè)計(jì)出的用戶心智模型做設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)。

通過對(duì)標(biāo)簽打印機(jī)手持方式設(shè)計(jì)的人機(jī)交互研究出發(fā)，通過對(duì)IT產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行用戶問卷調(diào)查，數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)建立了手持標(biāo)簽打印機(jī)的用戶模型和基于用戶心智模型的手持標(biāo)簽打印機(jī)的交互設(shè)計(jì)方法。并運(yùn)用其方法對(duì)實(shí)踐進(jìn)行指導(dǎo)，評(píng)價(jià)，總結(jié)。

注釋：

篇（4）

傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)是二維平面繪圖設(shè)計(jì)，很大程度上依賴于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)和制造都是屬于黑匣子工作，是一個(gè)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的串行工程。而計(jì)算機(jī)科學(xué)和軟件技術(shù)的發(fā)展，可以幫助設(shè)計(jì)者克服傳統(tǒng)方法無法避免的困難，由二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S參數(shù)化設(shè)計(jì)，通過利用軟件的模擬功能進(jìn)行成型模擬，在設(shè)計(jì)階段就可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)是否合理，設(shè)計(jì)與制造是并行工程，節(jié)省工時(shí)、縮短周期、降低成本。因此，企業(yè)要求模具設(shè)計(jì)人員除了具有模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)外，還必須將CAD/CAE/CAM技術(shù)應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)中，才能符合企業(yè)的發(fā)展，才能使企業(yè)具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。《現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法》正是為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)模具設(shè)計(jì)人才的需要而開設(shè)的一門前沿性課程，是一門多學(xué)科、綜合性很強(qiáng)的應(yīng)用型新課程，目的是讓學(xué)生掌握和了解模具設(shè)計(jì)的前沿技術(shù)，適應(yīng)企業(yè)的發(fā)展需要。由于開設(shè)時(shí)間比較短，本課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段正處于一個(gè)探索的階段。為了提高教學(xué)質(zhì)量，改善教學(xué)效果，培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)的具有創(chuàng)新思維模具技術(shù)人才，本課程的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)需要進(jìn)行不的完善和整合。

一、現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法課程的定位

進(jìn)入21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢(shì)下，隨著CAD/CAE/CAM/CAPP技術(shù)的迅猛發(fā)展和在模具行業(yè)中的日益廣泛的應(yīng)用，給模具工業(yè)帶來了巨大的變革。目前在我國(guó)模具工業(yè)生產(chǎn)的第一線，反映出缺少高素質(zhì)技術(shù)應(yīng)用型人才，從而導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力不強(qiáng)，先進(jìn)模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)應(yīng)用不普及，模具產(chǎn)品的商品化率、標(biāo)準(zhǔn)化率不高等現(xiàn)象。這是因?yàn)槟＞吖I(yè)現(xiàn)今已成為制造業(yè)中產(chǎn)品需求量增加最快和科技含量增長(zhǎng)最快的行業(yè)。不論是各類模具的設(shè)計(jì)，還是各種模具制造，都是高精度設(shè)備的操作與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的集合，都大量需要技術(shù)應(yīng)用型專業(yè)人才。國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家早在70年代就可開始利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)，發(fā)展至今，許多國(guó)家都推出了自己比較成熟的模具設(shè)計(jì)軟件，如美國(guó)PTC公司的Pro/E，EDS公司的UG-Ⅱ，SOLIDWORKS公司的SOLIDWORKS軟件，以色列的CIMATORON軟件等，這些軟件在各自國(guó)家的汽車、飛機(jī)行業(yè)中有著非常廣泛的應(yīng)用。我國(guó)現(xiàn)代模具制造起步較晚，僅僅是在90年代，才有部分院校和大型企業(yè)進(jìn)行相關(guān)的研究，并陸續(xù)推出了一些比較成熟的軟件，如北京航空航天大學(xué)軟件工程研究所的CAXA軟件，華中科技大學(xué)的模具技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的注塑模HSC311軟件等。特別是近幾年隨著CAD/CAE/CAM技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)許多企業(yè)引進(jìn)了國(guó)外的一些模具設(shè)計(jì)軟件、模具模擬軟件，因此今后的模具設(shè)計(jì)和制造必然走三維化、無圖紙化的道路。

因此21世紀(jì)模具專業(yè)畢業(yè)生除必須具備政治和人文科學(xué)的基本素質(zhì)外，還必須具備一些專業(yè)特色：1.具備寬口徑的知識(shí)能力結(jié)構(gòu)。模具設(shè)計(jì)人員除了要掌握模具結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)外，還必須具備模具結(jié)構(gòu)的制造、模具材料的性能、金屬材料或塑料材料的成型工藝特性等知識(shí)。2.具有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。學(xué)生不僅具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)知識(shí)還應(yīng)有較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力，不僅能將整個(gè)設(shè)計(jì)思維體現(xiàn)在圖紙上面，還能將其具體化、實(shí)物化；不僅能設(shè)計(jì)模具，還能針對(duì)具體問題進(jìn)行分析并提出解決方案。3.具有現(xiàn)代制造技術(shù)的應(yīng)用能力。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造思維方法在計(jì)算機(jī)的幫助下發(fā)生了很大的變化，只有熟練應(yīng)用各種專業(yè)軟件和數(shù)控加工手段，才能真正掌握現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法和先進(jìn)制造技術(shù)，從而成為名副其實(shí)的模具設(shè)計(jì)大師。

現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法課程的定位是以培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才為指導(dǎo)思想，以培養(yǎng)工程實(shí)用型人才為根本目標(biāo)，通過現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法課程的教學(xué)，讓學(xué)生了解并能初步掌握現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的新理念、新方法，使學(xué)生適應(yīng)21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的需要，滿足我國(guó)的工程實(shí)用型人才緊缺，促進(jìn)我國(guó)高新模具人才培養(yǎng)的目的。

二、現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法課程理論教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

由于現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法課程是一門新型的前沿性課程，還沒有一本很好的教材作為依托，因此任課教師對(duì)該門課程的理論教學(xué)內(nèi)容的確定還處于一個(gè)探索的階段。因此為了讓學(xué)生真正掌握現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法的核心技術(shù)，而不僅僅是學(xué)會(huì)某種CAD/CAM軟件，完善本門課程的理論教學(xué)內(nèi)容是迫在眉睫的。完善該門課程的理論教學(xué)內(nèi)容的基本思路是以就業(yè)導(dǎo)向的課程定位為原則，根據(jù)目前世界模具制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)而展開的。具體設(shè)計(jì)思路為：

1.塑料模具三維設(shè)計(jì)軟件、模擬軟件、制造軟件的設(shè)計(jì)原理。在“以塑代鋼”思想的指導(dǎo)下，注塑產(chǎn)品應(yīng)用范圍越來越廣泛，塑料模所占的比例越來越大。因此，掌握塑料模具三維設(shè)計(jì)軟件、模擬軟件、制造軟件的設(shè)計(jì)原理作為理論教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)。

2.鈑金模具三維設(shè)計(jì)軟件、模擬軟件、制造軟件的設(shè)計(jì)原理。

3.三維模具設(shè)計(jì)軟件、模擬軟件、制造軟件的核心開發(fā)技術(shù)。模具CAD/CAE/CAM是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的，與模具CAD/CAE/CAM相關(guān)的核心技術(shù)有參數(shù)化技術(shù)、建模技術(shù)、裝配技術(shù)、人工智能技術(shù)、有限元分析技術(shù)等。通過對(duì)這些技術(shù)的理論教學(xué)內(nèi)容的介紹，讓學(xué)生掌握在進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的過程中，從產(chǎn)品到模具再到產(chǎn)品的全過程通過CAD/CAE/CAM實(shí)現(xiàn)的道理。

通過對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容的完善，讓同學(xué)們?cè)谶M(jìn)行上機(jī)實(shí)踐的同時(shí)能夠“知其然，更知其所以然”，做到融會(huì)貫通，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，使學(xué)生能夠適應(yīng)企業(yè)的模具設(shè)計(jì)新技術(shù)。

三、現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，如果僅僅通過課堂教學(xué)，學(xué)生自己不上機(jī)實(shí)踐，該門課程的教學(xué)就無法達(dá)到預(yù)期的效果。本門課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)思路為：

1.基于校內(nèi)仿真模擬平臺(tái)的現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的確定。由于目前各大中型企業(yè)所用的模具設(shè)計(jì)軟件各不相同，因此教師必須根據(jù)各種模具設(shè)計(jì)軟件的企業(yè)使用率而篩選出具有代表性的軟件進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。在校內(nèi)機(jī)房的計(jì)算機(jī)上安裝這些軟件，讓每一個(gè)學(xué)生都有一臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行上機(jī)訓(xùn)練。老師通過給定一個(gè)產(chǎn)品二維圖，讓學(xué)生進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)模具成型模擬模具仿真加工等內(nèi)容，通過訓(xùn)練讓學(xué)生初步了解每一個(gè)模塊的功能及操作原理。

2.基于項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)踐內(nèi)容的確定。為了充分地讓學(xué)生具有自主創(chuàng)新的能力和自主解決實(shí)際問題的能力，在課程結(jié)束的后期，設(shè)計(jì)一個(gè)項(xiàng)目式的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。即老師布置一個(gè)學(xué)生比較熟悉的實(shí)際產(chǎn)品，如手機(jī)、鼠標(biāo)、U盤等，讓學(xué)生通過查閱資料了解產(chǎn)品的功能，然后根據(jù)產(chǎn)品的功能，學(xué)生自己制定實(shí)驗(yàn)任務(wù)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瓿僧a(chǎn)品從零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、模擬分析、模具仿真加工、模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化的全過程，學(xué)生通過這種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，深入地將模具設(shè)計(jì)的理論知識(shí)、CAD/CAE/CAM技術(shù)融合在一起，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力、工程能力、創(chuàng)新思維的能力。在實(shí)驗(yàn)的過程中，樹立“以學(xué)生為中心”的觀念，老師引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.基于畢業(yè)設(shè)計(jì)的現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容的確定。由于課堂教學(xué)課時(shí)及上機(jī)課時(shí)有限，學(xué)生可能還不能很好的掌握現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的方法，因此對(duì)于該門課程的實(shí)踐教學(xué)就考慮到延續(xù)到畢業(yè)設(shè)計(jì)中來，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)環(huán)節(jié)來鞏固和熟練運(yùn)用現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法，從而掌握現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，為學(xué)生即將走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。

四、現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法課程理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)整合優(yōu)化

1.理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的關(guān)系。現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法課程理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)是相輔相成，互相交叉，互相滲透，密切聯(lián)系的。理論教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)的前提基礎(chǔ)，實(shí)踐教學(xué)是理論教學(xué)的知識(shí)再現(xiàn)。通過本課程的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)融合，充分發(fā)揮和體現(xiàn)本課程的特色，培養(yǎng)出適應(yīng)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展需要的具有創(chuàng)新思維的工程實(shí)用型人才。

2.理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)整合優(yōu)化的思路。本課程理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)整合優(yōu)化的思路是以培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維的工程技術(shù)人才為出發(fā)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生能利用所學(xué)的理論知識(shí)用于現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的實(shí)踐中去，具有較強(qiáng)的解決實(shí)際問題的能力和自主性。

3.理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的整合優(yōu)化體系的建立。①理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的融合。通過理論教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)以及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，能在實(shí)踐教學(xué)中充分融合理論知識(shí)，在理論教學(xué)中始終貫穿模具設(shè)計(jì)的實(shí)踐，使學(xué)生不僅具有較強(qiáng)的理論功底，而且具有較好的動(dòng)手能力和結(jié)合企業(yè)實(shí)際的設(shè)計(jì)思維。

②教學(xué)方法、教學(xué)手段的改進(jìn)。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是老師為主體，大部分學(xué)生僅僅是帶著耳朵聽，屬于填鴨式的教學(xué)，往往教學(xué)效果較差。通過改革教學(xué)方法，在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，采用課堂討論、小組合作、現(xiàn)代信息技術(shù)等多種教學(xué)方法來增強(qiáng)學(xué)生的理論知識(shí)。通過改善實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)裝置，利用各種資源進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)來促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固和理解。

③不提高教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)水平。現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法課程是一門新型的前沿課程，而且其知識(shí)體系是隨著社會(huì)和科技的發(fā)展而不發(fā)展的，因此對(duì)承擔(dān)該門課程的教師具有較高的要求，需要教師的知識(shí)不更新。為了使該門課程具有較好的教學(xué)效果以及適應(yīng)現(xiàn)代模具發(fā)展的需要，必須提供老師各種各樣的培訓(xùn)以及深入企業(yè)觀察的機(jī)會(huì)。

篇（5）

中圖分類號(hào)：J05 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-5312（2013）17-0045-02

在市場(chǎng)全球化和多元化的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中，國(guó)家間的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)際上就是設(shè)計(jì)的競(jìng)爭(zhēng)。設(shè)計(jì)作為經(jīng)濟(jì)和意識(shí)形態(tài)的載體，已成為一個(gè)國(guó)家、機(jī)構(gòu)或企業(yè)發(fā)展自己的有力手段。設(shè)計(jì)已成為許多國(guó)家政府所關(guān)注的重點(diǎn)。每個(gè)設(shè)計(jì)要想突破常規(guī)，取得好的成果，必須要有創(chuàng)新。創(chuàng)新是設(shè)計(jì)的靈魂，是推動(dòng)設(shè)計(jì)前進(jìn)的動(dòng)力。設(shè)計(jì)要以科學(xué)的創(chuàng)新方法為前提，創(chuàng)新使我們必須具備創(chuàng)造性的思維方式。因此，掌握和學(xué)習(xí)多種思維方式是設(shè)計(jì)必不可少的前提。

一、想象是創(chuàng)意思維的基礎(chǔ)

創(chuàng)造性的思維方式是推動(dòng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新的前提，它是一種復(fù)雜的思維形式，要求我們?cè)谝延薪?jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行多方位的思考，運(yùn)用獨(dú)特性和新奇性的方法去解決問題。想象是創(chuàng)造性思維的前提。我們可以借助想象力產(chǎn)生預(yù)期的結(jié)果。我們要是設(shè)計(jì)一套房子，首先要構(gòu)思它的整體造型和室內(nèi)的各個(gè)結(jié)構(gòu)，這些大腦中構(gòu)思的形態(tài)就是想象的形態(tài)。合理的想象加上先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，造就了今天多姿多彩的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，使設(shè)計(jì)也朝著科技化、多元化的方向發(fā)展。

想象的思維還包括聯(lián)想思維、抽象思維和形象思維。創(chuàng)造想象大部分伴有聯(lián)想思維，聯(lián)想總受解決問題的方向牽引，按照事物間的關(guān)聯(lián)性，從一件事物聯(lián)想到另一件事物。我們獲得創(chuàng)意的前提就是打破傳統(tǒng)和習(xí)慣性的思維途徑和思維模式，從新穎的角度去思考問題。在聯(lián)想中開闊思維。我們可以從表面、事物特征或相同屬性的方面進(jìn)行思考，還可以通過對(duì)比的方法進(jìn)行聯(lián)想。聯(lián)想分為相似聯(lián)想、接近聯(lián)想和對(duì)比聯(lián)想。相似聯(lián)想是指大腦受刺激后自然而然的會(huì)聯(lián)想到與這一事物類似或相似的事物。夏天我們能聯(lián)想到茂盛的花草，冬天我們聯(lián)想到蕭條。接近聯(lián)想是指在空間或時(shí)間上接近的事物，在知識(shí)經(jīng)驗(yàn)中容易形成聯(lián)系。比如故宮使我們能聯(lián)想到皇帝，辣椒使我們能聯(lián)想到重慶的火鍋。對(duì)比聯(lián)想是指運(yùn)用事物之間的對(duì)比性進(jìn)行思維的聯(lián)想，我們可以從優(yōu)缺點(diǎn)、物質(zhì)屬性、結(jié)構(gòu)等角度進(jìn)行對(duì)比。這些聯(lián)想的方法都能使我們的思維開闊，從而獲得新的認(rèn)識(shí)角度。

抽象思維是創(chuàng)造性思維的主要表現(xiàn)形式，抽象思維是運(yùn)用抽象化的表現(xiàn)方式去表達(dá)具象事物的一種獨(dú)特性的思維方式，抽象思維通過對(duì)圖形的分解、重構(gòu)、變形等方法對(duì)圖形進(jìn)行抽象、夸張的組合，使之成為一種新的視覺語言。抽象圖形在某種條件下比具象形更容易觸動(dòng)人的感知，給人帶來意想不到的視覺感受。夸張是抽象思維的一種表現(xiàn)形式，它夸大了原型的主要特征，用簡(jiǎn)化或裝飾的方法使原型神似或相似。在設(shè)計(jì)中，我們可以用點(diǎn)、線、面等抽象的構(gòu)成的基本元素傳達(dá)信息。這種不直接反映商品或相關(guān)的具體形象的抽象表現(xiàn)，給人以概括簡(jiǎn)練，現(xiàn)代的適當(dāng)感覺。

形象思維也是創(chuàng)造思維的一種表現(xiàn)形式，是指對(duì)具體存在的事物作為設(shè)計(jì)參考的對(duì)象，根據(jù)它們的特征塑造出容易被人識(shí)別和理解的新物體。在整個(gè)思維過程中不脫離具體的形象，在整個(gè)思考的過程中，我們要以事物具體的特征進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)造，用創(chuàng)新性和想象性的思維去進(jìn)行仿生和替代，從而創(chuàng)造出能夠準(zhǔn)確表達(dá)圖形意義的視覺新形象。形象思維的方法有模仿法、想象法、組合法和替換法。模仿是我們一貫采取的設(shè)計(jì)手段，手工業(yè)時(shí)代，我們創(chuàng)造了很多手工業(yè)工具，雖然采用了簡(jiǎn)單的機(jī)械原理，但都與人手的功能相似。

二、發(fā)散、收斂和逆向思維的重要性

發(fā)散思維也叫輻散思維，它不受現(xiàn)代知識(shí)和傳統(tǒng)觀念的局限和束縛，沿著不同的角度去擴(kuò)散，向四面八方進(jìn)行輻射狀的思考和聯(lián)想，用多角度、多方位去思考問題。這種思維不受局限，我們可以進(jìn)行和它相關(guān)的任何方面的聯(lián)想，并且在短時(shí)間內(nèi)能有較多的想法，不受制于一個(gè)方面、一個(gè)角度，體現(xiàn)出思維的靈活性。比如我們對(duì)木頭進(jìn)行發(fā)散思維。有的人會(huì)想到保暖、門、桌子、床等，這種發(fā)散思維就沒有獨(dú)特性，僅僅從材料這一個(gè)角度去聯(lián)想。但有的人會(huì)想到桌子、耍雜技、敲擊等，這種發(fā)散思維就有獨(dú)特性，從材料、工具、玩具等角度去進(jìn)行發(fā)散思維。發(fā)散思維的另一特征就是啟發(fā)式的思維，是舉一反三、觸類旁通的方法。

與發(fā)散思維相反的是收斂思維，收斂思維又稱“求同思維”和“集中思維”，以某個(gè)方向?yàn)橹行模顾季S從不同的角度，不同的方向進(jìn)行思考，最終使這些思考集中到一個(gè)方向，以尋求解決問題的最佳答案。發(fā)散思維和收斂思維是相輔相成的，發(fā)散思維是不受任何約束的，天馬行空的想象，一定要有收斂思維做補(bǔ)充，使想象具有合理性。發(fā)散的目的就是讓收斂思維做出最佳的選擇。發(fā)散思維是“一到多”的思考，而收斂思維是“多到一”的總結(jié)。在解決問題的過程中。始終要堅(jiān)持發(fā)散-集中-再發(fā)散-再集中的方式進(jìn)行思考。最終選出最佳答案。比如衣服的制作方法有很多，我們可以運(yùn)用發(fā)散的思維去考慮，可以是報(bào)紙、塑料、棉、布等，但是我們做最終選擇的時(shí)候一定要考慮到我們選擇的是不是最佳的答案，我們要考慮到舒適度，耐用性等，不能一味的瞎想，要在各種答案中選擇最佳的，然后圍繞這個(gè)最佳的答案再進(jìn)行分散思考然后再進(jìn)行總結(jié)。

逆向思維也是創(chuàng)造性思維的一種方式，逆向思維是打破習(xí)慣的思維方式，把思維方向逆轉(zhuǎn)，讓思維向?qū)α⒚娴姆较虬l(fā)展，從問題相反或表面上看似不可能并存的兩條思路去尋找解決問題的辦法。對(duì)于事物的質(zhì)疑反而會(huì)讓我們突破思維的限制，解放思想，從而產(chǎn)生意想不到的新思路。在我們進(jìn)行創(chuàng)作時(shí)，往往會(huì)陷入思維的死角不能自拔，如果我們進(jìn)行逆向思維，反其道而行之，思考說不定就會(huì)“柳暗花明”。逆向思維看起來是違背常理的思考，但其結(jié)果往往會(huì)出其不意、出乎意料。

三、直覺和靈感是創(chuàng)造性思維不可缺少的

直覺和靈感思維也是創(chuàng)造性思維中首要考慮的，直覺思維多從人的感性方面出發(fā)，不過于考慮事物的邏輯性，追尋內(nèi)心的感受和想法，是一種潛意識(shí)的思考。直覺思維是對(duì)思維對(duì)象從整體上進(jìn)行考察，直接把握事物的本質(zhì)和規(guī)律，利用自己已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，通過聯(lián)想做出假象和判斷，是一種不加論證的判斷力，是思想的自由創(chuàng)造。直覺思維需要直覺經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)。靈感思維是借助直覺啟示而快速得到解決問題的領(lǐng)悟和理解。靈感思維有隨機(jī)性和偶然性。直覺思維和靈感思維都需要掌握大量的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為前提。我們要善于學(xué)習(xí)不同學(xué)科的知識(shí)，善于總結(jié)和思考，在已有的知識(shí)上進(jìn)行大膽合理的聯(lián)想，從而找出創(chuàng)作的靈感和啟發(fā)。我們只有掌握了大量的知識(shí)，才能憑靠直覺去進(jìn)行判斷，才能尋找更多的靈感。著名的一位氣象家因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)非洲西海岸和南美洲東海岸的輪廓十分相似，利用直覺思維，創(chuàng)造了大陸漂移說。靈感來源于生活，生活中的每個(gè)細(xì)節(jié)，每個(gè)偶然，都會(huì)使你頓然開悟。

結(jié)語：創(chuàng)新是設(shè)計(jì)迅速前進(jìn)的不竭動(dòng)力，是設(shè)計(jì)發(fā)展的前提。掌握不同的創(chuàng)新手法是設(shè)計(jì)靈感來源的基本途徑。我們要善于運(yùn)用多方位的思維模式，大膽進(jìn)行創(chuàng)新。同時(shí)，還要緊跟時(shí)代的步伐，結(jié)合時(shí)代的信息進(jìn)行超前的思維發(fā)散，使我們的設(shè)計(jì)思維緊跟時(shí)代的步伐。

參考文獻(xiàn)：

篇（6）

1 合作型設(shè)計(jì)

公眾的意愿與訴求是規(guī)劃及設(shè)計(jì)決策的依據(jù)，合作性設(shè)計(jì)即是使設(shè)計(jì)師與公眾之間形成合作關(guān)系，公眾將自己的需求與設(shè)計(jì)師交流溝通，并從設(shè)計(jì)初期的研究開始貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過程直至設(shè)計(jì)的決策，而設(shè)計(jì)師則充當(dāng)公眾意愿的倡導(dǎo)者，保證公眾的意愿在規(guī)劃設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。

2 項(xiàng)目解讀

2.1 社區(qū)概況

汽發(fā)社區(qū)位于武漢市珞瑜路與關(guān)山大道丁字口處，毗鄰光谷廣場(chǎng)，北面為華中科技大學(xué)，南面以光谷街為界，東面為長(zhǎng)江動(dòng)力集團(tuán)，西臨常青藤名苑、湖北省中醫(yī)院。

汽發(fā)社區(qū)上個(gè)世紀(jì)50、60年代的產(chǎn)物，為集團(tuán)家屬區(qū)，歷經(jīng)了歲月的侵蝕，現(xiàn)在的汽發(fā)社區(qū)已衰敗破舊，與周圍繁華發(fā)達(dá)的城市景觀格格不入，它正掙扎著、在夾縫中努力著，尋找它在這個(gè)城市中的位子。

2.2 項(xiàng)目目標(biāo)解析

2.2.1 對(duì)社區(qū)環(huán)境的改造提出建議

汽發(fā)社區(qū)隨處可見任意丟棄的垃圾，肆意停放或橫行的汽車、電動(dòng)車、自行車，以及荒棄的活動(dòng)空間，其擁有的人居環(huán)境與現(xiàn)在環(huán)境優(yōu)美的居住區(qū)可以說有天壤之別。因此，對(duì)汽發(fā)社區(qū)并不理想的生活環(huán)境進(jìn)行改造便成為了此次項(xiàng)目的直接目標(biāo)，以服務(wù)于社區(qū)居民，為社區(qū)居民提供良好的生活居住環(huán)境。

2.2.2 合作性設(shè)計(jì)方法的探究

此次項(xiàng)目是對(duì)合作性設(shè)計(jì)方法的探究，設(shè)計(jì)者希望擺脫慣有的藍(lán)圖式設(shè)計(jì)方法，將整個(gè)設(shè)計(jì)建立在汽發(fā)社區(qū)居民的想法上，使居民充分的參與項(xiàng)目的每一個(gè)過程，做到真正意義上的實(shí)現(xiàn)公眾參與。

2.3 汽發(fā)社區(qū)特征解析

汽發(fā)社區(qū)為典型的老舊社區(qū)，這樣的社區(qū)除了居住環(huán)境較為惡劣外，其最突出的特征即在于其人口結(jié)構(gòu)，這也是使這樣的老舊社區(qū)形成現(xiàn)有文化特征的最重要因素。

汽發(fā)社區(qū)的人口結(jié)構(gòu)具有兩點(diǎn)非常鮮明的特征。首先，老年人所占比例大概占整個(gè)社區(qū)的30%左右，很明顯，汽發(fā)社區(qū)屬于老年人社區(qū)；其次，社區(qū)中大部分人居民為租客，占整個(gè)社區(qū)居民的40%左右。

2.3.1 社區(qū)原住民

這一部分居民大多為集團(tuán)老員工，在與他們的談話中得知，年輕員工幾乎都全部搬出汽發(fā)社區(qū)，以尋求更好的居住條件，現(xiàn)在留下的基本上為老年人。

2.3.2 租客

通過調(diào)查得知，由于汽發(fā)社區(qū)房屋破舊，其租金非常便宜，因此吸引了大量的外來打工者——即租客。租客是整個(gè)社區(qū)中極為重要的組成部分，他們來自于各行各業(yè)，由于汽發(fā)社區(qū)極為廉價(jià)的租金而聚集在了一起。

2.4 項(xiàng)目問題及特征解析

2.4.1 項(xiàng)目問題

2.4.1.1 與原住民的合作

社區(qū)中的原住民幾乎是從社區(qū)落成時(shí)便住在里面，他們是社區(qū)的活躍分子，是社區(qū)活動(dòng)中的中堅(jiān)組成部分，對(duì)社區(qū)充滿感情。但是由于大部分原住民為老人，除了對(duì)于規(guī)劃設(shè)計(jì)中的許多問題無法理解之外，還有一個(gè)非常嚴(yán)重的問題，即無法對(duì)社區(qū)的改造提出意見，他們無法定義自己認(rèn)為適宜居住的環(huán)境，只能被動(dòng)的接受外界給出的條件，沒有自主參與改造的能力，在對(duì)社區(qū)的改造上顯得力不從心。

2.4.1.2 與租客的合作

租客平時(shí)比較冷漠，很少參與社區(qū)活動(dòng)，租客和原住民之間幾乎沒有交流互動(dòng)，各個(gè)租客之間交流也很少。他們雖然住在同一社區(qū)，但卻都是單獨(dú)的個(gè)體，社區(qū)對(duì)于他們來說指揮一個(gè)臨時(shí)的落腳點(diǎn)，隨時(shí)可以住進(jìn)來，也隨時(shí)可以離開。因此，對(duì)于社區(qū)的改造，他們是持一種漠不關(guān)心、事不關(guān)己的態(tài)度。

2.4.2 項(xiàng)目特征

汽發(fā)社區(qū)特有的人群結(jié)構(gòu)使得項(xiàng)目的合作有別于普通合作性設(shè)計(jì)，與原住民之間的溝通障礙和與租客間的交流隔閡對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)行形成了巨大障礙。社區(qū)原住民對(duì)項(xiàng)目呈現(xiàn)出被動(dòng)的狀態(tài)，而租客則呈現(xiàn)出抗拒的態(tài)度。因此，如何調(diào)動(dòng)這兩類人群的公眾參與積極性成為了使此項(xiàng)目比普通的合作性項(xiàng)目更有難度，也是此次社區(qū)環(huán)境改造中需要重點(diǎn)突破的問題。

2.5 合作型設(shè)計(jì)方法探究

2.5.1 由政府機(jī)構(gòu)引導(dǎo)的合作型設(shè)計(jì)模式

中國(guó)特有的社會(huì)體制，決定了政府機(jī)構(gòu)對(duì)公眾參與的引導(dǎo)作用，而在此項(xiàng)目中則反應(yīng)為基層居民管理機(jī)構(gòu)——即居委會(huì)對(duì)社區(qū)居民積極性的引導(dǎo)。

為了改善社區(qū)居民對(duì)社區(qū)環(huán)境改造的被動(dòng)狀態(tài)，居委會(huì)充分發(fā)揮了其對(duì)社區(qū)居民的引導(dǎo)作用。在項(xiàng)目得到了得到了居委會(huì)熱情的支持后，由居委會(huì)組織與安排展開了一系列的宣傳與引導(dǎo)，主要包括兩種方式，第一種方式是通過居委會(huì)統(tǒng)一向居民發(fā)放問卷，第二種方式是通過居委會(huì)組織統(tǒng)一活動(dòng)號(hào)召黨員和一些社區(qū)活躍分子以帶動(dòng)整個(gè)社區(qū)居民參與的積極性。很大一部分居民開始關(guān)注本項(xiàng)目，并由一開始的被動(dòng)態(tài)度向主動(dòng)轉(zhuǎn)移。

居委會(huì)的引導(dǎo)對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)行起到了推動(dòng)作用，它成為了設(shè)計(jì)者與社區(qū)居民之間的媒介，協(xié)調(diào)了兩者之間的關(guān)系，并為設(shè)計(jì)者和社區(qū)居民之間的合作打下了良好的基礎(chǔ)。

2.5.2 問題導(dǎo)向的合作型設(shè)計(jì)模式

正如前面所提到的，大部分原住民為老人，雖然在社區(qū)居委會(huì)的引導(dǎo)下激發(fā)了他們對(duì)于社區(qū)的改造的熱情，但由于老年人對(duì)于良好的社區(qū)環(huán)境幾乎沒有認(rèn)知，所以他們無法直接向設(shè)計(jì)者傳遞他們的需求。因此，在對(duì)這一部分居民進(jìn)行需求及意愿調(diào)查時(shí)，設(shè)計(jì)者并沒有直接詢問居民對(duì)社區(qū)環(huán)境的愿景，而是采用了問題導(dǎo)向型的調(diào)查方式，即通過居民反映出的社區(qū)問題來獲取社區(qū)的信息，成為之后設(shè)計(jì)過程中的依據(jù)。

這種方式是對(duì)設(shè)計(jì)語言的一種轉(zhuǎn)換，由于居民無法向設(shè)計(jì)者直接表達(dá)最終需求，所以便通過中間媒介的轉(zhuǎn)換，由居民反映問題，再由設(shè)計(jì)者將問題轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)語言。

2.5.3 激發(fā)式的合作型設(shè)計(jì)模式

租客對(duì)于社區(qū)環(huán)境好壞持無所謂態(tài)度，僅有少數(shù)租客會(huì)在設(shè)計(jì)者的熱情邀請(qǐng)下與之交流，反映社區(qū)狀況。在與租客的接觸中可以發(fā)現(xiàn)，租客收入少、社會(huì)地位低，導(dǎo)致他們對(duì)于生活的熱情不高；其次，租客通常較為急躁，所以通常無法耐心參與社區(qū)環(huán)境改造。這兩點(diǎn)直接導(dǎo)致在前期調(diào)查中無法收集租客的意愿及需求，也正是導(dǎo)致設(shè)計(jì)者無法與租客合作設(shè)計(jì)的根本原因。

通過初期的調(diào)查及居民意向反映，第一輪的社區(qū)環(huán)境改造方案出爐，這個(gè)時(shí)候的方案是較為缺乏租客的意向的。為了激發(fā)租客的積極性，設(shè)計(jì)者將初期作品通過模型、圖片等直觀的載體在居民日常活動(dòng)頻率較高的地點(diǎn)進(jìn)行展示，以引起居民的好奇心，當(dāng)然其中便不乏大量的租客，這個(gè)短暫的停留便贏取了與租客進(jìn)行交流的機(jī)會(huì)。

傳統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)過程可以大致分為三步，一為初期調(diào)查、二為方案設(shè)計(jì)，三為方案決策，通常二會(huì)在一結(jié)束后再進(jìn)行，而在這種設(shè)計(jì)模式中，由于初期調(diào)查并不完善，所以設(shè)計(jì)者將設(shè)計(jì)的一二兩個(gè)步驟融合，以二來彌補(bǔ)一的不足。這種合作設(shè)計(jì)模式改變傳統(tǒng)的由調(diào)查再到設(shè)計(jì)的方法，運(yùn)用靈活的操作使得各方面趨于完善。

2.5.4 交流式的合作型設(shè)計(jì)模式

在成功引導(dǎo)了原住民的共參與和激發(fā)了租客的公眾參與后，項(xiàng)目進(jìn)入了正式的設(shè)計(jì)過程，由于前期已經(jīng)將與居民交流上的障礙突破，所以在后期方案設(shè)計(jì)中便實(shí)現(xiàn)了真正意義上的合作——即居民主動(dòng)參與到設(shè)計(jì)中，并對(duì)設(shè)計(jì)提出意見與建議，以使居民的需求充分的融入到設(shè)計(jì)中。

這個(gè)環(huán)節(jié)與常規(guī)的合作型設(shè)計(jì)相同，但難得的是突破了與社區(qū)原住民以及租客之間的障礙，所以相同中又有些許獨(dú)特之處。

3 從合作性項(xiàng)目中獲得的啟發(fā)

3.1 對(duì)于與具有特征的公眾進(jìn)行合作行設(shè)計(jì)的思考

在中國(guó)，與汽發(fā)社區(qū)具有相同特征的社區(qū)不在少數(shù)，而老年人以及租客這兩種人群卻常由于其特殊性而不被考慮在合作設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，除此之外，弱勢(shì)群體等同樣具有代表特征的公眾群體也常遭受與老年人和租客一樣的待遇。通過本項(xiàng)目的探索，與這樣的帶有一定特征的人群進(jìn)行合作雖然可能具有難度，但有時(shí)反而會(huì)是一個(gè)設(shè)計(jì)中的重要考慮因素，不可忽略。反思在現(xiàn)在的許多設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者常常為了簡(jiǎn)單方便而忽視與部分群體的溝通合作，這正是一種避重就輕的錯(cuò)誤表現(xiàn)。

篇（7）

有人說過：“一位優(yōu)秀的設(shè)計(jì)藝術(shù)家，需要有敏銳的美感及豐富的創(chuàng)意，最重要的是要有創(chuàng)新思維。”平面廣告教育的目的是為社會(huì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力的平面設(shè)計(jì)師。然而在實(shí)際教學(xué)中，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)重視不夠，過多地交給學(xué)生設(shè)計(jì)技能，使學(xué)生有較強(qiáng)的操作能力，但涉及到具體的廣告設(shè)計(jì)時(shí)，模仿成分過多，形式味重，創(chuàng)造意味不強(qiáng)。廣告設(shè)計(jì)思維包括以下幾種：橫向思維、求異思維、想象思維、發(fā)散思維、直覺思維。

一、橫向思維

橫向思維能使我們擺脫舊有的思維模式和思維習(xí)慣，有助于我們尋找盡可能多的不同的解題途徑和思路。它可作為縱向思維的對(duì)立方式。縱向思維是要把同一口井繼續(xù)挖深，橫向思維則是要試試其它位置。從美術(shù)創(chuàng)作的角度看，如不同工具材料的運(yùn)用，不同構(gòu)圖方法的表現(xiàn)，不同題材、內(nèi)容的選擇等形式都是要運(yùn)用橫向思維來創(chuàng)作。

二、求異思維

求異思維也是相對(duì)于常規(guī)思維來說的，其思維活動(dòng)的要訣在于不受任何框架、模式的約束，從而突破傳統(tǒng)觀念和習(xí)慣勢(shì)力的禁錮，從新的角度認(rèn)識(shí)問題，以新的思路、新的方法解決現(xiàn)實(shí)難題或創(chuàng)造更好、更美的東西。逆向思維是求異思維的一種重要形式，也是眾多創(chuàng)造性思維成果誕生的重要運(yùn)思策略。我們從美術(shù)創(chuàng)作的角度看，如可以畫花的生長(zhǎng)或凋謝過程，可以把正視、俯視、仰視等結(jié)合起來在同一作品中，可以把一幅作品剪貼、隨意粘貼、想象成另外的作品等形式都是要運(yùn)用求異思維來創(chuàng)作。

三、想象思維

想象思維也是創(chuàng)造性思維的主要表現(xiàn)形式之一。想象思維是人體大腦通過形象化的概括作用，對(duì)腦內(nèi)已有的記憶表象進(jìn)行加工、改造或重組的思維活動(dòng)。想象思維可以說是形象思維的具體化，是人腦借助表象進(jìn)行加工操作的最主要形式，是人類進(jìn)行創(chuàng)新及其活動(dòng)的重要的思維形式。想象思維有再造想象思維和創(chuàng)造想象思維之分。再造想象思維是指主體在經(jīng)驗(yàn)記憶的基礎(chǔ)上，在頭腦中再現(xiàn)客觀事物的表象；創(chuàng)造想象思維則不僅再現(xiàn)現(xiàn)成事物，而且創(chuàng)造出全新的形象。我們從美術(shù)創(chuàng)作的角度看，如可以創(chuàng)作飛翔的人，可以創(chuàng)作把地球放在手上，也可以創(chuàng)作動(dòng)植物組合成新的生物等形式都是要運(yùn)用想象思維來創(chuàng)作。

四、發(fā)散思維

突破常規(guī)是創(chuàng)造型思維的本質(zhì)所在，這一點(diǎn)在發(fā)散思維中表現(xiàn)得十分明顯。“正是在發(fā)散思維中，我們看到了創(chuàng)造性思維最明顯的標(biāo)志。”發(fā)散思維是指從一個(gè)目標(biāo)出發(fā)，沿著各種不同的途徑去思考，探求多種答案的思維，與聚合思維相對(duì)。

五、直覺思維

直覺思維是相對(duì)于邏輯思維來說的，它是指人們不經(jīng)過逐步分析而迅速對(duì)問題的答案做出合理猜測(cè)或突然頓悟的思維形式。直覺思維著眼于對(duì)研究對(duì)象的整體性把握，它與邏輯思維強(qiáng)調(diào)對(duì)研究對(duì)象的局部性分析是很不同的。直覺思維能力強(qiáng)的人常常會(huì)從一些偶然事件中突然領(lǐng)悟問題的實(shí)質(zhì)。

在廣告設(shè)計(jì)方法中，感性訴求廣告具有極大的魅力和說服力，但它畢競(jìng)基于人類的感情，人的感情是最復(fù)雜而又最易變的，要想真正使感性訴求廣告達(dá)到預(yù)期的目的，它還是必須在遵循一定的原則下進(jìn)行的。　包含著以下的幾個(gè)原則：

1．現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)的原則

消費(fèi)者不是一個(gè)可以任意施加影響的消極主體，而是一個(gè)具有一定的要求、信念、定勢(shì)和意向，有著判斷是非標(biāo)準(zhǔn)的積極客體，他們對(duì)廣告的內(nèi)容完全是根據(jù)自己要求的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)加以攝取或排斥的。所以，說實(shí)話、抒真情是廣告的生命，是贏得受眾的本質(zhì)力量，也是對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)，對(duì)消費(fèi)者負(fù)責(zé)的表現(xiàn)。

2．諧趣幽默的原則

幽默廣告之所以受人們的喜愛，根源在于其獨(dú)特的美學(xué)特征與審美價(jià)值，它運(yùn)用“理性的倒錯(cuò)”等特殊手法，通過對(duì)美肯定和對(duì)丑的嘲異兩種不同質(zhì)的情感復(fù)合，創(chuàng)造出一種充滿情趣而又耐人尋味的幽默境地，促使接受者直覺地領(lǐng)悟到它所表達(dá)的真實(shí)概念和態(tài)度，從而產(chǎn)生一種會(huì)心微笑的特殊審美效果，感性訴求廣告正是通過幽默的情趣談化了廣告的直接功利性，使消費(fèi)者在歡笑中自然而然、不知不覺地接受某種商業(yè)和文化信息，從而減少了人們對(duì)廣告所持的逆反心理，增強(qiáng)了廣告的感染力。

3．理性浪漫的原則

感性訴求廣告創(chuàng)作的一個(gè)最基本的條件就是要具有創(chuàng)作的沖動(dòng)，在廣告中表現(xiàn)激情，只有在這種情感狀態(tài)下才能夠創(chuàng)作出優(yōu)秀的作品。在感性訴求廣告創(chuàng)作中，情感始終起著重要的作用。感性訴求廣告不同于一般的藝術(shù)創(chuàng)作，它的目的是促進(jìn)消費(fèi)，它的目標(biāo)受眾是消費(fèi)者。如果說自由藝術(shù)創(chuàng)作的情感可以是隱晦的、深?yuàn)W的，別人不理解也可以的話，感性訴求廣告則不能這樣，它必須注重效應(yīng)，因此它要求較為直觀和外露，使人們能夠在短時(shí)間內(nèi)能夠理解。因此在進(jìn)行感性訴求廣告的創(chuàng)作時(shí)，我們鼓勵(lì)宣泄激情，但這種激性的宣泄又必須在一定的理智控制之下進(jìn)行，這就是我們所說的“理性浪漫”，只有這樣它才能把主體內(nèi)在的濃烈的情感作為對(duì)象納入一定的視覺形式之中，使之對(duì)象化和物態(tài)化，成為有意義的形式。

4．藝術(shù)表現(xiàn)的原則

感性訴求廣告的目標(biāo)受眾是消費(fèi)者，在人們的社會(huì)心理和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日新月異的今天，它的表現(xiàn)形式更應(yīng)該向藝術(shù)化的方向發(fā)展。今日的消費(fèi)者不再是純粹的追求物質(zhì)滿足，他們不僅要求廣告能告之他們信息，而且要求有藝術(shù)性和娛樂性，滿足其心理上的審美需要，所以，沒有強(qiáng)撼的藝術(shù)感染力的廣告是很難與消費(fèi)者產(chǎn)生情感共鳴的。

在感性訴求廣告中可運(yùn)用的藝術(shù)表現(xiàn)手法很多，除了我們前面所提到的諧趣幽默外，還有對(duì)比、抒情、夸張、比喻和聯(lián)想等，應(yīng)在不同的場(chǎng)合下運(yùn)用不同的創(chuàng)意以期達(dá)到預(yù)期的目的。

總之，在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈、廣告鋪天蓋地的當(dāng)今社會(huì)里，感性訴求廣告已經(jīng)成為悅?cè)∠M(fèi)者的一把利劍，特別是在中國(guó)這么一個(gè)“情為上”的國(guó)度里，這種情況更加顯得重要。所以在廣告設(shè)計(jì)中要遵循合理的設(shè)計(jì)思維和設(shè)計(jì)方法，這樣才能更好的為廣告設(shè)計(jì)提供源源不斷的新鮮血液。讓中國(guó)的廣告走在世界的前沿。

篇（8）

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 前言

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法課程是我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)課，是一門綜合性課程，它融匯了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的精華，涵蓋了基礎(chǔ)學(xué)科、計(jì)算機(jī)及機(jī)械學(xué)科的大部分內(nèi)容，與各相關(guān)學(xué)科緊密相聯(lián)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法課程的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)方法種類繁多、理論性很強(qiáng)，部分基礎(chǔ)理論知識(shí)復(fù)雜且抽象，涉及到高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)、機(jī)械制圖、數(shù)學(xué)建模、數(shù)值分析、

美學(xué)法則等基礎(chǔ)及專業(yè)知識(shí)。①②根據(jù)本課程內(nèi)容的特點(diǎn)，如果單純運(yùn)用板書教學(xué)方法，學(xué)生會(huì)感到枯燥乏味，失去學(xué)習(xí)的興趣；多媒體教學(xué)雖然具有傳遞的信息量大、生動(dòng)、形象直觀及便于理解的優(yōu)點(diǎn)，但是仍不能使學(xué)生親身感觸到現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段在實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的顯著優(yōu)勢(shì)。因而，有必要對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的教學(xué)方法和手段進(jìn)行全方位的改革，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法解決實(shí)際工程問題的能力。

1 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法內(nèi)容簡(jiǎn)介

（1）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD。主要講述現(xiàn)代CAD技術(shù)的內(nèi)涵及主要研究?jī)?nèi)容；工程數(shù)據(jù)處理方法；計(jì)算機(jī)繪圖基本原理及機(jī)械工程圖的繪制。（2）計(jì)算機(jī)輔助工程CAE。主要講述在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中，對(duì)產(chǎn)品及其重要零部件進(jìn)行力學(xué)分析及優(yōu)化分析計(jì)算的有限元法。（3）機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要講述借助于最優(yōu)化數(shù)值計(jì)算方法在計(jì)算機(jī)上尋求工程最優(yōu)方案的數(shù)值解法。（4）可靠性設(shè)計(jì)。主要講述產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)及量值，對(duì)可靠性指標(biāo)進(jìn)行合理的分配，再把規(guī)定的可靠性指標(biāo)設(shè)計(jì)到產(chǎn)品中去。

2 教學(xué)方法及手段改革探索

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法理論內(nèi)容的整個(gè)教學(xué)過程以多媒體課件教學(xué)為主線，板書教學(xué)為輔助手段進(jìn)行。每一獨(dú)立授課環(huán)節(jié)的多媒體課件都是根據(jù)授課內(nèi)容的具體特點(diǎn)采用不同表現(xiàn)形式進(jìn)行制作，③并附之與講解內(nèi)容相關(guān)的成功案例。例如理論性較強(qiáng)的內(nèi)容，多媒體課件的制作為綱領(lǐng)性的，具體內(nèi)容講解以板書為主，將所用到具體基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)依據(jù)學(xué)生所用教材給予提示，具體到章節(jié)；實(shí)踐性較強(qiáng)的內(nèi)容，以實(shí)際應(yīng)用案例為導(dǎo)向，實(shí)施啟發(fā)性教學(xué)，④使現(xiàn)代設(shè)計(jì)概念先入為主，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。為使學(xué)生能夠充分理解消化所學(xué)知識(shí)，根據(jù)授課進(jìn)度安排上機(jī)訓(xùn)練。利用比較教學(xué)法，將傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的減速器關(guān)鍵部件及整體模型用現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段進(jìn)行重現(xiàn)，比較二者的設(shè)計(jì)結(jié)果。

2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD階段

（1）工程數(shù)據(jù)處理。播放精選的相關(guān)視頻資料，使學(xué)生體會(huì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)過程中查詢工程數(shù)據(jù)的不同手段和方法，從而理解對(duì)傳統(tǒng)紙質(zhì)記載的工程數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的必要性。選用機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中所用到的典型數(shù)表和線圖，根據(jù)其不同特點(diǎn)采用不同方法進(jìn)行工程數(shù)據(jù)處理，常用方法是程序化和建立工程數(shù)據(jù)庫。課后安排上機(jī)練習(xí)，主要熟悉工程數(shù)據(jù)的各種處理方法。建議學(xué)生自由選擇機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)過程中曾用過的數(shù)表或線圖進(jìn)行處理，同學(xué)之間最好不要重復(fù)，以盡可能多地處理工程數(shù)據(jù)。所有結(jié)果留待后續(xù)設(shè)計(jì)使用。（2）關(guān)鍵零部件的三維模型建立。結(jié)合工程應(yīng)用軟件Solidworks講述不同的產(chǎn)品建模方法，重點(diǎn)講述特征建模方法。上機(jī)練習(xí)時(shí)，同學(xué)們分成幾個(gè)小組，嘗試采用調(diào)用程序或檢索數(shù)據(jù)庫的方法進(jìn)行齒輪和軸的幾何尺寸設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)處理結(jié)果的不合理及不正確性并進(jìn)行修改。

2.2 計(jì)算機(jī)輔助工程CAE階段

有限元基本理論部分涉及大量高等數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)，知識(shí)點(diǎn)比較分散、零碎，學(xué)生聽課時(shí)感覺枯燥、乏味，不感興趣，不利于集中注意力。因而，該部分內(nèi)容的講解主要注重關(guān)鍵問題的處理方法，對(duì)于繁瑣的公式推導(dǎo)僅給予簡(jiǎn)單的處理說明，并給出具體參考資料讓學(xué)生課下參閱。本章內(nèi)容主要包括結(jié)構(gòu)離散化、單元分析、整體分析及后續(xù)結(jié)果處理。每一個(gè)知識(shí)環(huán)節(jié)講解完畢，通過上機(jī)訓(xùn)練，利用Ansys軟件進(jìn)行演示，將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來。

上機(jī)練習(xí)課時(shí)，學(xué)生練習(xí)使用Ansys應(yīng)用軟件，將設(shè)計(jì)過的齒輪和軸等減速器的關(guān)鍵零部件進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變及變形分析。

2.3 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)階段

傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，為保證產(chǎn)品能滿足使用及壽命要求，關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)和選用會(huì)在強(qiáng)度、剛度和壽命等方面有冗余，最終導(dǎo)致產(chǎn)品整體尺寸大，體積重，從而造成材料浪費(fèi)。采用機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的思想可以使產(chǎn)品在滿足使用要求的同時(shí)，具有最優(yōu)的結(jié)構(gòu)尺寸，從而減小產(chǎn)品總體額尺寸、降低產(chǎn)品的重量，達(dá)到節(jié)省使用空間、節(jié)約材料和降低產(chǎn)品成本的目的。

結(jié)合實(shí)例講解優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的建立、最優(yōu)化求解方法的選擇及問題的求解步驟。通過上機(jī)練習(xí)，采用機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)斜齒輪減速器的關(guān)鍵零部件，并以減速器中心距最小為目標(biāo)，進(jìn)行減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.4 可靠性設(shè)計(jì)階段

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，為消除產(chǎn)品可能存在的潛在缺陷和薄弱環(huán)節(jié)，防止產(chǎn)品使用過程中發(fā)生故障，采用可靠性設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以確保產(chǎn)品滿足規(guī)定的固有可靠性要求。可靠性設(shè)計(jì)是可靠性工程的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品固有可靠性要求的最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是在可靠性分析的基礎(chǔ)上通過制定和貫徹可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來實(shí)現(xiàn)的。

講解可靠性的相關(guān)知識(shí)，結(jié)合實(shí)例講解可靠性模型的建立，使學(xué)生掌握把規(guī)的可靠性指標(biāo)值直接設(shè)計(jì)到零件中去，使它們能夠保證可靠性指標(biāo)值的實(shí)現(xiàn)。

3 創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)

常規(guī)機(jī)械設(shè)計(jì)方法是依據(jù)力學(xué)和數(shù)學(xué)建立的理論公式和經(jīng)驗(yàn)公式為先導(dǎo)，以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，運(yùn)用圖表和手冊(cè)等技術(shù)資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖和編寫設(shè)計(jì)說明的過程。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法強(qiáng)調(diào)以計(jì)算機(jī)為工具，以工程軟件為基礎(chǔ)，運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念進(jìn)行的機(jī)械設(shè)計(jì)。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關(guān)科學(xué)技術(shù)知識(shí)，進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思、設(shè)計(jì)出具有新穎性、創(chuàng)造性及實(shí)用性機(jī)械產(chǎn)品的一種實(shí)踐活動(dòng)。

在講授現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的同時(shí)，使學(xué)生了解現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段和技術(shù)的發(fā)展使產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程更方便、快捷、高效，但常規(guī)設(shè)計(jì)仍然是最基本的設(shè)計(jì)方法，是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的根本內(nèi)容。關(guān)鍵是要能夠?qū)⑺鶎W(xué)習(xí)的新手段、新方法應(yīng)用于實(shí)際工程領(lǐng)域，進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)。結(jié)合大學(xué)生學(xué)術(shù)科技活動(dòng)，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。

4 結(jié)論

針對(duì)不同類型的知識(shí)采用不同的授課方法，多媒體演示與實(shí)際操作及訓(xùn)練相結(jié)合，具體內(nèi)容講解過程中，穿插實(shí)際應(yīng)用案例，采用探究式教學(xué)方法進(jìn)行講解。將采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)完成的減速器設(shè)計(jì)貫穿于現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的整個(gè)教學(xué)過程，在學(xué)習(xí)現(xiàn)代設(shè)計(jì)基本理論的同時(shí)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用訓(xùn)練。在熟知的減速器設(shè)計(jì)過程中，使學(xué)生對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)的理論、思想、手段和方法有所掌握，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的渴求，利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、提高學(xué)習(xí)積極性及能動(dòng)性。

中國(guó)交通教育研究會(huì)項(xiàng)目：交教研1202-78；山東交通學(xué)院教育研究課題與教學(xué)改革資助項(xiàng)目

注釋

① 鐘志華，周彥偉.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2007.

篇（9）

中圖分類號(hào) TP13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

the design method for multivariable PID controller based on INA method

CUI Lianjie1 CAO Ming2 SONG Jianfeng1 ZHANG Min1

1(Liaoning Hongyanhe Nuclear Power Co., LTD, Dalian 116001,China )

2(Automation Department of Southeast University, Nanjing 210096，China)

【Abstract 】 A design method of the multivariable PID controller based on Inverse Nyquist Array method is proposed based on reading plenty of literatures in this paper. The theoretical basis and related concepts (ultimate point, ultimate gain and ultimate frequency) of this design method is launched firstly. Take TITO multiloop sytem for example, the design methodology is introduced in detail on the basis of brief introduction of the theoretical basis and related concepts (ultimate point, ultimate gain and ultimate frequency). At the same time, a series of comparative simulation experiments between this proposed design method and the design method proposed by [8] are given with related analysis and conclusion.

【Key words】diagonally dominant; ultimate point; ultimate gain; ultimate frequency; multivariable control

0 引 言

羅森布洛克（H.H.Rosen-brock）在1969年提出的奈奎斯特陣列設(shè)計(jì)法[1] （正Nyquist陣列（DNA）設(shè)計(jì)方法和逆Nyquist陣列（INA）設(shè)計(jì)方法）是多變量系統(tǒng)的頻域理論中提出最早、應(yīng)用廣泛的一種方法。它是基于近似對(duì)角矩陣的設(shè)想，利用對(duì)角優(yōu)勢(shì)的概念發(fā)展起來的一種分析和設(shè)計(jì)方法[2]。奈奎斯特陣列設(shè)計(jì)法在多變量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域占有舉足輕重的地位，自誕生以來，一直是多變量控制系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)W者們研究的熱點(diǎn)。文獻(xiàn)[3]和[4]是對(duì)逆Nyquist陣列設(shè)計(jì)方法的擴(kuò)展，其中文獻(xiàn)[3]提出了一種魯棒逆Nyquist設(shè)計(jì)方法。逆Nyquist陣列設(shè)計(jì)方法在多變量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中得到了廣泛地應(yīng)用[5][6][7]。另外，以正Nyquist陣列設(shè)計(jì)方法為基礎(chǔ)的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法[8][9][10]也在多變量控制系統(tǒng)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

PID控制作為經(jīng)典的控制策略之一，產(chǎn)生并發(fā)展于1915年~1940年期間[11]。其算法簡(jiǎn)單，易于工程實(shí)現(xiàn)，并具有良好的魯棒性和簡(jiǎn)易的操作性，在電力、化工、石油、冶金和機(jī)械等工業(yè)過程中得到了廣泛地應(yīng)用。對(duì)于單變量控制對(duì)象而言，其PID控制器的參數(shù)整定方法已趨于完善；然而，對(duì)于多變量控制對(duì)象而言，多變量控制系統(tǒng)的內(nèi)部互聯(lián)性使得多變量PID控制器的設(shè)計(jì)比單變量PID控制器的設(shè)計(jì)要復(fù)雜得多。一直以來，多變量PID控制器的設(shè)計(jì)是多變量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前，已有大量的相關(guān)文獻(xiàn)。就自己檢索到的相關(guān)文獻(xiàn)而言，多變量的PID控制器的設(shè)計(jì)方法大致可以分為兩類，第一類是基于解耦控制的設(shè)計(jì)方法；第二類是不需要解耦的直接設(shè)計(jì)方法。文獻(xiàn)[8]、[9]、[12]、[13]中所提出的設(shè)計(jì)方法都屬于第一類方法。其中文獻(xiàn)[8]提出了一種基于正Nyquist陣列（DNA）設(shè)計(jì)方法中Gershgorin帶的設(shè)計(jì)方法，文獻(xiàn)[9]對(duì)這種設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了一定的改進(jìn)，在文獻(xiàn)[8]、[9]所提出的設(shè)計(jì)方法中，使用了PID控制參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)整定公式來求解控制參數(shù)，從而簡(jiǎn)化了計(jì)算過程，然而，同時(shí)使得這種設(shè)計(jì)方法具有一定的狹隘性。1986年William L. Luyben基于單變量控制系統(tǒng)的傳統(tǒng)PID控制器的整定思想，提出了BLT（Biggest Log Modulus Tuning）法，這是第二類方法的典型代表，此方法為后續(xù)的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法的研究提供了一個(gè)起點(diǎn)。文獻(xiàn)[14]所提出的設(shè)定方法也屬于第二類方法，它將單變量控制系統(tǒng)的極限點(diǎn)整定思路運(yùn)用到多變量控制系統(tǒng)的PID控制器的設(shè)計(jì)中，從而提出了一種有效的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法，這種設(shè)計(jì)方法涉及到一個(gè)預(yù)期臨界點(diǎn)（DCP）的概念，對(duì)于如何選擇預(yù)期臨界點(diǎn)的問題，在許多文獻(xiàn)中有相關(guān)的論述[15][16]。

本文提出一種基于逆Nyquist陣列（INA）設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法。首先，簡(jiǎn)要介紹了設(shè)計(jì)方法的理論基礎(chǔ)和相關(guān)概念（極限點(diǎn)以及極限增益和極限頻率）；其次，基于增大求解方法選擇性的目的，本文給出了一種新的求解極限增益和極限頻率的計(jì)算方法；再次，以TITO多變量控制系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)思路，并給出其推導(dǎo)過程及其設(shè)計(jì)步驟；然后，在本文所提出的設(shè)計(jì)方法與文獻(xiàn)[8]所提出的設(shè)計(jì)方法之間，進(jìn)行了簡(jiǎn)要地比較分析；最后，借助仿真實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步探討了本文所提出的設(shè)計(jì)方法，而且與文獻(xiàn)[8]所提出的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了一系列的對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)，并給出了相關(guān)的分析和結(jié)論。

1 基于INA設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法

1.1 理論基礎(chǔ)

在多變量的頻域理論中，對(duì)角優(yōu)勢(shì)系統(tǒng)的奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)是一個(gè)重要而且極具工程設(shè)計(jì)意義的定理。下面所要闡述的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法就是以基于逆奈奎斯特陣列穩(wěn)定判據(jù)[17]作為理論基礎(chǔ)。這里需要指出，該設(shè)計(jì)方法是針對(duì)開環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng)而提出的。

根據(jù)上述穩(wěn)定判據(jù)，可知：對(duì)于開環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng)來說，如果系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)矩陣的逆具有對(duì)角優(yōu)勢(shì)，且其各對(duì)角元素對(duì)應(yīng)的Gershgorin帶的包絡(luò)線與負(fù)實(shí)軸的交點(diǎn)都在 的左側(cè)，那么該閉環(huán)系統(tǒng)必然穩(wěn)定。該多變量控制器的設(shè)計(jì)方法就是在這個(gè)結(jié)論的指導(dǎo)下進(jìn)行的。

1.2 極限點(diǎn)定義

文獻(xiàn)[8]給出了極限點(diǎn)以及極限頻率和極限增益的定義，其中極限點(diǎn)的定義有些狹隘，現(xiàn)給出一個(gè)更準(zhǔn)確的定義。

定義2.1 設(shè)多變量控制系統(tǒng)的對(duì)象傳遞函數(shù)矩陣 具有列對(duì)角優(yōu)勢(shì)，而且第 個(gè)對(duì)角元素的Gershgorin帶與實(shí)軸相交于一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)，把其中距離原點(diǎn)最遠(yuǎn)的交點(diǎn)定義為對(duì)應(yīng)于 第 個(gè)對(duì)角元素Gershgorin帶的極限點(diǎn)。

定義2.2 設(shè)極限點(diǎn)在復(fù)平面內(nèi)的坐標(biāo)為 ，則對(duì)應(yīng)于 第 個(gè)對(duì)角元素Gershgorin帶的極限點(diǎn)的極限增益為 。

定義2.3 把對(duì)應(yīng)于 第 個(gè)對(duì)角元素Gershgorin帶的極限點(diǎn)的頻率定義為極限頻率。

在此，對(duì)極限點(diǎn)的相關(guān)概念有如下幾點(diǎn)說明：

(1) 文獻(xiàn)[8]給出的極限點(diǎn)的定義把極限點(diǎn)的范圍限定在Gershgorin帶與負(fù)實(shí)軸的交點(diǎn)中，在此，所給出的極限點(diǎn)的定義將這種限定擴(kuò)展到Gershgorin帶與實(shí)軸的交點(diǎn)中。

(2) 從上述定義中，不難看出極限增益的本質(zhì)是：在P控制器的控制下，能夠使得Gershgorin帶的極限點(diǎn)恰好為 時(shí)的控制器參數(shù)。

(3) 實(shí)際上，極限點(diǎn)就是相應(yīng)Gershgorin帶的外包絡(luò)線（若存在）與實(shí)軸的其中一個(gè)交點(diǎn)。

(4) 對(duì)于某些系統(tǒng)來說，相應(yīng)Gershgorin帶的外包絡(luò)線在零頻率處所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)可能在實(shí)軸上，但是一般并不把此點(diǎn)作為極限點(diǎn)的考慮對(duì)象。

(5) 對(duì)于絕大部分的MIMO系統(tǒng)，該極限點(diǎn)是唯一確定的，因此，相應(yīng)的極限增益和極限頻率也是唯一的。

本文提出的設(shè)計(jì)方法所對(duì)應(yīng)極限點(diǎn)的定義與文獻(xiàn)[8]提出的設(shè)計(jì)方法所對(duì)應(yīng)極限點(diǎn)的定義有所不同，現(xiàn)給出其相應(yīng)極限點(diǎn)的定義。

定義2.4 設(shè)多變量控制系統(tǒng)的對(duì)象傳遞函數(shù)矩陣的逆 具有行對(duì)角優(yōu)勢(shì)，而且第 個(gè)對(duì)角元素的Gershgorin帶與實(shí)軸相交于一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)，把其中距離原點(diǎn)最近的交點(diǎn)定義為對(duì)應(yīng)于 第 個(gè)對(duì)角元素的Gershgorin帶的極限點(diǎn)。

相應(yīng)極限增益和極限頻率的定義分別與定義2.2、定義2.3相同，在此，不再贅述。

本文提出的設(shè)計(jì)方法所對(duì)應(yīng)的極限點(diǎn)的定義與文獻(xiàn)[8]提出的設(shè)計(jì)方法所對(duì)應(yīng)極限點(diǎn)的定義之間的比較：

(1) 本文提出的設(shè)計(jì)方法所對(duì)應(yīng)的極限點(diǎn)的定義與文獻(xiàn)[8]提出的設(shè)計(jì)方法所對(duì)應(yīng)極限點(diǎn)的定義相似，一些相關(guān)的結(jié)論也相同，比如上述對(duì)文獻(xiàn)[8]提出的設(shè)計(jì)方法所對(duì)應(yīng)極限點(diǎn)的定義的幾點(diǎn)說明。

(2) 從上述兩種極限點(diǎn)的定義中，可以看出，兩者主要區(qū)別在于Gershgorin帶與實(shí)軸交點(diǎn)的選擇條件，即：一個(gè)是距離原點(diǎn)最遠(yuǎn)的交點(diǎn)，一個(gè)是距離原點(diǎn)最近的交點(diǎn)。

基于INA設(shè)計(jì)方法的極限增益與極限頻率的計(jì)算可以借鑒文獻(xiàn)[8]、[9]中所提出的計(jì)算方法。一般不要超過兩行。（小五 宋體）

1.3 推導(dǎo)過程

由于計(jì)算過程復(fù)雜，以TITO多變量控制系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)思路，并給出其推導(dǎo)過程。為了便于敘述，現(xiàn)假設(shè)如下：

到此，基于INA設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法的所有推導(dǎo)過程完成。這里需要指出，上述推導(dǎo)計(jì)算過程可以使用MATLAB軟件來實(shí)現(xiàn)。

1.4 設(shè)計(jì)步驟

簡(jiǎn)單歸納一下基于INA設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)步驟，如下所述：

(1) 首先判斷對(duì)象傳遞函數(shù)矩陣的逆 是否具有行對(duì)角優(yōu)勢(shì)，若具有行對(duì)角優(yōu)勢(shì)，直接轉(zhuǎn)到步驟(3)。

(2) 設(shè)計(jì)預(yù)補(bǔ)償器，實(shí)現(xiàn) 具有行對(duì)角優(yōu)勢(shì)。借鑒文獻(xiàn)[18]所提供的常熟補(bǔ)償矩陣計(jì)算方法設(shè)計(jì)預(yù)補(bǔ)償器。對(duì)于設(shè)計(jì)過程中的對(duì)焦優(yōu)勢(shì)頻率范圍的問題，建議要保證 的行Gershgorin帶在所選的頻率范圍內(nèi)與實(shí)軸有交點(diǎn)。這里需要指出，本文只考慮常數(shù)補(bǔ)償器的預(yù)補(bǔ)償方案。

(3) 計(jì)算 的各對(duì)角元素行Gershgorin帶所對(duì)應(yīng)的極限增益 和極限頻率 。可使用文獻(xiàn)[8]和文獻(xiàn)[9]所提及的計(jì)算方法來計(jì)算極限增益和極限頻率。在這里需要注意，在計(jì)算極限增益 和極限頻率 時(shí)，計(jì)算的相關(guān)步長(zhǎng)要盡可能的小，否則，對(duì)于某些對(duì)象而言，會(huì)出現(xiàn)較大的計(jì)算誤差，甚至是錯(cuò)誤計(jì)算。

(4) 設(shè)定尋優(yōu)參數(shù)的范圍。尋優(yōu)參數(shù)的范圍可按如下原則來確定。

對(duì)于 ， ，可以選擇 ， 的某個(gè)范圍；對(duì)于 ，可以選擇 ， 的小范圍；對(duì)于 ，一般在零附近的小范圍內(nèi)取值。有時(shí)也可以根據(jù) 第 個(gè)對(duì)角元素的Gershgorin帶的形狀來確定設(shè)置點(diǎn) 的移動(dòng)方向。在這里需要指出：一般來說，按照上述原則，可以很快找到穩(wěn)定的控制參數(shù)，但這些原則并不是絕對(duì)的。

(5) 計(jì)算PID控制參數(shù)。確定好 ， ， ， 后，利用方程（15），求解 ，然后，用不等式10判斷 的有效性。如果 在上述范圍內(nèi)，也就是說 是有效的，那么用式9求解 。在得到 ， 后，利用式17、式18計(jì)算PID控制參數(shù)。

從上述步驟中，可以看出：該設(shè)計(jì)方法的計(jì)算量較大，其中的原因如下所述：

首先，本文所考慮的PID控制器的形式較為復(fù)雜，即 ，若考慮PI控制器或者PID控制器的形式為 時(shí)，該設(shè)計(jì)方法的計(jì)算量會(huì)大大減少；其次，為了尋找更優(yōu)的控制參數(shù)，在該設(shè)計(jì)方法的計(jì)算過程中沒有采取任何經(jīng)驗(yàn)公式來簡(jiǎn)化計(jì)算過程。

1.5 算法比較分析

文獻(xiàn)[8]所提出的設(shè)計(jì)方法和基于INA設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法都屬于基于對(duì)角優(yōu)勢(shì)特性的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法，現(xiàn)對(duì)這兩種設(shè)計(jì)方法進(jìn)行簡(jiǎn)要的比較分析。

文獻(xiàn)[8]所提出的設(shè)計(jì)方法計(jì)算簡(jiǎn)便，可以找到較優(yōu)的控制參數(shù)，是一種有效的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法。同時(shí)，它也存在著一些缺點(diǎn)。由于該方法是使用某些經(jīng)驗(yàn)公式來求取控制參數(shù)，因此，在進(jìn)行PID控制參數(shù)尋優(yōu)時(shí)，該設(shè)計(jì)方法存在一定的狹隘性。對(duì)于一些特定的多變量控制系統(tǒng)可能存在無法得到滿意控制參數(shù)的問題。另外，該設(shè)計(jì)方法需要實(shí)現(xiàn)傳遞函數(shù)矩陣在某個(gè)頻段內(nèi)具有列對(duì)角優(yōu)勢(shì)，以便求取各列Gershgorin帶所對(duì)應(yīng)的極限增益和極限頻率。然而，對(duì)于一些特定的控制對(duì)象來說，要想得到各列Gershgorin帶對(duì)應(yīng)的極限增益和極限頻率，需要在一個(gè)較大的頻段內(nèi)進(jìn)行計(jì)算，這樣一來，就增加了計(jì)算量。

可以將文獻(xiàn)[8]所提出的設(shè)計(jì)方法看作是一種基于正Nyquist陣列（DNA）設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法，而本文所提出的設(shè)計(jì)方法是基于逆Nyquist陣列（INA）設(shè)計(jì)方法的。采用逆?zhèn)鬟f函數(shù)矩陣進(jìn)行多變量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有很多優(yōu)點(diǎn)[1]，這些優(yōu)點(diǎn)從側(cè)面說明了本文所提出的設(shè)計(jì)方法具有文獻(xiàn)[8]所提出設(shè)計(jì)方法所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。另外，該設(shè)計(jì)方法思路清楚，可以實(shí)現(xiàn)大范圍尋優(yōu)。然而，該設(shè)計(jì)方法的計(jì)算過程復(fù)雜，計(jì)算量大。在分析文獻(xiàn)[8]所提出多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法時(shí)，提到了對(duì)象傳遞函數(shù)矩陣對(duì)角優(yōu)勢(shì)頻段的問題。在此，針對(duì)這個(gè)問題，給出一個(gè)建議：通過一些仿真例子，發(fā)現(xiàn)上述兩種設(shè)計(jì)方法在這個(gè)問題上存在此消彼長(zhǎng)的一種規(guī)律，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，可以選擇性的使用這兩種方法來減小這種問題對(duì)設(shè)計(jì)工作帶來的影響。

2 實(shí)例驗(yàn)證仿真

為了進(jìn)一步深入研究基于INA設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法和驗(yàn)證該設(shè)計(jì)方法的有效性，選取以下兩個(gè)典型對(duì)象模型作為研究對(duì)象，進(jìn)行一系列的仿真實(shí)驗(yàn)研究。

仿真模型1：在許多文獻(xiàn)中[8][14][12][19]，前人都把Wood-Berry蒸餾塔作為研究對(duì)象。其數(shù)學(xué)模型如下所示：

仿真模型2：在文獻(xiàn)[14][16][19]中，采用下述模型作為研究對(duì)象，本文也以此作為一個(gè)研究對(duì)象。該數(shù)學(xué)模型如下所示：

2.1 常數(shù)補(bǔ)償器設(shè)計(jì)

仿真模型1的傳遞函數(shù)矩陣及其逆對(duì)應(yīng)的Gershgorin帶以及各對(duì)應(yīng)元素組成的Nyquist曲線對(duì)如圖1，圖2所示。

從圖1和圖2中可以看出：仿真模型1的傳遞函數(shù)矩陣具有列對(duì)角優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其傳遞函數(shù)矩陣的逆具有行對(duì)角優(yōu)勢(shì)。因此，在使用基于對(duì)角優(yōu)勢(shì)特性的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法時(shí)，不需要額外的補(bǔ)償環(huán)節(jié)。

從圖3和圖4中可以看出：仿真模型2的傳遞函數(shù)矩陣不具有列對(duì)角優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其傳遞函數(shù)矩陣的逆也不具有行對(duì)角優(yōu)勢(shì)。因此，在使用基于對(duì)角優(yōu)勢(shì)特性的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法時(shí)，需要額外的補(bǔ)償環(huán)節(jié)。借鑒文獻(xiàn)[18]所給出的常數(shù)補(bǔ)償矩陣算法得到模型2的傳遞函數(shù)矩陣所對(duì)應(yīng)的常數(shù)補(bǔ)償矩陣 及其傳遞函數(shù)矩陣的逆所對(duì)應(yīng)的常數(shù)補(bǔ)償矩陣 。其結(jié)果如下所示。

利用上述常數(shù)補(bǔ)償矩陣對(duì)模型2的傳遞函數(shù)矩陣及其逆補(bǔ)償后，相應(yīng)的Gershgorin帶圖以及相應(yīng)的Nyquist曲線對(duì)如圖5和圖6所示。

從圖5和圖6中可以看出：常數(shù)補(bǔ)償矩陣使得仿真模型2的傳遞函數(shù)矩陣及其逆在必要頻段上具有了對(duì)角優(yōu)勢(shì)。這里需要指出，在進(jìn)行仿真時(shí)，需要將 取逆后作為常數(shù)補(bǔ)償器加入到仿真平臺(tái)中。

2.2 驗(yàn)證仿真

文獻(xiàn)[8]所提出的設(shè)計(jì)方法和基于INA設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法都屬于基于對(duì)角優(yōu)勢(shì)特性的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法，下面將通過實(shí)例仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)這兩種基于對(duì)角優(yōu)勢(shì)特性的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法進(jìn)行比較。這里需要指出，因?yàn)槲墨I(xiàn)[8]所采用的PID控制器形式與本文所考慮的PID控制器形式并不一致，所以在進(jìn)行仿真結(jié)果比較時(shí)，并沒有使用文獻(xiàn)[8]所給出的控制參數(shù)，而是采用了雙協(xié)調(diào)因子 的方法擴(kuò)大了文獻(xiàn)[8]所給出的設(shè)計(jì)方法的尋優(yōu)范圍，來求取更好的控制參數(shù)。關(guān)于仿真模型1和仿真模型2的傳遞函數(shù)矩陣及其逆的對(duì)角優(yōu)勢(shì)問題已在3.1節(jié)中給出論述，在下面的敘述中，不再提及該問題。另外，為了方便表達(dá)，將基于INA設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)記為BINA，將文獻(xiàn)[8]所提出的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)記為BDNA。

對(duì)于仿真模型1，兩種設(shè)計(jì)方法所給出的PID控制器參數(shù)如表1所示。文獻(xiàn)[8]所提出的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法所對(duì)應(yīng)的極限增益和極限頻率為：

從圖7中可以看出，對(duì)于第一控制回路而言，基于INA設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)在設(shè)定值階躍擾動(dòng)下的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間都明顯小于文獻(xiàn)[8]所提出的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法，而且抗干擾的性能也好于文獻(xiàn)[8]所提出的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法。對(duì)于第二控制回路而言，基于INA設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)在設(shè)定值階躍擾動(dòng)下的震蕩性明顯弱于文獻(xiàn)[8]所提出的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法，同時(shí)，調(diào)節(jié)時(shí)間略大于文獻(xiàn)[8]所提出的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法，其抗干擾的性能明顯好于文獻(xiàn)[8]所提出的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法。

從圖8中可以看出，對(duì)于第一控制回路而言，基于INA設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)在設(shè)定值階躍擾動(dòng)下的超調(diào)量明顯大于文獻(xiàn)[8]所提出的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法，在調(diào)節(jié)時(shí)間上，兩種設(shè)計(jì)方法相差無幾；基于INA設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法的抗干擾的性能稍好于文獻(xiàn)[8]所提出的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法。對(duì)于第二控制回路而言，基于INA設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)在設(shè)定值階躍擾動(dòng)下的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間都明顯小于文獻(xiàn)[8]所提出的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法；但其抗干擾的性能稍遜于文獻(xiàn)[8]所提出的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法。

從上述仿真結(jié)果中可以看出和基于INA設(shè)計(jì)方法的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法所設(shè)計(jì)的控制器性能要好于文獻(xiàn)[8]所提出的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法，但在某些控制性能方面各有千秋，因此，在進(jìn)行多變量PID控制器設(shè)計(jì)時(shí)，可以選擇性的使用這兩種設(shè)計(jì)方法。

3 結(jié) 論

從本文的敘述中可以看出，本文所提出的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法是逆Nyquist陣列（INA）設(shè)計(jì)思想的實(shí)現(xiàn)，與文獻(xiàn)[8]所提出的設(shè)計(jì)方法之間存在著一種互為補(bǔ)充的關(guān)系，是一種可行有效的多變量PID控制器設(shè)計(jì)方法。同時(shí)，該設(shè)計(jì)方法一味的追求更優(yōu)的計(jì)算結(jié)果，沒有進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化，從而計(jì)算量較大，計(jì)算過程復(fù)雜。

參考文獻(xiàn)[參考資料]

[1] 高黛陵，吳麒.多變量頻率域控制理論[M].北京：清華大學(xué)出版社，1998.

[2] 王詩宓.多變量控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì).北京：中國(guó)電力出版社，1996.

[3] Dailing Gao,Lin Zhang.The robust inverse nyquist array (RINA) method for the design of multivariable control system[C]. Proceedings of 1993 IEEE Region 10 Conference on Computer, Communication, Control and Power Engineering. Beijing, China:IEEE, 1993. 234-237.

[4] Neil Munro.Recent extensions to the inverse nyquist array design method [C]. Proceedings of the IEEE Conference on Decision and Control Including The Symposium on Adaptive Processes 24th.New York, USA:IEEE,1985.1852-1857.

[5] 于希寧，管志敏，魏文超.逆奈奎斯特陣列法在單元機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[C].2006系統(tǒng)仿真及其應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集：第8卷.合肥：中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)，2006.732-735.

[6] 周毅平，陳廣義，董德山等.逆奈奎斯特陣列法在多變量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1996,20(2)：46-49.

[7] 段玉波，周毅平，陳廣義等.逆奈奎斯特陣列法在蒸汽鍋爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào)，1995,16(2)：18-23.

[8] D Chen,D E Seborg.Multiloop PI/PID controller design based on Gershgorin bands[J]. IEE Proc-Control Theory Appl,2002,149(1): 68-73.

[9] 吳國(guó)垣，李東海，薛亞麗等.多變量系統(tǒng)分散PID控制器設(shè)計(jì)[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004,44(11)：1567-1570.

[10] Weng Khuen Ho,Tong Heng Lee,Wen Xu et al.The direct nyquist array design of PID controllers[J].IEEE Transaction on Industrial Electronics,2000,47(1):175-185.

[11] 吳國(guó)垣.熱力過程TITO系統(tǒng)的PID控制研究[D]：[碩士學(xué)位論文].北京：清華大學(xué), 2004.

[12] Weng K Ho, Tong H Lee, Oon P Gan. Tuning of multiloop ProportionalIntegral Derivative controllers based on gain and phase margin specifications[J]. Industrial and Engineering Chemistry Research,1997,36(6):2231-2238.

[13] 吳曉威，張井崗，趙志誠(chéng).多變量系統(tǒng)的PID控制器設(shè)計(jì)[J].信息與控制，2008,37(3)：216-321.

[14] Lucíola Campestrini,Luiz Carlos Stevanatto Filho, Alexandre Sanfelice Bazanella.Tuning of multivariable decentralized controllers through the ultimate-point method[J].IEEE Transactions Control System Technology, 2009,17(6): 1270-1281.

[15] Y Halevi,Z J Palmor,T Efrati.Automatic tuning of decentralized PID controllers for MIMO processes[J].Journal of Process Control,1997,7(2):119-128.

[16] Z J Palmor,Y Halevi,N Krasney.Automatic tuning of decentralized PID controllers for TITO processes[J].Automatica,1995,31(7):1001- 1010.

[17] 白方周，龐國(guó)仲.多變量頻域理論與設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1988.

[18] 茵.對(duì)角優(yōu)勢(shì)的常數(shù)陣實(shí)現(xiàn)[J].控制理論與應(yīng)用，1988，5(l)：84-89.

[19] Qingguo Wang,Biao Zou,Tongheng Lee et al.Auto-tuning of multivariable PID controllers from decentralized relay feedback[J]. Automatica,1997,33(3):319-330.

崔連杰（1983－），男，碩士研究生，助理工程師，主要研究領(lǐng)域?yàn)槎嘧兞靠刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用；

篇（10）

關(guān)于最好的設(shè)計(jì)

什么才是最好的設(shè)計(jì)?設(shè)計(jì)方式分成兩個(gè)主要方面，這兩個(gè)主要方面就的外部屬性和內(nèi)部屬性。外部屬性包括功能、外觀、生產(chǎn)流程和費(fèi)用，包括所有一系列的內(nèi)容。內(nèi)部屬性在當(dāng)今世界變得越來越重要，一定意義上看到反饋。外部屬性是可觸摸的，而內(nèi)部屬性是不可觸摸的，但內(nèi)部屬性十分重要。外部屬性和內(nèi)部屬性之間的不同點(diǎn)在于，外部屬性是客觀的，而內(nèi)部屬性是主觀的，可以采取某種方式，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估，會(huì)得到一個(gè)結(jié)果，即外部屬性，但內(nèi)部屬性則是不可以預(yù)測(cè)的。外部屬性的主要設(shè)計(jì)方面是關(guān)于一些理性的方面，而內(nèi)部屬性是包括一些感性的方面。

對(duì)于清楚與模糊之間的關(guān)系，舉例來說，如果想做一個(gè)從物理學(xué)角度來說比較輕的物品，首先的做法就是減少材料的使用，或者使用更為輕便的一些材料，但是到底要怎么樣做呢?這是基礎(chǔ)。下面一個(gè)區(qū)別就是分析功能的區(qū)別，外部屬性是在整個(gè)過程當(dāng)中運(yùn)用分析的方法，而內(nèi)部屬性是用中等的方法。對(duì)于外部屬性來說是一步步變化的，而內(nèi)部屬性是在一天之間發(fā)生一種大的變化，會(huì)產(chǎn)生今非昔比的情況。外部屬性是有關(guān)于物品的使用價(jià)值的，而內(nèi)部屬性是所有這種特質(zhì)，比如說我想要擁有一種物品，這完全是內(nèi)部屬性所影響的。

創(chuàng)新是今天設(shè)計(jì)中最重要的一點(diǎn)，他們會(huì)告訴人們什么是創(chuàng)造，怎樣將奇思妙想付諸實(shí)踐。通常情況下，客戶要設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)產(chǎn)品，但有時(shí)卻沒明確地告訴設(shè)計(jì)師他們想要的是什么。因此設(shè)計(jì)師要有敏銳的市場(chǎng)目標(biāo)，設(shè)計(jì)師必須要明確所想要的產(chǎn)品，必須知道這是一個(gè)整體策略。其次要做到充分溝通，比如某種特性的產(chǎn)品，究竟這種特性是什么意義，可能每個(gè)人的想法都不同。之后要做到專注，如果不知道確切的想要什么的話，就會(huì)迷失，所以設(shè)計(jì)師要清楚地知道想要的是什么，要有明確的決定：明確的決定非常重要，它使設(shè)計(jì)師不完全跟隨自己自由的想法，這是值得的。對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目的控制也很重要，要做到省時(shí)省力省錢。最后就是設(shè)計(jì)質(zhì)量，人們都知道，設(shè)計(jì)師不喜歡一種系統(tǒng)的工作，應(yīng)該使整個(gè)過程變得簡(jiǎn)單，而不是設(shè)計(jì)很復(fù)雜的東西。

關(guān)于EDM(Effective Design Method)

EDM首先是創(chuàng)新力，很多人認(rèn)為創(chuàng)新和按照有程序的方法工作是背道而馳的，其實(shí)恰恰相反。如果以一種系統(tǒng)的方式工作，展開自己的頭腦思維的話，則機(jī)會(huì)更多。保留設(shè)計(jì)的原始功能，我們所做的一切就是做出正確的決定，并且使整個(gè)過程更加有效。專注問題和專注內(nèi)容，可能是設(shè)計(jì)師與工程師不同的地方。工程師可能會(huì)問到問題是什么，然后再著手尋找答案；而設(shè)計(jì)師不同，他們需要尋找其他的，設(shè)計(jì)師必須在開始規(guī)劃一個(gè)草案之前就明確這一點(diǎn)。還有就是使用語言、文字和視覺文件，這會(huì)幫助設(shè)計(jì)師找到一個(gè)正確的方式，幫助設(shè)計(jì)師正確定義想要什么。例如，一個(gè)工作流程，首先要理解，然后才能進(jìn)行創(chuàng)新、創(chuàng)造和評(píng)價(jià)，這一點(diǎn)是非常重要的，有些客戶直接到設(shè)計(jì)師這里，告訴設(shè)計(jì)師他們期望直接就從創(chuàng)新這一部分開始做，當(dāng)然設(shè)計(jì)師應(yīng)該知道不可能直接跳到創(chuàng)新這步，在之前必須經(jīng)過理解和評(píng)價(jià)這兩個(gè)步驟。設(shè)計(jì)師通過一個(gè)系統(tǒng)的工作方式，尋找更多的機(jī)會(huì)，找到更新的一些解決方案。使用明智的知覺，用腦子思考，但是這一點(diǎn)并不是僅僅用腦子去思考，而是在深入研究之后用腦去思考的一種模式。對(duì)于專注，就是讓設(shè)計(jì)師專注于某一點(diǎn)，而不是隨隨便便的行動(dòng)，控制也是同樣重要的。

整個(gè)的設(shè)計(jì)過程分為三個(gè)部分，信息、產(chǎn)出和評(píng)價(jià)。有很多客戶首先開始談項(xiàng)目，第一提到了產(chǎn)品，其實(shí)是不對(duì)的，在提到產(chǎn)品之前設(shè)計(jì)師還有許多其他的東西需要進(jìn)一步探討。第一個(gè)步驟是產(chǎn)品的特點(diǎn)，在這方面討論的是這個(gè)公司，而不是他的產(chǎn)品。第二是設(shè)計(jì)方向，在這一點(diǎn)中還沒涉及到產(chǎn)品，涉及到的只是一些利益的相關(guān)方，包括終端用戶、生產(chǎn)商和一些維護(hù)者等等，參與者一起討論整個(gè)產(chǎn)品的價(jià)值，一直到終端的使用情況。第三個(gè)方面是產(chǎn)品的方向，這一方面有獨(dú)特特點(diǎn)――只有在這點(diǎn)才可以談到為創(chuàng)新創(chuàng)造機(jī)會(huì)。在信息這一步驟之后開始了創(chuàng)新過程，比如說開始設(shè)計(jì)，當(dāng)然這是基于已有一個(gè)目標(biāo)的前提下，對(duì)于設(shè)計(jì)師來說，他們?cè)O(shè)計(jì)的不僅僅是他們所喜歡和想要的東西，而是根據(jù)他們了解的信息，根據(jù)這些指導(dǎo)方案來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

案例　一簡(jiǎn)易飲水機(jī)(EASY―Mineral WaterDispenser)

這是世界上第一款節(jié)約型飲水機(jī)　一個(gè)以節(jié)約用水和防漏相結(jié)合的水龍頭概念。產(chǎn)品規(guī)格為27×35×16厘米，重量1.7公斤。設(shè)計(jì)通過杠桿原理的自然法則，使水位排放流程更加物理性。它的容量在3至5加侖，重量輕以及現(xiàn)代感以無限的混合搭配的可能性，隨心可選的多種顏色的機(jī)身，使它變得完美。根據(jù)使用者所有居住空間大小，飲水機(jī)可以被隨意安置在適當(dāng)?shù)奈恢煤蛥^(qū) 域，可放置在臥室、工作室的休息區(qū)，包括區(qū)域空間有限的可用性，放置在桌面、墻角甚至廚房的櫥柜中。

案例二　LIVE―U電視發(fā)射機(jī)(LlVE―U TVTransmitter)

這是一款先鋒型便攜式移動(dòng)影像一電視發(fā)射器。它使專業(yè)媒體的現(xiàn)場(chǎng)直播和廣播成為可能，取代了衛(wèi)星廣播貨車。產(chǎn)品規(guī)格為28×37×7.5厘米，重5.5公斤。此款設(shè)計(jì)的主打產(chǎn)品包括手提高清晰畫質(zhì)的創(chuàng)新傳播。小裝置像一個(gè)便于攜帶的盒子，使高品質(zhì)視頻媒體可以在任何地方進(jìn)行廣播，它取代了價(jià)值高達(dá)30000多美元一天衛(wèi)星租賃車。

案例三　MODU手機(jī)定制外殼(MODU MobilePhone Jackets)

這款設(shè)計(jì)又被稱為modu 夾克，用聚碳酸酯注射成型，材料為ABS以及高彈體。它利用USB閃存驅(qū)動(dòng)器研發(fā)的技術(shù)，運(yùn)用先進(jìn)的手機(jī)用戶自定義外觀和功能的手機(jī)，以滿足客戶的需求變化。每個(gè)定制外殼都是最優(yōu)秀、最合適的解決方案，其目標(biāo)用戶都使用相同的技術(shù)。一個(gè)用戶可以擁有多個(gè)手機(jī)外殼，用功能化和設(shè)計(jì)充分地適合每個(gè)人在工作中以及娛樂活動(dòng)中的個(gè)人角色，其人們的行為和生活方式增添了一道靚麗的風(fēng)景。

案例四　TicTac磁鐵夾(TicTac2 MagnetClip)

這是一種獨(dú)特的紙裝夾、控股磁鐵，在金屬表面(如門、冰箱、或其他的金屬類平面)均可使用。這一設(shè)計(jì)是為任何人所做，包括上班族以及家庭主婦。產(chǎn)品規(guī)格為65×29×7毫米，重15克。采用聚碳酸酯塑料注射成型和磁鐵為基本材料。該磁鐵夾比起其他類似的磁鐵夾有一些獨(dú)到之處：它可以僅僅只用一只手操作。夾子的磁鐵由于產(chǎn)品中部的凸起作用，使得兩端的磁鐵成為了一種特別堅(jiān)固的磁鐵(是一般磁鐵磁力的5倍)。由于物理作用與彎矩，盡管產(chǎn)品本身是塑料和磁鐵合二為一，但將兩個(gè)TicTac磁鐵夾結(jié)合起來，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁性更加強(qiáng)大的紙夾，成為了一種獨(dú)特的、理想的產(chǎn)品。TicTac2磁鐵曾獲得2004年IDSA設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。DESIGN vs.Yariv Sade

Yariv Sade：人們都喜愛好設(shè)計(jì)，并且熱愛好的產(chǎn)品。一個(gè)成功的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合的設(shè)計(jì)解決方案，考慮到產(chǎn)品的內(nèi)部屬性，包括用戶體驗(yàn)和外部屬性，即功能性。成功的設(shè)計(jì)會(huì)考慮到所有的利益相關(guān)者(制造商、供應(yīng)商、銷售方、維修工人等等)，考慮到人機(jī)工學(xué)，包括身體上的、認(rèn)知程度上的和情感上的，它會(huì)帶給制造商和終端用戶在情感和環(huán)境中的愉悅。

Yariv Sade：這其中包含兩方面，第一方面是調(diào)研，每一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目我們都需要進(jìn)行前期調(diào)研，為了得到質(zhì)量更好的產(chǎn)品，滿足使用者需求，你必須清楚地明白用戶在尋求什么樣的商品。要知道這并非是件容易的事，因?yàn)槟悴豢赡苋ブ苯釉儐柲愕奈磥碛脩羧旱降紫胍裁础Ｒ粋€(gè)全球性的汽車制造商曾經(jīng)說過，人們其實(shí)不知道自己需要的產(chǎn)品是什么樣子，只是知道現(xiàn)有產(chǎn)品哪里不好，問題是什么。制造商能做是，考慮怎樣的產(chǎn)品才能讓用戶滿意，因此我們能做的只有調(diào)研。

說到調(diào)研，我們有一套很特別的方法：第一，根據(jù)產(chǎn)品的不同，我們會(huì)在商店、家中或是汽車?yán)飳?duì)產(chǎn)品的使用者，也就是產(chǎn)品的終端消費(fèi)者進(jìn)行調(diào)研。觀察、用筆記錄、甚至錄影，然后得到足夠多的信息，去發(fā)現(xiàn)男人和女人、老人和年輕人、左撇子和右撇子的區(qū)別。之后，我們會(huì)根據(jù)這些資料，列表分析，頭腦風(fēng)暴。第二，與潛在用戶做訪問，舉例來說，玩具的潛在用戶包括花錢買玩具的父母、玩兒這些玩具的小孩們，不同潛在用戶群的需求是不同的，因此我們必須對(duì)不同用戶群進(jìn)行調(diào)研訪問：爸媽們、孩子們，甚至零售商店的店員們，因?yàn)樗麄冎栏鞣N商品的銷售情況，之后我們會(huì)將調(diào)查到的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整合。第三，我們買來同行業(yè)相似的產(chǎn)品，檢測(cè)、拆解、分析結(jié)構(gòu)，了解用戶如何操作，了解人們?cè)谑褂眠@一產(chǎn)品中的用戶體驗(yàn)。最終，我們講這些信息總結(jié)，寫出產(chǎn)品概要，即設(shè)計(jì)指導(dǎo)方針。

設(shè)計(jì)師使產(chǎn)品具有增值的額外價(jià)值，就如同我的EDM理論，一步一步理論，這一理論幫助我們提出問題，有信心嘗試各種方式方法。這就如同你去超級(jí)市場(chǎng)買東西一樣，如果你沒拿上清單，可能你會(huì)忘記買一些東西，你寫清單的目的就是為了讓自己不落下任何一件你所需要的商品。

DESIGN我們發(fā)現(xiàn)，目前用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)也是貴公司的業(yè)務(wù)項(xiàng)目之一，用戶體驗(yàn)在整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)會(huì)起到怎樣作用，即其重要性體現(xiàn)在哪些方面?

Yariv Sade：關(guān)于用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)，我們沒有專門的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，它的重要性取決于我們所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品和項(xiàng)目。

第一，從人機(jī)工學(xué)或者使用角度來說，如果使用一部手機(jī)，我們要知道它的操作方式，但人們其實(shí)不喜歡閱讀菜單，只想尋找使用起來方便的手機(jī)。第二是情感方面的，對(duì)于一件產(chǎn)品來說，最大的肯定莫過于人們對(duì)于它的喜愛。如同現(xiàn)今的iphone，人們會(huì)因?yàn)槭殖忠徊縤phone而感到自豪或者驕傲，原因之一是由于iphone的市場(chǎng)和品牌效應(yīng)，其二是它的外形優(yōu)美、功能優(yōu)越。第三是情感表達(dá)的需求，也就是使用Apple的產(chǎn)品會(huì)象征著富有、快樂或者歸屬感等等諸如此類的。用戶體驗(yàn)是關(guān)于產(chǎn)品如何讓使用者感覺更好而設(shè)置的，其中包括產(chǎn)品的外形，使用的舒適感，CMF，品牌設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的廣告包裝等等。或許十年前，市場(chǎng)上產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)是在技術(shù)與執(zhí)行，性能與能力上。技術(shù)很重要，但僅有好技術(shù)不行的，用戶體驗(yàn)也很重要。

DESIGN：請(qǐng)介紹一下你們通常做用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)研究的步驟和方法(以一個(gè)為例，說說周期、過程等)?

Yariv Sade：一般來說，這取決于產(chǎn)品和客戶。一些客戶或許會(huì)說我們對(duì)于市場(chǎng)還不熟悉，比如，蘋果在四五年前還沒有手機(jī)，只生產(chǎn)電腦，ipod播放器。如果客戶需要我們?cè)O(shè)計(jì)一款新產(chǎn)品，那這種設(shè)計(jì)研究將會(huì)是非常深入的，因?yàn)檫@是一種全新的設(shè)計(jì)，從無到有。但是如果諾基亞找到我們，讓我們?cè)谏习俜N樣式的手機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一款手機(jī)，其實(shí)他們已掌握了產(chǎn)品的大部分信息。很有意思的事情是，歐洲的公司可以銷售他們的產(chǎn)品長(zhǎng)達(dá)20、30年，但他們從不向使用者詢問他們的使用體驗(yàn)，即用戶體驗(yàn)。他們知道很多精確的數(shù)據(jù)，有多少消費(fèi)者想買這一產(chǎn)品，價(jià)格定位是多少。我們的調(diào)研是基于這一基礎(chǔ)上，但并不是數(shù)字化的、經(jīng)濟(jì)的，而是對(duì)于產(chǎn)品的外觀、形狀、感覺以及消費(fèi)者的心理需求。大多數(shù)客戶并不知需要提出這些問題，舉個(gè)例子來說，我們?cè)?jīng)有一個(gè)歐洲的客戶，是飲水機(jī)廠商，他們要我們?cè)O(shè)計(jì)一款新型飲水機(jī)，我們給了他們幾個(gè)報(bào)價(jià)，并且說明第一階段是調(diào)研，我們需要花錢完成這項(xiàng)工作，他們卻說，我不明白為什么你需要把錢用在這上面?我說因?yàn)檫@樣才能寫出產(chǎn)品設(shè)計(jì)綱要，如果你知道怎樣寫的話，傳給我，那么我就可以設(shè) 計(jì)出新產(chǎn)品。他說，我不知道怎么寫，你去寫。我說好，那我需要做完以上調(diào)研，才能完成這一設(shè)計(jì)綱要。兩天后，我將調(diào)研需要的大概50個(gè)問題都傳送過去給他，這其中包括在歐洲，男士和女士在使用產(chǎn)品上是否有所不同?左撇子和右撇子使用時(shí)的區(qū)別?使用者會(huì)不會(huì)根據(jù)產(chǎn)品的高度而改變他們的操作模式?他說好吧，你去調(diào)研。總的來說，關(guān)于用戶體驗(yàn)調(diào)研的時(shí)間根據(jù)產(chǎn)品、用戶和使用者的不同而不同，大概需要三周至六周之間。調(diào)研集中在目標(biāo)用戶群中，但對(duì)于不同地區(qū)，比如對(duì)于歐洲和亞洲的使用者和用戶群，調(diào)研會(huì)根據(jù)地域的不同而有所差別。歐洲的用戶和亞洲的用戶也許在身高上有差別，在腳的大小上有差別，但這些都是身體上的區(qū)別，差別不會(huì)很大；但對(duì)于心理上的需求，由于文化和認(rèn)知的不同，則完全不同的。比如，中國(guó)的家電設(shè)計(jì)和歐洲的家電設(shè)計(jì)很不同。很多花的樣式，很多裝飾，在歐洲的家電不會(huì)看到如此的裝飾。

對(duì)于用戶體驗(yàn)研究的人群，在我們進(jìn)行調(diào)研之前，會(huì)進(jìn)行調(diào)研準(zhǔn)備。調(diào)研是關(guān)于質(zhì)量的調(diào)研，我們不會(huì)訪問上干名用戶，我們會(huì)將地域標(biāo)記出來，也許使用同一件產(chǎn)品，男人和女人是不同的，因此我們會(huì)訪問十個(gè)人，五男五女。對(duì)于不同產(chǎn)品我們會(huì)對(duì)不同用戶群進(jìn)行調(diào)研，也就是不同產(chǎn)品會(huì)有不同的目標(biāo)用戶群，包括兒童組、青年組、成年組、老年組，高個(gè)、矮個(gè)，或者左撇子、右撇子等等。如果產(chǎn)品對(duì)于男女使用的區(qū)別不是很明顯，那么設(shè)計(jì)將不會(huì)以用戶體驗(yàn)的這些數(shù)據(jù)作為考量；如果不同的話，我們會(huì)將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)分別進(jìn)行，將為男性和女性設(shè)計(jì)的區(qū)分開來。

Yariv Sade：用戶體驗(yàn)研究的人群根據(jù)市場(chǎng)需求的不同而定，設(shè)計(jì)依據(jù)公司的商業(yè)決策而定。到底是將產(chǎn)品投向歐洲還是亞洲市場(chǎng)，這不是設(shè)計(jì)師所能決定的，但我們會(huì)和商業(yè)決策者一起討論，一件產(chǎn)品是否適合銷往一個(gè)國(guó)家或區(qū)域。一個(gè)設(shè)計(jì)的決定，包括三部分，一部分是商業(yè)決策、一部分是產(chǎn)品本身的設(shè)計(jì)，而在這其中是策略設(shè)計(jì)，也叫設(shè)計(jì)策略。策略設(shè)計(jì)即包括商業(yè)決策也包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)，所有一切的品牌和市場(chǎng)也都包合在內(nèi)。

篇（11）

隨著近年來人類科學(xué)技術(shù)水平的加速發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)軟硬件性能的持續(xù)提高，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)各行各業(yè)全面深入的滲透，各技術(shù)領(lǐng)域的思維、觀念和方法不斷得以更新。機(jī)械設(shè)計(jì)作為一個(gè)具有幾百年歷史的技術(shù)領(lǐng)域，也在世界科技進(jìn)步的大潮中獲得了新生。目前，計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的設(shè)計(jì)繪圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、加工制造、生產(chǎn)規(guī)劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效。

根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)學(xué)者進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)所用方法的主要特征，我們可以將方案的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法概括為下述四大類型。

一、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法

系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：將設(shè)計(jì)看成由若干個(gè)設(shè)計(jì)要素組成的一個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)設(shè)計(jì)要素具有獨(dú)立性，各個(gè)要素間存在著有機(jī)的聯(lián)系，并具有層次性。所有的設(shè)計(jì)要素結(jié)合后，即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。

系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思想于上世紀(jì)70年代由德國(guó)學(xué)者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，制定了設(shè)計(jì)的一般模式，倡導(dǎo)設(shè)計(jì)工作應(yīng)具備條理性。德國(guó)工程師協(xié)會(huì)在這一設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上，制定出標(biāo)準(zhǔn)VDI2221技術(shù)系統(tǒng)和產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)方法。

由于每個(gè)設(shè)計(jì)者研究問題的角度以及考慮問題的側(cè)重點(diǎn)不同，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)采用的具體研究方法亦存在差異。具有代表性的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法有設(shè)計(jì)元素法、圖形建模法、“構(gòu)思”―“設(shè)計(jì)”法、矩陣設(shè)計(jì)法、鍵合圖法，等等。

二、結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)方法

從規(guī)劃產(chǎn)品的角度提出：定義設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)以功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，引用已有的產(chǎn)品解（如通用零件部件等）描述設(shè)計(jì)任務(wù)，即分解任務(wù)時(shí)就考慮每個(gè)分任務(wù)是否存在對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品解。這樣，能夠在產(chǎn)品規(guī)劃階段就消除設(shè)計(jì)任務(wù)中可能存在的矛盾，早期預(yù)測(cè)生產(chǎn)能力、費(fèi)用，以及開發(fā)設(shè)計(jì)過程中計(jì)劃的可調(diào)整性，由此提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)的可靠性，同時(shí)也降低新產(chǎn)品的成本。Feldmann將描述設(shè)計(jì)任務(wù)的功能化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分為四層：（1）產(chǎn)品（2）功能組成（3）主要功能組件（4）功能元件。并采用面向應(yīng)用的結(jié)構(gòu)化特征目錄，對(duì)功能元件進(jìn)行更為具體的定性和定量描述。同時(shí)研制出適合于產(chǎn)品開發(fā)早期和設(shè)計(jì)初期使用的工具軟件STRAT。

這種方法認(rèn)為專用機(jī)械中多數(shù)功能可以采用已有的產(chǎn)品解，而具有新型解的專用功能只是少數(shù)。因此，在專用機(jī)械設(shè)計(jì)中采用功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對(duì)于評(píng)價(jià)專用機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造風(fēng)險(xiǎn)十分有利。

這種方法提倡在產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品分解成具有某種功能的一個(gè)或幾個(gè)模塊化的基本結(jié)構(gòu)，通過選擇和組合這些模塊化基本結(jié)構(gòu)組建成不同的產(chǎn)品。這些基本結(jié)構(gòu)可以是零件、部件，甚至是一個(gè)系統(tǒng)。理想的模塊化基本結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口（連接和配合部），并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經(jīng)濟(jì)化，具有互換性、相容性和相關(guān)性。我國(guó)結(jié)合軟件構(gòu)件技術(shù)和CAD技術(shù)，將變形設(shè)計(jì)與組合設(shè)計(jì)相結(jié)合，根據(jù)分級(jí)模塊化原理，將加工中心機(jī)床由大到小分為產(chǎn)品級(jí)、部件級(jí)、組件級(jí)和元件級(jí)，并利用專家知識(shí)和CAD技術(shù)將它們組合成不同品種、不同規(guī)格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。

這種方法以設(shè)計(jì)為目錄作為選擇變異機(jī)械結(jié)構(gòu)的工具，提出將設(shè)計(jì)的解元素進(jìn)行完整的、結(jié)構(gòu)化的編排，形成解集設(shè)計(jì)目錄。并在解集設(shè)計(jì)目錄中列出評(píng)論每一個(gè)解的附加信息，非常有利于設(shè)計(jì)工程師選擇解元素。

根據(jù)機(jī)械零部件的連接特征，將其歸納成四種類型：

1）元件間直接定位，并具有自調(diào)整性的部件；

2）結(jié)構(gòu)上具有共性的組合件；

3）具有嵌套式結(jié)構(gòu)及嵌套式元件的連接；

4）具有模塊化結(jié)構(gòu)和模塊化元件的連接，并采用準(zhǔn)符號(hào)表示典型元件和元件間的連接規(guī)則，由此實(shí)現(xiàn)元件間聯(lián)接的算法化和概念的可視化。

在進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)時(shí)，用“功能建立”模塊對(duì)功能進(jìn)行分解，并規(guī)定功能分解的最佳“粒化”程度是功能與機(jī)構(gòu)型式的一一對(duì)應(yīng)。“結(jié)構(gòu)建立”模塊則作為功能解的選擇對(duì)象，以便于實(shí)現(xiàn)映射算法。

三、基于產(chǎn)品特征知識(shí)的設(shè)計(jì)方法

基于產(chǎn)品特征知識(shí)設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：用計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)，建立相應(yīng)的知識(shí)庫及推理機(jī)，再利用已存儲(chǔ)的領(lǐng)域知識(shí)和建立的推理機(jī)制實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)。

機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)主要是依據(jù)產(chǎn)品所具有的特征，以及設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推量和決策，完成機(jī)構(gòu)的型、數(shù)綜合。欲實(shí)現(xiàn)這一階段的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，必須研究知識(shí)的自動(dòng)獲取、表達(dá)、集成、協(xié)調(diào)、管理和使用。

四、智能化設(shè)計(jì)方法

智能化設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：根據(jù)設(shè)計(jì)方法學(xué)理論，借助于三維圖形軟件、智能化設(shè)計(jì)軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以及多媒體、超媒體工具進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)、表達(dá)產(chǎn)品的構(gòu)思、描述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。在利用數(shù)學(xué)系統(tǒng)理論的同時(shí)，我們考慮了系統(tǒng)工程理論、產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)和系統(tǒng)開發(fā)方法學(xué)VDI2221，研制出適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期使用的多媒體開發(fā)系統(tǒng)軟件MUSE。上述各種方法并不是完全孤立的，各類方法之間都存在一定程度上的聯(lián)系。

機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)正朝著計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)、智能化設(shè)計(jì)和滿足異地協(xié)同設(shè)計(jì)制造需求的方向邁進(jìn)，由于產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法的研究起步較晚，目前還沒有成熟的、能夠達(dá)到上述目標(biāo)的方案設(shè)計(jì)工具軟件。我認(rèn)為，綜合運(yùn)用文中四種類型設(shè)計(jì)方法是達(dá)到這一目標(biāo)的有效途徑。雖然這些方法的綜合運(yùn)用涉及的領(lǐng)域較多，不僅與機(jī)械設(shè)計(jì)的領(lǐng)域知識(shí)有關(guān)，而且涉及系統(tǒng)工程理論、人工智能理論、計(jì)算機(jī)軟硬件工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各方面的領(lǐng)域知識(shí)，但仍然是產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)必須努力的方向。

參考文獻(xiàn)：

［1］鄒慧君，藍(lán)兆輝，王石剛，郭為忠機(jī)構(gòu)學(xué)研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景.

［2］基于WEB的計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究..計(jì)算機(jī)類.計(jì)算機(jī)應(yīng)用.

［3］機(jī)械產(chǎn)品方案的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及發(fā)展趨勢(shì).中國(guó).其它.創(chuàng)新論文.

［4］唐林，鄒慧.君機(jī)械產(chǎn)品方案的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及發(fā)展趨勢(shì).機(jī)械科學(xué)，2006，9，18.

［5］雷永剛，彭穎紅，阮雪輸.機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)：綜述與分析.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，9，13.

［6］劉曉敘，陳敏.機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)理念.機(jī)械設(shè)計(jì)，2006，4，12.