简述现代设计方法都(现代设计方法主要)

1.现代设计方法主要有哪些

现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在涉及领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。它是以设计产品为目标的一个总的知识群体的总称。目前它的内容主要包括：优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、工业艺术造型设计、虚拟设计、疲劳设计、三次设计、相似性设计、模块化设计、反求工程设计、动态设计、有限元法、人机工程、价值工程、并行工程、人工神经元计算方法等。在运用他们进行工程设计时，一般都以计算机作为分析、计算、综合、决策的工具。本节以计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、有限元法、工业艺术造型设计、设计方法学、三次设计等为例来说明现代设计方法的基本内容与特点。

1、计算机辅助设计

计算机辅助设计（Computer Aided Design），简称CAD。他是把计算机技术引入设计过程并用来完成计算、选型、绘图及其他作业的一种现代设计方法。计算机、绘图积极其他外围设备构成CAD硬件系统，而操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和应用软件等构成CAD的软件系统。通常所说的CAD系统是只由系统硬件和系统软件组成，兼有计算、图形处理、数据库等功能，并能综合利用这些功能完成设计作业的系统。典型的CAD工作过程如图1-3所示。

2、优化设计

优化设计（Optimal Design）是把最优化数学原理应用于工程设计问题，在所有可行方案中寻求最佳设计方案的一种现代设计方法。

在进行工程优化设计时，首先把工程问题按优化设计所规定的格式建立数学模型，然后选用合适的优化计算方法在计算机上对数学模型进行寻优求解，得到工程设计问题的最优设计方案。

在建立优化设计数学模型的过程中，把影响设计方案选取的那些参数称为设计变量；设计变量应当满足的条件称为约束条件；而设计者选定来衡量设计方案优劣并期望得到改进的指标表示为设计变量的函数，称为目标函数。设计变量、约束函数、目标函数组成了优化设计问题的数学模型。优化设计需要把数学模型和优化算发放到计算机程序中用计算机自动寻优求解。常用的优化算法有：0.618法、鲍威尔（Power）法、变尺度法、复合型法、惩罚函数法。

3、可靠性设计

可靠性设计（Reliability Design）是以概率论和数理统计为理论基础，是以失效分析、失效预测及各种可靠性试验为依据，以保证产品的可靠性为目标的现代设计方法。

可靠性设计的基本内容是：选定产品的可靠性指标及量值，对可靠性指标进行合理的分配，再把规定的可靠性指标设计到产品中去。

4、有限元法

有限元法（Finite Method）是以电子计算机为工具的一种数值计算方法。目前，该方法不仅能用于工程中复杂的非线性问题、非稳态问题（如结构力学、流体力学、热传导、电磁场等方面的问题）的求解，而且还可以用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力学分析，并能准确地计算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利分析工具。

5、工业艺术造型设计

工业艺术造型设计时工程技术与美学艺术相结合的一门新学科。他是旨在保证产品使用功能的前提下，用艺术手段按照美学法则对工业产品进行造型活动，包括结构尺寸、体面形态、色彩、材质、线条、装饰及人际关系等因素进行有机的综合处理，从而设计出优质美观的产品造型。实用和美观的最佳统一是工业艺术造型的基本原则。

这一学科的主要内容包括：造型设计的基本要素、造型设计的基本原则、美学法则、色彩设计、人机工程学等。

6、反求工程设计

反求工程设计（Reverse Engineering）是消化吸收并改进国内外先进技术的一系列工作方法和技术的总和。它是通过实物或技术资料对已有的先进产品进行分析、解剖、试验，了解其材料、组成、结构、性能、功能，掌握其工艺原理和工作机理，已进行消化仿制、改进或发展、创造新产品的一种方法和技术。它是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术的组合。

2.求介绍现代设计方法有哪些

现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在涉及领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。

它是以设计产品为目标的一个总的知识群体的总称。目前它的内容主要包括：优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、工业艺术造型设计、虚拟设计、疲劳设计、三次设计、相似性设计、模块化设计、反求工程设计、动态设计、有限元法、人机工程、价值工程、并行工程、人工神经元计算方法等。

在运用他们进行工程设计时，一般都以计算机作为分析、计算、综合、决策的工具。本节以计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、有限元法、工业艺术造型设计、设计方法学、三次设计等为例来说明现代设计方法的基本内容与特点。

1、计算机辅助设计 计算机辅助设计（Computer Aided Design），简称CAD。他是把计算机技术引入设计过程并用来完成计算、选型、绘图及其他作业的一种现代设计方法。

计算机、绘图积极其他外围设备构成CAD硬件系统，而操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和应用软件等构成CAD的软件系统。通常所说的CAD系统是只由系统硬件和系统软件组成，兼有计算、图形处理、数据库等功能，并能综合利用这些功能完成设计作业的系统。

典型的CAD工作过程如图1-3所示。 2、优化设计 优化设计（Optimal Design）是把最优化数学原理应用于工程设计问题，在所有可行方案中寻求最佳设计方案的一种现代设计方法。

在进行工程优化设计时，首先把工程问题按优化设计所规定的格式建立数学模型，然后选用合适的优化计算方法在计算机上对数学模型进行寻优求解，得到工程设计问题的最优设计方案。 在建立优化设计数学模型的过程中，把影响设计方案选取的那些参数称为设计变量；设计变量应当满足的条件称为约束条件；而设计者选定来衡量设计方案优劣并期望得到改进的指标表示为设计变量的函数，称为目标函数。

设计变量、约束函数、目标函数组成了优化设计问题的数学模型。优化设计需要把数学模型和优化算发放到计算机程序中用计算机自动寻优求解。

常用的优化算法有：0.618法、鲍威尔（Power）法、变尺度法、复合型法、惩罚函数法。 3、可靠性设计 可靠性设计（Reliability Design）是以概率论和数理统计为理论基础，是以失效分析、失效预测及各种可靠性试验为依据，以保证产品的可靠性为目标的现代设计方法。

可靠性设计的基本内容是：选定产品的可靠性指标及量值，对可靠性指标进行合理的分配，再把规定的可靠性指标设计到产品中去。 4、有限元法 有限元法（Finite Method）是以电子计算机为工具的一种数值计算方法。

目前，该方法不仅能用于工程中复杂的非线性问题、非稳态问题（如结构力学、流体力学、热传导、电磁场等方面的问题）的求解，而且还可以用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力学分析，并能准确地计算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利分析工具。 5、工业艺术造型设计 工业艺术造型设计时工程技术与美学艺术相结合的一门新学科。

他是旨在保证产品使用功能的前提下，用艺术手段按照美学法则对工业产品进行造型活动，包括结构尺寸、体面形态、色彩、材质、线条、装饰及人际关系等因素进行有机的综合处理，从而设计出优质美观的产品造型。实用和美观的最佳统一是工业艺术造型的基本原则。

这一学科的主要内容包括：造型设计的基本要素、造型设计的基本原则、美学法则、色彩设计、人机工程学等。 6、反求工程设计 反求工程设计（Reverse Engineering）是消化吸收并改进国内外先进技术的一系列工作方法和技术的总和。

它是通过实物或技术资料对已有的先进产品进行分析、解剖、试验，了解其材料、组成、结构、性能、功能，掌握其工艺原理和工作机理，已进行消化仿制、改进或发展、创造新产品的一种方法和技术。它是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术的组合。

3.现代设计方法有哪些,各自内涵是什么

现代包装设计的文化观 摘要 我们应把现代包装设计作为一种文化形态来对待，从文化结构的三个层面，我们可以看出包装设计文化的结构是由内层的观众意识层，中层的组织制度层和外层的物质层所构成。

三者互为联系，包装设计文化既有民族性，又有时代性，它们表现在文化结构的不同层面上。共同构成了包装设计文化的整体。

关键词：设计文化结构 民族性 时代性 著名文化人类学家马林洛夫斯基说过"在人类社会生活中，一切生物的需要己转化为文化的需要；"现代包装设计正是一门以文化为本位，以生活为基础，以现代为导向的设计学科。因此我们无论是在理论上，还是在实践中，都应把包装设计作为一种文化形态来对待：在现代社会中，设计理论的研究已不仅是一门学科的深入剖析，而应是多种学科交叉的统观。

把包装设计活动作为一种文化现象来观照，也就不仅是简单的物质功能的满足和精神需求能一言蔽之的，其中的内涵是现代设计师们所必须探究的。文化是人类历史实践过程中所创造物资财富和精神财富的总和，那么包装设计文化是否可以说是包括人们的一切行为方式和满足这些行为方式所创造的事事物物，以及基于这些方面所形成的心理观念。

一般说来，这些有许多设计文化要素构成的复合整体，可分为三个层次。第一，包装设计的物质层，它是设计文化的表层，主要指包含了设计文化要素的物质载体，它具有物质性、基础性、易变性的特征。

如各种包装设计部门和包装设计产品，交换商品的场所以及消费者在使用包装产品中的消费行为等；第二，包装设计组织制度层。这是设计文化的中层，也是设计文化内层的物化。

它有较强的时代性和连续性：主要包括协调设计系统各要素之间的关系，规范设计行为并判断、矫正设计的组织制度。世界上包装设计文化比较先进的国家都有自己相应的较为完整的组织制度。

而包装设计文化比较落后的国家，组织制度大都不完整。第三，包装设计的观念层。

它是一种文化心理状态，所以也可以认为是设计文化的意识层。它处于核心和主导地位，是设计系统各要素一切活动的基础和依据。

科技的发展，生产力的提高和文化的进步，带来的对包装设计文化的冲击，主要就表现在生产和生活观念、价值观念、思维观念、审美观念、道德伦理观念、民族心理观念等方面上。它是设计文化结构中最为稳定的部分，也是设计文化的灵魂，它存在于人的内心，并发展变化，最终会直接或间接地在组织制度层上得到表现。

并由此规定自己的发展和规律，吸收、改造或排斥异质文化要素，左右设计文化的发展趋势。包装设计文化结构的三个方面，彼此相关，形成一个系统，构成了包装设计文化的有机整体。

包装设计文化的物质层，是最活跃的因素，它变动活跃，交流方便频繁，同时，包装设计文化的变化发展又总是首先在它的身上得到体现。如我国的改革开放，学习国外的先进科学、文化与技术，产品的渗入正扮演着这场文化冲击的先导的角色；在市场上，产品包装更新换代.层出不穷。

而组织制度层是最权威的因素，它规定包装设计文化的整体性质，是设计的群际关系得以维系的重要纽带，更是包装设计得以科学有效实施的保障。这一层面由一整套内在的准则系统所构成，从而成为包装设计师从事设计活动的准绳。

不同的设计观念会带来不同的行为方式和社会结果，认识到新环境所强加于我们的新要求，并掌握符合这样新要求的新思想、新观念和新手段，这正是设计观念的新高度。三者间互相依存，互相结合，互相渗透，并融合反映在每一个具体的包装设计活动和设计作品中。

包装文化要素在时空中传播，在一定空间中存在，即同一社会人群相关的必然中，产生了包装设计文化的民族性，由于文化在一定时间内存在，即同一定的社会历史变迁相关的必然中，产生了包装设计文化的时代性和民族性，构成了包装设计文化的社会属性和本质属性。包装设计文化的民族性，涉及到文化的发生学，正因为全世界的文化不是来自于同一源头，当然就有了民族性的问题。

世界上每一个民族，由于不同的自然条件和社会条件的制约，都形成与其他民族不问的语言、习惯、道德、思维、价值和审美观念，因而也就必然形成与众不同的民族文化。包装设计文化的民族性主要表现在包装设计文化结构的观念层面上，它反映了整个民族的心理共性。

不同的民族，不同的环境造成的不同的文化观念，直接或间接地表现在自己的设计活动和产品中。如德国设计的科学性、逻辑性和严谨、理性的造型风格，日本的新颖、灵巧、轻薄玲珑而有充满人情味的特点，以及意大利设计的优雅与浪漫情调等，这些无不诞生于他们不同民族的文化观念的氛围中，再如中国包装设计风格上的平稳、圆满寓意和形式上的完整性、对称性、也正是我国人民内向心理特征和相对保守的社会意识的折射。

由于设计组织制度脱胎于设计的意识观念、是设计意识的物化、是民族设计意识的派生、于是它同人们设计观念指导下的活动方式和实践成果，都因此拉上了不同的民族色彩，打上了民族性的烙印。包装设计文化既是民族的，又是时代的。

一个民族共同形成之后，便形成了。

4.现代设计方法是指什么

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。

5.简述现代机械设计方法有哪些

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。

6.现代设计方法具有哪些特征

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。 /

7.现代设计方法的介绍

《现代设计方法》可作为高等院校机械类各专业及近机类专业的教学用书，同时也可供工程技术人员参考。

《现代设计方法》是根据教育部面向21世纪课程体系和教学内容改革计划项目的指导思想，为普通高等院校培养基础扎实、知识面宽、具有创新实践能力的新世纪应用型人才而编写的，是普通高等院校“十一五”规划教材和机械类精品教材。《现代设计方法》从适用性较强的角度来选择讲授内容，在“重基础、宽面向、重能力、新知识、少学时、低重心”的改革思路指导下，重点介绍了现代设计方法学、计算机辅助设计CAD、优化设计、有限元方法、可靠性设计的基本原理和方法。

在此基础上，为反映现代设计方法的发展前沿，还简要介绍了创新设计、快速响应设计、绿色设计、并行设计、虚拟设计和协同设计等几种前沿的设计理念和方法。各章后均配有适量的习题。