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今天是我们结构现代设计方法的第二章

设计方法学

那么讲起来设计方法学

实际上是一个很笼统的概念

在这样的笼统概念里边

我们搞了这么多年设计

大学本科四年也都学完了

再这样的设计里边呢

就是说 我们真正要进入到设计的状态

怎么还有一种设计方法学

他既然提到一个方法学了

那么说

他一定有一套的理论方法

完整的介绍给大家

我们就看看

我们今天就从这五个方面向大家进行介绍

首先 设计方法学呢

他的方法学本身及其研究对象是什么

设计方法学的概念及研究内容

我们在深入研究

设计过程本质基础上

是以系统论的观点

来开展我们的设计进程和具体方法学的科学

它是这样

就说呢

在这样的话呢

我们要知道什么的

我们设计过程本职是什么

设计过程的本质是什么

这样的话呢

我们就归结到什么 就是一个系统论

归结到一个

在整个系统论

我们一提到系统论就知道

系统论也是另外的一个

比如我们在管理里边

我们都学

首先学的就系统论

运筹学啊 系统论啊

等等学 这样的方法

咱们水利水电的

整个的工程里边

我们的施工讲什么呢

讲系统论

是不是 讲运筹学

我们研究的方法

这是我们的整个的设计领域

咱们在这个设计领域里

包括我们所有的土木的

建筑的 桥梁的 道路的

这么多设计领域

在设计领域里边呢

那么

随着这个设计本身的我们的设计之外的

那些的学科的发展

比如计算机的发展

比如光学的发展

比如呢

我们的传感设备的发展

这些发展的都是一些 我们所说的现代科技的发展

那么现代的科技发展

如果和我们已有的设计领域进行结合的话

就产生了我们的

现代设计理论与方法

所以我们在这呢

其实我们定义我们整个的这课程的时候

结构现代设计方法的时候呢

那么现代设计理论方法

这样不就变成了两个东西的相跨

是不是

相交

就是跨学科

不同的学科

我们就跨学科

土木 港口

水利

桥梁

铁路等等

这样的话

现代技术我们刚才说的计算机设计

各种各样的设计方法

传感器

激光 光学等等这样的话

这样交织着

交叉了不同的

我们的交叉学科

这些交叉学科呢

就构成了我们的 现代设计理论

那从现代设计方法我们应该从我们的

设计进程 设计对象 设计评价

设计思维

设计工具

都能从这么多方面

来看看我们的

现代设计理论与方法到底怎么应用

那么从对象上来讲

实际上是我们称为什么

实现一定技术过程的 技术系统

还是他的系统

就是我们本身的设计对象

谈的系统

进程来讲

确定技术系统的总功能

这样的话 包括什么呢

物质功能和精神功能

你看看 一谈设计的话不仅是物质层面的

又提到精神层面

我们后面讲到创新的时候

有等等物理层面的创新

更多的是精神层面的创新

在设计评价这边呢

我们叫最优方案

我们后期还要讲到优化设计

优化设计是 大领域的优化设计

其实我们还有我们的

集中领域的结构的优化设计

那么在优化设计里边呢

其实呢

优化设计和我们最优方案 又有本质的区别

方案的优选和结构的优化

不是一回事

我们比如搞水利水电枢纽的时候

我们这么多的功能

发电功能

挡水功能

泄水功能

输沙功能

这个淤道的功能等等

船闸

这样的整个的这样的功能

我们把它集合到我们的枢纽里边

其实我们在进行方案的优化

方案的选择

方案的选择是离散的点的

我们的摘取

选择出来相对比较优

并不是一个连续函数意义上的 求导的

存优

那么我们后边就

在后面的过程中我们就慢慢讲

设计系统呢 我们说首先是一个系统功能

那么系统工程呢 又是组织管理的技术

是组织管理这种系统的规划

研究 设计 制造 实验

和使用的科学方法

你看系统工程是什么呢

它一定是在不同的阶段上

把它串起来的一件事

在这样的不同的阶段上边

不同的方法里边

用一种技术

用一种科学把它串起来了

系统 系统

是一种对所有系统具有普遍意义的科学方法

那么说这是我们的

系统论

对所有的系统

普遍意义的方法

那就说

我们如果能把它的最灵活的东西抽取出来以后

对一个系统的研究管理

那么它变成了系统工程

其实呢

我们的系统工程呢

是作为阶段来讲

比如说系统的开发

系统的制造 系统的运用

这时我们又分成管理流派 和自动化流派

所以我们的一谈系统的时候 都是管理专家们

在那谈系统

但是对于自动化来讲呢

自动化一个过程来讲呢

仍然是一个系统的

仍然是一个系统的

这些系统呢

它就也是分不同的阶段

分不同的分工

甚至对我们来讲是不同的专业

这样构成了我们整个的一个大的设计水电的

设计系统

施工系统

等等

下边还有很多小的系统

在施工里边有运输系统

比如在于我们的设计系统里也有许许多多的

这样的

碰撞检查啦

摩擦检查啦

动力啦 等等

都叫称为系统

基本方法有非常多

那么设计系统的概念是这样

设计系统是一种信息处理系统

我们研究的事啊

搞工程的人研究什么

工程师研究什么

研究一个有什么样的输入我知道了

它会输出什么

就是输入和输出的研究

中间的过程

是你要做的

所以我们呢 就是这样一个

可以说是反向演绎的

我们一开始就明了

我们要做一个什么东西

发电一千二百万千瓦

好了

这是明了 我们要

那怎么办 我们要实现这个发电

实现发电从哪去正向演绎去 那这样

或者我们叫反向推 是不是

两种设计方法就出来了

我们这个就是 知道的结果 去反向推

应该怎么去实现

那我们需要

发电机

发电机由谁带动的

由水电机

水电机呢

在带动的时候

必须有水头

水头是怎么来的呢

是靠我们大坝把水位给

高差给它拦截起来

就形成了这样的一套系统

这样的系统你看

你说起来的话

如果你把这一个水电站能够抽象成什么呢

抽象成 就刚才我说的这样一个过程就行

好 输入是水流

输出是电能

就那么两个

水流 电能

流

好了 为了水流电能

大家就会想很多

他那水流了 好像还是不好

那就说 必须是高了

那我可是 我要是灌流型这个机组

这个水流怎么说

我要是太阳能怎么说

对不对

我要是风能怎么说

那可以再抽取一个

所有这些东西

这些输入的

变成了我们的电能

好了 那你把输入又给它广泛了

又给它泛化起来了

泛化起来了 我们讲的东西就更多更多

那么就说了 好了

这就是输入 看看设计要求和约束信息是什么

约束信息的什么

我们就用我们的 计算机啊 实验设备啊 物理实验啊 等等

来实现我们的最后的

方案图纸

及文件等

设计师设计的系统呢

是一个由时间维 逻辑维

和方法维组成的三维系统

你看看 它是一个时间维 是个逻辑维

那么在这样的设计系统里

我们水利水电里边

水利工程里边

相对来讲呢

简单一点

但是实际上呢

比如说我们现在设计的汽车系统

家电系统

现在的无人驾驶系统

我们现在在引入无人驾驶

放到我们的水利水电工程施工里边去

那么 现在大家都在

都在研究无人驾驶的时候

到我们水利水电里的无人驾驶

相对来讲 简单多了

我们是规定路线

规定的 约束的一个非常小的区域

没有那么多行人干扰他

是我们沿着这样一个 无人驾驶的

在我们施工里面怎么去实现

那么是

这是我们开始规划

我们规划的时候

希望的无人驾驶

这是第一个目标

完成之后

希望在这个区域里面能够完成驾驶什么

是 装载物料呢

还是来 压路面呢

等等啊

还是来 这个混凝土的拌合的过程中的

不断的移动我们的机械呢

这都是驾驶技术

那么进行方案设计

进行技术设计

施工设计

在设计过程中 各阶段反复多次的运用什么

分析 综合 评价 决策

就是 你现在不能当总工

你现在连个专总都当不了

只能当一个设计人员

为什么呢

我怎么学了那么多

我怎么就不能当了

是不是

那些老的工程师怎么就能当了呢

这里边就是 你看看

分析 综合 评价 决策

你在哪

你在哪个方面更专长一点儿

比如说评价

评价呢

有 理论的评价

方法的评价

材料的评价

技术的评价

好多好多评价

功能的评价

那么这些评价你哪个专长

显然

在我们这个领域里边

无论分析

无论综合

最后到了决策

都是有一些很多

除了有我们的经验以外

要有我们比较好的

设计系统

比较好的方法学

一统系统的工程的思维方式

一个人有系统工程的思维方式

是很不容易的

需要多年的积累 需要建立

还同时

要把系统工程的理论学透了

为什么要大家学运筹学呢

在运筹学的学的过程中

才发现里面

哦 都有系统的理论和方法解决

包括你平时的形成性工作

仍然需要有这样的系统的理论的方法去解决

那么

在这个我们的预测技术与方法系统化设计方法

创造性方法

以及我们的评价与决策方法

今天呢我们应该在这节课里 都讲这些的方法到底怎么去做

当然呢

这些方法本身呢

我们都是一点即到

设计类型与设计原则 是这样

其实设计类型呢

我们说 哎呀

我是搞设计的

你突然间 你发现 搞水利设计的人呢

并不需要你太多精神状态的投入

那种 去创造

因为什么呢 我们在遵循什么呢

我们在遵循标准原则规范

很难突破

一旦突破一点

需要很多方法来论证你这个突破

但是呢 另外的一个行业

比如那些

搞产品设计啊

比如说搞家电的 啊

比如 搞这些生活的那些厨具设备

就搞这些的人

是搞服装设计的人

他们都是开发性设计

开发性设计 是不是

那些开发性的设计 你像这个就是飞利浦的一个

三头的一个剃须刀

大家知道以前的剃须刀不是这个样子 是不是

以前剃须刀的

反正各种各样 大家记住的

当时呢

他出来了第一个

第一个的时候不仅仅是形状的改变

为什么要出来三头的呢

它功能上解决

发现那些剃须刀 经常会刮着你的胡子疼

经常会刮不干净 啊

那么三头的 就更贴合你的面部

这个头都是能摆动的

这头都是活的

不是三个就在这是四个

大头 这个还不好

它后来出现整个大头可以摆动

三个小头可以摆动

来贴合你的面部

使得剃得干净

不疼 剃得特别干净

他是从功能上

能上根据人们的需求

去解决它的开发性的设计

这叫开发型 以前没有的

我把它做出一个有的

符合那个新的功能的

外形设计

适应型设计 小小的改变

一个帽子遮阳但是戴上以后会

很热

有人搞好了小的发明

前面按个小太阳能的风扇

吹着 脑门

你在看我们的变形设计

就是我们的这个

溢流坝

高坝泄水以后下来的水

我们需要什么 需要消能

消能的第一步是什么呢

比如说 我们怎么把水流分散呢

怎么让水流和空气进行撞击呀

怎么不同的水流之间 流和流之间的撞击啊

纵向拉伸横向拉开

横向不同的水柱的相撞击

纵向水柱撞击

正让它尽量在空中

把能量消散的

大部分

之后再掉入到我们的水池里

那好了

那这样设计

就十几类的设计就出来了

宽尾墩窄尾墩

斜口的 偏口的 抬口了

等等这样的设计呢 就构成了我们的变形设计

这个叫什么呢

这种设计呢 不是

其实是适配性的设计的一种小小的变形

他们仍然是创新

以前就是一个直筒筒的边墙过去

把坎调出去

十五到二十五度

完了到了

我们这边 变形设计

他把坎变成的非常多的

你看这有高低坎

中间还杵着一溜坎

这个尾墩还可以是宽的

还可以把 让他这个纵向拉伸起来 等等

水利水电工程里边的

我们怎么评价我们的设计的方案的优劣

呃

我觉得首先要保证它的安全性

然后还要保证它的经济性

因为 不能花费太多

然后

要保证它的耐久性

就多年它都不会出现破损什么的

然后还要保证它能完成它原来的既定的工作目标

我觉得应该就是这些

好 请坐

经济 安全 耐久

说说这六字方针

就是我们的

其实我们的设计 你看

不同的行业里不同设计

不追求创新

首先要达到的是这三点

你创新半天

最后不安全了 不符合规范要求了 还真不行

但是呢 我们总的

大的设计 泛指设计的时候

创新原则 可靠原则 就是我们安全原则

效益原则 社会原则

这就是 要有最好的效果

审核呢 也要最好的功能 要这个达到

就这样