门座起重机起升机构设计及虚拟装配仿真研究外文翻译资料

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第二章

设计方法

摘要 工程设计是工程领域内的一门正式学科。 设计方法的研究是一个分支（子）学科，需要使用独特的思维模式和应用一些特定的特性，以确保设计是可重复的，并产生对特定服务期有用的产品。 一种方法被有目的地定位在科学方法的正式层次中，由特定的范式和哲学支持，同时作为更详细的方法和技术的框架。 有一些独特的工程设计方法，框架和模型已经发展到能为结构框架提供适用的设计流程，方法，和技术的程度。 公理设计方法提供了基于系统的设计框架，允许基于定量分析来评估设计替代，从而消除对杂乱的定性和基于成本的模型的需要。

2.1设计方法介绍

本章将介绍一些可用于调用工程系统有目的设计的可重复过程的工程方法。 术语工程系统可以用作（1）名词 - “履行社会中重要功能的系统”（de Weck et al.2011，p.xi）或（2）动词 - “分析和设计他们的新方法”（de Weck et al.2011，p.xi）。 在动词形式中，工程系统通过使它们与围绕问题的组织，管理，政策，政治和人为因素相协调来解决技术和技术系统，同时允许满足利益相关者的需求，以及不损害更大的社会。 工程系统的分析和设计工作需要正式的方法，以便实施可重复的过程，这两个过程都引用了可靠的工程过程，并且需要努力改进这些过程。

本章将首先讨论工程设计学科及其设计理论和设计方法学的子学科。 回顾支持工程设计努力的特征和模式。

copy; Springer International Publishing Switzerland 2015

K.M. Adams，系统分析和设计中的非功能需求。

主题为安全，风险，可靠性和质量.

下一节定义了理解方法学在科学范式中的定位所需的术语。 下面的部分提供了术语之间的正式的层次关系。

接下来是一个介绍七个历史上重要的工程设计方法的部分。 审查了每种方法的基本原则，包括与每个模型相关的主要阶段和步骤。 提供了进一步研究每种方法的参考。

本章最后介绍了完成工程技术过程的正式方法，公理设计方法。 公理设计方法提供了系统功能和非功能与系统设计中的设计参数和过程变量满足的框架。

本章有一个具体的学习目标和相关的能力。本章的学习目标是能够识别描述工程设计，其在科学范例中的地位以及进行工程设计的一些具体方法。本章的目标得到以下目标的支持：

bull;将工程设计描述为一门学科。

bull;区分设计理论和设计方法。

bull;描述工程设计的理想特征。

bull;描述双钻石设计模型。

bull;构建一个包括范式，哲学，方法学和方法的层次结构。

bull;区分七种历史设计方法。

bull;描述公理设计方法的主要特征。

实现这些目标的能力可以通过阅读以下章节主题中的材料来实现。

2.2工程设计学科的介绍

工程设计的研究是更广泛的工程领域内的一门学科。 处理跨学科工程设计主题的学科学术期刊见表2.1。

设计理论（或设计科学）和设计方法论代表了工程设计学科内的两个学术科目，每个科目都有自己独特的观点和研究议程。 两个主题领域简单定义如下：

bull;设计理论 - 是描述性的,说明什么是设计（Evbuomwan...，1996，第302页）。

bull;设计方法 - 是规定性的，因为它指示如何进行设计（Evbuomwan...，1996，第302页）

表2.1工程设计学术期刊

本章重点介绍设计方法 - 设计方法。 更确切地说，特定工程设计方法如何顺序和执行系统生命周期的设计阶段的技术过程，这些过程在第1章的末尾描述。 设计阶段所需的每个技术过程的目的都在IEEE标准15288（2008）中制定，并在表2.2（从表1.5重复）中给出。

接下来的部分将讨论设计方法必须具有的特征和属性，以便有效地执行表2.2中的八个过程。

2.2.1支持设计方法的特性

自我设计包含许多熟悉的过程，如决策，优化，建模，知识生产，原型设计，观念或评价。然而，它不能等同于任何一个或所有这些过程（例如，决策是在设计中做出来的，但设计不仅仅是决策）。因此，设计理论不是对设计实践中可以找到的一切进行建模，其目标是精确地解决超出伴随其组成活动的古典模型范围的问题（决策，规范模型，假设 - 演绎模型和其他）。 这个目标提出的问题当然是：那么，设计的核心现象是什么呢？ 设计是由新颖性，持续改进，创造力还是想象力驱动的？(Le Masson et al. 2013, pp. 97–98)

表2.2设计阶段的技术过程

每种设计方法都应该拥有许多特征（或属性）。 这些特征是每个成功的工程设计具有的显着元素。 虽然大多数设计方法没有正式解决这些功能，但它们是方法和团队成员在设计过程中必须调用的未写入元素。 这些特征是每种工程设计方法的基础，并确保该方法有效和高效地执行设计阶段的八个技术过程。 支持设计方法的十个特征在表2.3中给出（Evbuomwan...1996）。

表2.3中的所有特征表示设计方法必须包含的唯一方面（即，许多方面的一方面），以便在系统生命周期期间有效和高效地执行设计阶段的技术过程 。 每个特征的第一个字母可以组合以创建首字母缩写ERICOIDITI。 这些特征在图2.1中示出。

下一节将讨论在设计方法执行期间调用的思想类型。

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