第七章工程設(shè)計的原則和方法

第七章工程設(shè)計的原則及方法7.1工程設(shè)計概述7.2工程設(shè)計的一般程序7.3工程設(shè)計的原則7.4工程設(shè)計中的分工與協(xié)作7.5工程設(shè)計的方法7.6工程設(shè)計的技巧7.7工程設(shè)計中的過程創(chuàng)新7.1工程設(shè)計概述工程設(shè)計是工程設(shè)計師根據(jù)擬建工程的要求，用科學(xué)的方法統(tǒng)籌規(guī)劃、制訂方案，最后通過設(shè)計圖紙與設(shè)計說明書等方式來完整表達設(shè)計理念、設(shè)計原理、產(chǎn)品外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、設(shè)備安裝等一系列過程。工程設(shè)計是工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)。通過工程設(shè)計，可以進一步證明擬建工程在技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟上的合理性。7.1工程設(shè)計概述工程設(shè)計的特征：①特殊性。工程設(shè)計是一種復(fù)雜的腦力勞動，最終成果是設(shè)計圖紙，是一種知識產(chǎn)品，是區(qū)別于其他工作的顯著特征。②社會性。工程設(shè)計任務(wù)來源于社會，工程設(shè)計的成果要服務(wù)于社會，工程設(shè)計只有得到了社會的認(rèn)可，其成果才能得以實現(xiàn)。因此，工程設(shè)計應(yīng)滿足社會的要求。③創(chuàng)造性。工程設(shè)計的對象是不可能完全相同的，設(shè)計的內(nèi)容也會根據(jù)需要不斷改變、不斷創(chuàng)新。④科學(xué)性。工程設(shè)計的實質(zhì)，就是運用科學(xué)的原理去實現(xiàn)某種社會需求技術(shù)活動，它必須嚴(yán)格遵循科學(xué)規(guī)律。程設(shè)計工作一旦背離了科學(xué)，就會導(dǎo)致失敗，造成嚴(yán)重?fù)p失。7.1工程設(shè)計概述⑤專業(yè)性。工程設(shè)計的對象不同，所涉及的學(xué)科范圍也不同，因此，工程設(shè)計有較強的專業(yè)性。⑥綜合性。。要完成一項程設(shè)計，不可能只靠單一的專業(yè)知識就能完成，而是需要涉及多方面的專業(yè)知識，因此，一項工程設(shè)計往往需要多方面專業(yè)的設(shè)計人員來共同完成，且各專業(yè)之間必須密切配合，協(xié)調(diào)工作，才能完成高質(zhì)量的工程設(shè)計工作。⑦約束性。工程設(shè)計要受到很多條件的約束與限制。工程設(shè)計要受到科學(xué)技術(shù)條件的限制；受資金、物力、人力等經(jīng)濟條件的限制；受主管部門、建設(shè)單位、當(dāng)?shù)匚幕L(fēng)俗、社會意識等社會條件的限制，等等。7.2工程設(shè)計的一般程序1．提出設(shè)計要求通常由用戶以設(shè)計任務(wù)書形式或訂貨合同形式提出。常包括項目內(nèi)容、設(shè)計用途、各項性能指標(biāo)、使用環(huán)境、使用條件等，另外還包括相關(guān)設(shè)備的情況及彼此之間的配合關(guān)系和信息交換方式等。2．初步分析設(shè)計者根據(jù)設(shè)計要求擬定可行的設(shè)計方向和思路。在這一階段，設(shè)計者要充分運用所掌握的基礎(chǔ)理論知識及具有的多方面的實踐經(jīng)驗，進行綜合分析，發(fā)揮想象和創(chuàng)造性思維，初步提出幾種可行的設(shè)計方案。3．調(diào)查研究針對各種初步設(shè)計方案進行調(diào)查研究，以便為確定一個最合理、可行的方案提供依據(jù)。調(diào)查研究可從兩個方面進行：一是檢索文獻資料(已有的設(shè)計檔案、期刊、專利文獻等)；二是對同類工程或產(chǎn)品進行考察和研究，并與現(xiàn)行方案比較。7.2工程設(shè)計的一般程序4．初步設(shè)計以通過調(diào)查研究得到的信息和資料為依據(jù)，對初步提出的各種設(shè)計方案做進一步的研究分析，并相互比較，修正不足，綜合優(yōu)點，最終確定出最適當(dāng)?shù)姆桨缸鳛樵O(shè)計的基礎(chǔ)，并進行工程的概預(yù)算。5.建模與計算分析在初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，進行更詳細(xì)和更確切的論證。對基本方案的主要參數(shù)進行分析和計算。為此，可以為設(shè)計對象建立計算模型(通常為算機仿真)，必要時也可采用實物模型；對所提出的設(shè)計模型進行性能分析，如果性能指標(biāo)達不到要求，應(yīng)對現(xiàn)有方案進行修改。6.詳細(xì)的設(shè)計計算經(jīng)過建模與計算分析證明基本設(shè)計方案可行后，可轉(zhuǎn)入結(jié)構(gòu)尺寸、結(jié)構(gòu)材料和加工等方面的參數(shù)設(shè)計計算7.2工程設(shè)計的一般程序7.繪圖與編制技術(shù)文件繪制完整的圖紙，編制各種有關(guān)的技術(shù)文件。8.施工圖設(shè)計施工圖也稱詳細(xì)設(shè)計，它是工程設(shè)計的最后階段。施工圖是工程建設(shè)或產(chǎn)品試制的依據(jù)，包括全部工程的圖樣、尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀、尊造、設(shè)備等，以及施工安裝的圖紙、說明書、計算書和預(yù)算書。施工圖是為施工建設(shè)服務(wù)的，要求詳盡、細(xì)致、準(zhǔn)確、簡明、清晰，以保證設(shè)計意圖從技術(shù)上、經(jīng)濟上、施工方法上均能合理實現(xiàn)。實際中，工程設(shè)計是一個需要反復(fù)論證、不斷完善的過程，往往需要花費很多的時間和人力才能完成。7.2工程設(shè)計的一般程序上述的工程設(shè)計流程可以概括為題7.1所示：圖7.1工程設(shè)計的一般流程7.3工程設(shè)計的原則1．實事求是原則工程設(shè)計工作是嚴(yán)肅的科學(xué)技術(shù)工作。按客觀規(guī)律辦事是工程設(shè)計師起碼的職業(yè)道德，也是工程設(shè)計的基本原則。2．精益求精原則認(rèn)真負(fù)責(zé)、精益求精是工程設(shè)計工作的重要原則之。衡量工程設(shè)計質(zhì)量的個重要指標(biāo)就是設(shè)計圖紙中的錯誤率，錯誤率愈高質(zhì)量愈差，反之亦然。只要在工作中努力做到精益求精，就可以使設(shè)計出錯率減少到最低限度，提高工程設(shè)計的質(zhì)量。3.安全可靠原則工程的安企與可靠是確保人們生命財產(chǎn)安全的重要前提，也是工程設(shè)計的重要原則之一。在工程設(shè)計中，要把安全性與可靠性貫穿到每個設(shè)計階段和每個環(huán)節(jié)，除了保證在正常使用情況下的安全可靠性以外，還要留有一定的安全裕度，即應(yīng)考慮非常情況下的安全措施。7.3工程設(shè)計的原則4.經(jīng)濟性原則降低成本、避免浪費是工程設(shè)計的基本原則。工程建設(shè)中的浪費現(xiàn)象，有一半是工程設(shè)計不合理造成的.因此，在工程設(shè)計中，應(yīng)以經(jīng)濟、合理為原則，確保安全可靠及方便使用的基礎(chǔ)上，盡量使建設(shè)時間最短、耗費人力和物力最少，使工程取得最大的效益。5．可持續(xù)發(fā)展原則工程設(shè)計要遵循可持續(xù)發(fā)展的原則。在工程設(shè)計活動中，從每個項目的行性研究開始，就要注重設(shè)計項目的長遠(yuǎn)經(jīng)濟效益和社會被益，使工程設(shè)計不僅能綜合地、客觀地、科學(xué)地滿足當(dāng)代社會的需要，而且在未來段時間內(nèi)也不會落后而被淘汰。6．方便使用原則廣義地講，工程建設(shè)的目的就是為了滿足人類需要，為人所用，因此，要站在用戶的角度進行設(shè)計，將方便使用原則貫穿于工程設(shè)計始終。7.3工程設(shè)計的原則7．觀賞性原則美觀大方也是工程設(shè)計的基本原則。在工程設(shè)計中，在滿足功能要求、使用方便、經(jīng)濟合理的前提下，要盡量從整體上、局部配套上全面體現(xiàn)觀賞性原則。觀賞性原則包含三層含義：一是盡量將工程與藝術(shù)有機地結(jié)合起來；二是不僅要強調(diào)局部外形設(shè)計美觀，還要強調(diào)整體美；三是美觀大方并不是要求增加造價、裝飾豪華?？傊こ淘O(shè)計不僅是科學(xué)技術(shù)，也是藝術(shù)的創(chuàng)造。7.4工程設(shè)計中的分工與協(xié)作每項工程的設(shè)計工作都是由專業(yè)不同、分工不同的工程設(shè)計師群體共同完成的。工程設(shè)計工作一般有四種分工：

①項目負(fù)責(zé)人(總設(shè)計師)：工程設(shè)計的第一責(zé)任人。②專業(yè)負(fù)責(zé)人(專業(yè)設(shè)計師)：工程設(shè)計的第二責(zé)任人。③設(shè)計人：承擔(dān)具體設(shè)計工作的設(shè)計師。④校審人：工程設(shè)計質(zhì)量的最后把關(guān)人。不同的分工，其工作任務(wù)和職責(zé)各不相同。當(dāng)然，大型工程項目設(shè)計中的分工遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止上述四種，往往會形成一個設(shè)計人員分工網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)，共同完成設(shè)計任務(wù)。7.4.1項目負(fù)責(zé)人項目負(fù)責(zé)人又稱總設(shè)計師，是工程設(shè)計的第一責(zé)任人，對于工程設(shè)計的進度、質(zhì)量、效益和服務(wù)等起決定作用.項目負(fù)責(zé)人的具體工作如下：1.組織工作。項目負(fù)責(zé)人的首要工作任務(wù)是組建設(shè)計師團隊。設(shè)計人員構(gòu)成的數(shù)量和涉及的專業(yè)、技術(shù)力量的強弱也不相同，所以，設(shè)計師團隊的組織形式、工作方法也各具特色。因此，項目負(fù)責(zé)人必須具有定權(quán)威性，要使參加設(shè)計的人員產(chǎn)生信任感。2.協(xié)調(diào)關(guān)系。項目負(fù)責(zé)人的另一重要任務(wù)是協(xié)調(diào)各方面的關(guān)系。實踐證明，大量的工作矛盾和技術(shù)難題往往是依靠成功的協(xié)調(diào)方法、集中大家的智慧解決的。3.制訂計劃。項目負(fù)責(zé)人的工作性質(zhì)既有技術(shù)性，又有管理性，制訂項目設(shè)計計劃就是項目負(fù)責(zé)人的一項重要工作。7.4.1

項目負(fù)責(zé)人4.控制和管理。項目負(fù)責(zé)人要對設(shè)計活動進行指揮與輸導(dǎo)。要檢查、督促、調(diào)整、控制各項設(shè)計工作，使全部設(shè)計工作達到預(yù)期目標(biāo)。5.處理事務(wù)性工作。項目負(fù)責(zé)人還要負(fù)責(zé)處理設(shè)計工作中的事務(wù)性工作。6.檢查。項目負(fù)責(zé)人要經(jīng)常檢查每個設(shè)計人員的工作情況，這是保證設(shè)計進度與設(shè)計質(zhì)量的重要措施。7.設(shè)計。項目負(fù)責(zé)人不僅是項目的主持管理者，往往也是項目的主要設(shè)計人。8.總結(jié)。每項工程、每個設(shè)計階段完成以后，項目負(fù)責(zé)人要企面認(rèn)真地總結(jié)?？偨Y(jié)的內(nèi)容:一是技術(shù)工作總結(jié);二是管理工作總結(jié)。通過總結(jié)，找出差距，改進工作。7.4.2專業(yè)負(fù)責(zé)人專業(yè)負(fù)責(zé)人是工程設(shè)計中的第二責(zé)任人。工程設(shè)計團隊般由不同專業(yè)的設(shè)討師組成，各專業(yè)應(yīng)有個領(lǐng)頭人，這就是專業(yè)負(fù)責(zé)人。專業(yè)負(fù)責(zé)人是各業(yè)設(shè)計的組織者和協(xié)調(diào)人，也是設(shè)計質(zhì)量的把關(guān)人。專業(yè)負(fù)責(zé)人的具體工作如下:1.主動配合。專業(yè)負(fù)責(zé)人在項目設(shè)計中應(yīng)主動配合項目負(fù)責(zé)人的工作，服從項目負(fù)責(zé)人的領(lǐng)導(dǎo)，協(xié)調(diào)項目設(shè)計組成員之間的關(guān)系，為本專業(yè)設(shè)計人員創(chuàng)造工作條件，主動溝通各專業(yè)之間的信息，并及時向項目負(fù)責(zé)人匯報工作進度。2.統(tǒng)一協(xié)調(diào)。在工程設(shè)計初始階段，專業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)制定本專業(yè)設(shè)計的技術(shù)原則，統(tǒng)一技術(shù)措施和標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)調(diào)本專業(yè)組內(nèi)部的各項關(guān)系，并與其他各專業(yè)設(shè)計組保持良好溝通。7.4.2專業(yè)負(fù)責(zé)人3.進度控制。專業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)保證本專業(yè)設(shè)計按時、保質(zhì)完成，做到與總計劃進度一致、與其他專業(yè)同步。4.質(zhì)量控制。質(zhì)量控制是專業(yè)負(fù)責(zé)人的主要職責(zé)。專業(yè)負(fù)責(zé)人對設(shè)計的質(zhì)量控制一定要體現(xiàn)到設(shè)計過程之中。比如，重大的專業(yè)技術(shù)問題，專業(yè)負(fù)責(zé)人要及時組織參加設(shè)計的設(shè)計師一起討論，統(tǒng)一技術(shù)觀點，完善技術(shù)方案。重要項目的設(shè)計，應(yīng)組織技術(shù)方案評審會。

7.4.3設(shè)計人設(shè)計人是指在工程項目中不擔(dān)當(dāng)別的職務(wù)、只做具體設(shè)計工作的設(shè)計師。設(shè)計人是工程設(shè)計中的主力軍。設(shè)計人員的具體工作如下:1.了解整體。一般情況下，設(shè)計人只做單項設(shè)計，對于整體設(shè)計參與不多或根本不參與。但是，為了使單項與整體協(xié)調(diào)一散，設(shè)計人就必須要了解工程的整體概況。2.服從與服務(wù)。設(shè)計人在設(shè)計過程中要服從整個項目和本專業(yè)整體的要求與規(guī)定。3.設(shè)討與溝通。設(shè)計人應(yīng)盡量發(fā)揮自己的聰明才智，精益求精，創(chuàng)造性地進行工作。設(shè)計人在工作中應(yīng)時常與專業(yè)負(fù)責(zé)人和校審人溝通意見，以免自己設(shè)計和實際要求發(fā)生偏差。7.4.4校審人校審人是工程設(shè)計質(zhì)量的最終把關(guān)人。校審人一般由兩人承擔(dān)，其中一人為校核人，另一人為審核人。校審人的具體工作如下：1.事先參與。從工程設(shè)討的過程看，校審工作已經(jīng)是最后的工序了，但是，要使校審工作起到應(yīng)有的作用，校審人就要事先進入角色，與設(shè)計人一起研究方案，全面了解設(shè)計的有關(guān)內(nèi)容和整個過程，這樣才能提高校審的效率。2.全面校審。校審人對設(shè)計的質(zhì)量應(yīng)負(fù)有更大的責(zé)任。因此，校審人應(yīng)對設(shè)計內(nèi)容進行全面校審，包括驗證設(shè)計原則、復(fù)核設(shè)計依據(jù)、查看基礎(chǔ)資料、核準(zhǔn)計算數(shù)字、核對圖紙尺寸等。校審人發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的重大錯誤時，應(yīng)返回設(shè)計入全部重新設(shè)計，另外，發(fā)現(xiàn)問題后要與設(shè)計人一起商議解決問題的辦法。

7.5工程設(shè)計的方法科學(xué)的設(shè)計方法是工程設(shè)計完美的前提，工程設(shè)計師要不斷總結(jié)經(jīng)驗、研究新方怯，使程設(shè)計方法不斷完善與發(fā)展。

7.5.1創(chuàng)造性思維的方法創(chuàng)造性思維，是工程設(shè)計的基本方法。所謂創(chuàng)造性思維，就是通過對過去的經(jīng)驗和知識的分解與綜合，使之成為新事物的過程。創(chuàng)造性思維的方式很多，下面主要介紹種方法:1.輸入、輸出式這是最常用的一種設(shè)計思維方法。這種方法是把設(shè)計對象的初始狀態(tài)看成“輸入”，把對象的目的看做“輸出”。創(chuàng)造構(gòu)思方案時，以給定的制約條件為前提，首先研究輸入與輸出有無直接關(guān)系、通過什么手段才能達到目的，最終把輸入、輸出聯(lián)系起來。在構(gòu)思過程中，每進一步，都要進行必要的分析與評價，逐步舍棄不可行的設(shè)想，向可行的方案目標(biāo)邁進。一項復(fù)雜的工程方案的設(shè)計，輸入、輸出式思維要循環(huán)往復(fù)多次。每次循環(huán)，不是思維的簡單重復(fù)，而是思維由戰(zhàn)入深、由低層次向高層次的發(fā)展。7.5.1創(chuàng)造性思維的方法2.動態(tài)思維式動態(tài)思維即思維的變通性。它是一種超常的構(gòu)思方法，通過創(chuàng)造性思維提出不同凡俗的新觀念、新方案。創(chuàng)造性思維的本質(zhì)在于“變”，當(dāng)代許多設(shè)計大師，正是以“變”為本，適應(yīng)時間、地域和客觀世界各種條件的變遷，才創(chuàng)造了許多使人驚嘆的工程，顯示了他們的創(chuàng)造力。以變通性為特征的動態(tài)思維，是辯證的思維方法。工程設(shè)計師一旦實現(xiàn)了由靜態(tài)思維向動態(tài)思維轉(zhuǎn)化，就是設(shè)計思維的一次新的飛躍。7.5.1創(chuàng)造性思維的方法3.發(fā)散與收斂式設(shè)計師開闊思路，就是發(fā)散性思維.一般來說，思路越開闊，即思維的發(fā)散量越大，有價值的答案出現(xiàn)的概率就越大。所謂思維收斂，就是遵循邏輯推理，進一步完善發(fā)散思維設(shè)想的方案。收斂的過程，也就是綜合、評價、鑒別的過程。創(chuàng)造性思維的發(fā)散與收斂是對立統(tǒng)一的辯證關(guān)系，往往是以發(fā)散開始，以收斂結(jié)束，但是，在思維過程中，由于工程的矛盾性、復(fù)雜性和差異性，不容易一次完戚，往往需要進行多次循環(huán)，直到設(shè)計方案滿意為止。7.5.2優(yōu)化設(shè)計的方法工程設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計，應(yīng)以數(shù)學(xué)最優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，在滿足給定的各種約束條件的前提下，合理地選擇設(shè)計變量值，使工程設(shè)計方案盡量滿足設(shè)計原則的各項要求，以獲得最佳方案。優(yōu)化設(shè)計方法主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1.直覺優(yōu)化直覺優(yōu)化又分直覺選擇性優(yōu)化和直覺判斷性優(yōu)化。前者是設(shè)計師根據(jù)有限的幾個方案，經(jīng)過初步的分析計算，按照設(shè)計指標(biāo)的高低，選擇其最佳者的一種方法；后者是設(shè)計師根據(jù)經(jīng)驗和專業(yè)知識，無需經(jīng)過分析計算就做出判斷并選擇最佳方案的一種方法。2.進化優(yōu)化這是產(chǎn)品設(shè)計常用的方法，適用于機械設(shè)備專業(yè)的設(shè)計師。設(shè)計的進化優(yōu)化與生物的進化優(yōu)化相似是依賴于“自然力”的一種優(yōu)化。這種“自然力”要來自市場的商品競爭，促使產(chǎn)品設(shè)計不斷更新?lián)Q代。7.5.2優(yōu)化設(shè)計的方法3.探索試驗優(yōu)化當(dāng)對設(shè)計對象的機理不很清楚，或者對它的施工、加工經(jīng)驗不足，或者各個參數(shù)對設(shè)計指標(biāo)的影響主次難以分清時，探索試驗優(yōu)化是一種可行的優(yōu)化設(shè)計方法。探索試驗優(yōu)化首先據(jù)要建立試驗?zāi)Ｐ?，對于?fù)雜的工程項目，探索試驗要進行多次或多層次。所謂多層次，就是由小試到中試，或者從多方面進行，然后根據(jù)試驗結(jié)果，推測出最優(yōu)方案。4.數(shù)值計算優(yōu)化數(shù)值計算優(yōu)化是指用數(shù)學(xué)的方法來求最優(yōu)方案的方法。數(shù)值計算優(yōu)化設(shè)抖的目的，是找到一組合適的設(shè)計變量數(shù)值，使得由這組設(shè)計變量數(shù)值所確定的設(shè)計方案為最優(yōu)方案。為實現(xiàn)這個目的，首先要建立數(shù)學(xué)模型，然后以最優(yōu)化理論為基礎(chǔ)、以計算機為手段而去求解數(shù)學(xué)模型。7.5.2優(yōu)化設(shè)計的方法數(shù)值計算優(yōu)化設(shè)計的流程如圖7.2所示。圖7.2優(yōu)化設(shè)計的流程7.5.3系統(tǒng)設(shè)計的方法系統(tǒng)理論、系統(tǒng)工程以及計算機科學(xué)技術(shù)已經(jīng)滲透到當(dāng)今社會實踐的各個領(lǐng)域，工程設(shè)計不能例外。簡單地說，系統(tǒng)是由相互作用、相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的具有特定功能的有機整體。系統(tǒng)有三個基本要素:輸入、處理、輸出。如果再加上反饋，就構(gòu)成了一個完整的系統(tǒng)。系統(tǒng)方法，是指從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，從事物的整體與元素之間及整體與外部環(huán)境之間的相互聯(lián)系、相互作用、相互制約的關(guān)系中，綜合地、精確地考察和研究對象，以達到最佳解決放果的一種方法。系統(tǒng)方法具有整體性、相關(guān)性、有序性、動態(tài)性和最佳化的特點。系統(tǒng)設(shè)計是按所要求的目標(biāo)或目的，運用最優(yōu)化的方法建立一個最佳系統(tǒng)的過程。采用系統(tǒng)設(shè)計的方法進行工程設(shè)計，首先要了解系統(tǒng)的全貌；其次，要對系統(tǒng)進行分解與綜合。7.5.3系統(tǒng)設(shè)計的方法系統(tǒng)設(shè)計的具體流程是：確定目標(biāo)之后，先進行系統(tǒng)設(shè)想，從系統(tǒng)整體的角度出發(fā)，按照設(shè)計原理進行分解和全面分析，按最佳方案進行綜合，選出方案后請用戶、專家按指定指標(biāo)進行評價，然后轉(zhuǎn)入具體設(shè)計，如圖7.3所示。圖7.3系統(tǒng)設(shè)計的流程7.5.4價值工程的方法價值工程的方法對于設(shè)計師來說，也是非常重要的思考方法和設(shè)計方法。利用價值工程的方法進行工程設(shè)計有以下意義:一是提高工程項目的價值，即以最低的壽命周期戚本，實現(xiàn)必要的功能，使用戶(或工程項目)得到最大的經(jīng)濟效益；二是通過對功能和成本之間的關(guān)系進行定性與定量的分析，確定擬建工程(或產(chǎn)品)的功能，找出實現(xiàn)功能的最經(jīng)濟方法，并為降低工程成本尋求科學(xué)依據(jù)。在工程設(shè)計中應(yīng)用價值工程，其全過程分為分析問題、研究與改進、方案評價三個階段。具體分為以下步驟：（1）選擇對象。（2）收集情報。（3）功能分析。（4）方案設(shè)想。7.5.4價值工程的方法（5）選擇最優(yōu)方案。（6）確定目標(biāo)戚本。（7）方案驗證和實施。（8）成果評價。對于不同功能的工程，應(yīng)用價值工程的方法進行設(shè)計，其對象選擇、情報收集、功能分析、方案內(nèi)容、選擇最優(yōu)方案的條件、目標(biāo)成本和評價標(biāo)準(zhǔn)等有不同的要求，必須具體情況具體分析。在應(yīng)用過程中，要把價值工程的方法與其他設(shè)計方法有機地結(jié)合起來。7.5.5決策的方法設(shè)計師是在“設(shè)想一計算一評價一選擇”這樣反復(fù)的工作中確定工程設(shè)計的方案。因此，設(shè)計活動需要科學(xué)地決策。1.決策的基本原則（1）信息原則。信息是決策的基礎(chǔ)。工程設(shè)計信息包括四個方面:一是技術(shù)信息，如資料、文件、數(shù)據(jù)、圖紙等是經(jīng)濟信息，如造價、費用、戚本等;三是社會信息，如項目執(zhí)行者及其意見、當(dāng)?shù)仫L(fēng)俗習(xí)慣等;四是環(huán)境伯息，如自然資料、地理條件等。（2）預(yù)測原則。預(yù)測是決策的前提和依據(jù)，沒有成功的預(yù)測，就不可能設(shè)計出先進的具有時代特征的工程。（3）行性原則。工程設(shè)計的技術(shù)方案具有可行性是一條基本原則。要保證決策的結(jié)果可行，必須使決策符合科學(xué)技術(shù)的規(guī)律和經(jīng)濟規(guī)律。7.5.5決策的方法（4）系統(tǒng)原則。這是決策的靈魂。在進行設(shè)計決策時，要考慮到設(shè)計對象和環(huán)境的相互關(guān)系以及相互作用的效果，充分體現(xiàn)出整體性、綜合性和最優(yōu)化。（5）反饋原則。反饋就是對決策所導(dǎo)致的結(jié)果進行調(diào)整。（6）群體原則。現(xiàn)代工程涉及的范圍廣、學(xué)科多、功能全、結(jié)構(gòu)繁雜，不少問題的決策已非個別人所能勝任，必須利用群體的力量和智慧。7.5.5決策的方法2.設(shè)計決策的程序設(shè)計決策的程序如圖7.3所示。圖7.3設(shè)計決策的程序（1）提出問題。這是設(shè)計決策過程的第一階段。（2）設(shè)定目標(biāo)。工程設(shè)計目標(biāo)是指在一定工程環(huán)境和條件下，在預(yù)測的基礎(chǔ)上希望達到的結(jié)果。這是工程設(shè)計決策的重要一環(huán)。

7.5.5決策的方法（3）價值標(biāo)準(zhǔn)。確定價值標(biāo)準(zhǔn)是為了實現(xiàn)目標(biāo)，也可作為評價和選擇方案的基本依據(jù)。價值標(biāo)準(zhǔn)有三個方面;：一是把目標(biāo)分解為若層次的價值指標(biāo)；二是規(guī)定價值指標(biāo)的主次、緩急，以及在相互發(fā)生矛盾時的取舍原則；三是是指明實現(xiàn)這些價值指標(biāo)的約束條件。（4）擬訂方案。擬訂各種各選方案，這是決策的基礎(chǔ)。（5）科學(xué)評價。對于設(shè)討方案的評價，必須建立在科學(xué)的、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上。對設(shè)計方案應(yīng)做出企面的評價，評價的內(nèi)容表現(xiàn)在性能指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)、成本指標(biāo)和使用指標(biāo)四個方面。（6）選擇決策。方案經(jīng)過評價，就應(yīng)做出抉擇，即從確定的指標(biāo)體系出發(fā)，在一定條件下將各備選方案進行數(shù)學(xué)運算，然后從中選出最好的方案。（7）實施與反饋。作為工程設(shè)計方案，要知道其質(zhì)量優(yōu)劣，應(yīng)以方案的執(zhí)行結(jié)果來鑒定。7.5.6積累的方法優(yōu)秀的設(shè)計師，除了在自己所從事的業(yè)領(lǐng)域中運用自己的專業(yè)知識與技術(shù)能力，不斷采用新技術(shù)與新方法做出優(yōu)質(zhì)的工程設(shè)計外，還要不斷積累、提煉和概括，總結(jié)自己工作經(jīng)驗和設(shè)計方法，以便將其自如地運用到新的工程設(shè)計之中。可以這樣說，積累自己的設(shè)計方法，不晰改進和提高設(shè)計能力，對于設(shè)計師的全面發(fā)展非常重要，對工程建設(shè)事業(yè)的發(fā)展同樣也是十分有益的。7.6工程設(shè)計的技巧簡單地說，工程設(shè)計的技巧就一種設(shè)計藝術(shù)。設(shè)計技巧具有以下幾個特點：（1）設(shè)計技巧屬于經(jīng)驗形態(tài)的東西，是設(shè)計師對業(yè)知識和設(shè)計經(jīng)驗熟練運用。因此，它帶有明顯的個人特征。（2）設(shè)計技巧是一種非模式化的技能，它不同于專業(yè)理論和設(shè)計原理。專業(yè)理論和設(shè)計原理具有一定的模式，并反映設(shè)計活動的一般規(guī)律，設(shè)計師只能遵循、不得違反；設(shè)計技巧則有很強的靈活性，它不拘一格、機動靈活、不固守某種模式，它是以非模式化的特殊方法和手段，來實現(xiàn)設(shè)計目的的。（3）設(shè)計技巧是多方面的，有設(shè)計交往的技巧、接治的技巧、各類具體工作的技巧等。7.6.1接洽任務(wù)的技巧工程設(shè)計師進入設(shè)計角色的頭一件事，就是接洽任務(wù)。接拾任務(wù)不僅離不開設(shè)計師，從某種意義上說設(shè)計師還起決定因素。比如說，某地有個設(shè)計項目，設(shè)計單位派設(shè)計師去接這個任務(wù)，而項目單位不了解設(shè)計單位的設(shè)計實力，不會輕易委托，在這種情況下，設(shè)計師就要以巧妙的方式充分顯示自己的實力。如果接浩任務(wù)的人不懂技術(shù)和業(yè)務(wù)或溝通能力，很容易把事情辦糟；如果由技術(shù)水平高、善于表達和溝通的設(shè)計師洽談，就會贏得對方的信任，容易把任務(wù)接到手。設(shè)計師在接洽設(shè)計任務(wù)時，最好多談技術(shù)問題，并客觀地表達自己的設(shè)計和業(yè)務(wù)水平。另外，要站到對方的立場看問題、表達意見，讓對方感覺是在為他著想，處處都在為他出謀劃策。交談過程中，如果對方提出一些不合理的要求或發(fā)表一錯誤的觀點，也不要當(dāng)面反駁，要學(xué)會冷靜處理，事后再做解釋，說服對方。7.6.2組織工程設(shè)計的技巧工程設(shè)計體現(xiàn)集體的智慧，是集體的創(chuàng)造成果。由于工程設(shè)計是群體活動，組織工程設(shè)計工作也是設(shè)計師的重要任務(wù)。組織工程設(shè)計工作，同樣要講方式、講技巧，它包括兩個方面的內(nèi)容:一是人員的組織;二是工作的組織。工程設(shè)計組織是一種短期的臨時組織，所以人員的組織不宜采用行政的組織方法，一般適合軟組織、硬結(jié)合。所謂軟組織，就是要根據(jù)實際情況，既有相對穩(wěn)定的設(shè)計師自始終設(shè)計一個項目，也要允許一部分人兼做其他項目的設(shè)計，在某一段時間人少，在另一段時間人多，體現(xiàn)出一定的靈活性；所謂硬結(jié)合，就充分發(fā)揮組織的作用，使得參加設(shè)計的每個人都能團結(jié)一致，齊心協(xié)力，為了共目標(biāo)盡心盡力。實現(xiàn)這一切靠行政命令不適宜，要依靠組織者的感染力、說服力和凝聚力。組織工程設(shè)計的技巧還體現(xiàn)在工作安排上。7.6.3現(xiàn)場調(diào)研的技巧現(xiàn)場調(diào)研的目的是搜集設(shè)計所需要的基礎(chǔ)資料。不管采取什么方式，只要能取得盡量多的有用資料，就是成功地完成了調(diào)研任務(wù)。這項工作也同樣要講究技巧，設(shè)計師要做到以幾點:一要推銷自己，在工作現(xiàn)場，設(shè)計師要表現(xiàn)出不怕苦、不怕累的精神，要抱著認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，腿勤、嘴勤是設(shè)計師表現(xiàn)和推銷自己的最佳方式；二要認(rèn)真觀察，現(xiàn)場踏勘是以觀察為主，對工程的位置、占地、環(huán)境、地形、地質(zhì)等都要仔細(xì)觀察，這也是構(gòu)思、設(shè)想方案的開始；三要以謙讓禮貌的語言詢問、尋找，懇求對方協(xié)助搜集資料，只要態(tài)度誠懇，一般會得到滿意的效果。7.6.4調(diào)整關(guān)系的技巧工程設(shè)計工作不同于一般的技術(shù)工作，其中一半是技術(shù)作.一半是調(diào)整人際關(guān)系。人際關(guān)系有內(nèi)部的也有外部的，這種人際關(guān)系要貫穿工程始末。設(shè)計中的技術(shù)矛盾、工作矛盾，往往影響到人與人之間的關(guān)系。如果想要解決工作矛盾和技術(shù)矛盾，首先要解決人與人的矛盾。設(shè)計活動中，設(shè)計師與外部的人際關(guān)系也很重要，每項工程都是為用戶服務(wù)，如果設(shè)計師不能取得與用戶相一致的意見，得不到用戶支持和幫助，設(shè)計是無法完成的。因此，關(guān)系的融洽是設(shè)計工作得以順利進行的保證。7.6.5語言表達的技巧工程設(shè)計過程中的聯(lián)系、交流、設(shè)計意圖的表達，都需要通過語言來實現(xiàn)。善于用語言表達也是設(shè)計師應(yīng)具備的能力。因此，設(shè)計師應(yīng)掌握語言表達的技巧。1.討論的技巧在工程設(shè)計中，設(shè)計師們免不了要一起討論技術(shù)問題和設(shè)計方案。要想使討論達到預(yù)期目的，主持人的作用很重要。主持人要把握討論會的進展，第一要提出問題，開場白應(yīng)簡明扼要，重點突出，最好只有一個中心議題;第二要讓大家發(fā)表意見，不要自問自答，把討論會開成報告會第三要對討論內(nèi)容做出結(jié)論，不要議而不決。

7.6.5語言表達的技巧2.匯報的方法與技巧工程設(shè)計項目在沒有建成之前，要得到社會的認(rèn)可，特別是要得到有關(guān)審查部門的認(rèn)可，除了設(shè)計內(nèi)容本身的質(zhì)量因素外，設(shè)計師匯報的方法和技巧也很重要。也就是說，通過匯報要把整個設(shè)計思想、意圖、方案、結(jié)論等全部表達清楚。匯報的方法與技巧可概括為“六要，六不要”：一要熟悉內(nèi)容，不要生讀硬講;二要擬定提綱，不要照本宣科；三要鼓足勇氣，不要精神緊張；四要開門見山，不要過多客套；五要語言簡潔，不要咿啰嗦；六要畫龍點睛，不要畫蛇添足。7.6.6編制文件的技巧工程設(shè)計的前期是以文字為主(如可行性研究)，后期是以圖紙為主(如施工圖設(shè)計)，而中期是文字與圖紙并舉(如初步設(shè)計)，從中不難看出書面語言在工程設(shè)計中的作用。編寫工程設(shè)計各個階段的技術(shù)文件，既要遵照一定的模式，又要掌握一定的方法與技巧。因此，工程設(shè)計師除了具有一定的口述表達技巧，還要重視書面語言和寫作的技巧1.擬定大綱擬定大綱必須深思熟慮，大綱的內(nèi)容要求排列有序、綱目分明、層次清楚、結(jié)構(gòu)合理。擬定大綱是編寫好設(shè)計文件的有效方法。2.邏輯推理擬定大綱是解決設(shè)計文件層次與結(jié)構(gòu)的問題，但是要闡明設(shè)計的意圖，必須具有充分的理由和充分的說服力。編寫設(shè)計說明書要做到科學(xué)性、客觀性、推理性和邏輯性。7.6.6編制文件的技巧3.依據(jù)充分要做到論證有理，就要有充足的依據(jù)。依據(jù)愈充分、愈準(zhǔn)確，設(shè)計方案的可靠性、合理性愈能體現(xiàn)。設(shè)計方案論證的依據(jù)來源于基礎(chǔ)資料的收集整理、可靠的計算和設(shè)計圖紙的表現(xiàn)4.突出重點設(shè)計說明書，既要強調(diào)它的完整性，又要突出重點，沒有中心與重點，就好比沒有設(shè)計思想一樣。所謂突出重點，并非體現(xiàn)在文字的數(shù)量上，更重要的是看寫作的質(zhì)量。設(shè)計說明書的重點是方案的分析、比較的論證。7.6.6編制文件的技巧5.多改則順對于說明書，首先要求的是通順，最起碼要讓讀者能讀通看懂。要使文章全篇通暢.就要反復(fù)進行修改。設(shè)計說明書是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)文件，每字每句都要斟酌落筆，除了自校自改，還要由別人校核，所以，好的說明書，多半是改成功的。6.不用修飾設(shè)計說明書必須強調(diào)它的嚴(yán)格性、準(zhǔn)確性和真實性，其中用不著形容和修飾語，應(yīng)盡可能做到語言準(zhǔn)確，用詞得當(dāng)，防止語音的口語化。平時要注意積累和應(yīng)用規(guī)范的專業(yè)語，養(yǎng)成良好的學(xué)風(fēng)與文風(fēng)。7.6.7繪制圖紙的技巧工程設(shè)計，大量的工作是圖紙設(shè)計，圖紙也是設(shè)計工作的最終產(chǎn)品，因此，繪制圖紙的技巧是工程設(shè)計師需要掌握的基本功。1.預(yù)測圖紙量在設(shè)計的初始階段，要做好預(yù)測。首先要預(yù)測圖紙量，有了圖紙量也就明白了工作量，根據(jù)工作量可排出設(shè)計計劃和進度。預(yù)測是計劃安排的前提，也是保證設(shè)計質(zhì)量和提高工作效率的重要措施。預(yù)測往往是建立在經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，預(yù)測能力的增強全憑自己平時工作的科學(xué)總結(jié)。2.規(guī)劃安排在預(yù)測的基礎(chǔ)上，做好規(guī)劃安排十分重要。搞好設(shè)計的規(guī)劃安排，可防止圖紙量的增多和局部大樣圖的重復(fù)或泄漏，同時還可以靈活安排設(shè)計的具體內(nèi)容。有詳細(xì)的規(guī)劃，才有利于設(shè)計計劃的靈活執(zhí)行和安排。7.6.7繪制圖紙的技巧3.合理布圖在每張固紙設(shè)計之前，要先布置一下，再開始繪制。圖紙的布置要做到稀密適度，上下左右圖面比重得當(dāng)，防止繪制時只顧局部而忘記總體圖面的控制，避免養(yǎng)成胡拼亂湊、見縫插針式的布圖習(xí)慣。4.草圖不草圖紙的繪制過程，一般是先草圖，后成圖。為了提高設(shè)計效率，保證設(shè)計質(zhì)量，繪制草圖要準(zhǔn)確整齊，為繪制正式回紙創(chuàng)造條件，奠定基礎(chǔ)。如果草國的繪制過分潦草，會給描圖帶來困難，描圖的速度降低，質(zhì)量也難以保證。因此，繪制草圖時，同樣要精心繪制。7.6.7繪制圖紙的技巧5.繪圖順序繪圖順序如同書寫漢，按照從左到右、從土到下、先橫后堅、先外后內(nèi)的次序步步深入；同時還應(yīng)按照先長后短、先彎后直、先粗后細(xì)、由大到小的次序進行繪制。工程設(shè)計師也要根據(jù)自己的習(xí)慣和特點，研究總結(jié)適合自己的設(shè)計繪圖方法。6.空間想象每項單體工程設(shè)計，總是先完成平面圖、立體圖、剖面圖，再進行大樣圖的設(shè)計，這是一種從整體到分解的繪制程序。有時候，因某一原因，平面圖、立體圖和剖面圖設(shè)計無法完善時，為了不影響設(shè)計進度，可將部分大樣圖設(shè)計提前進行，待分體圖設(shè)計條件具備后，再完善整體設(shè)計。這種整體局部交錯式的設(shè)計方法，只有那些經(jīng)驗豐富、空間概念很強的工程設(shè)計師才能應(yīng)用。7.7工程設(shè)計中的過程創(chuàng)新工程設(shè)計的基本原理與方法是進行工程設(shè)計的基礎(chǔ)，而工程設(shè)計中的過程創(chuàng)新則是工程設(shè)計中的靈魂，是決定工程設(shè)計是否成功、是否優(yōu)秀的關(guān)鍵所在。創(chuàng)新是指有目的、有組織、系統(tǒng)地產(chǎn)生新的思想和概念，并付諸實施，從而達到目標(biāo)。工程設(shè)計過程中的創(chuàng)新是指設(shè)計者對設(shè)計過程進行根本性地分析和思考，并利用先進的資訊、技術(shù)、系統(tǒng)加上先進的設(shè)計思想和方法進行創(chuàng)新設(shè)計，從而提高設(shè)計效率、縮短設(shè)計周期、改進設(shè)計和服務(wù)品質(zhì)、降低設(shè)計開發(fā)成本。因此，工程設(shè)計中的過程創(chuàng)新既包含了工程設(shè)計師新的設(shè)計理念、創(chuàng)新意識，也包含了新的設(shè)計方法、技術(shù)以及策略.本節(jié)以新產(chǎn)品設(shè)計與研發(fā)為例，介紹工程設(shè)計過程創(chuàng)新的一般過程、創(chuàng)新的目標(biāo)、創(chuàng)新的策賂等。7.7.1遠(yuǎn)程創(chuàng)新的一般過程工程設(shè)計過程創(chuàng)新的方法很多，歸納起來可分為以下幾個階段;1.構(gòu)思創(chuàng)新設(shè)想。該階段主要是為設(shè)計創(chuàng)新項目的立項做準(zhǔn)備.2.項目啟動。該階段主要是成立創(chuàng)新設(shè)計小組、制定項目實施計劃和預(yù)算，對用戶的需求以及項目的成本和效益進行分析，確定過程創(chuàng)新和改善的實際目標(biāo)。3.分析診斷。該階段的主要任務(wù)是對現(xiàn)有設(shè)計過程及其子過程建模，并加以分析診斷。4.過程設(shè)計。該階段主要是完成創(chuàng)新過程的設(shè)計，提出創(chuàng)新的各種方案。5.過程重建。該階段主要是運用新技術(shù)，以及確保創(chuàng)新過程的實現(xiàn)6.監(jiān)測評估。該階段主要是監(jiān)測和評估創(chuàng)新的成效，以確定它是否滿足預(yù)定的目標(biāo)。7.7.2過程創(chuàng)新的目標(biāo)如何在最短的時間內(nèi)，用最低的成本設(shè)計開發(fā)出滿足顧客需要的新產(chǎn)品和服務(wù)，是設(shè)計師始終追求的目標(biāo)，具體來說有以下幾點。1.縮短設(shè)計與研發(fā)周期隨著技術(shù)發(fā)展速度的加快和顧客需求變化的加快，縮短產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)周期已成為新產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)過程創(chuàng)新的首要目標(biāo)。2.開發(fā)滿足顧客需求的產(chǎn)品任何新產(chǎn)品的最終目標(biāo)是要滿足顧客的需求。只有滿足顧客的需求，產(chǎn)品才能被顧客所接受，才能在為顧客創(chuàng)造價值的同時實現(xiàn)企業(yè)自身的價值。因此，如何把顧客的需求落實到新產(chǎn)品設(shè)計與研發(fā)的各個階段，是過程創(chuàng)新的又一主要目標(biāo)。7.7.2過程創(chuàng)新的目標(biāo)3.與現(xiàn)代技術(shù)同步或領(lǐng)導(dǎo)技術(shù)潮流科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度已變得越來越快，特別是電子技術(shù)、計算機技術(shù)以及新材料、新工藝的發(fā)展速度也在不斷加快。全球經(jīng)濟一體化引發(fā)的競爭，使得新產(chǎn)品的替換速度越來越快。由于一些制造企業(yè)可以通過“反向工程技術(shù)”很快地生產(chǎn)出相似的產(chǎn)品，導(dǎo)致新產(chǎn)品也很快成為老產(chǎn)品。因此，新產(chǎn)品的研究、開發(fā)應(yīng)與現(xiàn)代技術(shù)同步，最好是領(lǐng)導(dǎo)技術(shù)潮流，使產(chǎn)品具有不容易被競爭者復(fù)制的特點，才能在競爭中取勝。

4.減少設(shè)計修改次數(shù)，降低設(shè)計開發(fā)成本在傳統(tǒng)的新產(chǎn)品設(shè)計與研發(fā)過程中，由于各階段是順序進行的，一旦相互交流不暢，就會使設(shè)計修改頻繁，造成設(shè)計與開發(fā)成本高的現(xiàn)象。因此，減少設(shè)計更改次數(shù)，不僅有利于縮短產(chǎn)品開發(fā)時間，而且有利于降低新產(chǎn)品的設(shè)計與研發(fā)成本。7.7.3過程創(chuàng)新的策略產(chǎn)品設(shè)計與研發(fā)的過程創(chuàng)新可以使企業(yè)保持競爭優(yōu)勢。下面介紹典型的創(chuàng)新策略：1.建立跨職能和多學(xué)科的研究與開發(fā)團隊建立跨職能和多學(xué)科的研究與開發(fā)團隊，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)被證明是成功的方法。將市場人員、設(shè)計開發(fā)人員、產(chǎn)品制造人員組成個跨職能和多學(xué)科的研究與開發(fā)小組(顧容、經(jīng)紀(jì)人、律師、會計師等也可以加入小組)，在新產(chǎn)品的設(shè)計階段就共同考慮產(chǎn)品的可制造性、可測試性、可維護性以及成本等方面的產(chǎn)品特性，打破傳統(tǒng)的職能界線。7.7.3過程創(chuàng)新的策略2.并行工程并行工程(ConcurrentEngineering，簡稱CE)作為一種新的管理思想，有助于企業(yè)實現(xiàn)降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品上市時間的目標(biāo)。CE已被看成是一種改善產(chǎn)品研究與開發(fā)、制造和營銷的有效途徑。并行工程的思想和傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)思想是截然不同的。傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)一個串行過程；而并行工程的最大特征就是打破傳統(tǒng)的職能部門條塊分割，建立有效的、集成的多學(xué)科工作小組。最后設(shè)計被驗證通過以后，所設(shè)計的新產(chǎn)品就是可制造的、可測出的、可維護的，并具有很高的品質(zhì)，能更好地滿足顧客的需求。7.7.3過程創(chuàng)新的策略3.品質(zhì)功能部署在傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)過程中，所有的決策都是通過協(xié)調(diào)產(chǎn)生的。而產(chǎn)品研發(fā)的過程創(chuàng)新就是用一種正規(guī)的方法來保證項目設(shè)計中的所有工程師都了解設(shè)計目標(biāo)以及設(shè)計的各個零部件之間的相互關(guān)系。在顧客市場之間、市場與程之間、工程與設(shè)計之間、生產(chǎn)與工人之間都需要這種溝通，即用一種結(jié)構(gòu)化的過程和方法來保證把顧客的要求轉(zhuǎn)化成對設(shè)計和制造的各個階段的技術(shù)要求，這是非常有意義的，這種過程就稱為品質(zhì)功能部署(QualityFunctiollDeployment，簡稱QFD)7.7.3過程創(chuàng)新的策略4.可制造性設(shè)計可制造性設(shè)計