第二章 设计评价与辅助设计软件

第二章第二章 设计评价与辅助设计评价与辅助设计软件设计软件主要内容设计评价1产品设计中计算机辅助设计软件2四、设计评价1.设计评价的概念和意义 设计评价的概念 l在产品设计过程中，设计师对多种不同的设计方案进行比较、评定，由此确定各方案的价值，判断其优劣，以便筛选出最佳的设计方案。设计评价的对象 l设计方案，但意义广泛。从形式看，可以是原理方案、结构方案、造型方案等；从载体上看，可以是零、部件或图纸，也可以是模型、样机、产品等。设计评价的特点 l评价项目的广泛性与多样性。l评价标准的中立性与变化性。l评价结果的感性与相对性。设计评价的意义l设计评价贯穿于产品设计的整个过程中，如在确定原理方案、结构方案、选择材料等各个阶段都要评价并以此做出决策。所以，适时的设计评价可以减少设计中的盲目性，适时摒弃不合理或没有发展前途的方案，使设计始终循着正确的路线，提高设计效率，降低设计成本。l充分、科学的设计评价，能在众多的方案中筛选出各方面都满足要求的最佳方案，有效地保证设计的质量。l通过设计评价，可以有效地检核设计方案，发现设计上的不足之处，为设计改进提出依据。2.设计评价程序 设计评价程序实际评价时注意做到：l要分析设计中提出的有关评价的问题，认清其性质，明确对评价的要求，以便有的放矢；l针对评价对象的特点，选择那些最能体现其特点、品质等因素的作为评价目标，建立评价目标体系，并对这个体系进行分解并归类；l选择合适的评价方法进行实际评价，得到定性或定量目标的评价结果；l对评价结果进行综合处理，最后得到评价结论。产品设计标准 l使用者的标准：多数人认为使用方便、造型美观、价格便宜的产品就是好设计。l生产者的标准：设计是否更加有效地利用材料、能源和便于生产；产品的设计是否满足了使用者的需求；产品的外形设计是否美观，是否被人喜欢；产品的设计是否具有最大的安全性，并能预防所能出现的危险。l设计者的标准：是符合设计要求的设计，设计要求包括设计定位的要求、企业对产品的要求和产品本身的要求。好设计很难有一个固定的评价标准，因为一件产品是一个时代政治、经济、文化、科技、贸易等众多信息的载体，设计是为人服务的，好的设计要满足人与社会的需求。人、机、环境、市场是产品设计的重要组成部分，这几个部分既相互联系，又有各自的特点，设计时要处理好人、机、环境三者之间的关系，并把设计变成产品投入市场，只有在满足了人们对产品功能需求的同时，表现出其社会价值与经济效益的设计，才能称之为好设计。一种产品评价流程凸凹设计的音量按钮扫描系统，导航系统和阅读文本功能语音识别系统带有盲文的操作界面评价目标及评价目标体系的建立 l评价目标 技术性：包括产品技术上的可行性与先进性，产品工作中的可靠性与安全性，产品使用时的适用性与维护性等。经济性：包括投资与投资回收期、成本与利润、竞争潜力与市场前景等。审美性：包括产品造型的时代性与创造性、传达性与审美价值等。社会性：包括推动技术进步和生产力发展的情况，环境保护与资源利用，对人们生活方式与身心健康的影响等。l评价目标树 建立评价目标树是分析评价目标、确定评价目标项目的一种手段，即将总目标细化为一些具体的评价项目，并用系统分析图的形式表示出来。评价目标树是建立评价目标体系的基础。如下图是一个评价目标树分析的示意图，图中，Z表示总评价目标，Z1、Z2为Z的子评价目标，而Z11、Z12、Z13为Z1的子评价目标，即实际评价项目。g1、g2、g11、g12、g13、g21、g22表示各评价目标所对应的评价项目的加权系数，是反映不同评价项目对产品影响程度的一个参量。各评价项目的加权系数之和为上一级评价目标的加权系数，所有子评价目标的加权系数之和为1，即g1+g2=g11+g12+g13+g21+g22=1l评价目标体系的建立 对评价目标细化，确定具体的评价项目，建立全方位和多元化的综合评价目标体系。评价目标的基本要求是：全面性，尽量涉及技术性、经济性、社会性、审美性的多个方面；独立性，各评价项目相对独立，内容明确。为了提高评价效率，降低评价实施的成本和减轻工作量，一般选择最能反映方案水平和性能的、最重要的设计要求作为评价目标的具体内容(通常在10项左右)。实例：四川省机械工业厅指导性技术文件(川Q/JZ2-1987)“机械产品艺术造型评定方法”。名称评价目标评价项目名称加权系数产品名称整体效果(Z1)Z11：形式与功能统一性，适应机械设计要求Z12：主辅机配合默契、严谨，具有整体感，空间利用和布局合理Z13：局部与整体风格一致0.20.080.060.06宜人性(Z2)Z21：重要的操作控制装置造型合理，并处于最佳工作区域Z22：操作和显示装置相互匹配合理Z23：重要的显示装置造型合理，并处于最佳视觉区域Z24：操作件使用方便，符合正常的施力范围要求Z25：照明光线柔和，亮度适宜 0.2 0.050.050.040.040.02 评价方法l点评价法，属于定性评价，对所有的方案按已建立的评价目标体系中的所有评价项目逐点作粗略的评价，并用符号标示，“+、-、？、！”分别表示“行、不行、再研究一下、重新检查设计”的含义，然后统计出每个设计方案的总评结果，最后再根据总评结果做出最佳方案的判断。l实例 方 案项 目ABCD满足功能要求+成本符合要求-+加工装配可行+？+-使用维护方便+？+-宜人性符合要求-+造型效果优良+对环境无污染+？时代感强+？-+总评结果6+，2-4+，1-，3？7+，1-5+，2-，1？结论方案没有通过 需要再研究 设计方案可用 方案改进后可用 l评分法：属于定量性评价，首先按产品设计要求建立评价目标体系和评分标准，其次依据直觉对参各个设计方案打分，然后采用适当的方法对所有评价项目的分数进行处理，得到方案评价目标的总分数值，最后以总分数作为衡量评定方案优劣的尺度，分数最高的方案为最佳。l评价过程加权系数的确定：加权系数是衡量评价目标体系中各个评价项目重要程度的一个量化参量。加权系数越大，意味着重要程度越高。确定方法：将评价目标体系中的评价项目两两进行比较后给出数值，一般地，数值确定原则是按04分给出，如果两个评价项目相比重要程度相同，则各给2分；若某一评价项目比另一评价项目较重要时，则分别给3分和1分；若某一评价项目比另一评价项目更重要时，则分别给4分和0分。根据各项评价目标的得分情况，其加权系数gi可按下列关系式计算式中，ki为对应i的评价项目的所得分数的算术和，i=1，2，n，n为评价体系中的所有评价项目数。评分标准的确定：一般常用五分制或十分制对方案进行打分，如果方案处于理想状态，分值为10分(或5分)，最差时分值为0分。l对于非计量性的评价项目或某些不便量化的评价项目，可采用直觉及经验判断的方法确定其具体属于哪个优劣程度区段，对照评分标准给出评分。l如果评价项目中有定量参数，可以根据规定的最低极限值、正常要求值、理想值分别按十分制给出0分、8分、10分(五分制时给出0分、4分、5分)，然后用三点定线的办法画出评分曲线或建立函数式，根据曲线或函数式求出取其他定量参数值时所对应的评分值，l在对各方案按照评价目标体系中的各个评价项目打分以后，接下来要统计每个设计方案在所有评价项目的得分，算出其总分。总分的计算方法很多，课本中表2-5为常见的总分计分方法，可根据具体情况选用。取得总分以后，依总分高低就可方便地确定方案的优劣。分值最高者为最佳设计方案。名次记分评价法 l是由一组专家对n个待评方案进行总评分，每个专家按方案的优劣排出这n个方案的名次，名次最高者给n分，名次最低者给1分，依此类推。最后把每个方案的得分数相加，总分最高者为最佳。l名次记分评价法中，专家意见的一致性程度是确认评价结论是否准确可信的重要方面，可以用一致性系数c来表示专家们的意见一致性程度。一致性系数的计算公式为 式中，c为一致性系数，当c接近于1时表示专家意见趋于一致，当c=1时表示专家意见完全一致；m为参加评分的专家数；n为待评价方案个数；s为各方案总分的差分和，可按下式计算，式中，为第i个方案的总分。l将名次记分评价法与上述两种评价法中的任何一种方法结合使用，可以提高评价的客观性和准确性。l语意区分评价法：主要用于非定量评价，是以一定的评估尺度对特定的评价项目做出重要性的判断。具体步骤：首先确定评价问题的评价项目；其次要选择评价尺度(对比的词语)；最后拟出对比形容词或采用分值形式进行评判。在语意的选择上，应注意列举出符合评价项目的词汇，同时要选择适当的形容词和副词，例如：评价冰箱的造型使用古典与新潮两个对比词汇比较适合，而评价冰箱的色彩使用冷与暖两个对比词汇比较合适。l常用的评价量表词语有：感性与理性、繁琐与简洁、分散与集中、古典与新潮、不协调与和谐、守旧与创新、重与轻、大与小、暧昧与明朗、弱与强、不对称与对称、静感与动感、粗俗与精致、危险与安全、不经用与耐用、冷与暖、硬与软等。l有了上述评价的对比词汇后，还须对评价的对比语汇按程度分成等级，并赋予不同的值，或者选择适当的形容词或副词，然后就可以按前面介绍的评分方法对各评价项目进行评分，算出各方案的总分，最终评出方案的优劣。应用实例应用感性工学设计一款具有现代感的圆珠笔主要步骤用语义区分量表获得每个用户对圆珠笔的评价求得平均得分并应用多元线形回归进行分析复相关系数和偏相关系数量表将显示哪个设计元素同意象最符合。选择测试样本选择设计参数确定形容词对给出观点的方向和强度1.Beautiful54321Ugly4.Modern54321Conservative10.Expensive54321Cheap语义评价均值计算复相关系数和偏相关系数分析结果最佳设计-6号不同设计阶段的评价特点 l方案构思设计阶段 评价项目中包含技术、经济和安全可靠这3个方面的基本内容。这个阶段中，评价目标的总数不宜过大，应抓住重点，一般选取815个为宜。由于信息量不足，该阶段建立的评价目标中一般不需要确定其加权系数，而把这些评价目标的重要性取得大致接近。可将不太重要的性能参量先放在一边，集中精力考虑那些重要的、基本的项目要求。选择评分标准时，可选五分制等较粗的标准，以适应该阶段信息不足的特点。l结构设计阶段技术性能和经济性能通常都是分开进行评价，用技术经济评价法进行细化分析。可能要进行几次方案评价和比较，例如：在形成粗结构以后可能要评价一次，在结构细化之后可能要再评价一次。根据信息量水平的不同，评价目标的建立也应有所区别。由于材料、零件形状和尺寸及加工方法都基本上确定，所以此时进行评价就会较精确些。由于在总体设计阶段还要考虑其他一些因素，设计方案还会有所改动。因此，除了有明显重大缺陷而又无法改进的方案或者总体上的价值太差的方案外，一般不宜轻易剔除设计方案。l总体设计阶段 总体设计阶段的设计评价是对设计方案的总评价。方案评价目标的数目将增加许多，评价的要求也更高。而且，这一阶段的信息量比较充分，可以进行细化的评价。计算机辅助产品设计哪些软件？五、计算机辅助产品设计程序简介1.市场分析和调研SPSS、SAS等大型专业的统计分析软件，Office组件常常用于这部分工作。2.产品设计的概念设计效果图阶段 最常用的软件是Photoshop，它是点阵式的图像处理软件，功能强大，可以对图像进行任意的编辑、渲染、合成和各种强大的艺术加工。它的缺陷在于只能生成点阵文件，图形文件输出时有精度要求，其点阵文件很难被矢量化的CAD软件利用进行后续设计。Photoshop设计的手机还有一些常用软件，如CorelDRAW、Illustrator和Freehand等，都是矢量化的图像处理软件。其特点是操作方便、具有较强的图形生成、文字设计和图文编排等能力。能输出矢量化图形，其精度不受缩放大小的影响，图形线条可以转入后续的二维CAD软件中直接被编辑、修改和利用，从而进行工程设计。3.产品设计三维效果图阶段 Pro/E或UG等高端的三维软件附带的产品设计模块进行三维造型设计。该模块比较符合设计师的思维习惯，可以很方便灵活地进行曲面造型、曲率分析，有比较强大的材质渲染功能，能做出逼真的三维造型图，其数据可以直接转入下游的工程设计模块。CorelDRAW设计的烟雾探测器用Alies/Wavefront也是不错的选择。该软件支持手绘笔输入，更符合设计师的习惯，它的数据也可以转换到Pro/E或UG里进行后续设计。设计师在完成基本的构思之后，可以直接用Pro/E或UG的机械设计模块建立实体模型，进行三维造型。其特征建模、参数化或变参数化设计，编辑修改能实时驱动，可以让设计者方便直观地进行设计互动，实时直接地展现设计者的创作意图，激发灵感，拓展了设计师的手和脑，从而使设计者自身的工作更加方便、快捷、高效和准确。Pro/E车架模型UG产品建模中低档的三维软件进行设计造型。这类软件有：SolidWorks、SolidEdge、Think、MDT等，它们也是参数化建模，编辑修改能实时驱动，在曲面不是非常复杂的情况下也能完成设计师的要求，而且相对于高端软件来说，这类软件更加简单易用。4.在模型制作阶段 用CNC技术(数控加工技术)以及RP技术(快速成形技术)等制作模型。CNC模型制作，是将零件在计算机上三维建模后转入加工软件模块中，编译为NC代码，然后传到加工中心上，利用一些轻型材料通过几次装夹及换刀直接加工出零件的方式。目前，这种方式被采用得越来越多，尤其在塑料件的模型制作上更有优势。CNC模型制作有时也需要人工进行一些切割、粘补来完成，制作完成后可以对零件表面进行装饰图案丝印。RP技术，就是依据计算机上构成的三维CAD模型的数据对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓，按照这些轮廓层层构造垒加成实体样件的技术。根据其工作方式及使用材料的不同又分为：SLA(树脂固化)、LOM(纸切割)、SLS(粉末烧结)、FDM(喷热熔材料)、TDP(喷粘结剂)等快速成形系统。利用RP技术能制作出与最终零件一模一样的样件，不但能验证外观造型，而且能将其装配到样机上检验其结构设计及人机工程学的特性。可以利用RP原型翻制快速模具，再利用快速模具进行小批量的产品制作，只需要选择数据点文件名和所属坐标系的名称及输出格式即可。5.辅助产品营销推介阶段在产品上市前两个月就开始进行市场推介，产品设计师提供虚拟产品。一般的做法是设计师在三维造型完成后，将三维数据模型直接或用通用接口转到3ds max、Maya等软件中进行三维真实感渲染及动画造型。这类软件含有丰富的材质库，拥有强大的材质制作工具及各种灵活的灯光设置，可以逼真地模拟现实生活的场景，模拟出产品的真实质感及形态。根据需要可以方便地生成各种视角、各种不同材质及色彩的产品效果图，如果加入路径及动作设置，便可制作出产品动画效果，模拟产品的运动及功能。小结1.设计评价评价程序、评价分类、评价目标、评价体系、评价方法、存在的问题2.计算机辅助产品设计程序思考题n消费者一般从哪几个方面对产品设计进行评价？n计算机辅助产品设计主要有哪些阶段？