《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》課程教學(xué)大綱

《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法ModernDesignMethods課程編碼MEE222621020開課院部機(jī)電工程學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)專業(yè)基礎(chǔ)選修課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時(shí)32講授32實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)16適用專業(yè)車輛工程授課語言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、畫法幾何與工程制圖（2-1）、高等數(shù)學(xué)（2-2）、畫法幾何與工程制圖（2-2）、理論力學(xué)、機(jī)械原理、材料力學(xué)課程簡介（限選）現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法屬于技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)類課，隨著計(jì)算技術(shù)與計(jì)算機(jī)的發(fā)展，設(shè)計(jì)方法不斷更新和應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。本課程將向?qū)W生介紹現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基本知識(shí)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法。通過本課程學(xué)習(xí)使得學(xué)生了解傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的不足之處，了解現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法不是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的全面否定，而是設(shè)計(jì)精度與應(yīng)用層次的不同，使得學(xué)生在今后的設(shè)計(jì)工作中正確使用各種設(shè)計(jì)方法。ModernDesignMethodbelongstothetechnicalbasicdesigncourse.Withthedevelopmentofcomputingtechnologyandcomputer,thedesignmethodisconstantlyupdatedandappliedinvariousfields.Thiscoursewillintroducestudentstothebasicknowledgeofmoderndesignmethods,moderndesigntheoriesandmethods.Bylearningthiscoursemakesstudentsunderstandtheshortcomingsoftraditionaldesignmethods,understandthemoderndesignmethodoftraditionaldesignmethodisnotcompletely,butthedesignandapplicationofdifferentlevelsofprecision,sostudentsinthefuturedesignworkintheproperuseofvariousdesignmethods.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)的基本理論與方法，能運(yùn)用所學(xué)理論進(jìn)行復(fù)雜工程問題的方案設(shè)計(jì)與計(jì)算分析。是3.23.22M2目標(biāo)2：能撰寫研究報(bào)告，與小組成員開展討論、擁有一定報(bào)告撰寫與答辯能力答辯能力是10.210.23M3目標(biāo)3：能保障課程正常秩序否8.18.1三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第1章第1章緒論本章重點(diǎn)：現(xiàn)代產(chǎn)品的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)方法。本章難點(diǎn)：傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)的聯(lián)系/////21.11.1設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的概念，工程設(shè)計(jì)的概念，設(shè)計(jì)的理解，設(shè)計(jì)面臨的形勢；M10.5講授//31.21.2傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，現(xiàn)設(shè)計(jì)的基本過程，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論與方法的發(fā)展趨勢；M11講授0.5課后作業(yè)41.31.3現(xiàn)代產(chǎn)品的特點(diǎn)及其開發(fā)現(xiàn)代產(chǎn)品的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)范疇；M10.5講授0.5課后作業(yè)51.41.4未來10-15年新產(chǎn)品發(fā)展展望未來10-15年在航空航天、軌道交通、計(jì)算機(jī)、微機(jī)械等領(lǐng)域的研究進(jìn)展；M20.5講授，課堂討論1課后作業(yè)61.51.5設(shè)計(jì)與制造的聯(lián)系設(shè)計(jì)與制造的聯(lián)系，設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展趨勢。M10.5講授//7第2章第2章設(shè)計(jì)方法學(xué)本章重點(diǎn)：功能分析和總功能分解，設(shè)計(jì)工具，評(píng)價(jià)目標(biāo)樹的建立以及各評(píng)價(jià)方法，商品化設(shè)計(jì)思想。本章難點(diǎn)：設(shè)計(jì)方法學(xué)涵義。/////82.12.1概述設(shè)計(jì)方法學(xué)的涵義，研究對(duì)象與發(fā)展歷程，各國設(shè)計(jì)方法學(xué)研究側(cè)重點(diǎn)；M10.2講授//92.22.2技術(shù)系統(tǒng)及其確定技術(shù)系統(tǒng)確定的一般步驟，信息集約，調(diào)研預(yù)測，可行性報(bào)告的撰寫；M11講授，課堂討論1作業(yè)，自學(xué)102.32.3系統(tǒng)化設(shè)計(jì)功能分析設(shè)計(jì)法原理方案設(shè)計(jì)步驟，功能分析和總功能分解，功能樹和功能結(jié)構(gòu)圖，功能元求解；方案的綜合，系統(tǒng)化設(shè)計(jì)實(shí)例；M11講授，課堂討論1作業(yè)112.42.4評(píng)價(jià)決策評(píng)價(jià)目標(biāo)樹的建立，簡單評(píng)價(jià)法，評(píng)分法，技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)法，模糊評(píng)價(jià)法；M11講授，課堂討論1作業(yè)，自學(xué)122.52.5商品化設(shè)計(jì)思想及方法產(chǎn)品與商品的概念，商品化產(chǎn)品特征，商品化設(shè)計(jì)思想；M30.3講授//13第3章第3章創(chuàng)造性思維與方法本章重點(diǎn)：創(chuàng)造活動(dòng)的一般過程，創(chuàng)造性思維的七大障礙，創(chuàng)造法則。本章難點(diǎn)：TRIZ理論設(shè)計(jì)方法/////143.13.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論常規(guī)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新性設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，工程設(shè)計(jì)的基本特征，創(chuàng)造的特征，創(chuàng)造活動(dòng)的一般過程，工程技術(shù)人員的創(chuàng)造力開發(fā)，創(chuàng)造性思維的定義與特點(diǎn)，創(chuàng)造性思維的類型，創(chuàng)造性思維的七大障礙，創(chuàng)造技法的基本原理，創(chuàng)造法則，創(chuàng)造性設(shè)計(jì)方法；M13講授，課堂討論2作業(yè)，自學(xué)153.23.2TRIZ理論發(fā)明創(chuàng)新的5個(gè)層次，傳統(tǒng)創(chuàng)新與TRIZ創(chuàng)新結(jié)果的比較，TRIZ理論的核心思想，發(fā)明等級(jí)及其特征，TRIZ理論基本體系，技術(shù)矛盾，矛盾矩陣表，39個(gè)通用工程參數(shù)，40個(gè)發(fā)明原理，技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化八大法則；M13講授，課堂討論1自學(xué)163.33.3舉例不同設(shè)計(jì)方法的實(shí)例分析，個(gè)代表性牙刷發(fā)明專利。M31講授//17第4章第4章可靠性設(shè)計(jì)重點(diǎn)：故障樹的建立與系統(tǒng)可靠性分析。難點(diǎn)：應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型分析。/////184.14.1可靠性概述可靠性發(fā)展的技術(shù)背景，可靠性定義，產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性，可靠性設(shè)計(jì)的特點(diǎn)；M10.2講授//194.24.2可靠性基礎(chǔ)可靠度定義，失效概率的定義，失效率的定義，失效率曲線，平均壽命，維修性特征量，有效性特征量，可靠性工程中常用概率分布；/0.5講授//204.34.3應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型和零件的可靠性設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)基本觀點(diǎn)，應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型，可靠度的計(jì)算，零部件的可靠性設(shè)計(jì)；M10.5講授，課堂討論0.5作業(yè)214.44.4系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)、k/n表決系統(tǒng)、儲(chǔ)備系統(tǒng)可靠性的計(jì)算，等分配法，AGREE分配法；M10.5講授//224.54.5機(jī)械系統(tǒng)的故障樹分析故障樹定義，頂事件，底事件，故障樹定性分析，故障樹定量分析，故障樹的建立；M10.5講授//234.64.6可靠性試驗(yàn)壽命試驗(yàn)，篩選試驗(yàn)，環(huán)境試驗(yàn)，現(xiàn)場使用試驗(yàn)；M10.3講授//244.74.7應(yīng)用實(shí)例零部件靜強(qiáng)度的可靠性設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例，故障樹應(yīng)用實(shí)例。M10.3講授//25第5章人工神經(jīng)元計(jì)算方法重點(diǎn)：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)，人工神經(jīng)元的工作過程，神經(jīng)元的傳遞函數(shù)，反向傳播模型及其學(xué)習(xí)算法。難點(diǎn)：反向傳播模型誤差計(jì)算。/////265.15.1引例飛蠓個(gè)體的翼長和觸角長的引例；M10.2講授//275.25.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的生物學(xué)基礎(chǔ)生物神經(jīng)元的構(gòu)成，神經(jīng)元間信息的產(chǎn)生、傳遞和處理，信息的整合，生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；M11講授//285.35.3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的興起與發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的作用，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本特點(diǎn)，神經(jīng)元的人工模型，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)類型，神經(jīng)元傳遞函數(shù)；M10.5講授0.5作業(yè)295.45.4反向傳播模型及其學(xué)習(xí)算法反向傳播模型及其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反向傳播網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法，B-P算法的學(xué)習(xí)過程，B-P算法的優(yōu)缺點(diǎn)，誤差反向傳播，神經(jīng)網(wǎng)路應(yīng)用舉例。M11講授//30第6章第6章遺傳算法本章重點(diǎn)：遺傳算法的基本思想，個(gè)體與種群，適應(yīng)度與適應(yīng)度函數(shù)，染色體與基因，遺傳操作，掌握簡單的遺傳算法。本章難點(diǎn)：遺傳算法的運(yùn)算。/////316.16.1遺傳算法概述遺傳算法基本思想，遺傳算法起源及發(fā)展，遺傳算法優(yōu)缺點(diǎn)，遺傳算法常用術(shù)語；M20.5講授//326.26.2遺傳學(xué)相關(guān)概念個(gè)體與種群，適應(yīng)度與適應(yīng)度函數(shù)，染色體與基因；M10.5講授//336.36.3簡單遺傳算法選擇-復(fù)制，交叉，變異，遺傳算法基本步驟；M20.5講授，課堂討論1作業(yè)，自學(xué)346.46.4遺傳算法應(yīng)用舉例遺傳算法應(yīng)用舉例；M10.5講授//356.56.5遺傳算法的理論基礎(chǔ)遺傳算法的數(shù)學(xué)描述，綱的概念，綱的階數(shù)，綱的定義長度；遺傳算法的基本定理—綱定理。M11講授1自學(xué)36第7章第7章相似性設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)：相似定理；定律分析法；方程分析法；量綱分析法，相似性設(shè)計(jì)本章難點(diǎn)：相似性第三定理難點(diǎn)：產(chǎn)品的功能分析。/////377.17.1相似理論的基本概述與基本概念了解相似理論的起源、發(fā)展、用途和應(yīng)用場合；了解模型試驗(yàn)的意義。M10.3講授//387.27.2相似定理了解相似的基本概念，辨析幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似、物性相似等的內(nèi)涵，掌握相似定理的3個(gè)定理，實(shí)例分析其含義，辨析三個(gè)定理的配合。M10.5講授0.5自學(xué)397.37.3方程分析法了解方程分析法的步驟，實(shí)例分析其應(yīng)用。M10.5講授0.5自學(xué)407.47.4量綱分析法了解量綱分析的基本概念，總結(jié)基本量綱與基本物理量，掌握物理方程的量綱齊次性原理，掌握量綱分析的瑞立法和鉑金漢法。M10.5講授//417.57.5相似性設(shè)計(jì)了解相似性設(shè)計(jì)的定義及意義，掌握相似性設(shè)計(jì)的過程。M10.2講授//42第八章第八章價(jià)值分析本章重點(diǎn)：價(jià)值工程對(duì)象的選擇，價(jià)值工程功能分析本章難點(diǎn)：價(jià)值工程功能系統(tǒng)圖的繪制/////438.18.1價(jià)值工程概述了解價(jià)值工程的概念，起源，發(fā)展，掌握提高價(jià)值的途徑，價(jià)值工程的作用等。M12講授1自學(xué)448.28.2價(jià)值工程對(duì)象的選擇了解價(jià)值工程的工作程序，掌握ABC分析法，百分比法，產(chǎn)品生命周秋分析法。M12講授1自學(xué)458.38.3價(jià)值工程功能分析了解功能分析的概念，掌握功能分類，功能定義，功能整理，功能評(píng)價(jià)的方法。M12講授1自學(xué)468.48.4價(jià)值工程方案創(chuàng)造了解價(jià)值分析在典型產(chǎn)品中的應(yīng)用，掌握方案創(chuàng)造方法。M12講授1自學(xué)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1.每周布置1-3道題目，平均每次課1道題以上。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。3.考核學(xué)生對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法基本知識(shí)的掌握能力。10%2大作業(yè)1.運(yùn)用本課程所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一種新型的產(chǎn)品，包含設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)方案。2.根據(jù)方案的創(chuàng)新性和有效性進(jìn)行評(píng)分。20%3考勤隨機(jī)點(diǎn)名、刷卡點(diǎn)名等10%4課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況10%5期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學(xué)生對(duì)各種設(shè)計(jì)方法基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力，題型主要有填空題、簡答題、論述分析題等。50%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1平時(shí)作業(yè)20%A-按時(shí)提交作業(yè)，對(duì)設(shè)計(jì)方法的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)等知識(shí)點(diǎn)理解無誤。 B-按時(shí)提交作業(yè)，對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)理解存在少量錯(cuò)誤。 C-按時(shí)提交作業(yè)，對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)理解存在一定量錯(cuò)誤。 D-不按時(shí)提交作業(yè)，或?qū)ι鲜鲋R(shí)點(diǎn)理解存在大量錯(cuò)誤。2M1大作業(yè)30%A-按時(shí)提交作業(yè)，問題分析正確，方案設(shè)計(jì)無誤。 B-按時(shí)提交作業(yè)，問題分析正確，方案設(shè)計(jì)無誤存在少量錯(cuò)誤。 C-按時(shí)提交作業(yè)，問題分析基本正確，方案設(shè)計(jì)存在一定量錯(cuò)誤。 D-不按時(shí)提交作業(yè)，或問題分析不正確，方案設(shè)計(jì)存在大量錯(cuò)誤。3M1期末考試50%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）4M2大作業(yè)60%A-按時(shí)提交作業(yè)，問題分析正確，方案設(shè)計(jì)無誤。 B-按時(shí)提交作業(yè)，問題分析正確，方案設(shè)計(jì)無誤存在少量錯(cuò)誤。 C-按時(shí)提交作業(yè)，問題分析基本正確，方案設(shè)計(jì)存在一定量錯(cuò)誤。 D-不按時(shí)提交作業(yè)，或問題分析不正確，方案設(shè)計(jì)存在大量錯(cuò)誤。5M2課堂表現(xiàn)40%A-積極B-不積極6M3考勤100%A-缺勤2次以內(nèi)B-缺勤3次及以上，很少參加課堂討論。評(píng)分等級(jí)說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-