1.2.1 Defining Engineering Design

1.2.1 Defining Engineering Design

The following formal definition of engineering design is the most useful one for our
purposes:

Engineering design is a systematic, intelligent process in which engineers
generate, evaluate, and specify solutions for devices, systems, or processes whose
form(s) and function(s) achieve clients’ objectives and users’ needs while satisfying
a specified set of constraints. In other words, engineering design is a thoughtful
process for generating plans or schemes for devices, systems, or processes that attain given objectives while adhering to specified constraints.

It is important to recognize that when we are designing devices, systems, and
processes, we are designing artifacts: artificial, manmade objects, the “things” or devices that are being designed. They are most often physical objects such as airplanes, wheel- chairs, ladders, cell phones, and carburetors. But “paper” products (or their electronic versions) such as drawings, plans, computer software, articles, and books are also artifacts in this sense. In this text we will use device, artifact, or system rather interchangeably as the objects of our design.
With further recourse to our “design dictionary,” we note the following definitions:
design objective n: a feature or behavior that we wish the design to have or exhibit.
design constraint n: a limit or restriction on the features or behaviors of the design. A proposed design is unacceptable if these limits are violated.
functions n: things a designed device or system is supposed to do. Engineering
functions almost always involve transforming or transferring energy, information, or
material. We view energy transformation or transfer quite broadly: It includes
supporting and transmitting forces, the flow of current, the flow of charge, the
transfer of material, and so on. means n: a way or a method to make a function happen. For example,friction is a means of fulfilling a function of applying a braking force. form n: the shape and structure of something as distinguished from its material. We will not deal with form very much in this book, but form is central to industrial design, a very important part of product design.

Note that objectives for a design are different from the constraints placed on a
design. Objectives may be completely or partially achieved, or may not be achieved at all. Constraints, on the other hand, must be satisfied or the design is not acceptable. That is, they are binary (yes or no): There are no intermediate states. If we were designing a corn degrainer for Nicaraguan farmers to be cheaply built of indigenous (local) materials, one objective might be to make it as cheap as possible, while a constraint might limit the cost to less than US$20.00. Making the degrainer of indigenous materials could be an objective if it is a desired attribute, or a constraint if it is a required attribute.
Our definition of engineering design states that designs emerge from a systematic,
intelligent process. This is not to deny that design is a creative process. There are,
however, techniques and tools we can use to support our creativity, to help us think more clearly, and to make better decisions along the way. These tools and techniques, which form much of this book, are not formulas or algorithms. Rather, they are ways of asking questions and of presenting and reviewing the answers to those questions as the design process unfolds.

1.2.2 Assumptions Underlying Our Definition of Engineering Design

There are some implicit assumptions behind our definition of engineering design and the terms in which it is expressed. It is useful to make them explicit.
First, design is a thoughtful process that can be understood, and therefore both taught and learned. Without meaning to spoil the magic of creativity or the importance of innovation in design, people think while designing. So it is important to have tools to support that thinking, to support design decision making and even design project management.
Theformal methods we use to generate design alternatives follow naturally from our
inclination to think about design. This might seem pretty obvious: There’s not much point in considering new ways of looking at design problems or talking about them—unless we can exploit them to do design more effectively. Thus, our formal methods are part of the (formal) process we use to identify and clarify what a client wants (i.e., objectives), needs (i.e., constraints), and intends the design to do (i.e., its functions). We will describe such a process in Chapter 2, and we will show how it begins with a client’s problem statement and ends with afunctionally complete design that does everything the client wants it to do, has the desired attributes, and stays within the client’s constraints.

Kết quả (Việt) 2:

1.2.1 Xác định Thiết kế kỹ thuật Các định nghĩa chính thức sau của thiết kế kỹ thuật là một trong những hữu ích nhất cho chúng tôi mục đích: Kỹ thuật thiết kế là một quá trình thông minh có hệ thống trong đó các kỹ sư tạo, đánh giá và xác định các giải pháp cho các thiết bị, hệ thống, hoặc các quá trình có dạng ( s) và chức năng (s) đạt được "mục tiêu và người sử dụng với nhu cầu khách hàng trong khi đáp ứng một bộ quy định các ràng buộc. Nói cách khác, thiết kế kỹ thuật là một chu trình để tạo ra các kế hoạch, đề án cho các thiết bị, hệ thống, hoặc quá trình đạt được mục tiêu nhất định trong khi tôn trọng những hạn chế nhất định. Điều quan trọng là nhận ra rằng khi chúng tôi đang thiết kế các thiết bị, hệ thống và quy trình, chúng tôi được thiết kế hiện vật: nhân tạo, các đối tượng nhân tạo, "những điều" hoặc các thiết bị đang được thiết kế. Họ thường nhất đối tượng vật lý như: máy bay, ghế bánh xe này, thang, điện thoại di động, và bộ chế hòa khí. Nhưng sản phẩm "giấy" (hoặc các phiên bản điện tử của họ) như bản vẽ, kế hoạch, phần mềm máy tính, các bài báo, và sách cũng là hiện vật trong ý nghĩa này. Trong văn bản này, chúng tôi sẽ sử dụng thiết bị, vật, hoặc hệ thống chứ không phải thay thế cho nhau như là đối tượng của thiết kế của chúng tôi. Với trông cậy hơn nữa để chúng ta "từ điển thiết kế", chúng tôi lưu ý các định nghĩa sau: thiết kế n Mục tiêu: một tính năng hoặc hành vi mà chúng tôi muốn thiết kế có hay triển lãm. thiết kế chế n: một giới hạn hoặc hạn chế về tính năng hoặc hành vi của thiết kế. Một thiết kế được đề xuất là không thể chấp nhận nếu các giới hạn này bị vi phạm. Chức năng n: những điều một thiết bị được thiết kế hệ thống hoặc là phải làm. Kỹ thuật chức năng hầu như luôn luôn liên quan đến việc chuyển đổi hoặc chuyển giao năng lượng, thông tin, hoặc vật liệu. Chúng tôi xem sự biến đổi năng lượng hoặc chuyển khá rộng rãi: Nó bao gồm việc hỗ trợ và truyền lực, dòng chảy của hiện tại, dòng chảy phí, chuyển giao tài liệu, và như vậy. có nghĩa là n: một cách hay một phương pháp để thực hiện một chức năng xảy ra. Ví dụ, ma sát là một phương tiện để thực hiện một chức năng của việc áp dụng một lực phanh. hình thức n: hình dạng và cấu trúc của một cái gì đó để phân biệt với chất liệu của nó. Chúng tôi sẽ không giải quyết hình thức rất nhiều trong cuốn sách này, nhưng hình thức là trung tâm thiết kế công nghiệp, một phần rất quan trọng của thiết kế sản phẩm. Lưu ý rằng các mục tiêu cho một thiết kế khác nhau từ những hạn chế đặt trên một thiết kế. Mục tiêu có thể được hoàn toàn hoặc một phần đạt được, hoặc có thể không thể đạt được ở tất cả. Những hạn chế, mặt khác, phải được thỏa mãn hay thiết kế là không thể chấp nhận được. Đó là, họ là nhị phân (có hoặc không): Không có trạng thái trung gian. Nếu chúng tôi đã thiết kế một degrainer ngô cho nông dân Nicaragua để được giá rẻ xây dựng của địa phương (địa phương) vật liệu, một trong những mục tiêu có thể là để làm cho nó càng rẻ càng tốt, trong khi một ràng buộc có thể hạn chế chi phí ít hơn $ 20.00 Mỹ. Làm degrainer vật liệu bản địa có thể là một mục tiêu nếu nó là một thuộc tính mong muốn, hoặc một hạn chế nếu nó là một thuộc tính bắt buộc. Định nghĩa của chúng tôi của các quốc gia thiết kế kỹ thuật các thiết kế nổi lên từ một, có hệ thống quá trình thông minh. Đây không phải là để phủ nhận rằng thiết kế là một quá trình sáng tạo. Có, tuy nhiên, kỹ thuật và các công cụ chúng ta có thể sử dụng để hỗ trợ sự sáng tạo của chúng tôi, để giúp chúng ta suy nghĩ rõ ràng hơn, và để đưa ra quyết định tốt hơn trên đường đi. Những công cụ và kỹ thuật, hình thành nhiều cuốn sách này, không phải là công thức hoặc các thuật toán. Thay vào đó, họ là những cách đặt câu hỏi và trình bày và xem xét các câu trả lời cho những câu hỏi như quá trình thiết kế mở ra. 1.2.2 Các giả định tiềm ẩn Định nghĩa của chúng tôi về thiết kế kỹ thuật Có một số giả định ngầm đằng sau định nghĩa của chúng ta về thiết kế kỹ thuật và các điều khoản trong đó nó được thể hiện. Nó rất hữu ích để làm cho họ rõ ràng. Đầu tiên, thiết kế là một quá trình đầy ý nghĩa để có thể hiểu được, và do đó cả hai đã dạy và học. Nếu không có nghĩa là để làm hỏng sự kỳ diệu của sự sáng tạo hay tầm quan trọng của sự đổi mới trong thiết kế, người ta nghĩ rằng trong khi thiết kế. Vì vậy, điều quan trọng là phải có các công cụ để hỗ trợ suy nghĩ rằng, để hỗ trợ việc ra quyết định thiết kế và thậm chí thiết kế quản lý dự án. Phương pháp Theformal chúng tôi sử dụng để tạo ra các lựa chọn thay thế thiết kế theo cách tự nhiên của chúng tôi nghiêng để suy nghĩ về thiết kế. Điều này có vẻ khá rõ ràng: Không có nhiều điểm trong việc xem xét những cách nhìn mới về vấn đề thiết kế hay nói về họ, trừ khi chúng ta có thể khai thác chúng để làm thiết kế hiệu quả hơn. Vì vậy, phương pháp chính thức của chúng tôi là một phần của (chính thức) quá trình chúng tôi sử dụng để xác định và làm rõ những gì khách hàng muốn (tức là, mục tiêu), cần (tức là, các ràng buộc), và dự định sẽ thiết kế để làm (tức là, chức năng của nó). Chúng tôi sẽ mô tả một quá trình như vậy trong Chương 2, và chúng ta sẽ thấy làm thế nào nó bắt đầu với tuyên bố vấn đề của khách hàng và kết thúc với thiết kế afunctionally đầy đủ mà làm mọi thứ khách hàng muốn nó để làm, có các thuộc tính mong muốn, và ở trong vòng ràng buộc của khách hàng.