第二章 技术世界中的设计 (讲稿)
三、设计的可靠性验证——技术试验及其类型(讲稿)
设计活动始终贯穿着试验
技术试验作为设计的一个重要环节,始终贯穿在设计活动之中。根据不同的需要,试验安排在方案设计之前,有的则须安排在设计之中,有的是在设计的最后阶段进行,还有的整个设计过程都在试验。下面我们来看几个例子。
例一、某城市要设计一个“减少汽车废气污染”的控制方案。为了给方案的设计提供依据,他们先对全市的各种汽车(大车、小车、汽油车、柴油车等)的废气排放情况进行测试,找出污染最严重的车型,接着他们又进行了不同时段、不同路段的测试,找出了污最严重的时段和路段。这种测试就是一种技术试验,它的作用是为设计方案的制定提供数据。
有了数据,他们从管理、油料和汽化技术等几个方面制定了一个综合控制方案。管理,是提出对某些车辆的数量、行驶路段和时段的控制措施;油料,是提出对某些油料的更换方案;汽化技术,是改进汽车发动机的汽化装置。在确定这些措施的过程中,又要经过试验。方案出来之后,正式实施之前,还得试行,这是整体方案的试验。经过试验发现问题,进行修改和优化,才能正式实施。
例二、飞机设计过程中的某些试验
在飞机总体设计中有一个任务是确定飞机的外形。外形的确定除了进行必要的计算外,更主要的依据是来自“风洞试验”取得气动力数据。这可以说是方案确定前的试验。
在飞机设计进行之中,需要进行的试验就更多了。可以说每一个部件、每一个工艺都得进行试验,以确保其可行性。
飞机造出来之后,还得进行整机试验,其中包括“静力破坏试验”和“试飞”。这是设计最后阶段的试验。
例三、“降温减少枣子成熟期落果,避雨防止枣子开裂”的技术试验
某产枣区,为了提高枣子的产量和质量,设计了用降温来减少枣子落果,用避雨来防止开裂的技术方案。方案是否可行?设备是否好用?须要进行全过程的试验。从7月,高温到来之时起,就对被试的枣树罩上“防晒网”;从8月雨季到来之时起,就给枣树支上防雨布,直到枣子完全成熟,整个过程都在试验。
从上面的例子我们可以看到,技术试验对设计来说是何等的重要,可以说,设计过程始终都是伴随着试验而进行的。
什么是技术试验
根据上面的例子,我们可以这样来表述技术试验:在设计工作中,为了解决某些设计问题而进行的测试、验证、探究优化等实践活动。这些活动所取得的数据、资料和过程现象是确定、优化设计方案的重要依据,是提高设计可靠性的重要手段。
技术试验的目的
对设计活动来说技术试验的目的是多种多样的,归纳起来有如下几点:
1、验证设计方案的可靠性。
从本质上说,设计是属于思维活动,设计方案是思维活动用文字、图形、模型或样品等方式的呈现。因此,其可靠性是需要验证的。可以说,只有通过试验验证,并认为合格的方案,才是可行的方案;
2、为设计提供可行的参考信息。这实际上也是保证设计方案可行性的另 一种表现形式;
3、为改进和优化设计提供可选择的方案;
4、确定所设计产品的最终性能。一个产品的最终性能不是由设计方案来定的,而是由最终的性能试验来定的。只有经过试验确定的性能,才是产品可以确保的性能。