工業(yè)產品設計要點

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工業(yè)產品設計要點范文第1篇

關鍵詞：綠色環(huán)保理念；工業(yè)機械；設計要點

工業(yè)化程度是衡量一個國家發(fā)達水平的重要標準，我國機械工業(yè)產品發(fā)展方興日盛，為生活帶來便利提高了生活質量。環(huán)境污染是工業(yè)發(fā)展過程中不可避免的問題，在經濟全球化的快速進程下工業(yè)產品設計中加入綠色環(huán)保理念，提高能源利用率，是我國在今后工業(yè)設計發(fā)展中的重要指向方針。

1.綠色環(huán)保理念的內涵解析

1.1綠色環(huán)保理念

我國的自然資源總量大，種類較齊全。然而由于人口基數大，致使人均自然資源占有量大大低于世界水平。且由于近年來我國粗放式制造業(yè)的迅速擴張，盲目只追求數量的不科學發(fā)展模式導致環(huán)境污染問題及其嚴重，進入了環(huán)境壓力的高峰。同時，環(huán)境污染又反過來成為阻礙社會發(fā)展的主要因素。所以加強對綠色環(huán)保理念的認知，環(huán)境保護能力的建設問題已經迫在眉睫。

綠色環(huán)保理念是指在設計生產的過程中堅持以節(jié)約能源和保護環(huán)境為核心，在滿足生產成本、周期等因素的基礎上，最大限度的降低產品對資源的消耗和對環(huán)境的破壞。并實現資源循環(huán)和反復使用，提高產品的效率。環(huán)保的已成為當今社會的重要話題，工業(yè)機械的設計更要秉承這一概念走可持續(xù)發(fā)展的道路。

1.2綠色環(huán)保理念與工業(yè)機械設計的關系

工業(yè)機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的依據，是決定機械性能的最主要的因素。設計師在理論知識、計算手段、材料和加工能力等的條件下，做出使用可靠、體積重量小、工作性能高和低成本的優(yōu)化設計。我國傳統的工業(yè)機械設計對環(huán)境污染和資源利用率問題考慮較少，再加上對后期工業(yè)廢品處理的考慮不足，導致浪費了大量的自然資源。在全球化時代背景下，將綠色環(huán)保理念加入工業(yè)機械設計已成為工業(yè)發(fā)展的趨勢和主流，設計是機械產品的源頭。綠色環(huán)保理念應在產品概念的提出之時起就作為設計的一項重要考慮因素，避免造成污染后再治理導致的資源浪費。綠色環(huán)保理念與工業(yè)機械設計相輔相成，環(huán)保產品節(jié)能高效，又可繼續(xù)推動更多工業(yè)機械的設計與研發(fā)，最終達成生態(tài)平衡與經濟發(fā)展的良性循環(huán)。

2.綠色環(huán)保理念下工業(yè)機械設計要點

2.1設計環(huán)節(jié)的綠色理念運用

設計是產品從概念提出到最終產出的第一步，綠色機械制造要站在宏觀的角度考慮，從源頭上杜絕浪費與污染，實現綠色環(huán)保的目標。在傳統設計理念下所設計出來的產品在最初的設計上很少考慮環(huán)境因素，一味追求眼前利益。這使得產品的后期使用想要不污染環(huán)境變得很困難，增加了尾氣廢水的排放難度。從長遠看不僅提高了后期治理污染的成本，更對資源造成了不可逆轉的浪費。將綠色理念運用到工業(yè)設計中，綜合考慮環(huán)境資源因素，提高產品的科技含量，減輕使用過程中的成本，產品廢棄后有效地回收利用，從頭到尾秉承綠色環(huán)保的理念。

2.2設計材料的綠色理念運用

在產品的設計生產過程中，材料是決定產品環(huán)保性能的主要內容。工業(yè)生產的過程中，經常會使用含鉛、汞等有害物質的特殊化學材料，或排放一氧化碳、二氧化硫等有害氣體。因此在產品的材料選擇上，應在滿足產品正常工作的情況下，盡量選用化學性質穩(wěn)定、防腐性強、環(huán)?？山到獾牟牧?，如石膏、滑石粉、木材等天然原料，或膠合板、環(huán)保性乳膠漆等低毒低排放型材料。目前已有再生高密度聚乙烯制成的植草路面磚；麻、綢布制成的環(huán)保墻飾；鋁制塑料金屬不生銹無污染復合管材等產品作為參考。

2.3設計過程的綠色理念運用

設計是制造的基礎，合理的設計能保證機械產品制造的有序開展。設計者要深入了解產品設計、創(chuàng)造的基本原理，并在此基礎上加入綠色環(huán)保理念對產品進行創(chuàng)新。不僅要使產品降低成本、提高性能，更要關注其使用周期和回收利用率。融入綠色理念后的產品，通過延長壽命減少對資源的消耗，回收工業(yè)垃圾變廢為寶，從而實現環(huán)保的目的。

2.4積極進行設計創(chuàng)新

2.4.1技術革新

在當今時代的激烈競爭下，工業(yè)機械的設計同樣也在進行翻天覆地的變化。工業(yè)產品應使用環(huán)保新型材料、建立綠色生產線、合理排放廢棄物并將工業(yè)垃圾進行回收再利用，達到提高生產率，實現可持續(xù)發(fā)展的目的。如LED光源由于其不含鉛、汞等環(huán)境污染物和工作壽命長的特點正逐步取代傳統的鎢絲燈泡。

2.4.2結構優(yōu)化

我國很多傳統重工業(yè)由于西方經濟的沖擊處于轉型困難的停滯狀態(tài)。其產能過剩是導致生態(tài)環(huán)境惡化的根源之一，對待這種大型企業(yè)應從實際情況出發(fā)，使內部各部分更加合理、完善，從而達到整體更加協調高效的效果?？山梃b新加坡裕廊島從源頭控制以及對廢水進行二級處理循環(huán)利用的治污辦法。

2.4.3資源循環(huán)

將使用后廢棄的材料進行收集分類，再分解制成新產品，是提高能源利用率，減少浪費的高效方法。目前各國都提出了許多廢物利用工藝的方法，如將垃圾分選加工制成煤的輔助燃料或燃料油；廢棄煙塵中回收高價技術材料鍺等。

3.結束語

目前我國正處在工業(yè)化快速發(fā)展時期，同時也是環(huán)境污染、資源消耗的高峰期，社會各界對環(huán)保問題日益關注與重視。機械工業(yè)的設計也要跳出傳統的先污染后治理模式，將綠色環(huán)保理念貫穿其中，順應時代要求，實現可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]戚洪利，袁豐偉，李會暖.機電產品的綠色設計研究[J]，2005（06）.

[2]張海秀，劉曉敘.多維材料選擇方法在綠色機電產品中的應用[J].機械設計與研究，2009（03）.

工業(yè)產品設計要點范文第2篇

綠色設計是指利用產品制造中經濟性、環(huán)境協調性與技術應用等方面的信息，采用優(yōu)化技術措施方式以提高產品的經濟合理性、技術先進行和環(huán)境協調性的過程。將綠色設計理念引入到煤礦機械制造中，可有效提高煤礦機械開發(fā)產品的再利用性、可維護性和經濟性，從而滿足煤礦生產的低能耗、低污染、小體積要求。因此，加強有關煤礦機械綠色設計與制造工藝的分析，對于改善煤礦機械的制造水平與質量具有重要的現實意義。

1.煤礦機械的綠色設計

1.1.可回收性設計

可回收性設計是指在對煤礦機械產品進行設計時應全面考慮零部件及材料的處理工藝、處理方法、回收價值、回收可能性等問題，以盡可能完成對材料能源、零部件、資源的有效利用，從而最大程度的降低回收過程對環(huán)境影響的理念與方法。在產品可回收性評價體系中主要包括對產品級、材料級、零件級與部件級四個方面的回收和填埋級與能量級兩層次上的環(huán)境污染分析，相應提出的產品回收性能指標與規(guī)范可以用于對產品設計進行指導。在煤礦機械可回收性設計中可先全面評估產品的回收價值與可回收性，利用評估結果制定相應的可回收性建議，以此為機械設計提供調整性分析。

1.2.材料選用

傳統的煤礦機械產品設計中，在對材料選用時常關注材料的成本水平與技術性能，而不重視材料對環(huán)境的影響。而產品材料的環(huán)保性能將直接關系著機械產品的綠色程度，所以在材料選用時，應在材料符合規(guī)定功能標準的基礎上盡量選擇具有高環(huán)境兼容性的材料。在煤礦機械產品材料選用過程中應注意以下兩個要點：（1）環(huán)境友好性，在選擇材料時應盡可能選擇環(huán)境兼容性高、低能耗、污染少、無輻射、無毒無害的材料；（2）可持續(xù)性，材料選擇時應盡量考慮使用可回收材料和再生材料，材料應方便進行再制造、再利用或回收。

1.3.綠色CAD設計

現代工業(yè)產品設計中多采用CAD技術進行，在開展產品設計時，CAD技術能夠根據提供信息量形成參數化的產品模型，并能依據模型分析產品的工藝特征、強度剛度、結構空間等。目前使用的CAD軟件同時具有CAE技術功能，可以采用模塊化方式對煤礦機械的工作環(huán)境進行真實模擬，從而進行抗沖擊性、剛度、強度試驗等。將CAD軟件技術應用到煤礦機械綠色設計中，可建立并行設計平臺，有效改善產品設計效率，提高零件模型在各部門間的共享水平，對于改善產品的綠色設計質量具有重要作用。

1.4.可拆卸性設計

可拆卸性設計是指在產品設計過程中，采用多種優(yōu)化改進措施使產品的連續(xù)結構間能夠方便維護、拆卸與制造，且在產品回收時仍能有效利用各部分零件的過程。拆卸是保證產品有效回收的重要手段，其設計質量的好壞將直接關系到材料的再制造與回收效果。由于煤礦機械產品結構復雜、體積較大、零件較多，在加工設計是應充分考慮其合理的結構要素，以改善機械產品的可拆卸性。

具體措施有：（1）注意在部件拆卸部位應盡可能降低緊固件的用量，以提高拆卸效率和方便性；最好采用一致的緊固件類型，以減少拆卸工具類型、優(yōu)化拆卸流程； （2）由于煤礦機械產品的零件之間需要較多的連接構件，常用的有鉚接、螺紋連接、搭鉤式連接、銷接、焊接、鍵連接等方式。采用合理的連接方式可有效提高產品的可拆卸性。在機械產品設計時應盡可能采用破壞性小的、簡捷連接方式；在金屬零部件間應采用鍵連接、銷接、螺紋連接方式，以降低產品回收時的拆卸分離工作量（3）在選擇制造材料時應盡量選用利用分類和分離的材料類型，并考慮材料之間的兼容性與材料種類；（4）在設計過程中應盡可能降低零件的用量和組合數量，減少拆卸時間、工作量和拆卸工具的復雜程度。

2.煤礦機械綠色制造工藝技術

2.1.煤礦機械產品的再制造

再制造技術的主旨在于全面提升廢舊機電產品的性能，其以機電產品的壽命周期管理與設計作為主要依據，按照節(jié)能、優(yōu)質、環(huán)保、節(jié)材、高效等基本原則，采用先進產業(yè)化生產技術手段，對廢舊機電產品進行有效的改造和修復。再制造過程不僅僅是廢棄品的再利用過程，其采用的表面工程技術既能準確改善產品尺寸，還能全面提高產品性能，且具有能耗低、利用率高、節(jié)能效果好等優(yōu)點。再制造中所采用的關鍵技術主要有：廢棄產品回收利用與高效拆卸技術、再制造零部件與廢氣零部件的壽命檢測技術、表面工程技術、數字化成行平臺關鍵技術、再制造部件檢測與質量控制技術等。將再制造技術應用到煤礦機械零部件的制造中，可有效提升機械產品的環(huán)保、節(jié)材、節(jié)能優(yōu)勢。

2.2.虛擬制造

虛擬制造技術是一種集成生產管理、CAM、CAD的軟件技術，其能夠創(chuàng)造一種真實有效的建模與仿真環(huán)境，實現了產品裝配、規(guī)劃、制造、設計的計算機化發(fā)展，且能控制產品生產的基本過程，并提供虛擬企業(yè)、虛擬生產與虛擬開發(fā)等功能。在煤礦機械產品設計中采用虛擬制造技術可有效改善生產效率、提高生產效益。利用信息化技術建立有關切削刀具、切削用量的基本數據信息煤機數據庫，并采用自動化技術對高速切削、硬切削、干切削等制造技術進行虛擬制造，可有效簡化制造過程，改善機械產品制造效果。另外將虛擬技術與CAX技術相結合可充分提高產品制造的虛擬化程度、降低機械制造中材料與資源浪費、降低產品制造與設計周期等。

2.3.集成化技術

按照系統與集成優(yōu)勢對煤礦機械產品的綠色制造過程進行分析，將產品工藝設計與材料選用集成和產品使用與設計需求集成充分結合，重點考慮綠色制造過程的信息集成，從而形成具有環(huán)境影響評估、綠色設計、質量檢測、制造過程分析等功能的集成式制造系統體系。

3.結束語

綠色設計與制造工藝水平的應用質量將直接影響著煤礦機械產品的整體質量和性能，因此，相關技術與設計人員應加強有關煤礦機械產品的綠色設計與制造技術研究，總結綠色設計要點及制造技術措施，以逐步提高煤礦機械產品的綠色設計質量。

參考文獻：

[1]王昱.淺談煤礦機械的綠色設計及制造[J].科技致富向導.2012，13（14）：74 75

工業(yè)產品設計要點范文第3篇

關鍵詞：符號學原理；產品設計；創(chuàng)新

設計推動生產力的發(fā)展

設計首要任務是人類生活功能及精神需求上的滿足，我國的海爾家電、聯想電腦、李寧服飾等品牌的產品行銷世界很多國家，但總體講大多數產品模仿的多、原創(chuàng)少，以手機、汽車行業(yè)為例，做代工的多、做高端產品核心研發(fā)的少，這顯然與我國世界第二經濟體的身份不符。在世界經濟與信息一體化的今天，產品技術上升的空間已很小，蘋果帝國的締造者喬布斯曾說過，“以前總是想著用更快的處理器來運行游戲，或者用更大的硬盤來存儲照片。但現在，我們已經不太關注參數，而是把更多的目光投向了電腦的使用體驗和外觀設計?！眴滩妓乖趧?chuàng)業(yè)之初就把設計置于蘋果產品開發(fā)流程的核心地位，蘋果公司1999年推出的iMac、2007年推出的iPhone、2010年推出的iPad，不但創(chuàng)造了銷售奇跡，也為我們帶來產品設計的視覺盛宴。蘋果無疑是產品設計的領頭羊，緊隨其后的三星2012年營業(yè)額超過1000億美元，韓國三星的總裁李健熙說：“企業(yè)的核心應體現在設計和創(chuàng)新力上，我相信這才是21世紀商業(yè)贏家的核心技能?！本哂性瓌?chuàng)性的優(yōu)秀的產品設計，可推動生產力的發(fā)展，是我國本世紀經濟保持高效、持續(xù)性增長的助推器。創(chuàng)新是產品設計的核心也是難點，而相關的研究和討論多圍繞圖形、元素、結構等，本文以跨學科的符號學原理為支點展開對產品設計研究，希冀為我國的產品設計作一份貢獻。

符號學原理與藝術設計

符號是指具有某種代表意義的標識，即可使用某種媒介來替換，并來源于規(guī)定或者約定成俗。人們運用符號具有悠久的歷史，遠古洪荒時期沒有文字，人們使用結繩以記事，以巖畫表達狩獵的過程，作為現代文字的前身，古代蘇美爾人的楔形文字和中國商朝的甲骨文，其實質就是承載信息傳播功能圖形符號。而符號學（Semiotics 或 Semiology）廣義上是研究符號傳意的人文科學，涵蓋所有涉文字符、訊號符、密碼、古文明記號、手語等，跨越哲學、語言學、心理學等多種學科。符號學研究主要分兩大流派，即索緒爾的語言符號學和皮爾斯的實用主義符號學，瑞士語言學家索緒爾被公認為現代符號學的奠基人，他在其講稿《普通語言學教程》中提出的語言言語、能指所指、組合關系與選擇關系等要點都成為符號學理論的基本原理，被有關論文大量引用引用。他認為語言是最為重要的符號系統，“完全任意性的符號比其他符號更能實現符號化過程”。另一位是美國哲學家皮爾斯，其符號學理論主要由“符號代表物”“對象”“解釋者關聯構成，說明人類通過符號進行抽象思維并認識世界。德國哲學家卡西爾認為“人是符號的動物”，人不再生活在一個單純的物理世界中，而是生活在一個符號世界里，語言、神化、藝術和宗教組成了這個世界（《人論》卡西爾2009）。顯示了符號對于人類具有重要意義，正如麥琪.麥克納布在《解碼設計奧妙》所說我們的符號化能力，使我們能在二維空間中概念化地、巧妙地處理事物，或推測我們未曾有過的體驗。

我們能在二維空間為尚未存在的東西建立模型，是指可視化，使情景概念化，能夠預測和計劃未來的事情?！保@示了符號學研究對于產品設計有著重要作用。20世紀50年代德國馬克斯.本澤認為產品設計應根據三方面理論來進行：其一為結構學和工藝學理論，其二為傳播學-符號學理論，其三為語用學或目的論原理。在他的主持下烏爾姆設計學院開展“作為符號的設計”的研究，首次將符號學理論應用于教學實踐。符號學作為一種觀念和研究工具，引起了設計師傳統思維方式的深刻變化，并進而對工業(yè)產品、建筑、環(huán)境藝術設計等學科，進行符號學視野下的思考和創(chuàng)作。上世紀90年代臺灣的楊裕富教授、國內的劉開濟教授等提出了設計文化符碼的建構模式，并總結了設計符號理論的基本原則，而上述專家所在的設計院校也相應開設了符號學方面的課程。

符號學原理與當代產品設計創(chuàng)新

能指即概念，而所指即聲音形象，而在產品設計領域，能指即產品的形象，是由設計主題的外型表現、空間表現、表面處理和結構等，通過視覺、聽覺等媒介，以韻律、色彩、質感等特質為人所把握，而所指則是其所反映出來的地域性和時代性特征。美國哲學家皮爾斯創(chuàng)立的實用主義符號理論，建立在邏輯學基礎上，研究范圍包括一切事物，因而對現代設計影響更大，他將符號分為三類，分別是圖像符號、指示符號、象征符號，圖像符號（icon）從意譯講翻譯為模擬符號更為恰當，2002年IBM公司的“ ThinkPadTransNote”筆記本電腦吸取了文件夾的形式，在電子產品的功能設置上模擬人們傳統的手動使用方式，將筆記本電腦和電子紙筆書寫器組合起來，用戶可以方便的書寫、繪圖、發(fā)送文件。造型簡潔，語意明確，該設計獲得了當年的德國IF設計金獎。德國的波爾舍博士于1933年以甲殼蟲外形為元素，為德國大眾設計了一款汽車，該車造型卡通，萌態(tài)可愛，穿行于城市的車水馬龍中顯得另類而不張揚，大家昵稱為甲殼蟲。2009進入中國市場的甲殼蟲汽車已經是第三代，技術雖已多次換代但外形依然保持著家族本色。我們兒時常見的甲殼蟲是七星瓢蟲，紅色的半圓形外殼，上面裝飾著七個黑色的圓點，常依附在樹葉和草叢中，設計師模擬了其半圓形的殼體作為汽車的外形，汽車前部橢圓形的大燈就象甲殼蟲的兩只明亮的眼睛。從符號學的角度分析，汽車的仿生化造型指代了甲殼蟲的物理特性，喚起了消費者某種潛意識愉悅的情結，因此雖然該款汽車后座空間窄小且價錢昂貴，但仍占有相當的市場份額，這是因為汽車不僅具有交通運輸的功能，還可以傳達情感、詮釋個性。指示符號（index）和他們的指代物之間存在著某種直接的或接近的關系，比如人的聲音、身影表明了某人的存在，大門的位置提示了建筑物的入口位置。而交通標志也是一種指示符號，它的圖形和當地的地理狀況存在著關聯。在產品設計中指示符號大量運用于彩電、空調、汽車等民用設備，方便了人們的生活。傳統手機以通話為主，主要為凸起的數字按鍵，而現在的智能手機通過觸摸具有指示性的圖標，可實現無線上網、導航、攝影、視頻聊天等。象征符號（symbol）即代表某一事物的符號，意義的識別完全依靠約定俗成產生某種觀念的聯想，如紅玫瑰象征愛情，鴿子代表和平，而東方的巨龍代表千千萬萬黑頭發(fā)黃皮膚的中國人。漢斯.威利設計的“普拉察”咖啡壺，以柔和曼妙的造型、潔白晶瑩的質地創(chuàng)造出令人充滿遐想的夢幻世界。藍天、白云和沙灘和不斷涌上岸邊的浪花作為象征符號被設計師運用于創(chuàng)意中，在產品上體現為曲線的壺體和三條波浪形的紋飾曲線，裝飾與造型完美的結合在一起。象征符號又具有社會約定性，以色彩為例，同樣是紅色在中國是喜慶祥瑞的顏色，白色一般用于喪事活動，因此中國民俗文化中將年輕人的婚嫁與老人的喪葬稱作紅白喜事；而在西方白色是圣潔而美麗的，多用于教堂的婚禮慶典。可口可樂是名副其實的世界性跨國品牌，大紅的底色配上舞動的白色飄帶，為中國人喜愛。但在進入中東國家時卻受到了抵制，在阿拉伯本土文化中紅色寓意著血腥和恐怖，容易引起消費者心理的不安，而綠色因是伊斯蘭教先知頭巾的顏色，受到人民的崇尚，也被稱為國色，后來可口可樂公司改變銷售策略，將底色改為綠色，以贏得當地消費者的青睞。因此企業(yè)在進行相應的產品開發(fā)時，必須注意不同民族和區(qū)域的社會約定，因為符號意義的讀取會受到觀者生活環(huán)境、受教育程度、人生閱歷的影響。

符號編碼是符號的重要概念，在語言符號學中符號是單詞，在使用時必須按照需要和邏輯組合起來形成語句，稱之為編碼，而對編碼的解讀又稱為解碼。相對于索緒爾對符號表達的研究，皮爾斯更側重于研究符號的認知、思維功能，通過范疇、隱喻、轉喻、意向等方式建立符號與對客觀世界的重構。而設計的編碼指將源概念按照特定原則轉換為一種可感知的特定設計符號。在產品設計中，符號語匯是設計師進行設計而運用的基本要素，他們大都具有各自獨立的語意象征。符號編碼也具有認知與導引的功能，如照相機的鏡頭和取景框、電腦的鍵盤與屏幕、門的把手與鎖扣，不用看說明書，這些功能性符號就指向了產品的內容。而編碼的差異性又造就了產品的個性，如寶馬汽車的雙腎式排氣散熱格柵，成為這款百年汽車品牌歷久彌新的家族特征。

在編碼時使用直覺模式可迅速將信息傳達給觀者，這種模式應該是人類本性的呼喚。

直覺模式將目標事物的相關信息以一種激發(fā)深層次興趣、認知和回憶的方式編碼，黃河九曲十八彎是奔涌的河水在廣袤大地上勾畫出的弧形；“春江潮水連海平，海上明月共潮生”描寫了海水的平直?！按竽聼熤?，長河落日圓”比喻在黃河之上一輪紅色的圓形太陽，曲線、直線和圓形、三角形是自然界中的最基本的圖形，這些原生的圖形符號可以說在人類誕生之前就已經存在，因此伽利略說書寫宇宙的語言是數學，它的字母是圓形、三角形和其他幾何圖形。在比如人們向往光明、害怕黑暗。應該說這種符號暗喻存在于人體基因深處，麥琪.麥克納布稱之為原型符號，根據榮格的觀點，原型先于時間存在，已融入我們的心智中。原型的能量對我們有深遠的影響，他們影響到我們與世界的關系。①在產品設計中采用原型符號編碼，可給觀者直覺上的認同和好感。例如可口可樂瓶形采用曲線造型，與女人體的優(yōu)美弧線相契合，達到了“即使是在黑暗中，僅憑手的觸摸就可認出來?！钡男Ч?，可口可樂曲線瓶形與紅色、飄帶一起成為消費者心中的品牌烙印。再如圓形是我們賴以生存的地球的形狀，也是孕育生命的卵細胞的形狀，從圓心到圓周的每一點都是等距的，圓形也是完美沒有缺憾。2008年北京奧運會圓形的“金包玉”獎牌，八月十五中秋節(jié)大家享用的月餅，都含有團聚、圓滿的美好祝愿和心理暗示。

參考文獻：

[1]卡西爾（德）.人論[M].李化梅譯.北京：西苑出版社，2009.

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[3]張凌浩 符號學產品設計方法[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社 2011.

[4]麥琪.麥克納布（美）.解碼設計奧妙[M].羅小安譯.杭州：浙江美術出版社，2011.

工業(yè)產品設計要點范文第4篇

關鍵詞 理論教學 設計實踐 設計調查

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.02.047

1 產品動因分析

首先，在教學過程中，我們需要選擇一款產品作為載體，進行動因分析，找出關聯因素，確定調查的任務目標。一件產品從實現上講，與之相關聯的因素應包括：人的愿景因素、文化因素、環(huán)境因素、技術因素、經濟因素和與設計相關的約束因素，只有清楚了解到這些因素后，獲得相關必要數據，才能迅速地感知用戶的心理、生理需求。①

（1）人的愿景因素。人類發(fā)展到今天，不僅具有向往美好生活的需要和愿望，同時也具有抵御傷害、解決困難與困境的需要，因此今天的很多產品都致力于關注社會、人性的回歸，關注人的情感、生命、健康，關注自然、人類、社會的和諧統一。對于人們的愿望和訴求，需要了解人們追求什么樣的生活方式，例如哪些產品能夠促進人們健康的生活，哪些產品符合中國人的審美觀念，哪些產品在關注弱勢群體，哪些產品屬于防護與救援設備等。（2）文化因素。文化是一個國家、民族群體的生存、行動方式，它的核心體現在價值觀念、道德準則和行為規(guī)范等無形層面上，其中，價值觀念是最重要的，決定了一個人的世界觀、人生觀，是人類生存和發(fā)展的精神動力。當今社會，東西方文化價值觀上的沖突直接影響了設計的體現，但是我們應立足于中國傳統文化精髓，探索和規(guī)劃未來的文化。（3）環(huán)境因素?！熬G色、環(huán)保、低碳”是人類在總結工業(yè)化慘痛教訓的經驗基礎上得出的未來社會發(fā)展的目標和任務。（4）技術因素。科學技術是現代工業(yè)產品開發(fā)的重要前提條件。因此，我們需要調查：哪些產品所利用的技術是先進可持續(xù)的，產品的技術含量有哪些，我們是否能夠掌握產品的關鍵技術等等。（5）經濟因素。經濟因素是產品開發(fā)設計的一個重要原則和考量指標。就企業(yè)而言，以最少的成本獲得最高的產品價值是一個永恒的目標。就社會和生態(tài)環(huán)境而言，降低不可再生資源和能源的消耗，降低生產制造的加工成本，減少制造污染，提高產品使用壽命，提高設計效率和生產效率，也是人類追求的目標。（6）約束因素。主要指一件產品開發(fā)制造要符合相關政策、法律、法規(guī)及國際、國家標準，知識產權專利約束標準等。ISO系列是人類在總結產品設計、制造過程中的標準。設計要符合這些標準，包括質量檢測標準，設計標準，生產裝配標準、使用標準、安全標準、人機標準等。

2 產品高品質因素調查

選定產品類型后，我們需從這個產品的高品質因素出發(fā)，去調查哪些產品是同行業(yè)同類中最好的品牌，這個產品最好的質量是什么，最好的特點是什么，只有找到這些因素，才能更好地實現設計的超越和創(chuàng)新。

產品的高品質因素一般有以下幾點要求：（1）符合高標準。一般是指國際標準，例如ISO 9000；（2）擁有良好的企業(yè)文化。例如精益求精的能力，優(yōu)秀的企業(yè)員工、良好的售后服務等；（3）高品質的技術，例如現有技術能持續(xù)多久，未來是否能對人類社會發(fā)展起到推動作用；（4）高品質的設計。所謂高品質，不僅強調設計合理、合情，符合人機工程學，更注重創(chuàng)意的純正化、細節(jié)化，反對華而不實、紙上談兵的表面堆砌，而產品的細節(jié)主要是指加工、設計細節(jié)，一件好的作品最能打動吸引人的地方往往就是它的細節(jié)，細節(jié)傳達真情，影響品質； （5）可融性。是指產品能夠符合用戶的使用目的、任務和場景，減少由于使用不當而造成的維修問題；（6）文化品位要高。主要是從審美的角度，嚴重杜絕模仿、抄襲，倡導獨立的風格和特性。

根據以上幾點要求，通過對專家用戶和普通用戶進行有效定位后，進行訪談，列出訪談提綱，并根據訪談內容進行效度分析，總結訪談的收獲和體會，然后根據李克特量表計算方法，構建產品一級、二級、三級高品質因素框架，加深對產品參數的了解，最后根據框架內高品質因素的排序進行問卷調查，準確定位調查人群，確保問卷的有效度，掌握一個好的產品應該具有的設計優(yōu)點，為以后的用戶行為調查和設計指南提供有效的引導，為提高人們的生活水平和質量提供合理的社會、經濟價值。②③

3 產品用戶行為調查

用戶需求是產品設計最本質的目的，我們就要針對用戶的行為方式、思維方式、愿望或期望、審美、使用環(huán)境、心理狀況等要素，對產品進行調查，找出用戶對產品的不滿與挑剔，探索新的價值，建立企業(yè)―市場―用戶之間的聯系，滿足用戶需要。只有在前期大量積累設計所需的真實數據，探索社會和市場的發(fā)展趨勢，才能清楚地知道產品開發(fā)的方向和目標，跳出以“自我為中心”的設計理念，建立科學務實的設計方法。

第一，我們要對用戶的類型進行準確有效的定位。每個產品都有不同的用戶群體，可能是大部分人也可能是很少一部分人。要想獲取用戶需求方式的突破口，就應該從社會未來的發(fā)展趨勢入手，找到引領趨勢的“先頭部隊”，才能正確把握產品的用戶類型。一般用戶類型可分為正常用戶和非正常用戶。正常用戶指的是偶然用戶、新手用戶、普通用戶、專家用戶，從偶然用戶逐步過渡到專家用戶，獲取的信息量越來越多，但是發(fā)現的問題卻越來越少。非正常用戶一般是指老年人、殘疾人、病弱人群、嬰幼兒等，為這部分設計產品時，更要清楚他們的生理、心理需求。

第二，我們要明確用戶的需求動機，即目的。長期以來，人們都在追求自我實現的需要，尋求安全感、審美感、歸屬感等。一般來說，人類的需求包括：所固有的生長發(fā)展需要；人際之間各種互動關系引起的需要；能滿足人特性及發(fā)揮人特點的需要；由于某種匱乏、缺失、危機引起的亟待解決處理時的需要。針對用戶對產品的使用狀況，我們需對用戶在使用過程中的每一個具體行為進行調查，看用戶在各個行為過程中遇到的問題。并且還要仔細觀察用戶在操作行為過程中的心理感受、認知變化以及隨時間場合的變化不同需求的變化，以此來定位用戶的基本需求因素，進行用戶需求特征分析，找出產品能夠滿足用戶需求所需具備的條件。

第三，用戶的使用方式，主要通過用戶的操作方式和認知方式來調查了解。首先，是用戶在操作時所需要的行動條件：意圖引導、操作引導、評價引導、非正常狀態(tài)下的引導。其次，是用戶的認知需要，所謂認知主要是指可確認性、可見性、可識別性。用戶進行任何行動的第一步及最后一步的感知意圖，決定人的意向，包含情感和視覺上的感知過程，感知的動作鏈是連續(xù)的，是每個人長期學習、生活所獲得的知識庫，經驗、符號的形式等都能夠影響人的感知。

4 產品的可用性調查

4.1 概念

可用性是指一件產品被容易使用的程度，也可以指在合適的環(huán)境下，由合適的人使用合適的產品。產品的可用性有三個指標：有效，主要是指精確性、完全性、可靠性；效率，主要是指達到目標所消耗的資源；滿意度，主要是指使用的舒適度及可接受度。

4.2 調查方法

通常采用兩種調查方法：一般分析法和情景分析法。情境演繹法由用戶、場景、道具和任務組成，分析人與產品的互動過程，包括認知過程和操作過程，通過場景分析整個過程中的有效性和效率，使產品處在真實的環(huán)境中，減少或避免脫離現實的調查，讓使用者自己發(fā)現問題所在，真實反映產品的可使用性和滿意度。

在情景演繹中，要遵循人與產品的互動原則：產品要適合任務，支持用戶有效地完成任務；產品能夠進行“自我描述”，也就是常說的人和產品的互動，不言自明，讓產品“會說話”；用戶可控，不能讓人被產品控制，應一直做到用戶滿意為止；用戶期待，跟用戶日常生活習慣、經驗、特性相關；產品在人機系統上能夠容錯，用戶在使用過程中由于某些突發(fā)或偶然的失誤時，對安全性的要求不斷提高；產品適合個性化定制，能夠靈活多變，例如在人機上稍作修改就可以滿足不同用戶的個性需求，減少成本投入；人機系統能夠引導和支持用戶的使用，適合各種類型的用戶進行學習和理解。

5 設計指南的建立

通過對產品的高品質、用戶的行為以及可用性的調查及分析，最終得出用戶的真實需求，根據需求列出設計要點和清單，根據清單列出產品的功能，確定產品的設計基準和開發(fā)的總目標，從而完成整個設計調查的流程和目的。

6 總結

通過近幾年堅持不懈的理論改革與實踐教學研究，我們基本上建立了較完善的教學方法、形式、內容及結構體系。在實際應用中，設計調查往往是企業(yè)總經理、總工程師、總設計師或設計總監(jiān)經常要考慮的基本問題，具有長遠全局的特點，首要目的是調查、發(fā)現、預防和改善與生活方式的規(guī)劃以及與產品有關的社會問題、心理問題和環(huán)境問題。④現如今，工業(yè)設計在生產力中的作用日益凸顯，因此，我們將繼續(xù)深入研究與探索設計調查這門課程，更好地引導學生認真思考：如何通過設計去規(guī)劃一個美好的生活？如何通過設計去改善人與人、人與社會、人與自然的和諧統一？

注釋

① （美）Norman著.設計心理學[M].梅瓊，譯.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

② （美）Arlene Fink著.如何設計調查問題[M].黃衛(wèi)斌，譯.北京：中國勞動社會保障出版社，2004.

工業(yè)產品設計要點范文第5篇

關鍵詞：高強度；鋼板模具；熱沖壓水冷；設計要點

1高強度鋼板熱沖壓水冷模具工作部分的設計介紹

1.1傳統凹、凸模具工程出圖設計

高強度鋼材的模具設計應該按照熱沖壓水冷的常用處理方法進行，按照熱沖壓鋼板的變形特點，進行模型凹凸區(qū)域的協調變形設計，有利于提升模具結構沖壓處理中的熱適應性。模具基本機構設計以凹模與凸模的契合設計為主，選擇強度為120～140MPa的普通鋼板作為凹模底座，并且由180～240MPa高強度鋼板作為凸模板對整體結構進行磨削處理。傳統的水冷模具設計上考慮機床沖壓作業(yè)中的穩(wěn)定性問題，其彎曲變形區(qū)域為開口向上的“V”字形，符合機床加工作業(yè)中的重力分布特點。在高強度鋼板熱沖壓水冷模具設計處理中，產品設計應該滿足工程出圖的需要，根據鋼板熱沖壓水冷特點，進行模具設計工程出圖。高強度鋼板沖壓加工的難度比較大，為了確保鋼板材料切削加工效率穩(wěn)步提升，技術人員應該做好模具母體參數的分析工作，努力提升產品設計能力。

1.2創(chuàng)新型模具的協調變形設計

新型的冷成型改進模具設計在模型上方增加了壓邊圈，確保熱沖壓水冷模具在彎曲變形中不出現無規(guī)則變形問題。用它來處理260～300MPa的超高強度鋼板與320～420MPa特高強度鋼板的沖壓作業(yè)，能夠收獲良好的沖擊性能。新型的冷改進模具設計方法中凹模與凸模的彎曲變形區(qū)呈“Z”形，其變形量更加均勻。新型的沖壓水冷模具設計強化了對于壓邊圈的使用和設計，確保高強度鋼板在沖壓處理時不出現滾動和不協調變形現象。熱成型水冷模具設計中，其不同沖壓區(qū)域的受力分析更加細化。凹模與凸模之間的彎曲變形為不規(guī)則形態(tài)，貼合了凹模與凸模在沖壓中的變形軌跡，高強度鋼板在加工作業(yè)中呈現出協調變形的特點。根據模具最終裝配之后的狀態(tài)進行模型試驗，做好產品品質的檢驗工作，對于試模不合格的水冷模具應該進行返修處理。在鋼板沖壓水冷加工活動中，工廠設計人員應該考慮到水冷模具內沖壓和淬火的技術難點，努力提升產品設計能力和模具設計能力。從保障模具制造加工工藝提升的角度出發(fā)，提升技術人員的機械加工能力和數控加工水平。在模具裝配環(huán)節(jié)中，根據當前數控加工機床作業(yè)的特點，進行鉗工操作方法的再調試作業(yè)。為了提高鋼板模具成型設計質量，技術人員應該做好模具調試安裝的細節(jié)管理工作，提升生產線中模具產品質量檢驗的準確性，對于大小不合格的部分進行切削處理。

2高強度鋼板熱沖壓水冷模具溫度控制

2.1前期階段的溫度控制設計

在前期準備階段，技術人員應該根據鋼板的加工要求進行裁板樣式的選擇，在落料階段控制好始鍛溫度和終鍛溫度，認真做好加熱處理。將常見的高合金鋼鍛造溫度控制在合理的范圍之內，其中，鋼號Cr12的材料其加熱溫度平均為1100～1150℃之間，在沖壓過程中根據成形要求控制好鍛造溫度。其中，始鍛溫度為1050～1100℃之間，鋼材的終鍛溫度為850～900℃之間。鋼號Cr12MoV的材料其加熱溫度平均為一千度左右，在沖壓過程中根據成形要求控制好鍛造溫度,并且在沖壓成形之后對模具進行保壓定形處理。其中，始鍛溫度為1000～1050℃之間，鋼材的終鍛溫度為840～880℃之間。鋼號CrWMn的合金材料性能比較特殊，在熱沖壓水冷處理中應該做好后續(xù)處理工作。其中，根據鋼板處理的模式特點，進行去氧化皮處理，并且根據激光切邊處理的情況進行防銹處理養(yǎng)護。在高強度鋼板沖壓模具設計中，技術人員應該按照工程出圖特點進行模具設計。在產品設計中分析后續(xù)的水冷沖壓處理方式的工序實施方法，對模具安裝的方法進行調試，從而做好模具返修處理工作。

2.2水冷管道成形工藝分析

對高強度鋼板進行熱沖壓成型后水冷處理，需要嚴格按照鋼板水冷模具成形工藝流程進行加工。做好鋼板設計的前期準備工作，并且在沖壓過程中做好溫度控制的細節(jié)管理。根據高強度鋼板使用類型進行分析，在后續(xù)處理中對鋼板材進行二次加工，使其具備一定的使用價值。這種模具設計方法可以處理強度在1000MPa以上的熱成型鋼板材料，使其在熱沖壓水冷處理之后達到一定的屈服強度。這種模具設計中，技術人員更多地考慮不同加工作業(yè)區(qū)模型板塊的受力情況，在溫度的控制中，根據不同的模型設計特點，選擇鑲拼式冷卻管道和鉆孔式冷卻管道，確保高強度鋼板加工表面載荷作用分布合理?？紤]到工業(yè)產品中鋼板的抗拉強度與伸長率之間的關系，防止在熱沖壓水冷作業(yè)中出現疲勞極限問題。熱沖壓水冷模具的系統設計對于加工效果影響較大，考慮RDH對穩(wěn)定后模具最高溫度的影響，根據實際模具優(yōu)化前后溫度分布的情況，進行模具設計方案的優(yōu)化。

2.3鋼板熱力耦合有限元分析

在高強度鋼板熱沖壓水冷模具設計中，技術人員應該做好鋼板材料熱力耦合有限元分析工作，計算鋼板熱沖壓中的速度場和溫度場的收斂情況，利用有限元分析流程計算溫度場第二近似值，從而計算出新的溫度場。在模具設計的過程中，技術人員應該根據加工方式更新節(jié)點坐標和單元等效應變的相關參數。通過溫度有限元方程計算初始溫度率，使模具設計方案達到鋼板變形設計的需要。高強度鋼板熱沖壓濕冷模具的設計，需要根據設計要求合理進行抗拉強度選擇，考慮到零件的快速成型加工需求，滿足鋼板熱沖壓模具加工處理的要求。以400～600MPa高強度模具沖壓成型工藝設計進行分析，在下料之后技術人員需要對熱沖壓的時間進行控制，將熱沖壓機床的連續(xù)加熱爐加熱到AC3左右，使模具底板中的鋼材原料充分奧氏體化。將預處理中的鋼板材料快速移動到沖壓機區(qū)域內，確保鋼板材料實現快速合模和成形，高強度鋼板保壓冷卻之后溫度保持在100～200℃之間，確保熱沖壓成型之后模具內容物組織全部為馬氏體。

3不同牌號高強度鋼材的模具分塊設計和參數控制

在高強度鋼板材料的熱沖壓加工成形處理中，混合材料隨室溫冷卻之后，技術人員可以采用激光處理的方法，對模具進行切邊和沖孔加工作業(yè)。在高強度鋼板模具設計中，技術人員應該考慮到不同牌號模具鋼材的綜合性能，根據鋼材的可塑性特點，選擇合適的鋼板沖壓加工方法。其中，ALVAR14牌號的鋼材沖擊性能較低，數值為2，延展性能數值為2，鋼材在流入后凹模之后的成形的方式為壓縮處理。這種牌號的鋼材抗回火性能數值僅為1，熱強度數值為1，HRC數值為40～47，在400℃加工環(huán)境中熱導率數值為30。綜合分析這種鋼材的性能較弱，可作為一般強度類鋼制零件的制造材料。QRO90SUPERME類鋼材抗回火性能比較強數值為5，其熱強度數值為5，HRC數值為46～50之間，熱膨脹率數值為3，熱導率（400℃）數值為33，材料的延展性數值為2.5，材料的沖擊性能為2.5，此種高強度的鋼板材料需要考慮回彈結果。根據沖壓水冷加工作業(yè)中不同料厚的特點，分析鋼板材料的屈服強度和抗拉強度，進行高強度鋼板的加工處理。如果采用裸板材料進行加工處理，可以采用噴丸處理的方式，去除零件表面一層的氧化皮，在高強度鋼板熱沖壓處理之后，沖裁模型受力狀態(tài)將會更加均勻。22MnB5型號的鋼板材料在下料之后，經過充分的加熱處理之后，可以得到抗拉強度為1500MPa左右的零件。

4結語

高強度鋼板熱沖壓水冷模具設計是一項系統性較強的工作，模具設計對于后期鋼板加工產品的成型質量有重要影響。它需要綜合計劃部、技術部和制造部、保障部、質量管理部門的協調配合作業(yè)，才能夠生產出符合數控機床作業(yè)要求的模板。技術部在產品建模中，應該做好前期的圖紙設計工作，并且要編制工單和零件表示，制定具體的工序工藝卡，在沖壓水冷模具設計中根據機加工及裝配的方式，做好外形加工、標準件精密磨削處理等，確保水冷模具成形質量較高。

參考文獻：

[1]張永亮,李雪剛,張鑫.高強度鋼板熱沖壓成形研究與進展[J].汽車工藝與材料,2015,02:41-46+49.