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专业课程设计指导书专 业：工业设计专业方向：工业设计机电工程学院2005年11月目 录一、设计目的、任务1二、设计内容2三、设计时间安排3四、设计工作要求9五、成绩评定9六、参考资料9附1：设计说明书（报告）格式11附2：课程设计说明书样式12一、设计目的、任务专业课程设计是在学习专业课程基础上，综合运用所学知识，进行工业设计专业设计的训练过程。目的是：在分析了解产品的功能原理、装配结构、连接方式及典型零部件的功能结构、加工工艺等机械工程的原理与工艺问题，运用机械和艺术学科理论知识与技能，进行产品设计整个过程的综合应用与训练。（一）专业课程设计的一般步骤专业课程设计一般从方案分析开始，进行必要的市场调研，以市场调研资料为基础，进行产品设计的构思、设计、出图、做模型、测试、生产等。本课程设计的步骤大体按以下的几个阶段进行：1. 准备阶段：1) 认识需求（来自销售人员、消费者的反映、市场信息、生活研究成果等）2) 收集资料（需求分析、市场分析和预测、环境因素分析、历史与现状分析、竞争对手分析、设计趋势、产品分析、人机分析、问题分析）3) 确定设计任务（与有关部门共同决策，制定设计目标：性能、价格、成本、目标市场生产、营销、广告等）4) 最终定义（新产品设计条件、要求和目标、委托人、企业条件、签订合同）2. 构思阶段1) 构思、设想、创意（概念设计草图、构想方案图、预想图、效果图、初步方式设计方案、初步模型、计算机辅助设计等）2) 选择方案、初审。3. 验证评估阶段1) 分析方案（功能、原理、强度、价值、款式设计、人机因素、模型、材料及制造条件分析，技术经济、社会需求、综合评估等）2) 试验（模型试验、*技术试验、*销售实验、*民意测验等）注：标*者可根据情况安排，下同。4. 设计定型绘制最后效果图、编写说明书、制作定型模型等。5. 生产定型绘制生产图、装配图、零件加工图、编写生产说明书，进一步验证设计。6. 商品化阶段组织试销，申请专利，按需求反映使用信息反馈以进一步修改设计，实现适销对路。（该阶段内容以设计答辩的形式体现）（二）专业课程设计中应注意的事项1. 专业课程设计是一次较全面的设计训练，可以综合运用全部的专业知识，它对以后的设计工作打好基础具有重要意义。在设计的过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精，才能在设计思想、方法和技能方面获得较好的锻炼和提高。2. 必须发挥设计的主动性，主动思考问题，完成设计任务。设计能力是依赖于长期的设计实践基础提高的，在设计工作中能否很好的利用已有的设计资料，继承和发展这些资料和成果是设计工作能力的重要体现。但是，根据新的设计任务和具体工作条件进行具体分析，在参考已有资料的基础上创造性的进行设计、构思，不单纯进行模仿，更是设计师不可缺少的能力。3. 要认真看待调研问题。调研不是随意的走动，而是有目的的去进行观察、了解产品的情况。对所作的每一项调查，都应有相关的资料文书等。4. 在设计产品草图阶段，应拓宽思路、全方位的考虑产品信息，多进行草图的设计，最少应该有10张以上的设计草图。5. 在设计的总体过程中，应该积极的听取他人的设计意见，采纳有用的设计观点，不要排斥别人的有益意见。二、设计内容（一）课程设计内容专业课程设计的对象一般为人们所使用到的产品，如计算机、电视机、电话机、手机以及大型的机械产品等的外观设计。通常包括下列内容：1. 产品设计的准备2. 产品设计的构思3. 产品设计的验证评估4. 产品设计的定型5. 产品生产的定型6. 产品的商品化（设计答辩）（二）要求每个学生应完成以下工作1. 课程设计说明书（含产品调研报告和产品设计说明） 1份2. 产品设计草图 1套3. 产品零件图 1套4. 产品效果图 1份5. 产品模型（大型产品1:5或1:10比例；小型产品1:1比例） 1件以上工作中，采用计算机辅助设计的部分需提交原始文件，手工绘制的需提交数码照片，产品模型一律提交数码照片（电子档）；完成规定的全部工作后，方可进行设计答辩。三、设计时间安排（一）设计时间2005-2006学年第一学期，第15周至18周（2005年11月28日2005年12月25日）。（二）时间分配参考、设计任务以下各阶段在转到下一阶段之前，必须由指导教师的批准方能转段。1产品设计的准备阶段（1天）（1）提出或发现问题工业设计的任务可以由委托人亲自提出（即受雇于委托人进行设计），但更多的都是由设计师去发现问题，作为自身的任务（即设计师自行的去进行某种设计）。如果是委托人提出的，同样要通过调查研究，来核实委托人所提任务的合理性，如果发现所提任务不符合实际，可劝说委托人进行修改。提出问题，可以从几个方面入手：1) 多数可来自销售人员对市场营销的建议和消费者对现有产品的意见，还来自市场需求信息和消费热点信息，从这些建议，意见和信息中寻找问题，对现有产品不满意的问题，对有竞争力商品的分析其优势和特点。这些属于显在需求方面提出问题。2) 对于潜在需求方面的问题，多数需要设计师通过对人们生活研究成果和消费者未来消费趋势的研究中寻找。设计师深入生活，从设计原点服务于人这一点出发，可以找到很多不尽人意的地方，发现问题；也可以从设计原点创造更合适的生活方式出发，去发现人们合理的潜在需求和可以实现的梦想。把以上几个方面结合起来，便是认识需求，发现创新的机会，改进商品的问题，这就是提出问题或发现问题。（2）收集资料收集所发现问题的所有资料，如需求分析、市场分析和预测，环境因素分析、历史与现状分析、竞争对手分析、设计趋势和产品发展趋势信息，人机分析、有关问题的分析等。这些资料大多从市场营销中来，从使用者中来，从生产企业和销售商中来，从文献中来。为此，需要进行市场调查与预测，消费者需求调查和预测，用户调查、生活调查和生产调查以及文献资料调查。具体的收集资料的做法有：1) 向有关生产厂家进行资料收集：如果附近有生产所要设计产品的工厂，则可直接向厂家了解产品情况；如果附近没有，可以采用信件，电邮等方式了解情况；2) 向产品销售者收集资料：直接去商品的出售点询问产品的价格，功能，形势，产品销售情况，用户反馈情况等资料；3) 向产品的使用单位（者）收集资料：可以直接询问拥有此产品的消费者对该产品的满意度，使用性能，以及对该产品还有怎样的建议等；4) 向有关专家，学者收集资料；询问一些专家，学者对该种产品的意见、建议，了解与该种产品有关的先进的资料等；5) 在资料库中收集资料：在书馆或电子书库中查询与该产品有关的文献资料记载；6) 通过网络获得产品资料。（3）确定设计任务在发现问题和收集资料的基础上，可以初步确定设计任务，即设计目标。往往要与有关方面的人共同来确定，这既能避免片面性，又能动员大家一起解决问题。所谓确定设计任务，就是确定设计什么、在什么时间、在什么地点、面对什么目标市场、由什么单位生产、如何去设计、如何去生产、如何去销售？初步确定，有可能确定的不符合实际或部分偏离实际，可以一旦发现偏差就反馈，进行修正，属于正常现象。设计就是在不停的修改中得到完善的，因此，初步确定设计任务时候不要受到太大的限制。有了设计目标，接着就要落实到各项指标上，如性能、价格、成本、目标市场、生产营销、广告等。综合以上信息编制产品调研报告。2. 产品设计的构思阶段（2天）工业设计师不但善于发现问题，更要善于解决问题。构思就是要寻找解决问题的方法。包豪斯原理、综合信息原理、生活圆点原理以及技术美学原理等都可以在构思中大胆的运用。包豪斯原理：就是讲科学和美学、技术和艺术结合起来，将逻辑思维与形象思维结合起来，将工艺技师和艺术家以及工程师结合起来，进行创新设计。其核心是科学与艺术的结合。综合信息原理：一个产品设计的好坏，自然就与综合和创新信息的多少、信息综合的程序有关，所载的这类信息越多，这件产品就越好。这些被设计出来的信息越清晰、越有序、越创新，这件产品的价值就越高。并且，这些多元的复杂的信息被综合后，若能反映出一些同期产品所具有的新信息，它的影响就越大。生活圆点原理：设计师要想创造试销对路的新产品、要想创造更合理的生活，就必须深入生活，到消费者中去调查、体验生活。只有善于体验生活，了解生活，才能产生创造更好的生活的能力。技术美学原理：主要有4点：1) 主体原则：审美创造是为了人。只有适应于人的使用目的和操作活动，产品才有技术美。2) 功能原则：产品不仅具有物质功能，而且具有精神功能，只有两者相统一，才能给人以美的享受。3) 综合原则：产品美首先在于功能美，并通过形式美来表现，而且体现了产品的功能、形式、色泽、结构、材料等的综合统一，体现效能、经济和美的统一。4) 发展原则：形式美是随时间而磨损或变化的，因此需要不断创新。产品形态也没有终极，美具有时代性、模糊性、导向性和多样性，必须不断创新。技术美学研究的美的形式规律，都可以用于工业设计，如黑白与色彩、比例和重心、对比与调和、变化与统一、平衡与对称、节奏与韵律、空间分割、艺术抽象、视觉感受、心理审美等。 构思设计的本意就是“想法”、“创意”、“构思”及“意匠”，所以构思是整个工业设计中最富于创新精神的部分。这部分包括概念草图、构思方案图、预想图、效果图等，为了反映构思的立体形象，常采用初步的模型或电脑设计的立体图来表达。构思过程既是创新的过程，也是比较的过程，常常设计多个方案，既有概念设计（不考察现有的生活水平、技术和材料，而是在设计师预见能力所达到的范畴内来考虑人们的未来，是一种开发性的构思），又有方式设计（强调“设计的不是产品，而是人们的生活方式”，也就是将重点放在人们行为的研究上，研究人们生活中的种种难点，从而设计出超越当前现有水平，以适应数年后人们新的生活方式所需要的产品）的方案；既有现实的方案，又有超前的构思如果说好的方案是构思的，不如说好的方案是从好多方案中挑选出来的，是竞争出来的。构思过程不仅是创新，而且是深入生活的过程，不是一次完成的，直到得到满意的构思为止。一般构思至少有35个方案，日本铃木等大的公司要求一件产品的构思方案每天不得少于20次。要构思创新，就要深入生活，不断深化对问题的认识，不断调查和分析市场信息。所以，实际上，构思的过程与收集资料，调查市场，数生活和分析综合过程是同时进行的，相互反馈，相互启发。构思也是信息综合的过程。在构思中，应该经常想到：所认定的问题的实质是什么？问题的原点在何处？采用什么办法解决这个问题的关键？解决问题后会有什么新问题出现？如何将最新的科技成果和设计最新潮流用于其中？如何把爱贯穿于问题解决之中等。构思一定要从设计原点（生活）出发，从全社会、全人类、全球出发。注意设计在促进了社会发展的同时，是否带来了巨大的问题。比如，现时的塑料包装，满足了快捷的同时，带来了巨大的环境污染问题，被称为“上世纪最糟糕的设计”等在构思阶段，要考虑工业设计的三大基本要素的设计，即功能，造型，技术物质条件：(1) 功能：能够满足人们需求的，称为“功能”，是指能完成的工作和作用的能力。产品的功能，是指产品所具有的某种特定功效和性能的能力，如电灯的特定功能是照明；此外，产品还具有传递某种特殊信息的功能，如同样是手表，它们的基本功能都一样，是提供计时性能，但一块价格昂贵的金表，就象征主人的富有，给人以富贵之感；而一块电子表，则可以显示使用者是富有时代气息的人。功能是产品的目的和主要内容，是造型的出发点。功能具有双重性，即物质和精神功能两个方面。产品的物质功能是指以产品的使用为主体的产品的实际效能和作用，是产品功能的基本方面；产品的精神功能是使用功能的延伸和扩展，是物质功能的重要补充。随着物质条件的富有，人们越来越多的追求精神功能。因此，产品的性能不仅应是满足人们使用的要求，安全，可靠，还包括满足人们的生理和心理等方面的精神需求。(2) 造型：即形式，是功能的表现形式，是产品为了时下其所要达到的目的所采取的结构活动方式，即具有特定功能产品的实体形态。功能决定造型，造型服务于功能，反映功能。因此功能与造型是统一的，是产品的内容与形式的关系。好的形式不仅满足人们在生理上的习惯和特征，而且要符合人们的心理需要。要体现出设计风格和传统。要传递各种信息，如时代信息民族习惯信息，民族伦理信息等。(3) 技术物质条件：赋予材料以特定的造型乃至功能的则是各种制造技术、工艺和设备，称这些为“物质技术条件”。功能的实现和造型的确立，要靠正确选择构成产品的材料。必须掌握各种材料的性能和特点，懂得适应各种造型特点的各种材料的结构、加工工艺等，使设计与材料恰当搭配。在构思阶段还要考虑“适用”、“经济”、“美观”的原则（1）适用：“适用”是指产品适宜于人们的使用，包括产品物质功能和精神功能的满足，即不仅体现为技术功能和工艺好，而且体现为整个产品的使用功能、与环境相适应的程度和精神功能。“适用”包含两个方面：技术性能与整体关系。（2）经济：“经济”是指在产品设计中，要考虑产品的费用问题，在满足产品所需功能（物质与精神两方面）的同时，尽可能达到费用最低。产品的费用包括两大方面，即产品的生产费用和使用费用。产品的生产（包括制造、包装运输、销售），即产品的成本加上其利润；同时，产品在使用过程中，还会花费一些费用，如汽车使用中的维护等，有时候产品的使用费用要比产品的制造费用高出好多，因此，必须在利用消除不必要功能、降低产品生产费用的同时，降低产品的使用费用。（3）美观：“美观”是指产品的形式要满足人们的精神享受和审美需求，体现时代和社会的什么情趣，体现产品本身的特色，使人们不仅得到物质需求的满足和使用的满足，也可以得到心理上的愉悦。在色彩上，在形式上要满足人们日常的生活需要。构思可以用初步模型进行表现，构思中使用的模型应该具有直观，易于分析关系，和便于制造的特点，一般采用以成型的材料，如泥土、石膏、塑料、木材、低熔点合金、纸板等，为节约材料可作缩小的相似模型。也可以用电脑设计的立体造型来代替初步模型。 选择对构思的各种方案进行评选，选择符合设计目标的方案，评选出相对比较可行的方案。3. 产品验证评估阶段（10天）(1) 分析方案：从功能、原理、款式、价值、人机关系、环境和技术以及社会等各个方面进行综合评估，既考虑科学技术因素，又考虑文化艺术因素，还要考虑市场需要和社会效益。(2) 实验：将方案按照设计尺寸制成模型，一般是1:1的实际模型（这里我们要求小产品作1:1的模型，大型产品作1:5或1:10的模型），增强验证的真实感。对模型进行各种实验，以取得必要的数据和资料。这包括技术试验，销售试验和看样调查等内容。请消费者、有关销售人员和用户，对方案模型进行评议，做民意测验。根据评估结果，满意的可以进行设计定型。对于不满意的，要进行重新设计构思。对于部分不满意的，要进行修正或重新构思。4. 产品设计定型阶段（4天）根据评估后确定的最后的方案，绘制最后的效果图，工程尺寸图（零件图），进行产品的干涉检查，编写产品设计说明书，并准备制作定型模型。一般要求定型模型与未来生产的新品是一样的。由于生产者不是设计师，因此必须运用传达技术，使设计师表现清晰、易懂、完整。应当将设计方案的意图、选择方案的特点，使用对象、销售范围、使用时间和条件、此方案比现有产品的优点，比竞争者产品的优点等介绍清楚，要在编制产品设计说明书中一一交待清楚。5. 产品生产定型阶段（3天）生产定型工作大部分属于技术人员和生产人员的工作，但是设计师应该参与，以便把设计的意图贯穿到生产中的每一个环节，同时一旦生产中发现问题，也有利于解决或修改设计。所以通常需要设计师、工程师和生产管理人员及工人结合起来。绘制生产图、装配图、零件加工图、编写生产说明书，组织生产中，进一步验证设计。最后制作出完整的定型模型（样件）。6. 产品商品化阶段（设计答辩）商品化阶段工作大部分属于企业管理人员和营销人员的工作，但是工业设计师应该自始至终的参与。因为设计师除了设计产品外，还要考虑产品的商标，外包装以及产品的运输等问题。在如何推销产品、提高企业形象和提高产品形象方面，设计师有着重要的作用。对以上各个阶段进行总结，查缺补漏，完成整个设计任务，进行答辩。四、设计工作要求在课程设计教学中，要求做到：学会综合运用机械与艺术理论知识，指导解决设计中的问题。训练独立工作能力，刻苦钻研，对设计课题有独特见解，勇于创新。严格执行设计规范，工作态度认真，工作作风一丝不苟，对设计成果精益求精。五、成绩评定1）成绩分布独立完成设计任务（含出勤） 20分设计方案、说明书、图纸、程序、计算等完成的质量 30分创新与发挥 10分答辩（口试） 40分2）合计100分，分为优、良、中、及格、不及格五档。六、参考资料1. 机械制图（第4版），大连理工大学工程画教研室编，高等教育出版社1993年5月出版；2. 机械制图习题集（第3版），大连理工大学工程画教研室编，高等教育出版社1993年5月出版；3. 机械原理，陈作模、傅则少，高等教育出版社；4. 机械设计（第六版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社；5. 机械制造技术基础，卢秉恒主编，机械工业出版社1999年10月版；6. 绘画透视原理与技法（第2版），李蜀光编，西南师范大学出版社2001年12月版；7. 产品设计效果图技法，日清水吉治编，北京理工大学出版社2003年10月版；8. Pro/ENGINEER中文野火版应用教程，唐俊编，清华大学出版社2005年版；9. 人机工程学（第三版），丁玉兰主编，北京理工大学出版社出版。编制： 工业设计教研室 李明、孙秀荣 2005年11月 附1：设计说明书（报告）格式（一）正文：正文内容层次序号为： 1、1.1、1.1.1。正文内容一般为：1、选