（设计艺术学专业论文）模块化产品艺术设计方法的研究.pdf

颐l ：学位论文 摘要 杨振宁预言，2 1 世纪是一个设计的世纪，产品设计是大势所趋。在市场竞争 日趋激烈和全球化的今天，对生活的方方面面要不断重新设计。传统的设计方法 和工程手段已经与实际要求不相适应。因此，希望寻求一种价廉质优的开发平台 来弥补传统的设计方法的不足，并且确保他们能够得到最佳的设计结果。所以， 设计师们不得不求助于一系列先进的产品设计技术、产品设计工具和产品设计方 法，以期缩短产品的设计周期，提高设计质量，降低设计成本和投资风险，减少 重复工作等等，并在产品功能与外型两个方面实现创新，从而满足瞬息万变的市 场需求和赢得用户的青睐。设计、技术和艺术之间应建立一种新的融合，我们不 能孤立地强调功能主义，而忽略艺术对产品本身的影响，同时也不能过分为表现 艺术而忽略功能性和产品制造技术，艺术与设计必须完美地结合。计算机技术的 深入发展和广泛应用必然将模块化产品艺术设计方法的研究和应用引向深入并逐 步走向产品形态设计智能化。因此，研究模块化产品艺术设计方法具有重大意义。 本文结合自己多年来在生产第一线进行产品设计的体会、设计实践和理论研 究，基于现代制造技术提出了模块化产品艺术设计方法，然后对该方法逐步展开 深入研究和论述。格式塔心理学和中国传统哲学为模块化产品艺术设计方法提供 了形态美学理论基础，模块化产品理论为模块化产品艺术设计方法提供了结构理 论基础。对产品模块的规划、划分、分类和标准化进行了具体论述。产品功能模 块的研究和设计不是产品艺术设计的重点，产品艺术设计的重点主要是产品艺术 形态的设计，其中包括产品形体模块的构建和产品外观装饰模块的构建。模块整 合采用物理配置法、机器生成法、形式要素法和情感表现法进行。并以咖啡壶的 形态设计为例具体说明模块整合法的应用。一个模块整合产品还要进行反复的形 态艺术设计直至整体形态优美。最后，将模块化产品艺术设讨方法应用到机床设 计实践中，对研究成果进行检验。 关键词：制造技术模块化设汁设计重用优格式塔 模块化产品艺术吐计方法的研究 a b s t r a c t j u s ta sm r z h e n n i n gy a n gp r e d i c t e dt h a t2 1 “c e n t u r yw o u l db eac e n t u r yo f d e s i g na n dp r o d u c td e s i g ni sa ui n e v i t a b l et r e n d n o w a d a y s ，w ea r er e q u i r e dt o f e d e s i g na l la s p e c t so fl i f e ，b e c a u s et h eg l o b a l i z i n gm a r k e ti sb e c o m i n gm o r ea n d m o r ec o m p e t i t i v e t h et r a d i t i o n a ld e s i g nm e t h o d sa n de n g i n e e r i n gm e a s u r e sa r en o t c o m p a t i b l ew i t hp r a c t i c a lr e q u i r e m e n t s o ，w eh o p et o f i n da ni n e x p e n s i v ea n d h i g l l - q u a l i t yw a yt oc o m p e n s a t et h es h o r t c o m i n go ft h et r a d i t i o n a lo n ea n dt om a k e s u r ct h a tw ec a ng e tt h eb e s td e s i g nr e s u l t s t h e r e f o r e ，d e s i g n e r sh a v et or e s o r tt oa s e r i e so ft h ea d v a n c e dt e c h n o l o g i e s ，i n s t n u n e n t sa n dm e t h o d so fp r o d u c td e s i g ni n o r d e rt os h o r t e i at h ec y c l eo fp r o d u c td e s i g n ，i m p r o v et h eq u a l i t yo fd e s i g n ，r e d u c et h e c o s to f d e s i g na n di n v e s t m e n tr i s k ，a n dl e s s e nt h er e p e a t e dw o r k a tt h es a m et i m e ，w e c a nm a k ei n n o v a t i o n si ns u c ha s p e c t sa sf u n c t i o na n da p p e a r a n c eo f p r o d u c t st os a t i s f y t h en e e d so ft h em a r k e tc h a n g i n gf a s ta n d w i nc u s t o m e r s f a v o r an e wh a r m o n i o u s r e l a t i o ns h o u l db ee s t a b l i s h e da m o n gd e s i g n ，t e c h n o l o g ya n da r t o nt h eo t h e rh a n d ， w ec a n n o tm e r e l ye m p h a s i z ef u n c t i o n a l i s ma n di g n o r et h ei m p a c to ft h ea r to n p r o d u c t s ；o nt h eo t h e rh a n d ，w ec a n n o tp a y t o om u c ha t t e n t i o nt ot h ea r te x p r e s s i o nb u t o v e r l o o kt h ef u n c t i o na n dt h em a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g yo ft h ep r o d u c t t h ea r tm u s t b ew e l lc o m b i n e dw i t ht h ed e s i g n t h ed e e pd e v e l o p m e n ta n dw i d ea p p l i c a t i o n so ft h e c o m p u t e rt e c h n o l o g yw i l li n e v i t a b l yl e a dt h er e s e a r c ha n da p p l i c a t i o n s o ft h e m o d u l a r i z e dp r o d u c ta r td e s i g nt od e e p e rd e v e l o p m e n ta n dt op r o d u c tf o r md e s i g n i n t e l l i g e n c es t e pb ys t e p t h e r e f o r e ，i ti so f g r e a ti m p o r t a n c et os t u d yt h em e t h o do f t h e m o d u l a rp r o d u c ta r td e s i g n a c c o r d i n gt om ye x p e r i e n c eo fd o i n gt h ep r o d u c td e s i g nf o rm a n yy e a r si nt h e w o r k s h o pa sw e l la sd e s i g np r a c t i c ea n dt h et h e o r e t i c a lr e s e a r c h ，if i r s tb r i n gf o r w a r d t h em e t h o do ft h em o d u l a rp r o d u c ta r t d e s i g nb a s e do nm o d e mm a n u f a c t u r e t e c h n o l o g i e s ，a n d t h e nd i s c u s st h i sm e t h o di n d e t a i l a c c o r d i n gt o t h eg e s t a l t p s y c h o l o g ya n dc h i n e s ep h i l o s o p h ya r et h et h e o r e t i c a lb a s e so f t h em o d u l a rp r o d u c ta r t d e s i g n i nt h es a m et i m e ，1w i l ld e t a i lt h ep l a n n i n g ，t h ed i v i s i o n ，t h ec l a s s i f i c a t i o na n d t h es t a n d a r d i z a t i o no ft h ep r o d u c tm o d u l a r t h er e s e a r c ha n dd e s i g no nt h ep r o d u c t f u n c t i o na r cn o tt h ef o c u so f t h ep r o d u c ta r td e s i g n ，w h i c hc o n c e n t r a t e sa t t e n t i o no nt h e d e s i g no ft h ep r o d u c ta r tf o r m ，w h i c hi n c l u d e st h ef o r m a t i o no fb o t hs t r u c t u r a lm o d u l a r 倾f ：学位论文 f o rp r o d u c t sa n dt h eo u t s i d ea d o m m e n tm o d u l a rf o rp r o d u c t s m o d u l a rc o n f o r m i t yi s a c h i e v e d b y s u c hm e t h o d sa st h e p h y s i c a lc o n f i g u r e ，m a c h i n e - g e n e r a t i n g ， f o r m a l f a c t o r sa n de m o t i o n e x p r e s s i n g 1d e t a i lt h ea p p l i c a t i o no ft h em o d u l a r c o n f o r m i t yb yt a k i n gt h ef o r md e s i g no ft h ec o f f e e p o ta sa l le x a m p l e m o r eo v e la p r o d u c to f t h em o d u l a r - c o n f o r m i t ya l s on e e d st ob ea r t - p r o c e s s e d f i n a l l y , ia p p l yt h e m e t h o do f t h em o d u l a rp r o d u c ta r td e f i g nt ot h ed e s i g np r a c t i c eo f t h el a t h ea n dt e s t i f y t h er e s e a r c ha c h i e v e m e n t k e yw o r d s ：m a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g i e sm o d u l a rd e s i g nd e s i g nr e u s ep r a g n a n t 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名： 罗弩磊 日期：硼q 年年月，9 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇 编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“”) 篡辅 导师签名：【庭涨 日期：删年4 月f ，日 日期：坩噜年4 月i 乙日 硕l 学位论文 第1 章绪论 杨振宁预言，2 l 世纪是一个设计的世纪，产品设计是大势所趋。 产品设计既是对人们生活需求的满足，同时又是在超前性地设计着人们的未 来生活。设计创造未来，设计不仅仓造美的形态，更是创造一种新的生活方式。 人类的设计活动必然随着人类的文明进步，人们文化水准的不断提高而显得越来 越重要。在市场竞争日趋激烈和全球化的今天，人们需求日趋追求新潮、个性化 和复杂化，单纯的功能产品在物质日益丰富的社会里已经不能适应人们的需求。 人类生活水平在提高，对生活的方方面面要不断重新设计【l 】。 传统的设计方法和工程手段已经与实际要求不相适应。因此，希望寻求一种 价廉质优的开发平台来弥补传统的设计方法的不足，并且确保他们能够得到最佳 的设计结果。所以，设计n h i g 不得不求助于一系列先进的产品设计技术、产品设 计工具和产品设计方法，以期缩短产品的设计周期，提高设计质量，降低设计成 本和投资风险，减少重复工作等等，并在产品功能与外型两个方面实现创新，从 而满足瞬息万变的市场需求和赢得用户的青睐【2 】。 因此，本文结合多年在生产第一线进行产品设计的体会、设计实践和理论研 究，提出了模块化产品艺术设计方法，并研究如何按照现代先进制造技术的思想 体系来把现代产品设计与制造技术融为一体。 设计、技术和艺术之间应建立一种新的融合，设计过程中自始至终都应该渗 透着艺术和关照到生产制造技术，一件设计良好的产品应该是一件设计艺术作品， 是先进文化、技术和艺术的载体d j 。不能孤立地强调功能主义，而忽略艺术对产 品本身的影响，同时也不能过分为表现艺术而忽略功能性和产品制造技术，艺术 与设计必须完美地结合h 】。同时考虑到计算机技术的深入发展和广泛应用必然将 模块化产品艺术设计方法的研究和应用引向深入，所以力争使本文研究的模块化 艺术设计方法成为研究智能模块化产品艺术设计方法的基础。 1 1 论文的研究背景 目前，世界各国普遍曩视提高产品的设计水平，以增强产品在市场上的竞争 力，从而增强综合国力。如英国从6 0 年代开始，就以国家政策和财力来支持发展 与推广设计新技术；德国提出“设计就是科学”：美国成立有“设计委员会”：r _ | 本将设计看作是技术、经济、美学和人机学的一体化整体，并极力推广和采用新 技术，从而大大提高了产品在国际市场上的竞争力。近年来，国际上每年至少“ 模块化产品艺术设计方法的研究 丌一次与设计相关的国际会议，探讨设计的新理论和新方法垆】。 市场竞争日趋激烈和全球化，对生活的方方面面要不断重新设计，设计任务 越来越多，设计师将越来越繁忙。 计算机的介入给设计带来了巨大的变革，传统意义上的设计观念、设计方法 及设计方式等都在计算机的冲击下进行着不断的调整和变化。 1 2 目前的设计理论及缺陷 现有一种产品设计传统观念和传统思维模式，往往只对结构、性能等方面进 行设计，即人们通常所说的“机械设计”，其设计产品己不能适应目前国际化的新 市场。有些机械工程师往往考虑的是产品的机械性能、内部结构等，而忽略了产 品外型的艺术效果和人文特色；同样，有些工业设计师们设计的是产品的外观形 象，完全按照艺术设计的创作思维方式来设计产品，而不考虑该产品的机械性能、 制造成本、可能实现的生产工艺、材料的选择、生产加工的难易程度等等1 6 j 。长 期以来，产品设计都会碰到产品的功能与形式的矛盾，结构与形态的矛盾，材料 与工艺的矛盾，规律性与多变性的矛盾，大众化与个性化的矛盾，产品的色彩和 肌理与环境不适应等等一系列问题。甚至有时产品的设计过程与制造过程是相脱 节的，使得在整个产品设计开发阶段，无法把握产品制造过程中各个阶段的具体 情况，从而不能有效地协调产品设计和制造过程的关系。只考虑机械性能、结构 等的产品往往会存在一些缺陷。市场需要高品质的产品，人们也需要高品质的产 品。对于制造商来说，传统的建模和分析方法成本也太高。 1 3 研究目标和解决的问题 设计方法虽然会随着设计分科而略有不同，但是各分科设计方法的共同核心 都在于人的创造力。以往产品艺术设计方法的研究往往以低速信息技术和制造技 术为前提，今天面对信息化、全球化和快速响应的社会，需要研究与之相适应的 产品艺术设计方法。因此，本论文确定的具体研究目标与要解决的问题在于： ( 1 ) 研究模块化产品艺术设计方法 ( 2 ) 研究现代制造技术与产品艺术设计方法相结合 ( 3 ) 研究使产品设计与制造能够快速响应市场 1 4 论文的组织 本文以多年的设计生产实践为依据，通过国内外设计理论的学习和研究提出 并形成模块化产品艺术设计方法。本文的安排如f ： 第1 章绪论 硕i 一学位论文 第2 章模块化产品艺术设计方法的提出 第3 章模块化产品艺术设计方法的理论基础 第4 章模块化产品艺术设计方法的实践依据及优点 第5 章产品模块的划分 第6 章产品模块的构建和整合 第7 章模块组合产品的艺术设计 模块化产品岂术搜计方法的研究 第2 章模块化产品艺术设计方法的提出 2 i 现代产品制造技术 2 1 1 现代制造技术的概况 2 0 世纪是一个伟大的世纪，就制造业来讲，涌现和产生了各种各样的先进制 造技术( a m t ) ，人们用这些技术制造了半导体、无线电产品与设旌、大规模集成 电路芯片，制造了汽车、机床、机器人、飞机、火箭、计算机、电视机、移动通 信设备及产品等成千上万的机电产品，极大地改变和丰富了人类的生产和生活方 式。先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现 代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、 使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取 得理想技术经济效果的制造技术的总称【7 j 。2 0 世纪8 0 年代末，世界各国由于发 展经济、增强国防的需要和日益激烈的全球化市场竞争的刺激，纷纷将传统的制 造技术与新发展起来的科技成果相结合，发展了制造技术。靠手抄书式的操作工 和机床来实现工程师设计的产品的老式机械制造方式己成为历史，现代制造业驾 驶着微电子和新材料，敲击着键盘，在掘工中心与模具组成的流水线上精密、高 效地复制着工程师在计算机辅助下设计的从市场捕捉来的最新产品。进入2 1 世 纪，先进制造技术将全面担负起它的伟大社会使命，快速、精确她生产出种类齐 全、功能良好、品质优秀的产品，以保障和提高人类现代化生活的质量i s ! 。 2 1 2 制造技术的永恒性 制造技术是关系到国家生存和繁荣的重要基础，它的水平与制造业的发达程 度突出反映了个国家、一个地区的经济实力和综台国力，人民的生活水平和生 活质量，国防能力和社会发展程度。从海湾战争和伊拉克战争可以清楚地看到， 美国利用先进的设计和制造技术研制的先进军事产品的优势和威力，在远距离实 施精确打击，伊拉克没有还手之力。a m t 因涉及到产品研制、开发、生产、服务 等多个方面，具有无所不在的独特性和不可估量的影响。美国学者在美国制造 业的衰退及对策夺回生产优势的报告中有一句名言：“一个困家要想生活好， 必须生产好”，非常精辟地概括了发展技术的重要性! “失去制造就失去未来 9 1 ， 这些语句都充分表明了制造技术对一个国家和民族的重要性，一个国家和民族需 要不断地、永恒地发展制造技术。 2 1 3 制造技术是所有工业的支柱 顾士学位论文 制造技术的涉及面非常广，冶金、建筑、水利、机械、电子、信息、运载和 农业等各个行业都要有制造业的支持，冶金行业需要冶炼、s l n 设备，建筑行业 需要塔吊、挖掘机和推土机等工程机械，因此，制造业是一个支柱产业，在不同 的历史时期有不同的发展重点，它需要制造技术的支持是永恒的。 2 1 4 制造技术的信息化 伴随着信息技术的发展，在人类社会的方方面面引起了一系列的革命和变革， 使人类进入了信息时代。信息革命不仅引起人们的思想观念、生活方式的变化， 而且导致了生产方式和制造哲理的巨大变化。对于信息技术可以这样说：近十年 来提出的新的制造哲理都离不开信息技术提供的支撑，以信息化制造技术为代表 的先进技术正使制造业处于重要的历史变革时期i l0 】。 信息技术是2 0 世纪发展最快、影响最大的技术之一，信息技术的引入带来 了制造技术的革命，制造技术的进步又促进了信息技术的发展。 2 0 世纪5 0 年代数控机床的发明揭开了机械发展史上新的页，标志着机械 制造业向着信息化迈出了第一步而进入信息经济时代。在随后的岁月里，以计算 机技术、网络技术、通信技术等为代表的信息技术被广泛应用于制造业的各个领 域，a m t 如雨后春笋层出不穷。这些技术改变了传统资本密集型、设备密集型、 技术密集型和知识密集型的生产与管理模式，使生产与管理模式向信息密集型和 知识密集型转变，使制造技术发生了质的飞跃，生产力的含义已转化为信息、自 动化设备和人的智力劳动。 随着知识经济时代的到来，信息这一要素正在取代历史上在制造系统占据主 导地位的物质和能量两大要素，而迅速上升为制约现代制造系统的主导因素，并 成为现代制造业中最重要的资源和最宝贵的竞争要素。制造技术的功能发生了很 大变化，它不仅能加工、处理信息，而且将制造信息录制、物化在原材料上，提 高其信息含量，使之转化为产品。现代制造业，尤其是高新技术、深加工企业， 其主要投入已不再是材料和能源，而是信息和知识：其所创造的社会财富实际上 也是某种形式的信息，即产品信息和制造信息。 目前，随着网络时代的到来以及i n t e m e t i n t r a n e t e x t r a n e t 的迅速普及和广泛 应用，计算机技术、网络技术和通信技术已成为制造企业的基础环境和制造技术 的重要手段。据1 9 9 7 年统计，世界5 0 0 强企业无一例外地建：莎了内部网。美国波 音公司利用c a d 技术、i n t e r n e l 和并行工程技术，采用数字化产品定义( d p d ) 和数据化预装配( d p a ) 信息技术，成功地实现了3 年内从设计到一次试飞成功 的目标( 过去，大型客机从发计到原型制造少则需要七八年，多则需要十年) ，实 现了第一架异地合作漫计的、无纸化飞机，从而丌辟了飞机制造史上无纸制造的 新篇章。h 本公司实现了网上生产线仿真系统，客户可以定量地分析所订购的生 模块化产品艺术墩计方法的研， 产线组成价格和性能的不同方案。制造技术在知识经济到来时呈现明显的信息化 趋势，可以说信息技术在促进2 1 世纪制造技术发展过程中的作用是第一位的，信 息技术将在更高更深的层次上渗透和改造传统制造业和传统制造技术，以智能化 ( i n t e l l i g e n c e ) 、网络化( i n t e r n e t ) 、集成化( i n t e g r a t i o n ) 、和创新( i n n o v a t i o n ) 为特征的信息化( i n f o r m a t i o n ) 制造技术将成为2 1 世纪制造技术的主要发展方向。 2 1 5 制造技术的综合性 现代制造技术已经不是一门单纯的机械学科，而是一门以机械为主体的交叉 学科，它与光学、电工、电子、材料、管理、艺术及社会科学等均有密切关系， 具有很强的综合性。 制造技术的综合性首先表现在机、光、电、微电子和计算机的结合，现代的 机床中，数控机床的比例已大幅度增加：单纯的机械产品已非常少，多年来机电 一体化的发展，到现在机电已经紧密地结合在一起，不可分割。 制造与材料的关系密切，半导体材料的发现和发展，不仅出现集成电路，而 且形成了微细加工、光刻等加工技术，因此，有新材料的出现就有相应的制造技 术形成【1 1 1 。 制造技术的综合性还表现在与经济管理有密切关系上，制造与管理已经不可 分割，计算机集成制造系统、并行工程、敏捷制造等都体现了制造与管理的结合， 甚至有时管理往往成为关键。 艺术与制造技术也是密切相关的，工业设计这一学科是科学与美学、技术与 艺术统一的综合学科，其内容包括工业产品设计、视觉传达设计和环境艺术设计 等。过去在物质贫乏的时代，人们主要关注产品的功能，寻求一定的产品功能来 满足人们简单的、赤裸裸的功能需求，例如草堂的居住功能，兽皮的御寒功能。 所以早期人们对，品的评价标准是功能好就是好产品，例如建筑能够良好居住就 是好建筑，衣服能穿、保暖效果良好人们就感到心满意足。今天人们除了产品的 良好功能需求之外，对产品的款式、色彩、质感、形象美丑等艺术需求也是不可 缺少的，而且摆在一个非常重要的高度，越来越受到人们的重视和关注。过去美 术、音乐、文学等表面看上去与设计技术和制造技术关系不大的东西，今天却成 为设计技术和制造技术的重要基础。因为它们可以陶冶人的情操，丌阔人的视野， 激发人的创新意识，调节人的思想情绪，提高人的思想水平，激发人的潜在智能。 它们的作用往往是内在的、潜藏的。 社会科学与制造技术更是密切相关，哲学、经济学、社会学往往会指导科学 技术的发展，导致应用技术的升级。 制造技术足科学技术和设计技术物化的基础。人们探索和揭示客观世界普遍 存在的规律，并将其上升为科学理论和科学原理，然后根据科学理沦和科学原理 顺l 学位论立 设计制造产品。从精神到物质，从设计师的灵感火花到深思熟虑的设想再到现实 功能产品。是靠加工制造来将人类的思想和文化进行物化的。反过来，科学技术 的发展又极大地提高了制造技术的水平。今天，人类的活动离不开制造，人类活 动的水平在很大程度上受到制造技术水平的约束。 2 1 6 面向制造的设计技术 产品设计需要经过物质设计和非物质设计两个大的阶段。面向制造的设计技 术就是在设计阶段就尽早考虑与制造有关的约束，全面评价和及时改进产品设计， 可以得到综合目标较优的设计方案，并可争取产品设计和制造一次成功。产品开 发和设计的目的是为了获得物质功能产品和精神功能产品，满足市场的需求和用 户的需求，使商家和用户获得不同的利益。所以产品设计方案最终必须产品化才 能产生社会效益。也就是说必须通过生产制造将设计构想用物质形态表现出来才 能满足人们的需求。一项设计要想投入生产，在现有生产制造技术条件下必须有 可行性，即在现有生产制造技术条件下可以生产制造出来。因此，我们在产品设 计时必须考虑物质设计和非物质设计这两个方面。首先设计人员要考虑产品的物 质因素，必须在一定程度上了解与设计的产品有关的制造技术和设计制造材料， 在设计时必须结合现有制造技术来考虑问题，必须在设计时思考将来产品投入生 产后的制造情况，必须在设计时就为产品选择恰当的制造技术和方法，使设计能 够有效的产品化。其次，必须在设计时考虑到产品的非物质性的特质，要从产品 为人提供服务、产品的人性化、产品的环保要求和社会发展的可持续性等方面进 行考虑，确保设计制造的产品，投放市场之后，社会效益优良。 2 1 7 产品设计的基本要素之间的关系 ( 1 ) 产品艺术设计的基本要素。 产品的功能、造型形象及物质技术条件是构成产品艺术设计的基本要素。这 三者是有机结合在一起的，其中功能是设计的目的，造型形象是产品功能的具体 表现形式，物质技术条件是实现设计的基础。 ( 2 ) 产品艺术设计的基本要素之间的关系。 构成产品艺术设计的三个基本要素是相互影响、相互促进和相互制约的。 产品的功能影响着产品的形念和造型，反过来，产品的形态和造型也影响着 产品的功能。 产品的物质功能和精神功能决定着产品的形态和造型手段。不同类型的产品， 其物质功能和精神功能会有不同的侧重，但是它们的造型形象必须符合功能的要 求，不同的功能需要不同的产品形态与之适应。对于同一类型的产品，功能一致 而造型形象多样，但它们都在不同的侧面体现和完善了产品功能。这种功能与造 模块化产“艺术设汁方法的研瓮 型形象之间的不确定关系，不仅为产品造型设计提供了多种可能性，也决定了设 计的主动性。此外，在某种程度上，造型形象也具有相对的独立性。从艺本性设 计的角度出发，造型形象有其自身的形式法则和规律，并不受产品功能的制约， 因为实现产品功能的结构形式，并不能构成造型形象的全部内容，因此，造型形 象的创造性才得以充分的发挥。但是，任何一种造型形象都应该有利于功能的发 挥和完善，至少不能妨碍功能的发挥，否则就会使产品设计变成一种纯粹的式样 设计，这种纯粹的式样设计人们往往并不认为是成功的设计。 2 1 8 物质技术条件( 制造技术) 各种材料、技术和设备是实现产品功能和造型形象的基础，是构成产品的重 要条件，每个产品都要以一定数目的零部件通过现代制造技术加以实现，现代工 业产品的设计是建立在现代制造技术的基础之上的。 新材料、新工艺的研究成功，使许多产品彻底从传统的式样中解放出来，开 拓更广泛的产品设计领域。众所周知，钢材、混凝土和玻璃的出现使整个世界的 建筑的面貌焕然一新；近代电子技术新成果的出现及大规模集成电路的产生使各 种机电产品小型化、自动化和多功能化；内燃机的发明和先进的加工制造技术的 运用，使汽车领域里的形态变革进入一个崭新的时期，使各种造型、款式的汽车 在制造中得以顺利实现。因此，了解和掌握当代晟新科学技术和研究成果，是创 造和设计产品的主要条件之一。 物质技术条件是实现产品功能与造型形象的根本条件。物质技术条件与产品 功能和造型形象之间也具有不确定关系。实现同一功能可以选择不同的材料、技 术和工艺，即实现同样功能的物质技术条件可以是相同的也可以是不同的。例如 木椅和钢管椅，他们的基本功能是相同的，都是供人们坐和休息，但制造它们的 材料却不同，一种椅子是用木材生产制造，另一种椅子则是用钢管生产制造，加 工木材和加工钢管所需要的场地、设备、工具和加工工艺也不相同。同时，除基 本功能之外，木椅和钢管椅所表现出的精神功能和造型形象都不尽相同。单就材 料而言，木材使人产生亲切感和崇尚自然的感觉，而闪亮的钢管则使人联想到现 代科技和先进的制造技术【。2 i 。在设计中，要的是充分了解和掌握现代社会中最先 进的技术、加工手段和最新的材料等信息知识，并将这些新的物质技术条件创造 性地加以运用，创造和丰富产品的功能和造型形象，从而将当代最先进的科学技 术和科研成果迅速转化为生产力。 产品艺术设计的三个基本要素是相互影响、相互制约和相互促进的，只有三 者有机结合，统一设计，才能充分体现出现代工业产品的实用性、艺术性和科学 性f 8 。这需要每一位设计师在设计实践中去具体把握。 倾l j 学位论义 2 2 制造技术与现代产品艺术设计 设计是一件十分复杂的事情。设计是随着人类文明进步而出现的一种复杂的 社会现象。设计现象的复杂性就在于它不仅是科学和技术现象而且又是文化和商 业现象1 1 ”。很少有其他的社会活动会具有这样多重社会背景的影响。特别是在许 多情况下科学现象、技术现象与文化现象、商业现象关系不大或者相互对立，因 而要想很好的解决设计问题就尤为困难而复杂。例如人类开始研究制造蒸汽机车 时，人类当时的手工业文化和艺术就不能容忍这种疯狂的机器，蒸汽机车巨大的 噪声把周围的居民吓破了胆，人们讨厌这种新产品，更具有讽刺意味的是人们用 马车和蒸汽机车比赛来讽刺蒸汽机车的缺陷。这是因为当时有关蒸汽机车的科学 技术与当时的文化现象、商业现象关系还不大，并且与手工业文明还存在冲突。 在人类社会发展的早期，人类文明水平低下，制造能力很差，对世界的认识 普遍停留在表面现象上，主要是感性认识，由此人类经历了漫长的手工业文明时 代i l “。在这漫长的手工业文明时代，由于科学技术的发展，要求人类必须揭示出 隐藏在事物背后的客观规律。当时人类的认知能力没有办法达到这个要求，所以 人类几千年科学技术发展缓慢，几乎是停滞不前，制造技术也没有多大长进。但 是在手工业文明时代，人类对视觉艺术规律的研究却取得了巨大的成果，人类在 哲学、艺术等方面取得了长足的发展，远远走在科学技术的前面。人类把当时的 制造技术如制陶技术、木材加工技术、漆器加工技术、染织技术等与当时的文化 艺术很好地结合起来，设计告4 造出了许多艺术水平极高的产品，例如中国明代的 家具、青花瓷器、汉代的丝织品和清代的漆器等。可以这样说，人类在手工业文 明时代，基于手工业时代的制造技术的产品艺术设计水平是非常高的。因此，不 管科学技术的发展水平和发展速度怎样，产品艺术设计都可以发展到一个极高的 水平。 当人类的认知能力取得了突飞猛进的发展时，人类开始把注意力转移到从事 科学研究上来，揭示宇宙世界的客观规律。从此人类常常抛开人类的文化艺术成 果，单纯从科学技术的角度去研究和探讨设计，去从事具体的设计活动，而且也 非常有成效。通过构想、试制样机、试验等取得了数不尽数的能够很好满足人类 需求的各种功能产品。例如早期的蒸气机、内燃机、电视机、计时器、汽车等等。 同时人类也利用所取得的科学技术成果开发探讨制造技术和制造方法来实现各种 功能产品。人类沿着这条探索道路一直往前走，于是就出现了设计和文化艺术脱 节的现象，许多工程技术设计和人类的文化艺术毫不相干。 单纯以科学技术为依托的设计和制造技术之削就存在这样两种情况，第一种 情况是人类的设计不基于已有的制造技术。人类设计构想出了某种对人类非常有 用的产品，但人类暂时没有办法良好的制造山水，必须等待科学技术的不断进步， 模从化产i 钴艺术吐| 十方法的 i ；| i ，c 新的科学技术成果不断问世，新的制造技术不断出现和成熟，才能有效地把该产 品生产出来。这种设计基本上不考虑当前的毒4 造技术的情况，设计和制造技术是 脱节的，设计也不会立即产生商业价值。第二种情况是人类在进行设计活动时是 基于当前的制造技术来考虑问题和从事设计活动。在这种情况下设计必须依赖已 有的制造技术，设计和制造技术紧密地联系在一起，非物质设计和物质设计揉合 在一起进行 l ”。设计和制造技术相联系使人类取得了巨大的设计成果，极大的 推动了人类社会的进步，但是人类的文化艺术水平和艺术欣赏能力如此之高，那 些抛开人类文化艺术而不顾，单纯从科学技术的角度进行设计构想的纯功能性产 品当然不能满足现代人的需要，当然会遭到许多人的指责积批评。因为现代人类 除对产品有基础功能的需求之外，还有精神需求之类的高层次功能需求。 现代社会的各种产品是现代文化的载体，是现代社会的标志，正是由于人们 周围有了这数不清数的现代产品人类才感觉到是处在现代社会之中【l ”。文化艺 术、哲学思想等是现代社会不可缺少的内容，在设计时当然不能被忽视。因此， 就有了现代产品艺术设计。现代产品艺术设计应该是依托于现代制造技术的，现 代制造技术使现代产品艺术设计的成果能够以实物的形式再现出来，这些实物既 能满足人们的物质需求。也8 2 满足人们的精神需求”。我们周围的各种现代产品 是物化了的现代文化。手工业时代的产品艺术设计是基于手工业时代的制造技术 而言的，同样，现代产品艺术设计则是基于现代制造技术而言的。 2 3目前产品设计存在的问题 目前我国许多企业产品设计开发实行的是模仿性和跟踪性发展战略。由于种 种原因，我国现有的制造技术远远落后于世界发达国家。特别在新产品开发方面， 我国开发能力较弱，设计知识欠缺，设计技术不成熟，很多产品不会独立设计， 仍停留在引进与模仿、仿制国外产品阶段。企业密切关注发达国家先进企业新产 品的设计开发动态，在市场上跟踪它们的新产品，模仿他们的优秀产品来设计开 发我国企业的新产品或者仿制原产品。现实情况是，国外卖给我国的设计产权十 有八九是落后的或被淘汰的，等我国投产后，国外设计的新一代产品马上就问世 了。近年来，发达国家和地区为追求廉价的劳动力和地价纷纷将其制造工业移往 国外，町转移出去的仅仅是产品的制造部分，产品的设计和开发部分却被牢牢地 控南0 在他们自己手中。 改革丌放几十年来我国的设计丌发和加工制造能力有了翻天覆地的变化，但 中国制造业同前的自主开发能力和技术创新能力仍比较薄弱。突出表现为：主要 机械尹t 氍陵术来源的5 7 来自固外，绝大多数电子及通信设备的核心技术依赖进 口，f l 备自士知泌产权的产品和核心技术很少，而且对引进技术的消化吸收基本 埘i ：学位论文 停留在实现国产化的较低层次上，尚未形成自主开发的良性循环。产品开发周期 过长，企业对市场的快速反应能力差。根据对我国约2 0 0 0 种机械新产品的抽样调 查结果显示，产品开发周期平均约为1 8 个月，由此导致的产品交货周期较长，这 一点已成为在国内外市场竞争中失利的重要原因。而美国在1 9 9 0 年就实现了新产 品设计周期3 个星期，试制周期仅为3 个月，与我国的产品设计开发形成鲜明的 对比。制造业赖以生存和发展的技术基础制造技术，与发达国家存在着阶段 性差距，国外已广泛采用的先进制造技术在国内尚处在初级开发阶段，普及率较 低【1 9 】。 今天我国很多企业还一直在沿用着传统的产品设计方法：根据产品的功能、 结构、操作性、生产工艺、装配性能等进行设计、绘图、试制样机，然后对样机 进行试验和评价。如果对试验结果不满意，再变更设计，重新试制样机，直到对 实验和评价的结果满意为止。这种方法存在的问题和缺陷是显而易见的。第一， 这种设计方法对市场的关注很少，设计经常与市场脱节，不能及时为市场提供适 销对路的新产品，面向用户的多样化的产品少。第二，这种设计方法往往注重技 术性设计，主要由一些技术工程师来完成设计开发任务，工程师在设计过程中往 往不考虑产品形态，或者说他们不懂得怎样去考虑产品形态，主要是用机械零件 去组合构建原始功能产品。第三，这种设计方法很少或者没有工业设计师参与设 计工作，研制的新产品一般只完成了产品的基础功能设计任务，对产品的高层次 功能没有细致认真的研究设计，厂家推向市场的往往是一些粗糙低劣的功能产品， 对产品形象不加任何设计，产品与人的亲和性、产品与环境的关系、产品的文化 含义、产品形态的象征意义等等问题都不加任何考虑。第四，这种方法一般时问 较长、成本较高。如果客户提出即时交货和多品种小批量的要求，就会加重研究 部门的负荷，使产品质量下降，增加产品的生产成本和售后服务费用。 今天我国大多数企业都已认识到产品形象设计的重要性，但企业一般还是把 产品艺术设计当作企业的非核心技术来对待，没有把产品艺术设计摆在重要的位 置上。认为工程师们进行的功能设计是企业的核心技术，必不可少，工业设计师 们所作的工作可有可无1 2 0 j 。目前工业设计师普遍采用的设计方法还是先随机性的 构想产品外观形象，绘制草图，效果图等，然后比较筛选方案，完善方案，进入 方案实施阶段。这种不顾生产制造，胡思乱想产品形态的设计方法在方案实施中 存在许多问题，企业不易接受。即使是优秀的设计方案，没有先进的、相应的制 造工艺支持，也是没有办法将优秀的设计方案物化为优秀的产品的。例如，1 9 8 2 年佳能公司请当代杰出的德国工业没计师l 科拉尼( l n i g ic o l a n i ) 设计一架新 型照相机，初稿( 方案图) 令受众大吃一惊，显得非常优秀，但是“梦呓”般的 曲线相机生产工艺无法达到。后来l 科拉尼通过与工程师的合作，对原方案进 行反复修改，才诞生了造型优美，式样新颖，操作简便，机械结构合理的佳能照 模蚺化产品岂术设计方注的研宄 相机，如图2 1 所示： 图2 1 佳能照相机 在我国，许多设计师往往都比较清高，不愿意迁就工程师和企业领导，自己 提出的设计方案一般不愿意作太多的修改，最后工业设计师由于不能和企业的领 导和工程师有效合作，被凉在一边。再加上工业设计师的工作企业领导认为是非 核心技术，可有可无，最后整个产品设计开发全部由工程师来完成，从产品的功 能，结构，零部件，到产品的外观形态等，直到最后才叫工业设计师或艺术家设 计一个标签贴在产品的某个位置上，然后将产品推向市场。在这种情况下，工业 设计师实际上对产品的外观形态的处理介入很少。 离开产品艺术设计的企业是没有前途的企业，离开了企业的产品艺术设计师 并不是设计师，而是“艺术家”。设计教育和设计理论的落后、部分企业家的短视， 甚至是国家和公民们的不重视，使人们面对产品设计产生太多的遗憾。丹麦、芬 兰、日本等国早己打出了设计立国的旗号，并且，他们的制造产业确实也因为“设 计”而蓬勃发展了起来。难道堂堂中华民族就只能是永远模仿别人的产品! 模仿， 是我们在发展初期，经济贫乏、技术原始、设计知识和设计技术空白的情况下不 得已而为之的办法。在那样的环境和条件下，或许认真的模仿会使我们的制造业 快速地发展起来，但这毕竟不是长久之计。今天，我们的国力大为增强，具有非 常扎实的经济实力，资本充足，设计资源非常丰富，设计开发能力非常强大。我 国各行各业都有许多设计开发能力很强的工程师和设计师。而且有非常强大的制 造加工