基于用户需求的家用电动工具造型设计研究.docx

基于用户需求的家用电动工具造型设计研究李刚（ 昆明理工大学，昆明650504 ）摘要：基于产品造型设计相关理论，在功能、美学和经济性要求的基础上，分析探讨多学 科优化设计原理、系列化设计原理、产品基因原理与协同设计等原则应用于家庭用手持式电动 工具系列产品，并进行实例设计。关键词：造型设计；协同设计；用户需求；电动工具中图分类号：TM02文献标识码：A文章编号：1674-2796（2015）02-0021-04Research on Household Hand-held Electric Tools Sculpting Design Based on User DemandLi Gang(Kunming University of Science and Technology, Kunming, 650504, China)Abstract: Based on the related theory of sculpting design and on the basis of function, aesthetic and economic requirements, analyze and discuss the multidisciplinary optimization design principle, series design principle, product gene principle and collaborative design principle, applying to household hand-held power tool series products and instantiate the design.Keywords: Sculpting design; Collaborative design; User demand; Electric tool0引言随着国内家庭生活水平的逐步提高，人们 越来越注重生活品质，对自有创造和艺术追求 也愈加丰富。手持式电动工具是实现以上需求 的重要组成部分，针对家庭用户的电动工具具 有广大的市场前景。手持式电动工具的造型设计在一定程度上 反应产品的创新程度，是产品工程设计与技术 设计等的外在表现，是消费者选购产品的重要 依据。与在工业、建筑等领域采用的专业电动 工具不同，家用电动工具的设计应当更加注重 家庭用户的需求，多样化的色彩设计、造型设 计以满足特定家庭用户的需求，例如产品的个 收稿日期 20 5-02-07 作者简介 李刚（ 98 ），男，硕士研究生，主要从 事产品开发，设计管理教学工作。性化、情感化，产品的心理安全因素、色彩丰 富程度等等不同设计要素。这就需要电动工具 制造厂商在满足产品基本设计的同时，注重针 对家用电动工具的设计原则，进而提升企业产 品在家用市场的竞争力。目前越来越多的电动工具厂商开始注重产 品的造型设计，而采用的设计原则大多针对工 业用产品，这就造成了家用电动工具的造型设 计过于专业化，一定程度上也限制了电动工具 在家庭的普及。同时面向家庭成员，针对青年 人、老年人、男性以及女性的产品分类不完善， 也限制了自身的产品族拓展。因此，研究家用 电动工具造型设计原则具有一定应用意义。1 设计要素家用电动工具中的造型设计要素与一般手 持式电动工具的共性在于满足基础功能要素、 2 结构要素、形态要素和色彩要素等方面。但针 对家庭用户的设计有其特殊性，也影响其最终 造型设计。（ ）功能要素 家用电动工具在功能上应更多注重实用性。用户的需求反应产品的主要功能，产品主要功 能很大程度决定产品形态。就功能而言，家用 电动工具不应盲目追求复杂设计，而是控制在 适当范围内，同时更易于操作使用。由于家用电动工具的使用者需求与工业用 户差异较大，国内家用电动工具的使用频率大 多低于工业应用，因此耐用程度与工作性能要 求满足家庭用户的使用要求即可。如图 所示 博 世 无 绳 手 电 钻。 图 中 左 为 TSR（ 家 用 型 ）， 右为 GSR（专业型）。图 博世无绳手电钻博世 TSR 产品主要针对家庭用户设计，其 耐用程度低于博世 GSR 产品，经成本控制后， 价格大幅降低，因此造型细节区别较大。（2）美学要素 家用电动工具的美学设计首先应满足时代的发展，包含多方面内容，属于产品系统设计 的重要组成部分。例如色彩设计、造型设计、 材料设计、工艺设计、结构设计等多方面内容。 因此基于美学的不同，所产生的设计是多样化 的。同时，应当在实用与经济原则下充分应用 新技术、新工艺、新材料进行相应创新。结合 各种设计风格，如高科技风格、无名性设计风格、 情感化设计、流线型设计风格等。如图 2 所示， 琢美 200、琢美 3000、琢美 4000 电磨机的产品 设计演化，随着技术、工艺等进步，电磨机产 品造型逐渐改变。图2 琢美电磨机（3）经济要素 家用电动工具的经济要素体现于满足基本功能前提下，利用技术进步、材料改进等方式 有效利用资源，进行绿色设计。尽量避免为追 求造型形式而提高生产成本和为追求低成本而 生产存在各种缺陷的廉价商品。经济要素需要在产品设计的多种因素中达 到一定平衡，进而设计出最符合家庭用户的产 品。例如百得推出一款采用锂离子电池的 20 V 电钻产品，拥有与专业工具相近的人机工程操 作体验，性能上进行一定弱化。如图 3 所示。图3 百得20 V无绳手电钻2 设计原则在互联网时代，以用户需求为导向的产品 创新设计是重要的设计原则及方法。新产品开 发的创新性必须体现一定的差异化，才能使企 业在竞争中赢得主动。用户的需求受到知识结 构、使用环境、认知水平、年龄、性别、使用 强度等多重因素的影响，因此造成用户需求的 多元化，从而导致在产品设计全过程中必须注重用户个性化。这种需求复杂性的解决方式在 家用电动工具造型设计中可以采用多学科优化 设计方法。如图 4 所示。图4 家用电动工具多学科优化模型图 4 为一般情况下家用电动工具设计基本 流程，用户的多样化需求在整个多学科优化设 计模型中体现出多种不确定因素的输入。例如 在电动螺丝刀的功能定位中，拧螺丝作为家庭 用户基本需求，可以采用较低性能的功能设计。 对这类型设计尽可能在满足基本功能的同时， 缩小电动工具的体积以满足不同家庭成员的需 要。如图 5 所示。图5 百得家用电动螺丝刀以上两款电动螺丝刀产品造型简洁、外形 尺寸较小，主要满足家庭用户拧螺丝的需求， 钻孔能力并不是设计重点。采用小型锂电池和 AA 电池，成本控制较好，市场比较认可。2.1 全局化要求在设计过程中，需要同时考虑各个学 科的相互协调性，避免设计中出现的不兼容性， 进而保证设计可解。在家用电动工具设计中， 造型设计是整体设计创新程度的重要因素，占有较大权重。用户需求的多样性很大程度决定 产品造型的不确定性，因此在整个产品设计中， 应当应用全局化设计原则进行，如图 6 所示。图6 全局化设计在确定产品定位同时，需要对结构设计、 造型设计、模具设计等进行相应规划。这些设 计规划是相互联系的，出现不确定因素的影响 就需要进行全局调整。2.2模块化电动工具种类比较丰富，对于手持式电动 工具，采用模块化设计原则可以低成本实现产 品族，并且可以缩短设计和生产周期。通过一 定设计范围内的不同功能与相同功能的组合， 形成系列化的功能模块组合，不同功能模块的 组合可以形成不同功能的系列化产品，以满足 多样化需求的家庭用户使用需求。如图 7 所示。图7 模块化设计统一供电系统在无绳电动工具中可作为相 同模块进行设计。例如威克士 2 V 锂电电动 工具，采用相同供电系统。见图 8图8 威克士 2 V锂电电动工具 23 2.3集成化家用电动工具的集成化设计是指通过系统 化模块化等设计原则，将手持式电动工具各知 识组件集成，建立统一关联模型，完成各个环 节的设计、建模、数据处理等工作，可以提高 设计效率与准确度，降低设计风险。针对家用 电动工具设计，造型设计的相同机体配合各型 功能模块如图 9 所示。图 0 产品协同设计模型3基因设计产品基因设计也称产品基因原理，是指应 用产品信息经过优化后基因信息，进行下代产 品的研发。包括有基因重组、基因突变、优胜 劣汰等方式，影响因素主要包括技术基因、商 业基因、造型风格基因等方面。如图 中得伟 无绳电锤，企业产品持续发展创新的前提很大 程度上必然要融入之前产品的设计基因。4设计实例图 得伟无绳电锤图9 百得系列工具2.4协同性家用电动工具设计项目具有一定复杂性， 多人、多部门共同参与是设计的基本保障。协 同性设计原则指产品开发过程中，相关人员与 部门进行相互协作的产品设计与开发过程。时 间上分为同步协同和异步协同。目前企业应用 网络智能技术较多。在协同设计过程中，首先 建立产品设计过程模型并进行规划，构造适合 家用电动工具的协同设计方法，并进行任务分 配与模型建模。从而降低产品研发费，缩短产 品开发周期。如图 0 所示。图 2 为一款无绳电磨机模型，针对家庭用 户进行设计。在设计中采用产品基因原理、模 块化设计原则、无名性设计风格、情感化设计， 今后改进会采用产品系列化原则。图 2 无绳电磨机设计无绳电磨机携带便捷，操作简单，适合家（下转第 34 页）2015(2)第三方实验室质量管理和质量控制的实践与探索Third-party Laboratories to Explore Standardized Quality Management and Quality Control多是综合性检验机构，检测项目门类较多，必 然需要各种不同专业的检测人员，所以新员工 培训和后期持续培训必不可少。培训的过程和 最终的结果都需要记录，这也是作为实验室测 试数据准确性和有效性的一个辅证。实验室每 年要制定员工培训计划，除了外聘专家来授课， 业务人员外出培训学习外，还应开展内容多样 的内部培训，让培训者和受培训者都能得到提 高。实施全员培训的目的是要让全体人员对质 量管理和质量控制的要求做到熟练掌握。（5）监督考核 监督和考核是对质量管理实施效果进行评价的重要手段。监督考核的主要内容包括对人 员的监督、检测数据质量的监控、培训考核、 日常管理工作的监督等。实验室开展各种形式 的质量监督是管理体系建设和持续改进的重要 方法，监督考核的结果是管理体系改进的依据 之一。质量管理中的监督考核要注重细分量化。 通过监督考核可以验证实验室规范制定的有效 性，检查文件执行的效果，验证人员技术能力 水平。根据 ISO/IEC 7025 的要求，考核细则 可以将科室相关要素制作成质量控制关键点列 入，对内外部能力验证、实验室间比对，人员 能力、质量监督结果，实验室数据化分析、统 计和评定办法进行监督考核。监督考核计划要根据实验室平时运行的情况，内外部审核的结 果，质控计划执行过程中发现的问题，管理评 审制定措施的落实等情况进行增删和修改。4结语综上，实验室开展质量管理和质量控制过 程中，必须做好检验工作的质量控制，加强检 验人员的质量意识和安全知识的培训，提升实 验室人员的素质修养和技术水平，确保检验人 员正确操作使用仪器设备和维护保养，设施环 境满足实验的控制要求；废弃物得到无害化处 理，实验室做好防火防爆及用电安全，保证经 费投入，实现质量管理的科学化、规范化，从 而推动实验室整体管理水平的提升。把全程质 量管理和质量控制作为实验室运行的两大支柱， 不断提高管理人员和检测人员在新常态工作中 的质量意识，持之以恒，不断提高检验结果的 科学性、准确性。参考文献 刘单慧.实验室资质认定工作指南M.北京：中国计 量出版社,2007.2 张斌.实验室管理、认可与运作M.北京：中国标准出 版社,2004.3 秦协,周剑锋ISO/IECl7025准则在第三方实验室检 测实验室质量管理体系中的应用J.现代测量与实验 室管理,20 0,9(5)： 29 3 .（上接第 24 页）庭用户。四种设计方案都采用模块化设计原理， 表现在相同的供电系统。在产品基因原理方面， 总体造型类似但细节不同，例如散热孔设计。 情感化设计方面，采用流线型风格，曲面倒角 较多，与工业用产品的坚固风格不同，造型上 更贴近家庭用户，使用户易于接受。5结语家庭用手持式电动工具具有广阔的市场， 电动工具企业应重视家庭电动工具市场产品的 开发。与专业型电动工具不同的是，家庭用户 在选择手持式电动工具上非常注重产品形态造 型设计。本文通过分析家用手持电动工具功能、 美学和经济性的基础上，综合多学科优化设计 34 原则，集成化设计、模块化设计原则和产品基 因特性，并给出设计实例。参考文献 余雄庆,姚卫星,薛飞等.关于多学科设计优化计算框 架的探讨J.机械科学与技术，2004，23(3)：286-289.2 SankarM.R.Multidisc