（机械制造及其自动化专业论文）高速绷缝机商品化设计与研究.pdf

摘要 摘要 产品的商品化设计在产品的开发设计中占有举足轻重的地位，一种产品要 成功地推向市场，离不开商品化设计这一阶段，它是发明设计、产品化设计、 商品化设计、和产业化设计四个阶段中关键的一环，是推向市场前对产品进 一步完善和完美的一个过程。 本课题针对面向市场的产品设计的三个不同阶段功能原理设计、实用 化设计和商品化设计，系统地研究了商品化设计的基本理论，并对商品化设 计中的关键理论如人机工程学、造型设计、价值优化、模块化设计、创新设 计、博弈理论等进行了重点分析，同时研究了市场和用户对产品的需求强度 以及对商品质量的评价目标；提出了新产品开发设计的商品化思维框架。 本文以商品化设计理论为指导，在高速绷缝机前期功能原理设计和实用设 计的基础上进行了一系列的拓展设计，通过对绷缝机的创新设计、造型设计、 价值优化设计和标准化、系列化、模块化设计以及产品的适应性设计、优势 设计、售后服务设计等措施增强产品的科学性、合理性，提高产品的适应能 力；初步建立了绷缝机售后服务技术支持系统，并综合应用设计中的博弈理 论进行设计综合，借助于三维实体造型软件p r o e 进行了绷缝机机头的参数化 艺术造型，最终目的旨在推动整个机械行业的商品化设计的发展。 关键词：商品化设计；人机工程学；造型设计；模块化设计；绷缝机 a b s t r a c t a b s t r a c t t h ec o m m e r c i a l i z a t i o nd e s i g no fp r o d u c tp l a y sav e r yp i v o t a lr o l ei nt h ec o u r s e o fd e s i g na n dd e v e l o p m e n to fp r o d u c t i ti sn e c e s s a r yf o rp r o d u c t st ob em a r k e t e d s u c c e s s f u l l y i ti sa l s ot h em o s tp i v o t a ll i n ki ni n v e n t i v ed e s i g n ，p r o d u c td e s i g n ， c o m m e r c i a l i z a t i o nd e s i g na n di n d u s t r i a l i z a t i o nd e s i g n i ti sap r o c e s so ff u r t h e r p r o d u c tp e r f e c t i o na n di m m a c u l a c yb e f o r em a r k e t i n gp r o d u c t s w i t ha ne y et ot h r e ed i f f e r e n tp h a s e so fp r o d u c td e s i g nf o rm a r k e t ，f u n c t i o na n d t h e o r yd e s i g n ，p r a c t i c a l l yd e s i g na n dc o m m e r c i a l i z a t i o nd e s i g n ，t h ep r i m a r yt h e o r i e so f c o m m e r c i a l i z a t i o nd e s i g nh a v eb e e ns y s t e m a t i cs t u d i e di n t h i sp a p e r , a n dt h ek e y t h e o r i e si nc o m m e r c i a l i z a t i o nd e s i g n ，s u c ha se r g o n o m i c s ，p r o d u c tc r e a t i v ed e s i g n ， s c u l p td e s i g n ，v a l u eo p t i m i z a t i o n ，m o d u l a r i z a t i o nd e s i g n ，p r o d u c tc r e a t i v ed e s i g n a n dg a m et h e o r yh a v ea l s ob e e nm a i n l ya n a l y z e d a tt h es a l t l et i m e ，d e m a n d i n t e n s i t yo fp r o d u c tt om a r k e ta n dc l i e n t sa n de v a l u a t i o na i mo fg o o d sq u a l i t yh a s b e e nr e s e a r c h e d at h o u g h t f u lf r a m eo fd e v e l o p m e n ta n dd e s i g no fn e wp r o d u c t si s p u tf o r w a r d b yu s i n gc o m p o s i t em e t h o d ss u c ha sg a m et h e o r yf o rc o m m e r c i a l i z a t i o nd e s i g n ， t h r e e 。d i m e n s i o ns o l i dc o m p u t e r a i d e d d e s i g n s o f t w a r ep r o e n g i n e e r - f o r d a r 锄e t e r i z e do r n a m e n t a lm o d e la n ds oo n ，f l a ts e a m i n gm a c h i n ed e s i g no fm o d e l ， e r g o n o m i c s ，v a l u eo p t i m i z a t i o n ，s t a n d a r d i z a t i o n ，s e r i a t i o n ，m o d u l a r i z a t i o n a n d f l e x i b i l i t yb a s e do ne a r l yf u n c t i o n a lt h e o r yd e s i g na n dp r a c t i c a ld e s i g n ，h a v es e tu p t h et e c h n i c a ls u p p o r ts y s t e mo fa f t e r - s a l es e r v i c eo ft h es e w i n gm a c h i n eo fs p l i u i n g o p e nt e n t a t i v e l y ，w e r ee x p a n d e dt o r e i n f o r c em a r k e ta d a p t i v ec a p a b i l i t yo fo u r p r o d u c t o u rg o a l a i m e da tp r o m o t i n gt h ed e v e l o p m e n to fm e c h a n i c a lp r o d u c t s c o m m e r c i a l i z a t i o nd e s i g n k e yw o r d s ：c o m m e r c i a l i z a t i o nd e s i g n ； c o n t r o l ；i n t e r l o c km a c h i n e e r g o n o m i c s ；s c u l p td e s i g n ；p r o c e s s 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得 的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨鲞盘堂或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学雠文储躲籼签字吼力r 年毛月伽 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解墨生盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤壅态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：导师签名： 红堋 签字日期：矽j 年之胡一日签字日期：幻艿年月f e b 第一章绪论 1 1 工业设计 第一章绪论 工业设计是工业革命后的产物，是一门研究人一机环境系统中如何最优 化的科学，是现代工业与艺术走向结合的必然结果n 儿2 l 。当今世界，工业设计水 平已成为一个衡量国家工业发展水平的标准，设计业已逐渐发展成为一个商业 价值很大的产业。正如美国工业设计师协会主席马克杰尔斯基所说：“当产 品的价格和功能相同时，设计就是唯一的区别”。 1 1 1 工业设计的思想及宗旨 工业设计是由人机工程学、经济学、人文学、技术学、生态学和美学等学科 有机组成的一门综合性的新兴的系统工程，是现代科技和人类文化综合发展的产 物h 1 。工业设计的范围和内容包括除产品设计外，还有造型、色彩、装潢和商标、 环境艺术、商业广告等。同过去的产品技术设计明显不同，工业设计的宗旨是为 大批量生产的工业产品进行造型、色彩、价值优化、功能适应等设计，使产品的 视觉形象和功能更具有人性化的效果；工业设计通过对产品造型的设计、线条和 色彩的安排、综合考虑产品功能达到艺术化的效果，这是一种工业艺术语言。工 业设计的根本目的是为了达到人、产品和环境的适应与协调，它的出发点是为了 人的需求，其目的是人的需求的满足。 工业设计思想主要包括三个方面： ( 1 ) 创新性 设计的实质在于创造，创造和革新应始终贯穿于设计全过程。 ( 2 ) 系统性 工业设计是个系统工程，要综合考虑各种情况，并运用各种技术手段和理 论知识，以实现产品设计目标。 ( 3 ) 经济性 经济性是设计工作的最高原则，应尽可能以最低的成本实现系统的功能。 1 1 2 技术质量与设计质量 产品质量是竞争力的基础。把设计质量作为产品质量的基本内容，是设计 文化的一个组成部分阳3 。衡量产品质量的标准是多种多样的，如果仅以产品的 技术质量指标来评价质量是不全面的，忽略了设计质量，仅有技术质量的优异， 第一章绪论 并不能保证产品一定有好的市场销售前景。只有把技术质量与消费者的需要相 结合，才能生产出畅销产品。把技术与用户需要联系起来的设计质量，是产品 设计成功与否的关键。就产品而言，用户在购买时，不仅对产品的各项技术性 能进行详尽的分析比较，而是更多地依据产品的功能、造型、色彩等设计质量 来决定取舍。 商品化设计的目的就是把设计质量和技术质量综合起来，作为衡量产品质 量的标准，好的设计必须考虑技术、生产和材料方面的因素，并使产品有好的 使用功能，好的外观造型。商品化设计在推行全面质量管理时，把设计质量作 为一项重要内容，通过设计管理，把设计意识与质量意识结合起来，贯彻到企 业的质量保证体系中去。 1 1 3 商品化设计 商品化设计是对产品设计的提升与超越，商品化设计既保留了产品设计对 产品物质效用功能的追求，同时又增加了人对产品的其它功能、特别是精神功 能的需求。因此，商品化设计，实际上是把人对产品的各种功能需求作为设计 的目标进行优化的一种设计方法，是以工业设计为手段、满足市场需求为目的 设计活动。 1 2 工业缝纫机及其现状 1 2 1 工业缝纫机的分类馆1 工业缝纫机历经三个发展阶段，目前已经发展成为高度专业化的机种，为 了适应不同的用途，目前世界上工业缝纫机的种类已经达到了5 0 0 0 多种。表 1 - i 列出了根据不同概念进行的分类情况。 表i - i 缝纫机的分类 分类依据分类 中速缝纫机( 2 0 0 0 - - 3 0 0 0 r m i n ) ；高速缝纫机( 3 0 0 0 - - 5 0 0 0 r m i n ) ；超高速 缝纫速度 缝纫机( 5 0 0 0 - - 1 0 0 0 0 r m i n ) 平缝机、包缝机、绷缝机、绣花机、锁眼机、套结机、钉扣机、暗缝机、绱 机器用途 袖机、扎驳机、开袋机、缝小片机、封口机 绷缝线迹缝纫机锁式线迹缝纫机、单线链式线迹缝纫机、双线链式线迹缝 线迹种类 纫机、包缝线迹缝纫机、无线迹缝纫机 平板式缝纫机、悬筒式缝纫机、立柱式缝纫机、箱体式缝纫机、肘形筒式缝 机头外形 纫机等 第一章绪论 并不能保证产品。定有好的市场销售前景。只有把技术质量与消费者的需要相 结合，才能生产出畅销产品。把技术与用户需要鹾系起来的设计质量，是产品 设计成功与否的关键。就产品而占，用户在购买时，不仅对产品的各项技术性 能进行详尽的分析比较，而是更多地依据产品的功能、造型、色彩等设计质量 来决定取含。 商品化设计的目的就是把设计质量和技术质量综合起来，作为衡最产品质 量的标准，好的设计必须考虑技术、生产和材料方面的因素，并使产品有好的 使用功能，好的外观造型。商品化设训在推行全面质量管理时，把设计质量作 为项重要内容，通过设计管理，把设计意识与质量意识结合起来，贯彻到企 、l k 的质量保证体系中去。 1 1 3 商品化设计一， 商品化设计是对产品设计的提升与超越，商品化设计既保留了产品设计对 产品物质效用功能的追求，同时又增加了人对产品的其它功能、特别是精神功 能的需求。因此，商品化设计，实际上是把人对产品的各种功能需求作为设计 的目标进行优化的一种设计方、法，足以工业设计为手段、满足市场需求为目的 设计活动。 1 2 工业缝纫机及其现状 1 2 1 工业缝纫机的分类 工业缝纫机历经三个发展阶段，目前己经发展成为高度专业化的机种，为 了适应不同的用途，目前世界上工业缝纫机的种类已经达到了5 0 0 0 多种。表 1 - 1 列出了根据不同概念进行盼分类陆况。 1 - 1 列出了根据不同概念进行的分类情况。 表卜1 缝纫机的分类 分类依据分类 中速缝纫机( 2 0 0 0 - - 3 0 0 0 r m _ jn ) ；高速缝纫帆( 3 0 0 0 - - 5 0 0 0 r m i u ) ；超高速 缝纫速度 缝纫机( 5 0 0 0 - - 1 0 0 0 0 r m i n ) 平缝机、包缝机、绷缝机、绣花机、锁跟帆、套结机、刳扣机、暗缝机、绱 机器用选 袖机、扎驳机、开袋机、缝小片机、封口机 绷缝线迹缝纫机锁式线迹缝纫机、单线链式线迹缝纫机、双线链式线逊缝 线迹种类 纫机、包缝线迹缝纫机、无线迹缝纫机 平板式缝纫机、悬筒式缝纫机、立柱式缝纫机、箱体式缝纫机、肘形筒式缝 机头外形 纫机等 2 第一章绪论 1 2 2 缝纫机行业的现状 我国缝纫机行业的发展已有8 0 多年的历史，但缝纫机行业真正获得发展则 是改革开放后的2 0 多年，经过2 0 多年的发展，我国的缝纫机生产量占据了全 球的6 5 旧。目前，我国的缝纫机工业正面临着世界产业结构调整的极好机遇， 已经成为世界工业的缝纫机生产大国和使用大国，世界缝纫机工业的生产、销 售、贸易中心已全面向中国转移。 我国的缝纫机工业已经形成了具有相当规模和一定水平，缝纫机品种丰富、 种类齐全，既能基本满足国内需求又具有一定的国际竞争能力，取得了举世瞩 目的成就。主要表现在：生产能力快速发展、技术水平不断提高；在产品结构 上从一般的工业缝纫机向特种机、专用机发展；在产品水平上从生产高速平缝 机、包缝机、绷缝机向生产多功能综合自动化产品、机电一体化产品发展。 近几年来，许多企业致力于技术革新与改造，许多公司、企业集团的c a d c a m 新技术、新工艺水平快速提高，很多零部件生产企业先后引进珩磨机等先进加 工设备，高速旋梭、伞齿轮、挑线杆组件等关键零部件生产技术工艺己相对完 善和成熟，国际竞争力不断增强。随着社会主义市场经济的不断发展，市场化、 国际化已经成为我国缝纫机工业发展的重大战略。 从2 0 0 4 年上半年的出口情况看，缝纫机整机出口已呈现出量降值增的趋 势。海关统计显示，1 至6 月出口整机5 6 6 万台，同比下降9 4 1 ，出口额3 1 9 6 7 1 万美元，同比增长1 8 3 7 。其中，科技含量和附加值较高的绣花机出口同比下 降5 6 9 ，出口额同比增长了8 4 6 3 。市场需求量也给缝制设备市场很大的延 伸空间，2 0 0 3 年我国共生产缝纫机1 6 6 0 万台，到2 0 0 4 年一季度工业缝纫机市 场火爆，累积库存比去年同期下降近5 0 左右。市场呈现供不应求状态。到2 0 0 5 年我国的工业缝纫机需求量约为8 0 0 万台到1 0 0 0 万台，而我国的生产能力约为 6 0 0 万到7 0 0 万台，因此对缝纫机企业来说是乐观的阳1 。我国的企业结构调整近 年来也不会有太大变化，生产与供求两者之间还有一定的距离。 尽管目前我国已经形成了缝制设备的生产和使用大国，但我们面临的形势 却不容我们乐观。主要存在以下问题： 1 跟随式发展是制约我国缝纫机行业发展的瓶颈叫 缝纫机产业的跟随式发展方式，是发展中国家特定历史时期内产业发展的 特征，从其发展过程看，显示了产业的成熟渐进性；从其发展范围看，显示了 产业的发展区域性；从其发展规模看，显示了产业的发展必然性。我国缝纫机 产业的发展，亟需要从跟随式发展方式向跨越式发展方式转变，拥有我国缝纫 机产业技术专利，具有自主知识产权，以取得国际化竞争的主动权。 第一章绪论 2 营销战术低下，价格战继续 我国缝纫机出口量的增幅与价值的增幅相差甚大，其原因是：低档缝纫机 出口量较大且价格继续下滑；低价位扩张是不少企业采取的主要营销策略。 3 量大值低，机海战术泛滥 我国出口缝纫机的数量是进口缝纫机数量的1 4 2 倍，但价值却基本持平， 足见国内外产品品质的差异之大。中国缝纫机产量占世界产量的6 5 以上，而 产值却只占世界产值的1 4 ，中国缝纫机械行业靠“机海战术”打天下的格局 依然没变。 4 产业同构化、结构低度化，严重影响缝纫机械行业的发展儿堙1 产品结构的“同构化”和产业结构的“低度化”现象突出，重复建设难以 抑制，科技含量低的产品铺天盖地；低价位扩张、恶性竞争难以避免。高速绷 缝机经过近几十年的技术积累，已成为多个地区争相发展的产品，其结果是产 品数量在区域上分散化，资源配置率低下，严重影响行业经济发展。 5 内需无法自足，国外产品入侵 进口缝纫机价值的增幅大大高于量的增幅。国外高附加值的机电一体化产 品无障碍地大举进入中国市场，中国产品品种单一，无法满足国内市场需求的 窘境还没有得到大的改观。 1 3 课题来源及意义 产品设计的三个阶段( 功能原理设计、实用化设计、商品化设计) 的理论 划分是由清华大学的黄靖源教授提出的。对于功能原理设计和实用设计的研究， 国内外已经达到了较高的水平，但对于商品化设计的研究目前还处于起步阶段， 机械产品商品化设计方面的实际研究和应用还为数不多，也不成体系。 主要应用于针织服装的高速绷缝机，市场需求量急速扩大，各生产厂家积 极投入人力物力进行新产品的设计与开发。本实验室针对市场需求，已经完成 了高速绷缝机的前期功能原理设计和实用化设计。本课题就是结合目前现状， 在前期相关设计的基础上提出的以工业设计为手段、以市场和用户需求为目的 的高速绷缝机的商品化设计，在创新设计的基础上加快绷缝机的市场转化效率 和市场占有率，运用商品化的设计理念进行绷缝机的新产品开发n 3 】。 对高速绷缝机进行商品化设计，赋予新产品设计以商品化思想和因素，使 之具有市场适应性和竞争活力，具有十分重要的意义。基于商业目的的商品化 设计，通过具体的设计措施如造型设计、价值优化设计、适应性设计以及标准 化、系列化、模块化设计等将使产品满足人类的多元需求，并在市场上充满活 第一章绪论 力，以功能性强、适用性高，外表美观，价格低廉、售后服务周全的市场风格 而形成强大的市场吸引力。 1 4 本课题研究思路 影响绷缝机市场竞争力的三个要素中，商品化设计是其中之一，是进入市 场前的最后加工n 划。在面向市场需求的设计中，以市场为导向，以需求为目标 是增强绷缝机市场竞争力的有效策略。 本课题以商品化设计为主线，将商品化设计思想贯穿于整个绷缝机的设计 全周期：在绷缝机的功能原理设计、实用化设计阶段即以商品化思想为指导， 同时采用不同的设计方法从造型、价格、适应性、模块化等各个不同侧面对绷 缝机进行设计。本课题研究目的在于以优质的设计品质，提高绷缝机产品在销 售市场上的竞争能力，在设计方法上对新产品的开发和设计提出了一种新的设 计思路即：以商品化思想贯穿于机械设计的全过程。 设计思路如下图所示： 商品化设计思想 主一一二 功能原理设计 功能原理设计 绷 缝 实用化设计 帆 一i 实用化设计 叶 设 计 商旦t p 语j + 瑚”k 仅l l i 两茄化设计 图1 1 研究思路框图 1 5 本课题的主要研究内容 在前期功能原理设计和实用设计的基础上，本课题提出了绷缝机的商品化 设计。应用商品化设计的基本原理和方法对绷缝机的各个功能部分进行设计， 将管理学中的博弈论应用于绷缝机的商品化设计中，综合各设计实施措施，直 至获得整体最优设计方案n5 | ，并对相关产品也提供了设计实例和设计思路。 1 分析研究商品化设计的基本理论和方法，为绷缝机设计做理论准备。 圉 第一章绪论 2 基于商品化思想的缝纫机创新设计的理论和方法。 3 以商品化设计思想为思维框架，综合应用人机工程学理论、产品造型等 理论对绷缝机进行设计。 4 提出商品化设计中的博弈理论并应用。 5 应用c a d c a m 软件p r o e 对绷缝机机头进行绷缝机机头参数化造型设 计。 6 绷缝机商品化设计的延伸和推广。 高速绷缝机正向着高速化、自动化、多功能化的方向发展。在基本功能确 定的情况下，绷缝机产品的开发和推广更多的是表现在附加功能的提高上，而 商品化设计正是为了提高产品的品质和降低产品的成本，通过人性化的设计提 高产品在市场上的竞争能力。 6 第二章商品化设计概述 第二章商品化设计概述 2 1 商品化设计概述 2 1 1 商品化设计的必要性 商品化设计，是把人对产品的各神功能和精神需求作为设计虽标的一秭设 计方法但引。国内外研究表明，新产品提案的6 5 能产品化，不足1 5 9 6 的新产品 能成功地商品化，3 7 进入市场的新产品在商业上是失败的。国外企业新产品开 发的成功率不到1 0 ，国内企业新产品开发的成功率甚至低于5 篱n 引。从设计方 面究其原因，主要是在设计过程中，过分强调产品的技术性能，没有从商品生 产、流通、使用的总过程来考虑，对市场缺乏全面、深入的分析和研究，因而 不能从设计方面采取措旎，促进产晶的商品化。 人的生存发展的需求，促使人类关注产品的质量与产品的多元化结构强引， 使设计行为从单纯关注产品技术扩展到关注产品多元功能的创造，以满足人对 产品的多元需求：舒适、方便的需求；个性化、情感化的需求；象征意义的需 求；审美的需求及与环境协调的需求等等，这就促进了设计发展为以人的需求 为主体的商品化设计思想和方法。 2 1 2 商品化设计总体战略 “以用户为中心，以市场为导向”是商品化设计的总体战略n 。 竞争是商品经济的客观规律j 商品竞争的总体战略包括设计、经营和销售 三个方面。设计提出创薪构愚并使之逐速转变为有竞争力酷产品；对产晶的开 发方向起决定作用的销售方面在做好市场调查、广告宣传和售后服务等方面打 下良好的市场竞争基础，激发潜在的市场需求；经营方面要提高产品的制造质 量，树立良好的企业信誉，以保持质量上的优势，为产品竞争做出有力的质量 保证。 第二章商品化设计概述 2 1 3 企业管理理念的演变趋势 随着用户需求的发展变化，企业的管理理念也经历了不同的发展阶段n 引。 第一阶段：“产值中心论” 在供给不足的情况下，企业的管理中心是“产值中心论”，其目标是生产更 多的产品，创造更多的产值，进而获得更高的利润。 第二阶段：“销售额中心论” 伴随新的生产方式的产生、现代化大生产的发展以及市场竞争的加剧，以 产值为中心的管理理念受到了严重的挑战，产品的大量积压使企业在外部开始 强化推销观念，在内部采取严格的质量控制，以优质产品和高促销手段来提高 销售额的增长，此时企业的管理中心也就转移为“销售额中心论”。 第三阶段：“利润中心论” 市场竞争的加剧、产品的进一步同质化使销售费用越来越高，产品质量的 提高又进一步加大成本。因此对企业来讲，销售额的增加并不意味着利润的增 加，相反，许多企业的销售额虽然增加了，利润却降低了。在这种形势下，企 业的管理中心向内部转移，管理目标移向以利润为中心的成本管理。 第四阶段：“客户满意中心论”n 钔 由于“利润中心论”实际是以企业为中心，忽略了客户的利益。一方面， 以企业为中心的管理理念必然引起消费者的不满，影响企业利润的增长；另一 方面，企业内部成本的降低不可能无限制削减。目前，随着经济全球化和服务 一体化的趋势，顾客成为企业的宝贵资源。顾客对企业产品的满意与否成为关 系企业发展的决定性因素，因此，“客户满意中心论 理所当然地成为企业管理 的中心和基本观点。 2 2 商品化设计的基本概念 商品化设计是指赋予新产品以商品化思想和因素，使之具有市场适应性和 竞争活力的设计方法。 商品化设计的实质，是把人对工业产品的多元需求、特别是人的精神与文 化需求提升到一个空前的高度，使在以技术为主体的产品化设计中已经被遗忘 的人的尊严、个性与情感需求，重新成为人的创造活动的重要尺度，尊重人、 关心人、服务人，在商品化设计思想中，闪烁着强烈的人文色彩，因而，也使 商品成为文化的商品。 在以往有限的有关商品化设计的研究中，多是把商品化设计放在功能原理 第二章商品化设计概述 设计和实用化设计之后，单独列出，新产品的开发不是一项纯属企业工程技术 范畴的问题，新产品的开发能否成功在很大程度上依赖于企业能否自觉和有效 的运用市场经济的规律和技巧，从产品设计的最初开始就以商品化思想指导新 产品的开发和设计，从市场调研入手，将商品化思想融入功能原理设计和实用 化设计之中。 2 2 1 市场需求是商品化设计基础 市场需求是产品设计的首要环节，是设计目标决策的重要依据，是商品化 设计的基础。需求是人类对客观世界的某种不满，体现为人类生产或生活活动 中的物质和精神需要瞳引。 改善人机关系，多元需求满足 图2 - i 产品的商品化设计规划 市场作为商品经济的产物，是在商品生产和商品交换基础上产生的，并随 着商品经济的发展而不断发展。从宏观来看，市场是供应与需求关系的总和。 在商品经济社会中，生产企业要实现商品的价值，就必须尽快将其从生产领域 转向消费领域，从而形成市场。商品供求关系反映着商品交换各方的经济利益； 从微观来看，市场表现为用户现实及潜在的需求。作为生产企业，在生产和经 营中要获取一定的经济效益，必须将符合客观需要的商品送到用户手中。用户 9 第二章商品化设计概述 的现实和潜在需求与企业的生产活动，形成了商品的市场。 在市场经济条件下，需求表现为用户具有支付能力的客观需要，它是产品 赖以生存的基础。市场需求的量化是以市场的需求强度表现出来的。 需求强度乜2 1 是指客观存在的市场对某种产品需求的迫切程度，综合反映了市 场与商品以及顾客之间的相互关系。它不仅涉及产品开发，而且受到顾客及当时 客观的经济、文化、环境等因素的强烈影响。因此，需求强度可以用下述关系式 来描述： 4 f4 只= k k = 等a j k ， ( 2 1 ) i = ll 0j = l 式中：顾客价值。顾客价值高，说明顾客对产品满意程度高，产品容易被 市场接受； 4 a i 各种因素影响的重要程度，口，= l ； i = 】 k ，顾客经济水平的影响。经济水平越高，k ，越大； k ，自然环境和社会环境的影响。符合自然环境适应社会环境要求，k ， 就大； 忌，顾客对产品的偏好程度的影响。不同类型的顾客，偏好不同，符 合顾客偏好，k ，增加； k 。竞争对象的影 响。竞争对象少，市场竞争力 强，k 。增大； k i 的取值在0 一l 之间； 4 口，k ，顾客以及相关 i = l 4 环境的状态。口，k ；大，说明 i = l 企业提供给市场的产品设计水 平高，符合客观环境，具有较 强竞争力。 需求强度 a毡 图2 2 需求强度与功能及成本关系曲线 功能 需求强度与功能及成本的关系曲线示意图可用图2 - 2 表示。 从需求强度分析可以知道： 对不同的顾客会有不同的结果，从而导致产品品种、规格、档次的多样 化，以满足不同的顾客群体。 产品设计与顾客的支付能力、意愿及竞争对象、环境相联系。因而市场 第二章商品化设计概述 定位应尽可能使产品的需求强度达到最大。 需求强度与产品竞争力密切相关，通过需求强度分析，可以获得产品改 进方向。 2 2 2 商品化产品 在现有技术条件下，按照市场需求实际制造的具有最佳的时间周期、合理 的资源消耗、能最大限度满足客户需求、符合环境条件、并且占有一定市场份 额的高质量、低成本 产品即为商品化产 品【2 l 】。 现代产品的商 品化概念，简单地 说，就是代表顾客和 潜在顾客能理解 的概念，并能满足其 需求的、有形的和无 形的利益。或者说， 商品化产品是指一 种物质的实体和能 提供的价值观念的有机组合。 述了产品的整体概念n 引。 图2 - 3 商品化产品整体概念 美国著名的市场学家的卡特勒教授，用图2 3 描 核心层是顾客购买产品的实质所在，获得在使用产品过程中和使用后的基 本效用或利益。缺乏核心层的所谓产品不可能成为真正意义上的商品。 形式层是产品组成中可以让消费者触知的部分，是产品效用的表现形式， 如质量水平、特色、式样、造型、商标及包装等。 延伸层是指在供应商品时可以伴随提供的附带服务，如送货、维护、安装、 指导、保证及企业声誉等。 2 2 3 商品化产品特征 商品化产品是具有高度竞争力的产品，既具备产品的一切属性，又有鲜明的 市场特征，它的特征可以概括为五个方面： ( 1 ) 功能和谐符合用户需要，是物质功能与精神功能、流通功能的有机 第二章商品化设计概述 统一。也就是说用户在迅速获得产品功效的同时，精神享受亦得到满足。 ( 2 ) 整体和谐产品从功能配置、质量指标、成本要求，到艺术造型、结 构设计、色彩协调、人机工程等均达到高度的协调与和谐。 ( 3 ) 环境和谐产品的设计、制造、使用等过程符合自然、社会及技术条 件，满足各方面要求。 ( 4 ) 市场和谐产品的包装、运输、安装、售后服务等满足市场流通要求， 基本用户明确，占有一定的市场份额。 ( 5 ) 经济和谐产品价格及使用费用与用户经济能力相一致，用户买得起 用得起。 其中经济和谐是商品化产品的重要市场特征，而反映经济和谐的价值与经 济性则是评价商品化产品的主要指标。因为从市场的角度，价值体现了商品化 产品的有用程度与价格，经济性则反映了用户的购买能力与购买欲望。 2 2 4 商品化产品的质量定义 商品化产品质量是指产品所具有的适合用户要求的一切特性。商品化产品 的质量概念包含了两层含义：性能质量和服务质量。性能质量是产品本身固有 的技术持征，而服务质量则是产品为满足用户使用过程需要而附加的各项指标。 在某些情况下，产品能否商品化，服务质量的影响甚至超过了性能质量心。 1 性能质量 性能质量的主要内容包括功 能、可靠性、维修性、寿命等。r n 嘲 ( 1 ) 功能功能是产品质量最 i 赫塞 重要的技术指标，传统的功能概念 l 基本功能 姜蓁 是指产品的用途和有效性、是系统 i 一 输入输出间的一般关系，具有一定商品化功能 ，。 的目的、完成了某种任务。商品化 ll = ： 产品功能由基本功能与交换功能 l 交换功能 拆装 两部分构成。基本功能是指一切产 l 集配 品都具有的物质功能，它表现为一【 卜 系列性能指标，如绷缝机的转速、 发电机的功率、效率等；交换功能 图2 4 商品化产品功能 是商品化产品流通应具有的功 能包括包装、运输、拆装和集配功能等。仅具有基本功能是一般产品只有 1 2 第二章商品化设计概述 两种功能齐备，才成为商品化产品。 功能是产品质量等级划分的基本依据。 ( 2 ) 可靠性可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时阆内完成规定功 能的能力，包括单元可靠性与系统可靠性。在商品化产品设计中，必须对产品 的可靠性进行预测和分配，达到单元可靠性与系统可靠性的统一，静态可靠性 与动态可靠性的统一，并采取措施对薄弱环节及重点环节予以保证，使之达到 用户的要求。 ( 3 ) 维修性维修性是指产品进行维修时的难易程度，是在规定条件下使用 的产品，在规定的时间内按照规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到能 够完成规定功能状态的能力。产品的维修性是在设计时被赋予的，是产品在维 修方面所具有的一种设计特性。它包含可修性和易修性两层含义。产品的维修 性只有与用户的知识水平相当，用户才乐于接受，易于商品化。因而在商品化 设计中要切实考虑到用户群的知识水平和能力，使设计更具有针对性。 ( 4 ) 寿命产品的寿命指标包括设计寿命和用户的期望寿命。设计寿命由设 计过程决定，期望寿命由市场决定，设计寿命服从于期望寿命。当设计寿命大 于期望寿命时，产品成本增加；当设计寿命低于期望寿命时，不能满足用户要 求，只有二者一致时，才有利于产品的商品化。 2 服务质量 服务质量包括安全性、舒适性、环保性、人机交互性、产品外观、售后服 务等，因此商品化产品，必须更注意市场和竞争要求，使产品最大限度符合用 户群的使用和消费期望。服务质量的内涵可以理解为用户的生理需求、心理及 文化需求，体现为产品对用户感觉上的满足。 综上所述，商品化产品的质量概念可以扩展为“使产品能最佳满足用户某 种需要的一种属性”。 2 2 5 商品化产品与产品的区别 产品和商品化产品都是进入市场流通的劳动产品，都是为用户服务，满足 客观需求的。但是它们之间却存在着差别扭2 1 ： ( 1 ) 商品化产品是以发展的、动态的观点对市场经济条件下具有竞争力产品 的描述，是产品的延伸与深化。 ( 2 ) 商品化产品是在对市场全面了解的基础上而设计生产出来的符合商品 化要求的产品。它不但充分考虑了市场的特点，而且在设计上采用了相应的保 障措施，使产品不但能进入市场，而且可以占领市场。 第二章商品化设计概述 ( 3 ) 商品化产品最优地处理了市场需求与产品设计的关系，将用户的需要转 化为可行的技术指标，使用户的物质要求和心理要求得到最大的满足。 ( 4 ) 为了保证产品对市场的适应性，商品化产品对环境适应性做出了明确的 要求。 ( 5 ) 产品包含商品化产品。商品化产品是与市场恰当适应的产品，是商业上 取得成功的产品。 2 2 6 商品化产品结构模型乜3 1 商品化产品依靠本身所具有的功能满足用户的要求，而这些功能又是通过 按一定规律组成的实体结构完成的。从功能的角度，商品化产品的结构包括以 下单元： ( 1 ) 工作单元实现 主要转换的单元，是商品 信息 化产品组成的主要部分。 工作单元设计的是否合 理，对满足用户需求起关 键作用。 ( 2 ) 辅助单元保证 工作单元正常工作所必 须的单元，是商品化产品 不可缺少的组成部分之 一。它的存在，可以最大 限度的发挥工作单元的 功能，满足用户的需要。 物料 图2 - 5 商品化产品结构模型 ( 3 ) 魅力单元为满足用户精神需要，充分表现产品本身功能，促进市场营 销设计的单元。它可能是某种实体结构，也可能体现为产品的造型、色彩或人 机协调，以及适合流通需要的包装等形式。魅力单元是商品化产品的特征。 ( 4 ) 驱动单元以所期望的方式向本身或其它单元提供或转换所需能量的 单元，包括能量的接收、转换、传递与分配等。 ( 5 ) 控制单元接收和处理有关信息，发出控制指令。 ( 6 ) 联接和支撑单元实现商品化产品内部单元之间及产品与外部的联接与 支撑，包括单元输入输出间的联接和各单元空间位置上的联接，最后将各单元 联接到固定系统上实现其支撑功能。 第二章商品化设计概述 依据以上单元，建立商品化产品结构模型，如图2 5 所示。 2 3 商品化设计的基本原则 1 简洁性设计原则 以最自然的手法达到解决问题的目的。不论是原理、结构、外观、造型， 甚至于使用方式的简便与否都在考虑之列，造型上力求简洁、纯净，产品越复 杂、人机关系越简化。 2 适应性设计原则 适应性变化是争取用户的重要手段。在基本功能不变的情况下，对产品进 行适应性改变，增强产品性能的适用性变化，开发新用途、增加附加功能可以 达到扩大市场需求量、挖掘新用户，增加用户数量的目的。 3 经济性设计原则 又称为降低成本的设计，涵盖了很多内容。如制作加工上的经济性：次成 形，一模多件成形：使用上的经济性：结构简单，操作省力，携带方便，使用节 约时间，存放占空间小等。 4 美观性设计原则 美的产品具有吸引消费者、促进销售的功能，因此设计应努力创造美的形态， 美的色彩，设计出符合大家欣赏水平的产品。 5 安全性设计原则 现代工业设计中，宜人学的应用已被视为一种设计哲理，在许多人机系统、 物理学、生物力学的研究中，都围绕着使人在操作时不发生差错，不影响身心健 康、使人和产品之间有比较合理的协调关系。在各国的产品标准上，安全要求是 都极其重要的一环。许多产品所附设的安全装置就是这种设计的具体体现。 6 传达性设计原则 设计必须考虑产品所要传达的信息是什么，在绷缝机的机头上我们可以明 确辨别其各项功能，这些都是传达性设计。 2 4 本章小结 本章重点探讨了商品化设计的有关概念，阐述了商品化设计的有关理论， 并区别了商品化产品和产品的不同，指出商品化产品的特有特征，分析了商品 化设计的质量含义，分析了商品化产品的结构模型，在此基础上提出商品化设 计的基本原则，为后续章节的研究和探讨打下基础。 第三章高速绷缝机的商品化设计 第三章高速绷缝机商品化设计 面向市场和用户需求的商品化设计是工业设计人性化理念的体现，是工业设 计理念的具体化1 。本章进行的商品化设计的目的是降低成本、完善品质、增强 绷缝机产品的竞争力，在强调绷缝机基本功能的同时，扩充了绷缝机产品的外延。 3 1 高速绷缝机简述 3 。1 。1 高速绷缝机的种类及特性 高速绷缝机心蚰按照外形可以分为筒式绷缝机和平板式绷缝机，根据直针数 量的不同以及所形成的线迹是否带有装饰线，绷缝机又可以分为多种类型：双针 三线绷缝机、三针五线绷缝机、四针六线绷缝机等。 不带装饰线的绷缝线迹为“多线链式线迹”，这种绷缝机的机针可以是二根、 三根、四根或者更多，但弯针只 有一根，因此，这种类型的绷缝 机所使用的线数总是比针数多 一根。 带有装饰线的绷缝线迹也 叫“覆盖线迹”，形成覆盖线迹 的绷缝机的机针可以是二根、三 根、四根甚至更多，但弯针也只 有一根，这种类型的绷缝机比多 线链式线迹的绷缝机多了一至 两个饰线带纱器，因此，缝线数 可以比机针数多2 3 根。 绷缝机主要技术参数有：针 迹距、针数及线数、针间距、线 图3 1 筒式绷缝机 迹类型、缝纫速度、压脚提升高 度、机头毛重以及机头包装尺寸和电机功率等等，表3 - i 所示为天津第一工业缝 纫机厂生产的g k 2 0 型绷缝机的主要有关技术参数。 1 6 第三章高速绷缝机的商品化设计 表3 1g k 2 0 型绷缝机的主要有关技术参数 针间 压脚提针杆线卷边 型号转数针号针数针距 距 升高度行程数宽度 g k 2 3 12 8 0 06 2 1 1364 3 0 651 2 3 2 g k 2 3 2 2 8 0 06 2 1 1364 3 0 641 2 3 2 g k 2 3 3 6 k 2 1 - 0 1 3 0 0 06 2 1 124 853 0 6 31 2 3 2 g k 2 1 0 2 1 0 2 5 0 06 2 1 1 2653 0 631 2 3 2 g k 2 1 _ 0 2 s 9 g k 2 1 - 0 33 0 0 06 2 1 12 4 5 3 0 631 2 3 21 5 g k 2 1 帕43 0 0 06 2 1 1 24 843 0 6 41 2 3 2 3 1 2 绷缝机传动系统及工作循环 绷缝机传动系统框图如图3 2 所示： 图3 2 绷缝机传动系统框图 1 7 第三章高速绷缝机的商品化设计 绷缝机的主要成缝机构由刺料机构( 直针) 、勾线机构( 弯针) 、送料机构( 送 料牙) 、挑线机构( 挑线杆) 四大部分组成。在本次的绷缝机的商品化设计中， 以四个独立的功能模块来进行设计。四大机构模块在电机的驱动下完成绷缝功 能。绷缝机主要工作机构的运动配合如图3 3 所示。 图3 - 3 绷缝机机构运动配合框图 上述八个步骤完成了绷缝机的一个工作循环，各执行机构的持续运行，完成 各类缝料的绷缝任务。 3 2 绷缝机商品化设计 3 2 1 绷缝机创新设计 本课题研究的最终目的是通过设计使绷缝机的功能和品质达到较高的水平， 绷缝机的创新设计是提高其功能目标的有效策略雌5 】。 绷缝机行业已经制订了绷缝线迹型式标准，实现各种线迹的绷缝机的基本机 构类型经过长期使用比较成熟，要彻底改变目前高速绷缝机的机构类型的可能性 不大；产品质量改善、品种发展、技术水平提高、更新换代更多的是在原有产品 基础上持续不断的改进；机电一体化技术的应用，为产品渐进性、连续性的变革 创新提供了更大的空间。 第三章高速绷缝机的商品化设计 1 ，绷缝机创新