产品设计原理.docx

产品设计的程序 产品设计中的工作内容 设计大纲的内容 产品设计的原则 产品设计的原则 是指在产品设计过程中的四大基本原则，它包括：易用性原则、求适性原则、致 美性原则和创新性原则四个方面； 其中求适性原则是其核心内容， 它又包括适宜、 适合、适当、适应和适度五个方面。应该说，掌握了“四则”，也就掌握了产品设 计的核心和精髓，它是整门课提纲携领的内容。 产品设计的系统性方法指什么？系统论的思想、方法及任务？产品设计系统的特性？ 产品设计的系统性方法指什么？系统论的思想、方法及任务？产品设计系统的特性？ 产品 系统设计思路？ 系统设计思路？ 系统概念在现代设计中的三层含义 第一， 系统概念被用于工业设计后，人们不再把设计对象看成是孤立的个体，而是将其置 身系统之中，使功能设计不再局限于单一的设计对象，而是考虑它与其它环境因素 之间的关系，考虑在系统环境中人的整体需要，这样的设计更符合实际的使用情况， 在这样的大前提下产品系统概念应运而生。设计开始既考虑设计对象自身各组成元 素所构成的基础系统，即材料、结构、色彩、功能、造型之间的相互关系以及它们 各自与它们所组成的统一体的关系， 同时有又将设计对象整体作为子元素放在经济、 社会、技术这样大的宏观系统中去考虑，从而更好的实施设计本身。 第二， 从系统概念出发，单件家具和工具也被看成是一个系统，把它们设计成组合部件， 容易安装，容易拆卸。 从系统的角度出发，从三维立体系统扩展到四维持续的发展 系统，既要从整体与局部的关系考虑问题，又要用发展的思维去把握整体。 第三， 考虑物体之间的位置关系。从系统的角度考虑感性工程因素对设计对象的影响，把 握系统结构。 产品的生命周期？理想的产品生命周期形态的特征？ 产品的生命周期？理想的产品生命周期形态的特征？ 产品形态 形态是传达信息的第一要素。所谓形态，是指由内在的质、组织、结构、内 涵等本质因素延伸到外在表象因素，通过视觉而产生的一种生理、心理过程。它 与感觉、构成、结构、材质、色彩、空间、功能等要素紧密联系。 产品设计的美学规律 美学规律？ 产品设计的美学规律 产品设计思维 思维一般由四个方面组成：思维的主体、思维的客体、思维的工具、思维的协调等。思 维的主体即人；思维的客体即思维的对象；思维工具即思维过程中所借助的概念和形象；思 维的协调是指在思维过程中，多种思维方式的整合，也就是说，在思维的过程中，有时单一 的思维方式是不能解决问题的。产品设计方法的具体原则 1、功能性要求： 物理功能产品的性能、结构的方便性、安全性、易用性等； 心理功能产品的造型、色彩、肌理和装饰诸要素予人愉悦等； 社会功能产品象征或显示个人的价值、兴趣爱好或社会地位等。 2、审美性要求： 产品的审美不是设计师个人主观的审美， 只有具备大众普遍的审美情调才能实现其审美 性。 产品的审美， 往往是通过新颖性和简洁性来体现， 而不是依靠过多的装饰才成为美的东 西，它必须是满足功能基础上的美好的形体本身。 3 经济性要求 产品设计师必须从消费者的利益出发， 在保证质量的前提下， 研究材料的选择和构造的 简单化，尽量减少成本，提高功能，这样才能为用户带来实惠，最终也为企业创造效益。 4、 创造性要求： 设计的内涵就是创造。 产品设计必须是创造出更新更便利的功能， 或是唤起新鲜造型感 觉的新的设计。 5、 适应性要求： 产品总是为特定的使用者在特定的使用环境中使用而设计的。 因此， 产品设计必须考虑 产品与人和环境的关系，要处理好“产品人环境”三者之间的关系，真正达到“设计 以人为本”的要求。 此外产品设计还应该是易于认知、理解和使用的设计，并且在环境保护、社会伦理、专 利保护、安全性和标准化诸方面，也必须符合相应的要求。 辐散思维与辐合思维 辐散思维是创造性思维的主要成分，所以，有的心理学家认为，创造性思维就是辐散思维。 辐散思维又称发散思维、求异思维，它是根据一定的条件，对问题寻求各种不同的、独特的 解决方法的思维， 具有开放性和开拓性 所以， 美国心理学家巴特利特曾称其为“探险思维”， 可见，广泛的开拓性，是辐散思维的主要特征。辐散思维的优势在于能够提供尽可能多的新 设想。 辐合思维是单向展开的思维，又称求同思维、集中思维，是针对问题探求一个正确答案的思 维方式。辐散思维的发散所产生的各种设想，是辐合思维的基础，集中、选择是对正确答案 的求证。这个过程不能一次完成，往往按照“发散集中再发散再集中”的互相转 化方式进行。 辐合思维的核心是选择。 辐合思维的优势在于能够从许多新设想中找出最好的 解决方案。 功能设计 功能主要体现在四个方面： （1）实用功能：即是通过将设计思想转化为设计物，以满足人的种种物质需要，重在 体现设计物的实用价值； （2）认知功能：即通过视觉、触觉、听觉等感觉器官接受来自物的各种信息刺激，形 成整体认知，从而产生相应的概念； （3）象征功能：象征功能传达出设计物意味着什么的信息内涵，如，一辆汽车的豪 华程度，不仅表现了它在实用功能方面的进步和完善，同时，还是汽车使用者经济地位和社 会地位的象征； （4）审美功能：即设计物内在和外在形式唤起的人的审美感受，以满足人的审美需求， 体现了设计物与人之间的精神关系。 物在使用过程中是否能唤起人的美感， 是判断其是否具 有审美功能的依据。 在某一设计物中， 实用功能、 认知功能和审美功互相渗透、 互相联系， 而不能截然割裂； 由于设计物实用目的的差异，它们凝聚于设计中的比例会有所不同，如对于商品包装来说， 轿车的认知功能和审美功能比卡车显得更为重要， 这种比例的大小， 并不表示次要地位的功 能可有可无，而仅仅是显示了相对于其它功能的次要地位。 功能是产品与使用者之间最基本的一个关系。 每一件产品均具有不同的功能， 人们在使 用一件产品的过程中，是经由功能获得需求的满足的。 按照功能的重要程度来划分， 我们可以把事物的功能分为基本功能 辅助功能 基本功 基本功能和辅助功能 基本功能 辅助功能。 能指的就是设计对象最主要的功能， 也是用户最关心的功能。 无论产品的附加功能怎样扩充， 都不能替代其基本功能。否则此物即彼物了。 主要功能是指与设计生产产品的主要目的直接相关的功能， 这是产品存在的理由， 对于使用 主要功能 者来说，这是必要的基本功能。否则，产品也就失去了存在的意义。 附属功能是辅助主要功能更好地实现其目的的功能，有时也是不可缺少的功能。产品的主 附属功能 要功能是产品存在的基础。所以，它相对稳定，不会出现大幅度的变化。否则，产品的性质 就要发生变化。附属功能 附属功能往往是多变的。附属功能有时是起辅助作用，有时却会失去“附属” 附属功能 的性质而无法分清主要功能与附属功能的关系。 从功能的性质角度，可分出物质功能 精神功能 物质功能和精神功能 物质功能 精神功能。 使用功能是指产品所具有的特定用途，体现产品使用目的的功能。这里也包括与技术、经济 使用功能 用途直接有关的功能。 精神功能是指影响使用者心理感受和主观意识的功能，也可称作心理功能。如，使用者往往 精神功能 是通过产品的样式、造型、质感、色彩等产生不同感觉。诸如：豪华感、现代感、技术感、 美感，等等。 从用户需求类来划分，可以把产品功能分为必要功能 不必要功能 必要功能和不必要功能 必要功能 不必要功能。 按功能实现的手段来，可以把功能划分为硬功能 软功能 硬功能和软功能 硬功能 软功能。硬功能指真实存在的实体功能。 而软功能是一种没有固定体态的软件功能， 其存在方式不是现实存在的直观的事物， 而是虚 拟化的、数据化的预先设定。 功能系统分析的作用 (1) 明确用户的功能要求 (2) 转向对功能的研究 (3) 可靠地实现必要功能 功能定义，就是把设计对象所要求的功能进行抽象的描述，逐一下定义。把产品的物理特 功能定义 性分解、组合，逐项转换成各功能特征，以明确产品的本质。功能定义 功能定义就是把对象产品和零 功能定义 部件或构成要素的效用加以区分和限定， 由于产品和零部件或构成要素是功能的载体， 因此， 它是描述功能的主语， 而功能作为产品和零部件或构成要素的效用可以用谓语动词及宾语名 词表示出来。 功能定义的目的？ 功能定义的目的？ 功能定义的要求？ 功能定义的要求？ 设计中的人机工程学，适用性设计中的人机因素， 设计中的人机工程学，适用性设计中的人机因素， 产品设计的数字化特征 从工业时代到后工业时代或信息时代的转变之后， 数字信息将通过取代资本和劳力成为最为 关键性的资源，产品本身有形的物质特性（造型、材料、加工等）将不再是重点，而其本身 无形的非物质性如象征、意义、符号性成为归结所在，由此成为数字化时代产品的特征。 产品设计的材料原理 材料的分类： 材料的分类： A：按材料来源分类 ： 第一代的天然材料不改变在自然界中所保持的状态，或只施加低度加工的材料， 如木材、竹、棉、毛、皮革、石材等。 第二代的加工材料利用天然材料经不同程度的加工而得到的材料，加工程度从低 到高，有人造板、纸、水泥、金属、陶瓷、玻璃等。 第三代的合成材料利用化学合成方法将石油、天然气和煤等原料制造而得到的高 分子材料，如塑料、橡胶、纤维等。 第四代的复合材料用有机、无机金属乃至金属等各种原材料复合而成的材料。 第五代的智能材料或应变材料随环境条件的变化具有应变能力，拥有潜在功能的 高级形式的复合材料。 B：按材料的物质结构分类 ： 1：金属材料黑色金属（铸铁、碳钢、合金钢等）有色金属（铜、铝及合金等） 2：无机材料石材、陶瓷、玻璃、石膏等 3：有机材料木材、皮革、塑料、橡胶等 4：复合材料玻璃钢、碳纤维复合材料 C：按材料的形态分类 ： 1：线状材料 常用的有钢管、钢丝、铝管、金属棒、塑料管、塑料棒、木条、竹条、藤条等。 2：板状材料 常用的有金属板、木板、塑料板、合成板、金属网板、皮革、纺织布、玻璃板、纸板 等。 3：块状材料 常用的有木材、石材、泡沫塑料、混凝土、铸钢、铸铁、铸铝、油泥、石膏等。 材料特性包括两方面：一是材料的固有特性，即材料的物理特性和化学特性，如力学性能、 热性能、电磁性能、光学性能和防腐性能等；二是材料的派生特性，它是由材料的固有特性 派生而来的，即材料的加工特性、材料的感觉特性和经济特性。 设计是一种复杂的行为，材料的选择是最基本的。设计师在选择材料的时候，除必须考虑材 料的固有特性外，还必须着眼于材料与人、环境的有机联系。总的来说，设计材料的选择应 遵循以下原则： 1、材料的外观：考虑材料的感觉特性。根据产品的造型特点、民族风格、时代特征及 区域特征，选择不同质感、不同风格的材料。 2、材料的固有特性：材料的固有特性满足产品功能、使用环境、作业条件和环境保护 的需要。 3、材料的工艺性：材料应具有良好的工艺性能，符合造型设计中成型工艺、加工工艺 和表面处理的要求，应与加工设备及生产技术相适应。 4、材料的生产成本及环境因素：在满足设计要求的基础上，尽量降低成本，优先选用 资源丰富、价格低廉、有利于生态环境保护的材料。 5、材料的创新：新材料的出现为产品设计提供更广阔的前提，满足产品设计的要求。 金属的成型方法可区分为铸造、塑性加工、切削加工、焊接与粉末冶金五类 金属的成型方法 1、铸造 将熔融态金属浇入铸型后，冷却凝固成为具有一定形状铸件的工艺方法。 2、金属塑性加工 又称金属压力加工。在外力作用下，金属坯料发生塑性形变，从而获得具有一定形状、 尺寸和机械性能的毛坯或零件的加工方法。 3、切削加工 又成为冷加工。利用切削工具在切削机床上（或用手工）将金属工件的多余加工量切 去，以达到规定的形状、尺寸、和表面质量的工艺过程。 4、焊接加工 焊接加工是充分利用金属材料在高温作用下易熔化的特性，使金属与金属发生相互连 接的一种工艺，是金属加工的一种辅助手段。 5：粉末冶金 是以金属粉末或金属化合物粉末为原料，经混合、成型和烧结，获得所需形状和性能 的材料或制品的工艺方法。 塑料的原料广，性能优良（质轻、具有电绝缘性、绝热性等） ，加工成型方便，具有装饰性 和现代质感，而且塑料的品种繁多，价格比较低廉，是一种具有多种特性的应用广泛的使用 材料。 塑料的工艺特性是指将塑料原料转变为塑料制品的工艺特性， 即塑料的成型加工性。 主要包 塑料 括以下成型方法 成型方法： 成型方法 注射成型、挤出成型、压制成型、吹塑成型、压延成型、滚塑成型、铸塑成型、搪塑成型、 醮涂成型、流延成型、传递塑模成型、反应注塑成型、手糊成型、缠绕成型、喷射成型 玻璃具有一系列的优良特性，如坚硬、透明、气密性、不透性、装饰性、化学耐蚀性、耐热 玻璃 性及电学、光学等性能，而且能用吹、拉、压、铸、槽沉等多种成型和加工方法制成各种形 状和大小的制品。玻璃作为现代设计中一大媒介材料，已经成为人们现代生活、生产和科学 实验活动中不可缺少的重要材料。此外，从环境保护的角度看，玻璃作为“绿色”材料，将是 21 世纪普遍看好的材料。 玻璃的成型是将熔融的玻璃液加工成具有一定形状和尺寸的玻璃制品的工艺过程。 其成型方 玻璃的成型 法有： 1、压制成型 2、吹制成型 3、拉制成型 4、压延成型 表面处理技术是通过各种工艺手段，赋予表面不同于基体材料的组织结构、化学组成，因而 表面处理技术 具有不同于基体材料的特殊性能。 如高硬度、 高疲劳强度、 高耐磨耐蚀性、 抗高温氧化性等。 表面处理的作用： 表面处理的作用： 1、腐蚀保护性 2、抗磨性 3、电性能 4、耐热性 5、光学特性 6、电磁特性 7、密封性 8、装饰性 9、耐疲劳性、保油性、焊接性等。 表面处理的分类 1、 按工艺特点分 （1）电镀：包括合金电镀、复合电镀、电刷镀、非晶态电镀、非金属电镀等。 （2）涂装 （3）堆焊 （4）热喷涂：火焰丝材喷涂、火焰粉末喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂及爆炸喷涂等。 （5）热渗镀 （6）化学转化膜：包括阳极氧化、化学氧化、磷酸盐膜、铬酸盐膜和草酸盐膜。 （7）金属着色：包括电化学着色、化学着色和染料着色。 （8）气相沉积：分化学气相沉积和物理气相沉积。 （9）三束改性：包括电子束技术、离子束技术和激光束技术。 2、按学科特点分 （1）表面合金化技术：包括喷焊、堆焊、离子注入、激光熔敷、热渗镀等。 （2）表面覆层与覆膜技术：包括热喷涂、电镀、化学转化处理、化学镀、气相沉积、 涂装、堆焊、金属着色、热浸镀等。 （3）表面组织转化技术：包括激光、电子束热处理技术，以及喷丸、滚压等表面加 工硬化技术。 产品设计的经济性 一、产品功能设计的经济性 首先保证必要功能，减少甚至剔除多余功能；其次保证产品在使用过程中能可靠 地实现必要功能并延长使用寿命，以此来追求产品寿命周期的最低成本。“功能合理” 原则是实现产品的功能和成本合理化的根本，是提高产品经济价值的重要手段。 二、产品结构设计的经济性 （1）确定合理的结构参数。 （2）采用节约材料的结构。 （3）尽量使类似零件的尺寸相同。 （4）尽量采用标准件或批量生产的外购件。 （5）采用模块化组合结构。 （6）采用可拆卸设计。 三、产品造型设计的经济性 在充分体现造型艺术性的条件下尽可能采用简洁大方的造型，降低生产成本。 四、产品材料选择设计的经济性 在保证产品合理功能的前提下， 选用价廉的材料， 但要以产品寿命周期的最低成 本为经济目标，而不是单纯考虑生产成本的降低。 五、产品设计的制造成本分析 评价产品的制造成本可通过以下几个方面进行考量： （1）将材料加工成产品的总工序成本； （2）对材料的利