工业及产品设计模板

工业及产品设计模板1机床辅机的定义机床辅机指除机床主机外具有独立功能，可辅助或完善机床附加功能的设施或机器。机床主机由输入输出设备、数控装置、伺服单元、驱动装置（执行机构）、可编程控制器（PLC）及电气控制装置、机床本体、测量装置组成。除此之外具有独立功能，能辅助完成机床加工的单元为机床辅机。通常情况下机床辅机包含三大部分：油雾收集处理单元；切削液收集、冷却、分离、处理、再利用单元；切屑收集、输送、处理单元。机床辅机的主要特征为：具有独立的功能，对机床的加工性能不产生直接影响，辅助并完善机床的加工、处理功能。机床辅机与机床附件有所区别，机床附件指能够扩大机床加工范围、加工性能的附属装置。机床附件种类与机床辅机相比较为繁杂，且不易系统性地进行归类，如工作灯、吸尘管、工程塑料拖链、拉手、滑块等。2机床辅机产品的发展趋势当前机床的发展趋势为高速、高精、高柔性，外观漂亮、操作简易，智能化与绿色环保。不可避免地机床辅机的发展也应顺应机床的发展趋势，如通过切削液过滤精度的提高从而保证机床加工精度的提升，通过提升防护罩的密闭性能从而保证机床高速加工时人体的安全性并将噪音控制到一定范围，通过提升排屑系统的柔性来扩展机床的加工范围并降低机床产品的成本。也由此可见，机床辅机对机床产品的重要性不可忽视。相应地机床辅机产品的发展趋势应为高精度、外观漂亮、简易操作、高效率、高柔性、集成处理、绿色低耗、远程诊断维护等。机床辅机产品对于提升机床产品的附加值起着不可估量的作用。3机床辅机产品工业设计及其问题机床辅机产品经过近些年来的发展，产品原理、功能、性能已基本稳定，当前状况下产品工业设计水平成为非常重要的竞争因素。工业设计指以工学、美学、经济学为基础对工业产品进行设计。就批量生产而言，凭借训练、技术、知识、经验、视觉及心理感受而赋予产品材料、结构、形态、色彩、表面加工、装饰以新的品质和规格。现国内机床辅机产品工业设计水平整体落后，大多数为现有功能与已有元素的堆叠，很少将产品与使用环境及产品从销售、安装、使用、废弃全生命周期统筹考虑。尤其当前市场环境下，企业很少从工业设计提升附加值方面进行考虑，单纯通过低廉的产品价格来提升产品竞争力，从而牺牲了产品体验。从市面机床辅机产品来看，不难发现除产品与使用人员、环境的协调方案考虑欠妥外，机床辅机与机床主机之间造型、功能、结构、材料上缺乏协调与统一，主辅机无法形成一个完整的整体。机床辅机在安全方面行业内未建立相关的标准规范，产品安全方面的保障随着设计人员从业经验与对安全问题的重视程度呈现出不同形式、不同程序的设计考虑。对辅机产品标示信息准确、直观、操作简易、操作视域良好、用户习惯、用户情绪、情感方面的设计考虑，还仅仅处在理论阶段。通过调研与分析，造成以上现状的原因主要有三个方面：首先，我国对工业设计不够重视，起步比较晚；现多数企业依然认为工业设计仅仅指产品外观的造型与配色的设计，认为这不是产品最重要的。其次，国内工业设计人才缺口较大。工业设计是一门综合性学科，要完成产品工业设计需具备机械、电气、模具、生产组织、美学、经济学等多学科专业知识，由此造成工业设计人才的培训难度比较大。要从事产品工业设计需经专业的产品设计、研发培训，有一定的从业经验才能上岗，再加上国家与行业激励不够，导致从业人员很难在工业设计的道路上坚持走下去。最后，国内各工业企业整体消费认知能力不够。企业采购自用机械设备时，多考虑功能、性能、价格，对美观方面不够重视，认为外观不能带来附加值。对设备本身、环境影响、易用性、安全性不具备评价标准，对设备与环境的整体协调性认识不够。企业对“人”的关注程度不够高。4机床辅机产品工业设计改善策略4.1机床辅机企业要从制度设计上重视工业设计做为产品研发或研发与制造并行的机床辅机企业，必须设置一名专门负责工业设计的管理人员，其应具备产品设计、视觉传达设计、环境设计等三大领域的基本知识，在其中一领域内有较高的认识水平。工业设计管理人员需组织并参与产品的市场需求分析、社会使用人群文化分析、使用心理分析并完成设计策略的制定。机床辅机企业制度设计上要将设计人员的工业设计水平做为绩效评价的重要依据，企业应建立一套自己的工业设计评价体系，如外观设计、结构设计、产品生态链设计等部分的评价标准。企业需建立工艺设计人才培养机制并积极引进工业设计高端人才。4.2机床辅机企业要形成重视工业设计的文化氛围机床辅机企业要在工业设计上加大投入，工业设计不仅仅是“形式”与“美学”，而是在设计中研究一切与人有关的因素。机床辅机企业应加大工业设计人才的招聘与培养，加大设计团队中工业设计专业人员的比例。同时，机床辅机企业还需开展诸如“产学研”等项目，通过学术研究与企业效益相结合的方式，解决机床辅机企业自主创新能力弱的问题。同时，还可通过最佳实践活动等，树立典型，最终在全行业内推进工艺设计进入良性循环的竞争氛围。4.3机床辅机企业要重视知识产权保护要在全行业、全社会建立重视产品工业设计的氛围不仅仅需要社会宣传，也不仅仅需要完善工业设计教育体系，机床辅机企业及辅机企业管理者还需提高知识产权保护意识。机床辅机企业需鼓励员工积极进行工业设计专利申请与著作权登记，充分利用知识产权维护自身合法权益；成立常设机构健全信息统计工作、从运营框架上设置上重视知识产权保护工作，优化工业设计的发展环境。4.4机床辅机企业工业设计要利用好大数据当前工业设计的定义已不仅仅指产品设计环节，而是产品从研发到废弃的全生命周期。一方面工业设计使用外观美学的手段使得产品在外观形态上更易被接受、更加漂亮，为提升产品销量获得更大利润空间创造了条件；另一方面它要充分考虑人们如何便捷、安全、舒适和愉悦地使用产品，此外，还要考虑到产品和环境之间的和谐共生。在所有的环节中尤为重要的，是要在产品的两端，即设计与使用层面，通过科学的方法架构起畅通的信息桥梁，使设计师在产品的研发、设计之初，就能准确地掌握消费者的需求，这是产品得以成立的先决条件，否则后续的所有工作也就失去了意义，产品的核心价值也无从体现。通过大数据我们更容易掌握使用者的使用习惯与心理诉求，从而把握设计的实质，设计出更易使用、安全、便捷的产品，通过大数据我们也能将多个不同的设计因素进行更加清晰、全面的认识，同时弄明白它们之间的关系，在设计因素冲突时便于进行调和与优化。一、德国工业化的发展19世纪初期的德国，在第一次工业革命的大背景之下，依旧没有显示出过多的优势，甚至可以说，比起英法诸国，德国只是一个落后的农业国家，英国是第一次工业革命的发起国，而法国却率先进入了民主主义时代。从地理位置来讲，德国深处欧洲腹地，与丹麦，荷兰，比利时，法国，瑞士等多个国家接壤，这种领土无天然边界性，注定要负担它政治上的沉重命运。（一）萌芽期（1835-1850年）德国工业化大致开端于19世纪30年代的中期，它是随着关税同盟的确立而正式开始的。尽管在莱茵河流域以及个别地区，18世纪后期已开始接受英国的新技术，人们在杜塞尔多夫建立起了一家运用蒸汽机的棉纺织厂，但是所有这些不过是一种还处于从根本上讲由农业决定的环境中的斑晶而已。随着第一次工业革命的深化，英国纺织工业早已在欧洲市场处于垄断，而且由于关税同盟的领导者普鲁士，对于英国的商贸进行了一场交易――在英国向容克打开谷物市场的同时，同盟地区也得向英国制造业产品打开市场。这样就迫使德国的纺织工业更加雪上加霜，从根本上阻碍了德国走出一条类似英国式的发展道路。因此德国政府另辟蹊径，从重工业入手，铁路业代替纺织业成为德国技术革命的排头兵。1835年，德国第一条铁路成功建成，它比纺织业更迅猛的带动了整个德意志的工业进程，并且铁路的铺建同期也拉动冶金和燃料的消耗，1850年前后，德国的煤、钢产量整体翻了一番。（二）发展期（1850-1873年）1850年普鲁士政府颁布了宪法，从根本上保障国家稳定运行。铁路业的发展同时也加快了技术的变革，煤、铁、蒸汽锤与齿轮构成了工业生产的基础。经济持续的增长，使工业从漠视领域变成国家整体经济的命脉部门。这场工业化的突破通过铁路的发展被进一步向前推进，纺织业与棉纺业早已实现了全面的机械化，电气业似乎也开始冒头――1847年，西门子公司率先开辟了德国第一条公共电报线路。（三）繁荣期（1873-1913年）1862年俾斯麦上台，并于1866年击败奥地利统一德国。随着1871年德意志正式建国，技术革命的持续进步同时也标志着德国电气时代的正式到来，工业化呈现飞跃式发展的态势。到20世纪初，德国已赶上法、英，成为欧洲工业第一强国。1913年前后，煤产量上升到19150万吨；生铁产量上升到1933万吨；钢的产量上升到1930万吨，远超英、法总和，唯有美国可与之抗敌。而且在电气、化学、光学三个新兴工业部门方面，德国也不甘落后，后来居上向传统霸主英、美发起挑战。二、工业化的发展带来的设计运动变革技术的发展，自然也就带来了消费品的普及。纺织机，蒸汽机等一系列生产机器的运用，使得原本仅仅为贵族服务的产品也逐渐流入到寻常百姓家。面对种种的转变，新时代的艺术家或者也可以说是设计者，是迷茫的更是困惑的，艺术早已不仅是服务上层社会的消遣。随着新时代、新产品的出现，借助于原始资本积累的暴发户们也需要奢靡的装饰，来彰显他们逐步上升的社会地位。由此我们可以看到，18、19世纪无论是在建筑还是用品，都是以其过度的装饰为主要的流行趋势――洛可可、巴洛克、山花套叠的装饰手法屡见不鲜。因此第一次世界博览会，恰好成为工业浮躁化代表的井喷口，也就不足为奇。各个国家为了显示其国力财富的优越，尽其所有铸建着自以为美的产品。然后这真的是美吗？真的是为大众所接受的事物么？接下来的艺术家们，为此进行了一系列的探讨。（一）工艺美术运动首先出现于英国的工艺美术运动，以威廉・莫里斯为先驱。少年的莫里斯随母亲参观了第一次水晶宫工业博览会，并对其展出品感到痛心疾首的思虑，机械过度的装饰，毫无手工艺品的细致灵巧。他想发起一个运动，就是恢复手工业，让浮躁的人们重新认识传统价值美的所在，其代表作品红屋就是一个特别好的例子，里面所有的装饰家居品都是莫里斯本人及其朋友亲力亲为。但是有一点，工艺美术者却没有注意到，工业化是一种必不可少全球进步的趋势，这是不可阻挡的，一味的否定工业技术所带来的成果，必定将这场运动引入失败的深渊。英国是最早工业化和最早意识到设计重要性的国家，但却未能最先建立完成工业化设计体系，原因就在于此。（二）新艺术运动比工艺美术稍后的新艺术运动，最先出现的是法国，代表人物包括：霍尔塔、威尔德、吉马德、高迪等。相较工艺美术运动，其在设计思想上并没有太大的进步，新艺术运动主要的特征就是强调曲线美，重点强调在装饰的过程中，不能一味的模仿自然物，而是要有自我的思考，再从中提炼出美的精髓。新艺术在本质上是一场装饰运动，但它用抽象的自然花纹与曲线，脱掉了守旧、折中的外衣。（三）青春风格新艺术的后半时期，随着自然风格的深入，在德国本土也开始出现曲线风格的变革――青春风格，该运动的代表人物也就是德国设计之父，彼得贝伦斯。青春风格，得名于《青春》杂志，活动中心设在慕尼黑，延绵的曲线逐渐得到限制，这是新艺术转向功能主义的一个重要步骤。（四）工业同盟（五）包豪斯提起工业设计，就无法回避包豪斯，包豪斯是现代主义的集大成者，也是世界上第一所以设计教育为主的学校，之后诸多的设计院校都以包豪斯的教学模式为基础。包豪斯实践了功能主义主要包括以下几个方面：（1）包豪斯是一次伟大意义的设计革命，尝试人与人、人与机的新关系；（2）把功能的概念扩展成使用要求，以人为中心设计原则；（3）功能主义把制造看作设计过程的一部分；（4）设计是针对大众的需求；（5）试创造出一种新的和谐友好的人际关系和劳动关系。（六）乌尔姆设计学院（七）后乌尔姆时代的德国设计如果说20世纪50年代是现代主义取得决定性胜利的时候，那么20世纪60年代则是设计风格走向多元化的开端。二战后期的德国，现代主义仍在持续发展，但简洁风格在设计界的一统天下的地位已被打破。到20世纪70年代中期，德国设计界也出现了一批试图跳出理性主义圈子的设计师，他们希望通过更加自由的造型来增加设计品的趣味性。被称为“设计怪杰”的柯拉尼就是这一时期最具争议性的设计师之一，其作品具有空气动力学和仿生学的特点。1982年，艾斯林格以为维佳公司设计的亮绿色电视机为契机，正式创立青蛙（Frog）公司。青蛙公司的设计既保持了德国设计原有的严谨与简练，又带有后现代主义的新奇、怪诞、甚至嘻戏般的特色，在设计界独树一帜，很大程度改变了20世纪末的设计潮流。三、工业与设计的进步对德国产品的影响提起德国产品，人们自然会想到德国汽车，以及琳琅满目的大型机械用具。20世纪，随着技术与设计的进步，用户的需求不仅仅局限于物质世界的三寸之地，面对市场中眼花缭乱的消费品，一波又一波的新风格，新浪潮冲击着设计师的思路。然后反观德国，工业设计的造型似乎并未随着市场波动而自乱阵脚，德国的设计好像总是那么特别，不为流行趋势所动，却透露出自己独有的艺术感。二次世界大战之前，工业设计就在德国有了坚实的基础，而德意志联盟促进艺术与工业结合的思想和包豪斯的机械美学仍然在很长一段时间内，影响着德国产品的生产与制造。随着经济的复兴，联邦德国成为世界上先进的工业化国家之一，并发展了一种强调技术表现为特征的造型风格。（一）功能性与形式性现代主义的关键因素是功能主义和理性主义。而功能主义的实际却是一种持续了两百年的哲学思想，早在18世纪就已出现。每一件优良的德国产品都可以说是功能主义的产物，但是说德国产品过于功能化从而失去了应有的美感，此话却不然。在德国的设计中，始终存在着一种对立而统一的矛盾，那就是功能性与形式性。在工业设计发展历史中，各个艺术流派也对功能与形式的依附关系存在着不同的看法，而德国产品从一开始就明确“形式追随功能”的口号，并力图平衡技术与美，真正的使产品服务于人。众所周知，德国人的民族性情是理性的，并且二战后德国的重建也需要理性与秩序的思维方式，因而造成在产品的设计制造中更加注重实际功能。但是反过来说，就设计的目的而言，功能性是产品的出发点，也是产品存在的唯一因素，如果一个产品，连使用者最基本的需求也满足不了的话，更无形式美可言。（二）人本性与产品性早在包豪斯时期设计从业者就明确提出“艺术与技术的新统一，设计的目的是人而不是产品，设计必须遵循自然客观的法则”，由此可见，人本性在德国产品设计中的重要作用。在德国，无论是设计的学习者，还是从业者，产品制造的起始点始终是从人的基本需求开始。德国的产品不受任何模式的限制，德国设计师也具有发散性思维的特点，与国内产品事务所注重产品开发、效果图美观性表现不同，德国公司更加在意设计流程化与产品需求化，产品的制造一定是弥补消费市场真正的空缺，而不是随意的臆想产生。（三）传统性与科技性虽然德国的设计是很现代的，但是科技的进步并未阻碍传统工艺的发展。无论是莱卡相机的传承还是大众汽车坚守，我们都能体会到德国设计师对于现代要素与传统文化的把控。传统手工艺是一个国家文化的重要组成部分，当代德国设计教育注重学校教学与工厂实践双轨制并行的原因也在于此。20世纪后期，绿色设计的概念孕育而生，所谓的绿色设计，源于人们对于现代技术文化所引起的环境及生态的反思，着眼于人与自然的生态平衡关系，在设计过程的每一个决策中都充分考虑到环境效益，采取技术手段尽量减少对环境的破坏。关键词：工业设计；产品概念设计；设计方法；色彩因素；形态因素现代科学技术的快速发展，大量先进技术逐渐广泛应用在各个行业领域，对于工业产品设计而言，在一定程度上促使产品结构出现了根本性的变革。总的说来，工业产品设计主要是人们通过现代科学技术和理论知识，有意识地构思产品设计流程，其中包括人类活动的众多领域内容。可以说，工业设计水平高低直接影响到一个地区或者国家市场竞争能力大小，具有较为深远的意义。工业产品设计中产品概念设计需要设计师具备较高的专业素质以及设计经验，能够结合实际设计需求，将更多新鲜元素融入其中，设计出一个总体框架，在这个框架基础上，运用专业知识以及加工工艺，赋予工业产品更深次的内涵和性能，以求更好地满足消费者的个性化需求。一、工业设计中产品概念设计概述产品概念设计主要是指在明确任务目标后，通过一系列抽象化的功能结构，寻求适合的作用原理，寻求最为合理的设计方案，这一过程称为概念设计[1]。而工业设计中产品概念设计是指从产品缺口到建立模型的过程中，不断进行分析和整合，对模型进行创造性的评价。总的说来，工业设计中一方面包含了大量数值计算性的工作，诸如计算分析、绘图以及填写表格等，另一方面是概念设计工作，主要是创造产品设计具体方案。概念设计贯穿于产品设计的各个环节，从市场缺口、到产品定位的模糊前期再到结构设计以及功能设计。在产品设计早期阶段，根据社会条件形成的市场需要和经济技术条件确定产品的模糊前期（SET因素），形成产品开发的模糊概念和定性分析，根据前期定位将产品功能需求和设计思路进行细化和求解，将内容展现为大致的设计框架，组成框架的模块和组件，来完成产品的设计方案。而设计师的概念设计贯穿整个过程，并对初步设计完成的设计方案进行造型构思，最后结合实际条件需求形成最终的设计方案。随后，将设计完成的方案分配到具体设计中，对方案中具体细节进行推敲，在这个过程中，需要充分考虑设计者的创造能力，自身学科知识储备以及设计经验的丰富，以及是否能够结合资料数据进行推理和决策，这样才能创造出更符合消费者个性化的设计需求[2]。概念设计并非是简单的传统意义上的方案设计，其内涵更为广泛、有深度，根据产品生命周期对产品功能进行创造、分解以及结构设计，是一个设计创造过程，同时也是一个实验求解过程，从而满足各项设计需求和指标，从多项设计方案中选择最为合理的设计方案。概念设计过程中，设计人员需要具备较高的专业知识和设计经验，能够与时俱进采用更为先进的设计方法和商用运作知识，才能更为全面地应对消费者个性化的设计需求[3]。二、工业设计中产品概念设计特性其一，创新性。无论是工业产品设计还是其他产品设计，最突出的特点就是追求创新性，作为设计的核心要素，只有不断地进行创新才能得到性能优良，更富有竞争力的工业产品，从多种设计方案中选择一种最为合理的设计方案，吸收其他方案的优点，形成一种创新型设计方案[4]。其二，多样性。工业设计中产品概念设计的多样性特点主要表现在设计结果的多样化，以及设计思路多样化。根据设计事理学方法论，同一产品因其人、事、物、场的不同会形成不同的功能需求，因此在概念设计时会产生完全不同的设计思路，选择的设计方法同样存在明显差异。诸如在椅子的设计中，室内椅、室外椅、交通工具座椅、咖啡馆椅的设计概念会因椅子所处的环境和使用者的不同形成不同的解决思路。其三，层次性。对工业设计中的产品概念设计主要反映在功能、载体结构方面，产品的功能定义和功能分解反映在功能层，结构修改和变异作用在结构层，将两种层面连接起来，从而形成产品的设计层次[5]。无论是功能层还是结构层，自身具有一定的层次关系，层层递进，不同层次功能对应不同的层次结构。三工业设计中产品概念设计的一般方法和设计因素（一）工业设计中产品概念设计的一般方法产品概念设计时选择合理的设计方法，对于设计价值提升有着较为突出的作用，同时也能够体现出设计师自身的综合设计能力。一般情况下，工业设计中产品概念设计方法主要包括以下几个方面：其一，联想法，在工业产品开发过程中，可以在原有产品性能以及技术基础上进行联想，构思新产品的功能和形态，从而完成工业产品设计，同样可以在其他领域产品基础上进行联想，为工业产品设计提供构思基础；其二，仿生学法，通过对自然界的感悟来寻求设计灵感，观察其中一种生物的结构和形态，将此类元素融入到工业产品设计中；其三，缩小和扩大法，将工业产品的局部设计点；其四，逆向思维法，设计师在设计过程中，主要是采用传统设计思维，可以通过对逆向思考产品原有的顺序或者设计方法，来获得设计灵感；其五，类比法，就其中一种产品而言，一经推出，市场可能会出现众多类似产品，通过对产品的设计比较，能够发现其他产品中创新的思维和方法，完善自身，设计出更为新颖的工业产品[6]。（二）工业设计中产品概念设计需要考虑的因素功能因素。工业产品概念设计时需要充分考虑到产品的功能，只有功能得到创新才能吸引更多的消费者。功能是产品的实质性要求，消费者购买的并非是产品本身，而是产品所提供的功能。所以，在产品设计时以产品功能因素为核心，进行优化设计，提供可行的功能设计方案。构成因素。产品概念设计需要考虑到产品构成要素，对这些构成要素进行分解和组合，取得最为优秀的产品，将其称之为优化过程。设计师在对各种元素进行优化组合，结合实际工业产品设计需求，形成最为合理的设计方案。由此看来，对产品构成要素进行设计有助于实现产品的优化。形态因素。工业设计中产品概念设计过程中需要运用多种学科理论，涉及层面较广，结合实际设计需求进行设计，总的说来，设计师在产品概念设计过程中需要协调不同形态因素之间的关系，合理配置形态因素和知识，实现产品形态最优。色彩因素[7]。作为产品构成中不可或缺的组成部分，色彩因素的合理搭配往往能够带给人们更为强烈的视觉冲击，无形中影响着人们对于工业产品的客观评价。在工业设计中产品概念设计时，充分考量色彩因素，结合实际设计需求进行配置，有助于借助色彩来刺激消费者内心感知，感悟工业产品设计中的内涵，同设计师产生灵魂的共鸣，直观地感受到设计师想要通过工业产品来传递的思想和内容，为产