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关键词:流程工业;综合自动化系统;整体结构;体系设计
中图分类号:TH186 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 06-0105-01
我国的流程工业领域的企业,例如石油领域企业、化工领域企业或冶金领域企业等,所采用的传统管理方法为利用计算机(包括数据信息收集、设定值数据管理和控制)、电气化管理控制、各种仪表管理控制(主要包括各种温度控制仪表、压力控制仪表、液位控制仪表等相关仪表或DCS控制),并根据工作特点进行划分,不同的专业和工种管理和发展相对独立。虽然目前流程工业领域的企业在管理方面做出了调整,但是在大多数企业中,机电仪还是做为一个部门进行管理和发展,但是机电仪部门是由多种专业领域组成的,所以在管理时,还是需要根据不同的专业进行针对性的管理。因此,可以在机电仪部门中进行实施综合管理,建立一体化的机、电、仪综合业务管理,通常还被叫做电仪一体化管理体系,建立完善电仪一体化管理体系,是实现流程工业领域企业单位自动化综合管理体系的基础。
一、流程工业的特点以及管理方面的需求
流程工业对于自动化综合管理的需求和应用特点主要表现为以下几点:
1.具有一定的基础自动化水平;2.生产方式具有连续性的特点;3.参数复杂以及测量结果滞后的特点;4.优化手段的需求;5.优化设备管理的需求;6.优化生产环境的需求;7.优化目标的需求;8.提高工程设计效率的需求;9.优化供需链需求。
二、综合自动化系统的架构设计方案
根据流程工业领域相关企业单位的生产特点,本文采用三层架构模式,两套平台系统的结构体系以及高效集成的工作方式完成企业单位进行综合自动化体系的构建。
(一)三层架构模式。1.ERP层:主要功能是为REP平台实现相关应用以及构建数据信息管理平台的基本构架,根据ERP管理的基本管理方式和理念、基本管理应用实现方法、具体功能以及相关技术应用,是建立和完善科学合理的工作流程的基本条件。以企业单位的财务项目的指控和管理为管理重点、实现一体化生产经营综合管理平台;2.生产任务执行管理层:主要是负责对一体式综合管理平台的相关应用进行控制,应用现在先进的计算机网络应用技术,实现实时数据和信息的一体化管理,包括网络通信应用管理、系统关系数据库数据检测功能以及系统关系数据库主要应用管理,并且对这些主要功能应用进行有效的集成,构架一体化综合数据管理平台的功能应用以及信息集成框架,建立数据信息管理和纠错功能应用、企业单位物料控制和平衡管理、企业能量平衡管理、优化企业单位工作计划任务、工作任务调度体系管理、工作任务仿真模拟、产品质量跟踪检测、实时信息数据管理等多个应用模块。并且为ERP层提供可靠、真实并具有唯一性企业生产经营和成本数据支持;3.过程管理控制层:该层主要是基于DCS(分布式控制系统)技术而建立的系统平台,该平台集成了很通用性、实用性、扩展性较强的软件,并且结合计算机网络通信技术,实现了平台实时数据库基本应用和管理、实时数据处理等功能,集成了自动化罐区管理功能,过程优化功能、班级或生产组成本控制管理功能等,为实现有效的综合自动化系统体系打下基础。(二)两套平台系统。根据流程工业领域的相关企业单位的业务特点,本文采用两套平台系统解决相关企业的庞大数据信息处理需求。在数据空管理层中,本文采用的实时数据库是我国浙江中控公司开发的。1.实时数据库(ESP-iSYS)。实时数据库系统(ESP-iSYS)是构建协同式自动化综合管理体系的基础。ESP-iSYS实时数据库系统可以实现高效的实时数据采集功能、数据信息存储功能以及Web方式数据信息浏览功能和实时数据信息检测功能,并且保证数据的统一性、真实性以及完整性。并且支持多种结构的数据交互功能,包括API接口、OPC接口、DDE接口、ODBC接口以及OLEDB接口等,具有很强的通用性和扩展性。ESP-iSYSS实时数据库系统集成了COM/DCOM技术与应用、系统信息检测与容错、任务管理控制与调度、高效数据压缩功能、位号映射控制与管理等先进数据信息管理技术。2.综合集成软件平台(ESP-PlantJet)。ESP-PlantJet是浙江中控软件技术有限公司针对流程工业企业研制开发的综合集成软件平台,系统结构采用分层、分布式的组件结构设计,能支持大用户量及计算量应用。整个系统自下而上可划分为工厂数据模型、支撑环境、业务处理和人机接口等四个层次。ESP-PlantJet系统采用B/S结构来实施,并辅之以工作站上的常用工具软件,这样,就更能充分地利用己有的信息,从而为解决方案带来了附加价值。(三)高效集成。本综合自动化整体解决方案的高效集成体现在以下几个方面。1.实时数据库与下层DCS之间的高效集成:ESP-iSYS可以通过DDE、OPC及自定义的接口与DCS、PLC、FCS等开放式控制系统或者智能仪表连接,并进行数据采集和管理。ESP-iSYS支持包括横河、ABB、Fisher Rosemount、Foxboro、Honeywell、浙大中控、西门子、OMRON等几乎所有的主流型DCS、PLC和FCS等。2.全系列的先进控制软件:以APC-Adcon为代表的先进控制软件,涉及到多变量预测控制、预测函数控制、软测量、模型辨识、物料平衡、数据校正等等方面,这些软件既能够很方便与ESP-iSYS进行集成应用,也能够根据客户和现场的情况单独使用。3.ESP-iSYS与ESP-PlantJet之间的高效连接:由于这两个平台均是自主开发、具有自主知识产权的软件系统,充分发挥了平台的高效联结机制,保证两个平台之间能够正确、及时地进行数据的双向传输。
三、结语
随着我国市场经济的快速发展,市场竞争越来越激烈,因此我国很多流程工业领域的很多企业单位也根据其业务结构特点,进行了相应的调整。流程工业领域的相关企业单位开始从纯生产型企业单位逐渐向生产经营型企业单位转变。特别是近些年计算机技术的快速发展,提高了企业单位的生产经营效率,减少了新技术和产品的开发周期,因此产品的设计、生产直到投入市场的时间周期成为了各个生产单位和企业提升竞争力的关键。因此在流程工业领域的企业单位构建自动化综合管理体系,对于流程工业领域的企业单位提高竞争力是十分重要的。
参考文献:
[1]金晓明,王树青.工业过程先进控制的概念设计[J].科技资讯,2008,4
[2]李陶深.用DCOM实现分布式应用系统组件化设计的一些关键技术[J].科技创新导报,2001,2
摘要:本文通过对目前国内工业自动化的发展经验进行总结和论述,主要分析了工业自动化技术在流程工业中的综合应用和发展。本文从流程工业中相关企业自动化技术的应用入手,分析了流程工业的相关企业对于自动化技术的需求,然后设计了综合自动化系统的体系结构。本文通过对目前综合工业自动化技术在流程工业领域的应用经验进行总结,希望对流程工业相关企业的综合自动化应用和管理提供一定的借鉴和帮助。
关键词:流程工业;综合自动化系统;整体结构;体系设计
中图分类号:TH186 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 06-0105-01
我国的流程工业领域的企业,例如石油领域企业、化工领域企业或冶金领域企业等,所采用的传统管理方法为利用计算机(包括数据信息收集、设定值数据管理和控制)、电气化管理控制、各种仪表管理控制(主要包括各种温度控制仪表、压力控制仪表、液位控制仪表等相关仪表或DCS控制),并根据工作特点进行划分,不同的专业和工种管理和发展相对独立。虽然目前流程工业领域的企业在管理方面做出了调整,但是在大多数企业中,机电仪还是做为一个部门进行管理和发展,但是机电仪部门是由多种专业领域组成的,所以在管理时,还是需要根据不同的专业进行针对性的管理。因此,可以在机电仪部门中进行实施综合管理,建立一体化的机、电、仪综合业务管理,通常还被叫做电仪一体化管理体系,建立完善电仪一体化管理体系,是实现流程工业领域企业单位自动化综合管理体系的基础。
一、流程工业的特点以及管理方面的需求
流程工业对于自动化综合管理的需求和应用特点主要表现为以下几点:
1.具有一定的基础自动化水平;2.生产方式具有连续性的特点;3.参数复杂以及测量结果滞后的特点;4.优化手段的需求;5.优化设备管理的需求;6.优化生产环境的需求;7.优化目标的需求;8.提高工程设计效率的需求;9.优化供需链需求。
二、综合自动化系统的架构设计方案
根据流程工业领域相关企业单位的生产特点,本文采用三层架构模式,两套平台系统的结构体系以及高效集成的工作方式完成企业单位进行综合自动化体系的构建。
(一)三层架构模式。1.ERP层:主要功能是为REP平台实现相关应用以及构建数据信息管理平台的基本构架,根据ERP管理的基本管理方式和理念、基本管理应用实现方法、具体功能以及相关技术应用,是建立和完善科学合理的工作流程的基本条件。以企业单位的财务项目的指控和管理为管理重点、实现一体化生产经营综合管理平台;2.生产任务执行管理层:主要是负责对一体式综合管理平台的相关应用进行控制,应用现在先进的计算机网络应用技术,实现实时数据和信息的一体化管理,包括网络通信应用管理、系统关系数据库数据检测功能以及系统关系数据库主要应用管理,并且对这些主要功能应用进行有效的集成,构架一体化综合数据管理平台的功能应用以及信息集成框架,建立数据信息管理和纠错功能应用、企业单位物料控制和平衡管理、企业能量平衡管理、优化企业单位工作计划任务、工作任务调度体系管理、工作任务仿真模拟、产品质量跟踪检测、实时信息数据管理等多个应用模块。并且为ERP层提供可靠、真实并具有唯一性企业生产经营和成本数据支持;3.过程管理控制层:该层主要是基于DCS(分布式控制系统)技术而建立的系统平台,该平台集成了很通用性、实用性、扩展性较强的软件,并且结合计算机网络通信技术,实现了平台实时数据库基本应用和管理、实时数据处理等功能,集成了自动化罐区管理功能,过程优化功能、班级或生产组成本控制管理功能等,为实现有效的综合自动化系统体系打下基础。(二)两套平台系统。根据流程工业领域的相关企业单位的业务特点,本文采用两套平台系统解决相关企业的庞大数据信息处理需求。在数据空管理层中,本文采用的实时数据库是我国浙江中控公司开发的。1.实时数据库(ESP-iSYS)。实时数据库系统(ESP-iSYS)是构建协同式自动化综合管理体系的基础。ESP-iSYS实时数据库系统可以实现高效的实时数据采集功能、数据信息存储功能以及Web方式数据信息浏览功能和实时数据信息检测功能,并且保证数据的统一性、真实性以及完整性。并且支持多种结构的数据交互功能,包括API接口、OPC接口、DDE接口、ODBC接口以及OLEDB接口等,具有很强的通用性和扩展性。ESP-iSYSS实时数据库系统集成了COM/DCOM技术与应用、系统信息检测与容错、任务管理控制与调度、高效数据压缩功能、位号映射控制与管理等先进数据信息管理技术。2.综合集成软件平台(ESP-PlantJet)。ESP-PlantJet是浙江中控软件技术有限公司针对流程工业企业研制开发的综合集成软件平台,系统结构采用分层、分布式的组件结构设计,能支持大用户量及计算量应用。整个系统自下而上可划分为工厂数据模型、支撑环境、业务处理和人机接口等四个层次。ESP-PlantJet系统采用B/S结构来实施,并辅之以工作站上的常用工具软件,这样,就更能充分地利用己有的信息,从而为解决方案带来了附加价值。(三)高效集成。本综合自动化整体解决方案的高效集成体现在以下几个方面。1.实时数据库与下层DCS之间的高效集成:ESP-iSYS可以通过DDE、OPC及自定义的接口与DCS、PLC、FCS等开放式控制系统或者智能仪表连接,并进行数据采集和管理。ESP-iSYS支持包括横河、ABB、Fisher Rosemount、Foxboro、Honeywell、浙大中控、西门子、OMRON等几乎所有的主流型DCS、PLC和FCS等。2.全系列的先进控制软件:以APC-Adcon为代表的先进控制软件,涉及到多变量预测控制、预测函数控制、软测量、模型辨识、物料平衡、数据校正等等方面,这些软件既能够很方便与ESP-iSYS进行集成应用,也能够根据客户和现场的情况单独使用。3.ESP-iSYS与ESP-PlantJet之间的高效连接:由于这两个平台均是自主开发、具有自主知识产权的软件系统,充分发挥了平台的高效联结机制,保证两个平台之间能够正确、及时地进行数据的双向传输。
三、结语
随着我国市场经济的快速发展,市场竞争越来越激烈,因此我国很多流程工业领域的很多企业单位也根据其业务结构特点,进行了相应的调整。流程工业领域的相关企业单位开始从纯生产型企业单位逐渐向生产经营型企业单位转变。特别是近些年计算机技术的快速发展,提高了企业单位的生产经营效率,减少了新技术和产品的开发周期,因此产品的设计、生产直到投入市场的时间周期成为了各个生产单位和企业提升竞争力的关键。因此在流程工业领域的企业单位构建自动化综合管理体系,对于流程工业领域的企业单位提高竞争力是十分重要的。
参考文献:
[1]金晓明,王树青.工业过程先进控制的概念设计[J].科技资讯,2008,4
关键词:建筑设计,结构设计, 关系
Abstract: with the building the development of science and technology, professional degree more and more high, a good engineering design is architecture design and structure design of the organic integration. To design a should not only meet the building (the function requirement). Beautiful modelling, and will make the safety of the structure, economy, reasonable of the building is every architect and architects must pay much attention. So, architectural design and structure design, closely cooperate with each other is key.
Keywords: architectural design, structure design, relationship
中图分类号:TU2文献标识码:A文章编号:
1建筑设计与结构设计的概念区别
1.1建筑设计的概念界定
建筑设计是指建筑物在建造之前,设计者按照设计仟务,把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题,事先作好通盘的设想,拟定好解决这些问题的办法、方案,用图纸和文件表达出来。作为备料、施工组织工作和各工种在制作、建造工作中互相配合协作的共同依据。使整个工程得以在预定的投资限额范围内,按照周密考虑的预定方案统一步调顺利进行。并使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求。建筑设计工作的全过程分为几个工作阶段:搜集资料、踏勘现场初步设计、施工图设计等,循序进行,这就是基本的设计程序。
广义的建筑设计是指设计一个建筑物或建筑群所要做的全部工作。由于科学技术的发展,在建筑上利用各种科学技术的成果越来越广泛深入,设计工作涉及建筑学专业、结构专业以及给水、排水,采暖、空气调节、电气、煤气、消防、防火、自动化控制管理、建筑声学、建筑光学、建筑热工学、工程估算,园林绿化等方面的知识,需要各种科学技术人员的密切协作。但通常所说的建筑设计,是指“建筑学”范围内的工作。它所要解决的问题,包括建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排,建筑物与周围环境、与各种外部条件的协调配合,内部和外表的艺术效果,各个细部的构造方式,建筑与结构、建筑与各种设备等相关技术的综合协调,以及如何以更少的材料、更少的劳动力、更少的投资、更少的时间来实现上述各种要求。其最终目的是使建筑物做到适用、经济、坚固、美观。建筑师除了精通建筑学专业,做好本专业工作之外,还要善于综合各种有关专业提出的要求,正确地解决建筑设计与各个技术工种之间的矛盾。
1.2结构设计的概念界定
结构设计,即:建构筑物的结构设计。一般包括上部结构设计和基础设计。
上部结构设计主要内容及步骤:(1)根据建筑设计来确定结构体系、确定结构主要材料:(2)结构平面布置:(3)初步选用材料类型、强度等级等,根据经验初步确定构件的截面尺寸:(4)结构荷载计算及各种荷载作用下结构的内力分析:(5)荷载效应组合:(6)构件的截面设计。此外还包括某些必要构造措施.需要依据结构专业相关规范、图集等。
基础设计:(1)根据工程地质勘察报告、上部结构类型及上部结构传来的荷载效应和当地的施工技术水平及材料供应情况确定基础的形式,材料强度等级,一般有浅基础(如:独立基础、条形基础等)和深基础(如:桩基);(2)基础底面积的确定及地基承载力验算:(3)基础内力计算及配筋计算。(4)考虑必要的构造措施
结构设计的成果体现在绘制的结构施工图上,该图纸是结构工程师的语言,是直接面对施工现场及相关工程技术人员的,应该按照一定的规范绘制。
2建筑设计与结构设计的关系分析
建筑设计与结构设汁是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节,对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重要的作用。而二者之间又存在着相互协调、互相制约的关系。
在建筑设计中,少数建筑师总是把结构放在从属地位,并要求结构必须服从建筑,一切以建筑公司为先导,这一观念分割了科学的完整性,忽略了基本的力学规律,片面地追求建筑与技术与建筑艺术的结合和最大满足使用功能的要求,这样往往给某些建筑工程质量带来了质量隐患和不安全因素。任何一个建筑设计方案,都会对具体的结构设计产生影响,而有限的结构设计技术水平又制约着建筑设计层次。因此,在做建筑设计的过程中,建筑师应具备有一定的结构方面基础,能与结构设计适当结合,相互调协,使二者相统一,才能创作出真正优秀的建筑设计作品。
在现实工程实践中:(1)许多建筑设计师,强调创作的美观、新颖、标新立异,强调创作的最大自由度,然而这样的建筑设计将会给结构设计带来很大的困难,作为建筑物本身必须承受起巨大的自重荷载和活载、水平风力、地震力、扭矩力等。如果建筑设计人员在进行平面设计和竖向设计构思时,不依据基本的结构技术原理和有关结构的受力特征,不征询结构设计师的意见,往往会使结构工程师不能有效地选择合理的结构体系,进行结构设计导致结构的不稳定等问题。比如将建筑物截面设计成为三角形,其抗弯矩力和抗侧能力比圆形截面、矩形、多边形截面要小得多。(2)还有一些建筑师缺乏对结构力学方面的基本常识,在设计过程中,往往忽视力学的基本规律.
3.建筑设计与结构设计相结合的对策与建议
3.1系统全面规划和科学设计、计算
通过上文的介绍,让我们知道了建筑设计与结构设计的区别,以及各自的特点。对于一个具体的建筑工程项目而言,建筑设计就是设计建筑物的总体布局,内部功能.外在形象.细部构造等的设计。满足人们修养生息、活动和审美需求的愿望而创造的一个空间环境。设计的成果主要有总平面图,平面图,立面图,剖面图,详图.还有必要辅助的效果图等。结构是能够承受荷载并且维持几何不变的构件体系,那么结构设计就是设计能够承受建筑荷载的结构。主要设计房屋建筑的承重构件的布置,构件形状,大小,材料,构造等,其设计成果主要有基础平面图,基础详图。结构平面图和钢筋混凝上构件详图,节点钢筋构造详图等。在构思规划、设计、施工过程中,应该系统、全面地了解各方面的工程数据、信息,科学地进行建筑设计,同时进行重点环节、重点部位的结构设计。考虑外观造型对材料、承载力、剪力、延性、刚度、抗压、平衡、抗震等的实现难度,整体构思结构总体方案,明确结构总体系与水平分体系、竖向分体系间的关系和设计要求。有必要通过概念性的近似计算进行探索优化,确定结构分体系及其结构分体系及其构件的基本尺寸,确认建筑设计方案的可行性。确保建筑空间形式与结构受力特征的协调性和一致性。
3.2同步进行质量控制和监控施工过程
在具体的建筑项目设计工作中建筑设计与结构设计是一项关键性的工作,两者的设计都事关建筑安全性、稳定性,又是一项创造性的工作,是一个集概念、经验、计算、表现等多方面因素于一体的综合性创造。所以,在进行建筑设计、结构设计的同时,应该提前预测性地考虑施工开始后的质量控制和监控跟踪问题。
建筑设计的适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。这五个方面各有所重,又互为矛盾,一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。往往设计人员注意到适用、安全、经济、美观,而忽略了便于施工的实现与质量监控的难易。应该在建筑设计的同时就考虑结构设计的成本,以及考虑到以后施工中可以对进度控制、质量控制进行有效的监控和跟踪。
关键词:多层钢结构;工业厂房;设计
钢结构以其独有的承载性、稳定性、安全可靠性等性能,深受工业厂房设计人员的欢迎,越来越多的多层钢结构工业厂房拔地而起,成为我国工业厂房建设发展的一种新型建筑类型。在多层钢结构工业厂房的设计过程中,设计人员需要提高对支撑体系、节点构造、楼面构造等结构布置的重视,并创新设计思路,优化设计参数的计算方法,以保证多层钢结构工业厂房各个部分的稳定性、安全性与可靠性,从而保证厂房整体的安全性能与使用性能。
一 多层钢结构工业厂房的特点
多层钢结构工业厂房结构体系的主要材料多是采用轻钢,这种结构材料与其他钢材料的性能类似,但是其自身重量较小,利用轻钢作为工业厂房的主要结构材料,可以有效地降低多层钢结构工业厂房的自重;多层钢结构工业厂房采用轻型围护结构,即夹芯金属板为主要围护材料,这种材料不仅自重轻,而且其承载力较高,安装操作便利,对厂房基础的要求也较低,有效缩短工期,有利于保质、按时完工;另外,多层钢结构工业厂房每层的层高受到厂房用途的影响,其层高值都较大,有效增大了厂房的空间,却不妨碍厂房的结构性能。
二 多层钢结构工业厂房的设计要点
多层钢结构工业厂房的特点决定了厂房设计需要结合实际需要,全面考虑各项影响因素,优化结构布置与参数计算方法,从而避免设计质量不合格造成多层钢结构工业厂房使用性能下降的问题发生。因此,在多层钢结构工业厂房设计中,应该从以下要点上着手。
(1)在多层钢结构工业厂房设计中,其结构体系是极其重要的,不仅发挥着框架的作用,同时也直接影响厂房的安全性与可靠性等。所以,设计人员应该根据实际情况,如厂房的层数、层高等因素,选择适宜的结构体系。常见的结构体系为框架结构体系、框架—剪力墙结构体系等,在厂房空间较大情况下,可以采用框架结构体系,在层数较多的情况下则可以采用框架—剪力墙结构体系;(2)框架横向与纵向两个方向的控制也是很重要的,在设计过程中,需要注意横纵向抗震能力大致相同,以保证结构的稳定性与经济性。另外,根据外界环境因素,应该有选择地设计防震缝与收缩缝,适当提高配筋率,以利于提高厂房的实际质量。
三 多层钢结构工业厂房的设计思路
多层钢结构工业厂房在设计中,需要将整体设计与截面设计想整合,优化设计方案,并针对各个设计要点进行详细的分析与探讨,尤其是支撑体系、节点构造、楼面构造等结构的布置,以保证多层钢结构工业厂房结构的稳定性,从而提高厂房整体的性能。
(1)支撑体系:与结构体系的作用同等重要,支撑体系也起到支撑、防护等作用,因此,设计人员需要对支撑体系的设计进行优化与创新。考虑到多层钢结构工业厂房的侧向钢结构的强度较低,不能有效抵抗来自水平方向的荷载,所以,需要加设水平支撑体系,以避免侧向结构发生位移,同时,还可以有效防震,提高多层钢结构工业厂房支撑体系的设计质量;(2)节点构造:在多层钢结构工业厂房中的节点主要以柱—柱、梁—梁、梁—柱等处的节点为主,这些位置的节点因其受力情况复杂,所以需要设计人员在整体设计思路的指导下,有针对性地对每个节点进行优化设计。一般来说,目前较为常用的节点方式为是盖板式、托座式、切缝式等,对于多层钢结构工业厂房可以采用拴焊连结式,以提高节点处的稳定性与防震性;(3)楼盖构造:楼盖主要承受来自纵向的荷载,因此,楼盖构造需要具有较强的承载力、强度等,以保证楼盖的性能。通常在多层钢结构工业厂房设计中,多是采用压型钢板组合以及预制板叠合层组合两种方式构造楼盖,并都具有减少钢结构材料使用量、提高楼盖使用性能与经济性能的作用;(4)在多层钢结构工业厂房设计中,需要对厂房所能够承受的荷载值、结构构件的稳定性、结构的抗震性等进行计算。因此,设计人员可以借助计算机,运用相关软件与程序以优化计算方法,如利用有限元结构分析程序,可以有效提高计算效率,同时对计算结果的分析也较为精确,为多层钢结构工业厂房的设计提供有力参考。
四 结语
综上所述,在我国建筑事业发展过程中,钢结构建筑以其自重轻、高承载性、施工工期短等特点,成为新型的建筑类型,并被广泛应用与工业厂房建设中,提高了工业厂房的安全性能、经济性能以及使用性能。在多层钢结构工业厂房设计中,相关设计人员需要注重对钢结构体系的设计,并结合其他各种因素,优化整体设计思路与设计参数计算方法,以提高多层钢结构工业厂房设计的效率与质量。虽然现阶段我国在设计钢结构建筑过程中,依然存在着不足之处,但是相信,随着设计人员不断地研究与实践,必将有效客服困难,促进多层钢结构工业厂房设计的进一步发展。
参考文献:
[1] 辛晓山. 钢结构框架体系在工业厂房中的应用以及最优方案设计[J]. 价值工程, 2011,(28) .
[2] 刘歌青,石永久,王元清,陈 宏. 多层轻钢结构工业厂房的设计与应用[J]. 中国建筑金属结构, 2002,(08) .
[3] 才洪艳. 钢结构在工业厂房设计中的应用[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2011,(06) .
关键词:工业设计 人才培养 模式
一般如无特别的指明,凡称工业设计者必定是对狭义的工业设计而言、也只对产品设计而言。所谓产品设计,就是为了人类在对付严酷的自然时,提高自身生活、生存和生产能力,而对工具、器械与设备等的实用需求所作的“响应”。产品设计过程中在保证作为主要内容要素的实用价值实现的基础上,同时考虑合适的外在形式作为主要的形式要素来形成审美对象,在使用者们的亲历使用中诠释出它的情感价值。工业设计教学及实践意在培养满足上述需要的高级应用型人才。
一、工业设计专业的人才培养目标
以职业岗位能力为导向,以培养学生具有宽广的工业设计基础知识、扎实的工程实践能力和较高的人文道德素质为总体目标,突出学生的结构设计和原型制作能力培养。在学生完成基本美术能力培养的基础上,以及能进行产品外观设计的同时,大力培养学生产品结构设计的能力,包括产品材料与成型、结构设计、加工工艺、模具常识等方面的知识技能;另一方面在学习设计知识的同时,多方面强化学生原型制作动手能力,包括各类手工模型制作、快速原型制作、后处理技术等。
二、人才培养模式的构建
以岗位技能为导向,结合广东工业设计行业的特色,充分调研工业设计结构和企业设计部门工作状况,依托工业设计行业协会,分析企业产品设计、生产过程中各岗位工作流程,并总结各岗位所需职业素质与职业能力,确定学生的基本职业能力与技能培养的目标。对应各岗位工作的过程,确定相应教学内容,由课程的递进实现职业能力培养的递进;对应各岗位工作的典型产品,校企共同参与,采用任务驱动、项目导向、教学一体化等多种教学手段和方法,由产品设计、生产过程的递进,实现职业能力培养的递进。
1.“岗位技能导向,产品设计项目驱动职业能力递进”的人才培养模式构建步骤
(1)人才培养岗位定位
主要就业行业(企业):工业设计公司、原型制作企业、轻工制造企业和广告设计公司等。
主要就业部门:产品结构设计部门、产品造型设计部门、模型制作部门、平面设计部门。
主要工作岗位:产品结构设计员、产品外观设计员、模型制作工、2D/3D绘图员。
未来潜在岗位:结构工程师、造型设计师、原型制作师等。
(2)确定企业岗位能力目标
以小家电工业产品设计、生产、制造企业为主,校企合作共同探讨、分析、归纳典型工业产品外观、结构设计、原型制作、生产制造的整个生产过程,对应工业产品生产过程中各个不同阶段的具体工作过程,分析其行动领域内容,总结其所需职业素质及能力,确定工业设计行业各工作岗位与岗位群。
(3)培养过程的程序化
由专业教学指导委员会各委员,根据产品设计、生产过程及岗位工作流程中抽象出来的行动领域,确定相对应的学习领域,进而明确教学过程培养目标与教学内容,设计课程体系。
(4)职业能力递进形成过程
细化企业岗位能力要求,参考企业各岗位之间知识和技能的递进与包容关系,形成职业能力递进式的人才培养过程。安排相互衔接的知识与技能课程,通过课程的不断深入实现职业能力的递进培养。
(5)培养过程的校企共育
依托工业设计专业建设委员会,引导各合作企业参与教学过程,技能课程由企业人员讲授,专业核心课程考核由企业及行业来完成。在第二学年实行学生预分配,各合作企业与学生之间进行双向选择,签订预分配合约,签约后,由企业为所签约学生选择课程,参与实际教学过程并进行课程考核,自第五学期,所签约学生可以去签约企业实习。在第五学期实行分段教学,下企业实习的学生可回校进行短期集中学习,以完成规定的学分;各签约企业也可安排短期专项集中培训,专项集中培训设在企业,计入总学分,建立“厂中校”的培养机制。
2.建立了基于“工作岗位+职业技能”的课程体系
(1)专业核心能力分析
结合产品设计和制作过程,通过调查和剖析,工业设计专业学生应具有的专业核心能力包括:产品创新设计能力、产品造型设计能力、产品结构设计能力、产品快速成型与后处理能力、原型制作能力。
(2)课程体系的构建
结合专业的核心能力,参考相应的职业鉴定标准,提炼本专业培养所需达到的职业技能,最后确定本专业的课程体系。同时,基础课、专业理论课要坚持“必需,够用”的原则,进行课程内容的优化选择;坚持“突出技能训练”的原则,强调实践性教学,推行“双证书”制度。产品创新能力包括工业设计概论、产品设计初步、人机工程学等课程;产品造型设计能力包括素描、色彩、三大构成、平面设计基础(CoreDraw)、产品效果图设计 (Photoshop)、产品造型设计I(Rhino)、产品造型设计II(Alias)等课程;产品结构设计能力包括工程力学、材料与成型工艺、产品结构设计(PROE)、结构设计(UG)、产品质量检测等课程;产品快速成型与后处理能力包括快速成型与后处理等课程;原型制作能力包括原型制作与后处理等课程。
3.在课程中形成认知、感受、实践训练体系
以教学工作室为基本教学单位的实践教学体系,工作室制在国外大学设计专业普遍实行,近百年来的形成与发展,它的优越性勿庸置疑。我国一些院校也在试行该体系。我们实行的是工作室制教学,建立具有地域特色的教学工作室。它的基本内涵是:由教学团队组合而成,承担一定的课程组群教学任务,完成教学、研究、实践任务的教学基本单位。经过两年的局部单项实验,实行造型创意教学工作室教学。与此相配套的有设计教学工作车间,学生在教学工作室完成设计方案后到工作车间进行具体制作。同时,每个教学工作室还要设立校外实践基地,以供学生造型研究与实践使用。从工作室、工作车间,到实践基地构成了专业基础课实践教学链条系统,形成学研、产互动的良性循环系统。
4.构建现代职业教育衔接人才培养体系
与中职学校密切合作,构建基于工业设计专业的中高职衔接人才培养模式,制定 “3+2”人才培养课程体系,课程体系要充分考虑中职学生动手能力较强、理论性较差等特点以实现职业能力无缝连接为原则。另外,还要积极研究探索更高层次的职业教育对接模式,技能型的高职本科,在课程设置上充分考虑学生再提升的空间。
三、结束语
关键词:产品生命周期管理;工业设计流程;并行工程;手机设计
中图分类号:TB47 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2012)02-0-02
引言
随着计算机技术和创新管理的发展,以往串行的工业设计流程已远不能应对激烈的市场竞争,如何使工业设计在产品创新中发挥更大作用变得十分重要。二十世纪九十年代以来,产品并行工程设计和PLM等概念的提出为工业设计发展有重要意义。国内外专家认为PLM的发展促进工业设计信息化,但是,多数并行工程的研究应用在产品开发过程中,工业设计作为产品开发的一个独立环节,又参与整个开发过程,因此工业设计流程也随着PLM的发展而变化.有必要对基于PLM的工业设计各个环节的运行做深入研究。手机作为主要通讯工具,如何在PLM的背景下缩短产品生命周期、应对变幻莫测的市场变化十分必要。
一、产品生命周期管理对工业设计的影响
1.文献综述
2002年美国咨询公司CIMdata对PLM从三层含义来诠释其对促进信息化的重要性。即PLM是一种策略、一种理念和一系列软件[1]。国内学者曹阳提出了综合利用并行工程和工业设计使能技术,整合工业设计串行过程,重构工业设计并行过程的新思路。刘国豪[2]认为加强工业设计融入先进管理技术系统的深入研究,优化和重构工业设计流程,有利于充分发挥工业设计在产品集成开发中的作用。关于PLM对产品开发的影响,国内外学术界已经取得了一定的成果,但是单独把工业设计拿出来研究的还不多,不够深入。
2.产品生命周期管理的含义及定位
随着信息技术的发展,产品生命周期管理已经逐渐被企业接受并蓬勃发展。产品生命周期管理(PLM)是一种支持产品全生命周期信息的创建、管理和应用的技术。它强调对产品生命周期内跨越供应链的所有信息进行管理和利用。产品生命周期管理是一个发展很快、比较新的领域,对它的定义也有不同的理解。美国著名咨询公司CIMdata在2002年了一份PLM报告,对PLM进行定义:(1)PLM是一种商业战略,即与产品创新有关的信息技术总称;(2)PLM是一种理念,即对产品从创建到到使用,再到最终报废等全产品生命周期的数据信息进行管理的理念;(3)PLM是软件产品,这些软件不仅针对产品开发过程中的数据进行管理,同时也包括产品数据在生产、营销、采购、服务和维修等部门的应用。
3.并行工程的含义以及国内外发展状况
由于产品生命周期管理强调对全生命周期的管理,各个部门的对接变的十分重要,所以并行工程成为现代工业设计的发展方向。1988年美国国家防御分析研究所完整地提出了并行工程(CE―Concurrent Engineering)的概念,即“并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法。要求产品开发人员从一开始就考虑到产品全生命周期内各阶段的因素。并强调各部门的协同工作,最大限度地减少设计反复,缩短设计、生产准备和制造时间。
目前,并行工程已经在国外得到广泛应用,如飞机、计算机、机械以及电子类产品。相对国外,中国的并行工程发展较晚,20世纪90年代,并行工程引起政府和学术界的高度重视。我国在实施新一代CIMS工程时,863主题专家组织相关专家进行研究和技术开发,使我国在并行工程的理论研究、技术开发等方面赶上世界先进水平。
工业设计贯穿整个产品生命周期,无论是前期的用户调研和概念设计,还是新产品的造型等工业设计都发挥着重要的作用。工业设计并行工程不仅可以缩短产品生命周期的时间,而且可以最大限度的减少资源浪费。工业设计和产品生产的各个环节发生对接。
4.PLM对工业设计的影响
现代的工业设计流程需要适应新管理和新技术的要求,因此工业设计是新产品开发的重要环节。这主要是有几个因素构成,先进的技术在发展;客户的需求在变化;产品生命周期在缩短,研究表明[3],在过去50年间,产品生命周期已经缩短到原来得四分之一,新产品不再有五到十年的生命周期,甚至已经出现上市一代,储存一代,开发一代的趋势;还有就是来自国内外的激烈竞争。由于各个阶段和各部门的并行,使产品可能出现的错误尽早修正,避免在产品生命周期后期才发现不足,节省成本、人力等,使产品生命周期时间缩短。
工业设计的信息化离不开PLM的发展。设计师团队将通过PLM系统交换和共享产品数据和思路,协同完成设计工作。产品生命周期管理(PLM)、产品数据管理(PDM)、产品主模型(PMM)的共同作用使产品生命周期的时间缩短。所有用户可以通过PMM软件完成他们的技术任务。PMM贯穿整个产品生命周期,产品生产的所有数据都包含其中。产品主模型的功能可用于用户研究、概念设计、产品设计、工艺设计、产品制作、市场分析、环境分析、使用分析等等。工业设计师、工程设计师、软件工程师、广告设计师等能够在异域空间端对端地共享产品主模型技术。不同部门的工作人员并行,通过对数据信息的管理尽早发现、修改错误,达到缩短产品生命周期的目的,同样有益企业对成本的控制。
二、现代工业设计流程
1.传统的工业设计串行过程
串行工程是把整个产品开发全过程细分成很多步骤,每个部门和个人都只做其中的一部分工作,而且是相对独立进行的,工作做完以后把结果交给下一个部门。即从需求分析、产品结构设计、工艺设计一直到加工制造和装配是―步步在各部门之间顺序进行。传统的工业设计串行过程把用户调研、概念设计、模型设计、工艺制作、生产制造、产品上市分为先后顺序(如图1),各个环节几乎没有对接。工业设计的串行过程以远不能适应当今的市场。罗伯特.库伯认为速度产生竞争优势和较高的盈利能力,而且速度意味着较小的意外。串行的工业设计会造成材力、财力和人力的浪费。造成用户调研和设计环节的脱节。
图1 传统的工业设计串行过程
2.PLM背景下的工业设计
工业设计从用户调研到产品上市,可以分为六个环节。用户调研应贯穿整个产品生命周期,各阶段表现其不同的特征,制定出需求分析报告,由PDM软件整理出的数据共享到虚拟的产品主模型中,通过PDM提供的数据和其它部门进行并行,缩短产品生命周期的时间,提高效益。概念设计要和用户设计沟通,根据用户调研的结果和数据进行概念设计,包括新产品的可行性、使用环境、材质、控制成本等,在产品主模型中可以和各部门交流,制定可行性分析报告,尽早发现问题,进行质量监管,缩短产品生命周期的时间。3D建模阶段需要使用专业的工业设计软件,如3DMAX、PRO/E、RHINO、ALIAS、CAD等。制定3D模型评估报告和结构设计进度计划表。同时,工业设计软件需要和PLM、PDM、PMM协同工作。详细设计,3D建模之后由设计评审反馈给建模,建模要与结构设计评审和硬件设计评审及时沟通,考虑操作性和审美因素等,制定结构设计评审记录和硬件设计评审记录。通过对3D模型和结构设计的修改以及硬件设计、软件设计的沟通实施模型设计。模型设计需要通过结构设计的评审和模具制作验证,对其进行修改,制定结构设计内部和外部的记录以及模具制作进度表。生产制造受质量监管和成本控制,上市后的销售直接反馈给生产制造。整个工业设计流程与结构设计、硬件设计、软件设计并行,并以PLM、PDM、PMM为基础,使工业设计每个环节与其它团队尽可能并行且以数据为依据、文档记录,及时对其数据和信息管理,提高产品质量,缩短产品生命周期时间,增加市场竞争力(如图2)。
图2 PLM背景下的工业设计流程图
三、PLM背景下的手机设计开发研究
随着信息技术、计算机技术、网络技术的发展,手机的发展趋势表现为产品生命周期缩短、更新换代速度换代速度加快、顾客需求多样化、个性化。以前由于技术受限制,串行的手机设计延长了生命周期的时间,现代的手机设计流程可分为两种:第一种是ID,即工业设计;第二种是MD(结构设计),第一种更有利于企业和设计公司抢占市场。由于以往工业设计和结构设计之间存在矛盾,造成开发时间变长,成本随之增加。
手机设计由多个部门和人员构成,并且有相关技术做支持,包括产品生命周期管理(PLM)、产品数据管理(PDM)、产品主模型(PMM),手机设计制造流程大致可分为工业设计、结构设计、硬件设计、软件设计、项目管理、资源开发部、质量监管。工业设计中的几部分(市场调研、概念设计、模型设计、工艺设计、试产准备、产品上市)与结构设计、硬件设计、软件设计并行。项目管理、资源开发部和质量监管要贯穿整个设计过程。项目管理的任务是管理项目的进度和协调各部门的关系,资源开发部发掘新材料,保证材料充足,手机开发流程必须是一个质量保证的过程。尽可能的使各部门之间的并行来达到最大限度缩短产品生命周期的时间。
结语
随着传统的工业设计串行过程模式自身弊端的暴露和信息技术、计算机技术、网络技术的发展,基于PLM背景下的并行工程等先进技术和理念必然会代替之前的串行工业设计流程。PLM影响下的工业设计流程已经不仅需要和设计团队对接,更要适应市场的需求;再者,PLM不仅是一种技术,也是一种理念,对它的深入研究有利于从根本上发挥工业设计在产品创新中的地位。基于PLM的工业设计流程研究有利于缩短产品生命周期的时间,实现工业设计流程中的各部门对接,以此来提高市场竞争力。
参考文献:
[1]贾红雨,张力,杨兰.产品生命周期管理系统效益评价系统研究[J].现代制造工程,2009(03):136-140.
[2]刘国豪.基于并行工程的工业设计流程构建[J].装饰,2010,206(06):82-83.
[3]罗伯特.G.库伯.新产品开发流程管理:以市场为驱动[M].北京:电子工业出版社,2010:7-8.
作者简介:刘国豪(1967-),男,河南信阳人,教授,从事设计管理和设计文化方向研究。
传统产品设计流程是垂直的,即了解市场需求后开始市场调研、方案设计,设计师创作出自己满意的方案后用设计效果图与结构设计师交换意见,结构设计师提出结构设计方案和存在问题,修改直至设计师满意、结构设计师认为合理后开始结构设计,然后完成模具设计样机制作,拿到样机后项目经理、工业设计师、结构设计师和企业其它相关人员共同测评产品,指出存在问题然后进行修改,再次实现前述设计流程,这种设计流程导致产品研发周期长成本高。引用3D打印技术能够在工业设计阶段就能把产品样机生产出来,进入项目的评测阶段,这种扁平化的产品研发手段称为并行设计,并行设计的优势是传统串行设计无法比拟的,并行设计可使产品设计与制造之间的信息共享,使整个产品研发团队从设计的一开始就全部参与进来,尽早地发现问题并解决之,这样大大提高了产品研发的效率,缩短产品研发的周期,尽早地把产品推向市场,提高产品的市场竞争力。
二、3D打印技术的引进能够改变工业设计产业格局
工业设计产业与制造业息息相关,工业设计不仅受到制造水平制约,而且受到整个产业链的制约,工业设计师不能脱离制造业产业链而独自发展,当然所谓的个性化设计与个性化消费都是一句空话。而3D打印技术的出现,将冲破这些牢笼,工业设计产业也将重新布局。独立设计师和品牌的崛起。传统产品设计模型受到固有限制的生产方式,是高度相关的制造商和专业设计师主导产品设计。3D打印技术的成熟,独立设计师将与传统加工工业的依赖越来越小。因为以前的生产方式的限制将他们的想法变成真实的产品设计师必须与厂家合作,生产费用的支付很多的同时还必须防止由于缺乏沟通产品质量缺陷,可以使用和浪费很多最初创建的时间和精力。由于小批量产品的大规模生产模式导致最终商品价格走高,从而影响到产品和品牌推广。3D打印技术允许设计师自己设计制造工作,然后通过传统渠道或者销售网络平台。设计师可以根据订单生产,完全达到零库存,避免业务风险。在多数消费者参与设计。由于长期垄断企业的生产制造,开发产品和产品设计,大多数都是由企业及制造商主导和执行的具体细节操作过程,消费者以及设计人员都可能被动接受产品结果。作为消费者所需要的产品功能及特点需求和产品设计之间的关系已经处于短接阶段。加速3D打印制技术的蓬勃发展、生产模式由过去的集中,大量的专业制造成多样化和小批量生产的社会化。每个普通的消费者都能成为产品制造商和产品设计师,这相对于特殊客户有强烈的创新及特殊功能意识及具有一定的开发、设计和体现等领先用户。跟随着“第三次浪潮”,消费者作为体现产品会体现出更多改变消费品生产过程,而演变成“消费者”满意的生产。在如今工业加速的年代,其实每个人都可以成为一名设计师,在区别于传统意义的设计师不再依靠自己单独的力量去开发设计,是扮演开发设计制造等一体的全方位设计制造者。定制设计的时代到来。在传统工业设计的概念中,概念界定的前提就是“批量化生产”,所以工业设计产品将会大批量生产,在设计产品过程中,针对于特殊细分分群可以定制化生产,可以做一个基本的定制设计模块,结合特殊人群需求设计而设计,还需要针对不同的细分的需求设计出各种附属模块,可以提供给不同的受众人群。比如设计工具类产品的特殊设计模块给左撇子,或是盲文指示模块给盲人使用者,家居设计中附加的设计模块给儿童或孕妇。由于3D打印技术的引用,会让我们不仅可以按需生产,还可以达到按需设计。
三、结论与展望
关键词:工业产品;设计策略;元素融合
随着科学技术的发展,嵌入式技术、计算机技术、物联网和智能技术得到广泛应用,新材料不断涌现,生产技术已发展到了一个新阶段,现代工业产品多元化发展,人们对物质产品提出了更高要求,未来产品将会更加智能化、人性化。工业设计从外观艺术、功能与人机交互出发,在造型设计、材料与工艺、人机工程、功能体验、新制造技术等方面来进行产品设计,通过特有的方式传达技术的物化美,体现商品社会文化的价值取向,更受到消费者的欢迎。工业产品设计的主体趋势与方法在发生着改变,艺术和机能交互元素的有机融合将更好地提升产品设计效果。
1产品设计与消费心理的融合
工业产品设计之所以被大众接受,主要基于产品本身的功能和符合消费者的使用习惯与心理。而准确地把握消费者的审美心理、知觉心理、认知心理和消费习惯的个性和共性特征,是产品设计的关键。消费者在选择商品时,会考虑喜欢的颜色、形态以及使用的舒适度与方便感等因素。设计前期重视对消费者的需要、动机、个性、情感的调查和了解,设计时采用创新和传统相结合的方式,针对消费者的心理,根据时代、区域、性别、年龄、文化来满足消费者的多元化需求,真正做到以人为本,让产品使用方便、造型美观、性价比高、质量优良,从而提高产品的市场欢迎度。
2产品性能与艺术元素的融合
工业产品设计是艺术与技术的融合,工业设计的产品性能追求艺术性与功能性的一体化,注重满足审美和人文性需求,满足生产工艺要求。工业产品设计用艺术的造型语言体现产品文化,通过对工业产品的功能、材料、构造、工艺、形态、色彩、表面装饰等诸因素,从社会、经济、文化、技术等方面进行综合集成,以符合人们对产品物质功能的要求,又满足人们审美情趣的需要。在对工业产品进行外观设计时,综合工业产品的造型、色彩、纹饰等艺术元素,从空间与建构、功能与体验、创意与可持续、场景与跨学科、社会与创新等角度出发,应用艺术化、交互设计等技术手段,设计产品的外观、结构和交互,通过可视化的解决方案应用于产品、系统、服务及体验的设计活动,将创新、技术、服务、艺术及人机交互深度融合,提高产品价值与性能。
3产品设计与色彩视觉的融合
工业设计可通过色彩设计和特定的表现技法来设计好的视觉效果,带给人不同的视觉体验,满足人的美感认知。设计时本着色彩联想、色彩感情、色彩心理、色彩计划等思想,运用丰富的色彩元素,装饰产品外观,起到美化环境和优化功能等作用。以二维设计、三维设计途径,准确、流畅地把产品效果图表现出来,让设计目标更立体化、直观化。产品的视觉艺术语言由色彩来表达,视觉艺术形象通过色彩来创造,根据材料、加工工艺、科技条件、市场销售、经济成本及色彩流行信息等因素,处理好功能与美感的统一。根据产品的特点、用户、工艺、结构等因素,整体色彩设计,力争色彩、功能、工艺高度统一,使工业产品的形态、结构、美感等方面提升层次。
4产品功能与结构设计的融合
工业产品设计首先是功能,其次才是人性化外观,工业产品设计贵在产品性能创新,影响产品性能的重要因素是产品的结构,结构设计是实现产品各项功能的有效途径,是整个产品设计过程中非常重要的环节。通过对产品的顾客需求识别,对产品进行性能定位,通过对产品的性能规划,对产品结构进行合理构建,来实现产品设计解决方案。结构设计主要是对产品内部结构、外观形状的设计,结构设计不是简单的机械制图,而是综合技术实现的具体化,结构设计确定构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况,提出加工工艺、强度、刚度、精度要求及各构件间的联接关系,结构设计应满足功能性、可靠性、工艺性、经济性和外观造型等要求。结构设计不能局限在用数理模型上,更有效的结构优化设计应充分融合工艺、材料、联接方式、形状、顺序、方位、数量、尺寸等结构设计元素,通过空间结构设计,对关键零部件进行功能集成,以简化产品结构、降低加工成本、便于安装与维修,实现产品的预期功能,满足强度、刚度、加工工艺、装配与造型的设计要求。通过设计创新,促进制造工艺的变革与发展,为社会提供更好质量的产品。
5产品设计与人机工程的融合
产品设计与人机工程的融合,大大提高人机交互性能,交互设计更便于将产品从技术化转变为智能化,人机一体化的产品才最具人性化,最能满足人们对产品的情感需求。引入人机工程学原理,应用人体力学,根据人体结构特征和机能特征进行设计,以人体活动特征参数为标准,注入人体各部分的出力范围、动作习惯,结合人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等器官的机能特性,使产品适应人的生理和心理需求。随着计算机技术在设计领域的应用,使产品设计由自动化向智能化发展,将产品的性能、功能设计与外观造型设计巧妙地结合起来,优化用户和产品之间的界面集成,使人机系统达到最佳组合。人机工程的优化可以大大提高产品的使用方便性,人通过控制面板来实现对产品的控制,控制面板是产品的人与机接口,显示清晰、控制合理、图示及字符的可读性最为关键,采用电脑模糊控制,通过程序功能模块集成,设定手动控制和自动运行,以提高产品的人机交互效果。
6产品设计与模型技术的融合
用虚拟设计方法,创建产品设计模型,对产品进行虚拟的加工、装配和评价,进而避免设计缺陷。通过并行设计,关联产品生产过程,如,加工工艺、装配、检测、销售及维护等,使产品开发过程的各阶段工作交叉进行,协同作业。利用模型制作技术,依据产品设计方案,用金属、玻璃、塑料、木材等新型材料,制作一个能表达出产品功能特征的产品实物模型,在产品试验过程中,确定产品生产最佳的材料及加工工艺,使材料的属性具备产品所需要的特征。运用闭环设计的方法,在总体设计方案实施和产品实验过程中,反复修正未达目标的参数,改进设计缺陷,以达到最佳设计效果。经过绿色设计过程,减轻环境污染和原材料消耗,提高产品附加值,设计会更人性化,从而降低产品的开发成本和制造成本,提高产品质量,缩短开发周期。
参考文献
[1]黄毓瑜.现代工业设计概论[M].化学工业出版社,2004.
[2]迈克尔•R•所罗门,著.所罗门消费者行为学[M].卢泰宏,译.电子工业出版社,2006.
先谈一下目前工业设计在企业整个运作链条中的位置。企业的整个运作链条包括市场——研发——中试(小批量生产验证)——生产——服务,其中工业设计处在研发的位置,研发又包括几个小部:市场需求分析——总体设计方案——不同部分的设计方案——原型机。总体设计方案会分解为不同的部分,一般主要包括两个部分:形体设计和工程技术设计。形体设计包括外观设计和结构设计,主要解决产品的形态和结构框架;技术方案主要解决内部的功能设计,像家电的电路板和马达一类的电路和软件设计,这些需求是在总体方案部分制定下来的。技术方案和形体设计方案是同步并行进行的,总体方案中会确定技术方案实现过程中各个模块需要的空间尺度,以及各个功能模块间的连接关系以及大体的位置关系。这些确定下来后形体设计开始进行,首先是外观设计。工业设计处在形体设计的先锋位置,在总体方案确定的框架下,分析市场的需求,以及一些相关的环境因素和人的使用方式因素,寻求一种合理的解决方式,只有外观设计确定下来以后,结构设计才进行。当然外观设计开始的时候,一些对外观的影响不大的结构部分也开始设计。外观设计的过程中,设计师要不断的和结构工程师沟通,来确定一些影响设计的因素。最终工业设计师在一个既定下来的框架下开始发挥自己的创造力来设计一个即满足功能需求,又具有创新外观形态的产品,同时还有合理的使用方式的设计。这些将最终决定产品的特征。应该说在形体设计部分,工业设计的成败决定了产品将来的成败。各个企业也非常的重视这个环节,会经过几次集体的决策评估,最终确定的设计方案,进行详细的结构设计。当技术功能模块尺度基本上已经确定了下来,结构设计综合功能模块的尺度和外观设计的关键尺寸进行详细的结构设计,在这个过程中工业设计师要跟踪设计,解决一些冲突问题,控制产品的外观特征尺度,在从设计图纸到结构图纸以及后来的原型机过程中要不断的调整,在调整的过程中完善设计。最后对产品的原型机进行最终的评估,评估完成后,开始转向小批量试制。接着工业设计师的工作开始收尾,但还需要跟踪生产,一直到产品生产稳定下来,工作才能够完成。
工业设计在企业整个运作链条中所处的位置基本上是这样。如果企业没有工业设计师的话,它会通过工业设计公司来完成,但所处的位置是一样的。在这个过程中可以看到,工业设计真正起作用的部分在外观设计,当然这里不能够仅仅是外观设计,外观设计只是综合所有设计因素寻求解决方案的最终表现形式。工业设计师可以控制的因素是在和人相关的产品形体部分,决定产品的外观状态和使用方式以及在一定程度上控制组合方式,对于外观形体特征应该说具有绝对的控制权,对于使用方式和组合方式在一定程度上控制,还需要不断和结构设计相关人员沟通,最终来确定。
在工作的过程中,让我深有感触的地方是工业设计在一个产品形成过程中能够控制的因素并不多,并不像学习的时候那样觉得工业设计无所不能,好像可以控制整个产品。工业设计应该走下神坛,踏实的去做事情,在有限的空间内发挥设计师的创造性。工业设计的一些思想比如系统设计思想,其实在其他学科中同样在有效的运用,不是只有工业设计有系统论的思想。但这并不等于说工业设计一无是处,在工业设计可以控制的范围内,有很大的发挥空间,工业设计师同样要具备系统的设计思想,具备在控制条件中寻求突破的能力。
另外,工业设计师了解的市场需求信息一般来在市场人员,维护人员的反馈,并且市场人员根据市场的需求已经基本上确定了设计的大方向,比如产品所处的市场地位,是高档市场还是低档的市场,以及成本控制,通过这些就决定了设计师的设计约束条件。设计有时过于强调通过设计师自己去分析市场,然后去提出设计思想,这种想法并没有错,关键是不能过于强调,不能忽视市场专业人员的视点,他们的视点往往和市场的真正需求接近。
还有,设计师不能好高骛远,不要觉得自己应该总体策划整个设计,只做设计的一部分就觉得自己的能力被埋没了,就过于挑剔别人的工作,觉得什么都是不合理的。这种想法是不切实际的。设计师应该说能够发挥作用的部分主要还是在总体设计方案下,在形体设计部分的创新。工业设计师的系统设计思想的运用是在系统考虑所有的约束因素下的系统思想,设计是受严格的约束的。
上面主要对于工业设计在企业整个运作链条中的位置以及发挥的作用的认识,下面针对具体的设计实践来具体分析工业设计在设计过程中哪些因素是可以控制的,哪些是不需要工业设计师去控制的,为设计教育提供一下参考。
以一款UPS的设计为例来讲述工业设计在整个研发过程中的作用和参与的工作。UPS的开发首先是通过市场人员反馈现在的市场需求是什么,定位如何、价格、使用环境等等。然后确定总体的设计方案,确定技术上要达到的指标,功能实现上需要的条件,确定技术方案。首先如果技术上可行,然后启动项目。通过总体的方案确定技术方案和结构方案的接口关系;这个过程和上面描述的相似,不再赘述。接下来主要讲述设计实现的过程。根据市场需求,确定总体的设计思路,同时考虑系统不同功率的几种型号的机型,为将来的扩展提供发展空间。同时可以保证产品的继承性和降低成本。对于型体的设计目标确定为高档市场,要求产品高档,适应空调机房环境。要保证一定的通风量,操作安装方便,同时考虑几种机型,保持产品形象的兼容。在这些控制因素内设计师可以发挥自己的创造力,塑造产品的形象。图1和图2是用相同的塑胶模块组件组合而成的两种不同功率机型的方案,产品延续性好,成本低。这个设计方案充分体现了设计师的想象力和逻辑思维能力以及在限制条件内灵活的处理能力。总体的产品形象利用了水滴的形象特征,巧妙的融合到产品设计中,监控部分是水滴集聚的部分,通过水滴的流动贯穿了整个产品,下面通过模块化的设计保证了大功率和小功率机型的延续和继承,产品形象一致。更重要的一点是所有的模块尺寸一致,这样可以最大限度的降低成本,只需要开两块模具就可以组成几个不同功率的产品。这些设计是工业设计师可以控制和应该考虑的因素。
对于塑胶模块组件的安装和维护方式设计方面,通过卡接的方式固定塑胶组件,安装方便。这种安装方式是需要工业设计师来设计的,也是应该在设计中考虑的。但具体的实现可以通过结构工程师的帮助来实现。
图3中卡接件的设计以及工艺上的实现是结构工程师的工作,工业设计师只要确定安装的方式就可以,或者说的具体一点就是只需要描述清楚如何安装,要达到什么样的要求,然后配合结构工程师来完成,主要的工作还是结构工程师负责。
图4、图5中的模块组合方式也是工业设计师在设计中应该考虑的问题,将来的具体如何实现,例如如何固定,强度如何,塑胶件要做到多厚才能保证强度,采用什么样的材料,这些都是结构工程师的专长。工业设计师只要描述出固定的方式,安装的方式,以及将来操作件的形态、颜色、操作的方式等设计要素就可以了。
图6、图7中所示的锁定方式需要工业设计师的设计,为达到方便操作和维护的要求,提出需要双重锁定,做到无工具维护和安装的设计方案,具体的实现结构工程师可以完成。
当然有关外观的细节控制当然是工业设计师的工作,像图9-图10所示的一些细节和语义设计是工业设计师的专长,也是工业设计师在设计中要细致推敲和考虑的因素。
总体来说,企业对设计师的要求是有突破性的创意。创意可以分为两种,一种是产品形象的创意,还有就是合理使用方式的创意;这就需要工业设计师具有良好的形象思维能力来设计产品的形象特征,给人一种耳目一新的感觉和视觉冲击力,同时还要注意观察生活和人们的行为方式,为产品寻找更合理的使用方式,方便人们的使用。
在产品形象塑造的过程中,工业设计师不仅要能够想象出产品的形象特征,同时还要将它表现出来,并要具备将设计图纸和效果图变为现实产品的能力。这需要考虑工艺和成本的限制,另外还要具备一定的设计经验,明确的知道要达到什么的效果需要怎样的尺度。因为曲线的曲率不同,倒角的大小不同,线的起点和终点不同,产生的视觉效果是不同的。这需要经验的积累和设计师对形体的感受能力。
工业设计师还有一个重要的任务是寻求更加合理的使用方式。这需要工业设计师多观察人们的行为方式,以人为本,设计更合理的操作方式。在产品设计中,使用方式合理性的设计是设计的一个很重要的亮点,可以改变人们对于产品的态度,提高产品的亲和力。
工业设计师对于材料的掌握应该知道材料的一些基本的特性,知道哪些材料是透明的,哪些材料的手感好,并时刻关注新材料的出现,新材料的新特性可以产生新的设计。对于喷涂工艺的掌握方面,设计师只要知道用什么样的工艺可以达到所要的效果就可以,甚至只要能够找到类似的喷涂效果样板,告诉工艺人员要这种样板的效果,他们就知道如何达到这个效果。一般来说,对于材料和喷涂效果,在设计的过程中是通过样板来传达信息,工业设计师需要找到同样或者类似的材料和喷涂效果样板,结构设计和工艺设计人员就可以根据样板做到需要的效果。所以工业设计师需要多注意市场上出现的新材料和新喷涂工艺,以及跟踪塑胶厂家和喷涂厂家看他们有什么新的工艺出现,及时跟踪应用。对于根据设计效果重新设计材料和喷涂工艺这种情况会很少,因为开发周期会很长,成本也是企业难以承受的。
工业设计对于公司整个产品形象的确定是至关重要的,企业的领导者和开发人员会对于新颖的设计想法和产品形象欣喜不已,产生的震撼效果是其他技术上的突破所不能比拟的。这应该是工业设计师值得骄傲的地方。同样,产品设计工作是一种非常有挑战性的工作,工业设计师需要不断的革自己脑袋的命,不断地突破自己的思维框架,不断地超越别人,不断地跳出原来的框框,寻求新的设计。
关键词:工业设计 地铁车辆 结构设计 造型设计 人性化设计
中图分类号: [F287.2]文献标识码:A 文章编号:
一.工业设计与地铁车辆设计的关系
工业设计起源于包豪斯,它的成立标志着现代设计的诞生,对世界现代设计的发展产生了深远的影响,包豪斯也是世界上第一所完全为发展现代设计教育而建立的学院。广义的工业设计是指为了达到某一特定目的,从构思到建立一个切实可行的实施方案,并且用明确的手段表示出来的系列行为,它包含了一切使用现代化手段进行生产和服务的设计过程。
工业设计的对象是批量生产的产品,区别于手工业时期单件制作的手工艺品。它要求必须将设计与制造、销售与制造加以分离,实行严格的劳动分工,以适应高效批量生产。所以,工业设计是现代化大生产的产物,研究的是现代工业产品,满足现代社会的需求。产品的实用性、美和环境是工业设计研究的主要内容。工业设计从一开始,就强调技术与艺术相结合,所以它是现代科学技术与现代文化艺术融合的产物。它不仅研究产品的形态美学问题,而且研究产品的实用性能和产品所引起的环境效应,使它们得到协调和统一,更好地发挥其效用。
地铁的发展最早起源于英国伦敦,后经过不断的发展,到现在世界各地的大中城市都开发了自己的地铁线路。我国最早的地铁建设与上世纪60年代,当时的地铁是作为军事战备而建设的,到80年才逐步进行了商业化的运营。在此基础上,经过30多年的发展,我国的地铁建设规模和水平也已经得到了很大程度的提高,地铁车辆的国产化水平也取得了很大的进步。地铁车辆作为现代工业批量化工业产品,无论从设计上还是生产制造上,它都是一个需要多学科综合完成的复杂产品。它涵盖的专业领域广泛,系统庞杂,这就必然决定了这一产品的设计制造需要一个具有全局性视野的学科来进行统筹规划,而工业设计正是这样一个具有综合性研究的学科领域,能够在地铁车辆的设计中发挥指导性与协调性的关键作用。
二.工业设计在地铁车辆结构设计中的应用
如果单纯地从形式美学的角度来看,似乎工业设计与地铁车辆的结构是没有太大的关系的,但是,工业设计作为实用性设计学科,不仅仅是考虑形式美,更大程度上是直接面向生产与制造环节,所以工业设计与产品的结构之间的关系是非常紧密的。
地铁车辆的结构设计主要包含车体结构设计以及地铁车辆内部设备设施系统的结构设计,相比一般的产品而言是较为复杂的。对于地铁车辆的结构设计,车体以及内部设备设施系统结构件的材料、加工制造工艺的选用是非常重要的方面。地铁车辆车体材料一般主要有耐候钢材料、不锈钢材料以及铝合金材料,不同的材料具有不同的特性,应该分析不同材料的特点,充分利用其优点,并综合分析不同车体材料所带来的不同影响,做出合理的、准确的判断。无论是耐候钢车体、不锈钢车体还是铝合金车体,它们都有各自的优点和缺点,应确保在安全、可靠、经济的前提下,结合地铁的特点和实际情况,进行技术性能和经济性能的综合分析,再决策车体采用哪一种材料最为合适。
同时,对于地铁车辆内部的设备设施系统而言,主要包含的部分就是座椅、扶手和吊环、无障碍设施、灯光照明以及通风设备等,这些方面直接与车内乘客的乘车体验相关联,合理的功能实现以及良好的用户体验等方面都是工业设计主要研究的问题。
三.工业设计在地铁车辆造型设计中的应用
地铁车辆作为城市中一道亮丽的风景线,其外观设计应能保证司机具有良好的驾驶环境,视角范围广等基本的功能需求,在满足功能要求的前提下,车体及车头外型应结合现代列车的造型特点进行设计,要求美观、大方、流畅且富有艺术特色,具有明显的现代气息。
探讨形式美法则,能够对人们在设计事物的过程中给予指导,使人们能够通过运用相关形式美的法则创造出具有感染力的作品,是所有设计学科共通的课题。在日常生活中,对美的追求是普遍存在的。当接触一件有存在价值的事物时,它必定具备合乎逻辑的内容和形式。
从不同时期的地铁车辆造型(图1-3)上可以看出,造型设计的风格一直都是在发展变化的,每个时期大众对于美的评价标准是不同的,所以在地铁车辆的造型设计中就需要设计师能够准确地把握这一时期主流的审美取向,创造出符合主流受众群体审美观的产品,这样才能够将产品所传递的情感因素很好地与使用者的主观认知相呼应,能够拉近使用者与产品之间的距离,产生一种亲切、舒适的心理暗示。
图1 北京地铁早期车辆 图2 北京地铁1号线车辆图3 哈尔滨地铁新型车辆
四.工业设计在地铁车辆人性化设计中的应用
地铁车辆内部设备设施设计出现过两个完全不同的时期。早期的地铁车辆的内部设备设施系统设计将更多的注意力放在对其功能要求上,注重实用功能的实现性,与此同时对于人性化设计的重视程度往往不够,这样就会使乘客对地铁车辆内部的空间环境产生乏味的感觉,长而久之必然会受到乘客的排斥。另一个时期是二十世纪末的后现代主义蓬勃发展的时期。这一时期,设计师往往将注意力集中在个性的表达,强调产品的装饰性,很多设计的产品对于实用功能的考虑不够而成了摆设,失去了它应有的使用价值。这样脱离实际使用功能的设计,虽然号称追求人性化与个性化,其实最终将会是遭到淘汰的设计。
设计人性化就是在设计过程中尽可能地关怀人、尊重人。坚持对人的关怀和尊重,地铁设计必须做到既经济、实用又具艺术性。从单一追求技术先进来保障对人的关怀,只能说是工程技术问题,很难达到真正的设计人性化。而从经济、实用、舒适、艺术和环保等角度努力追求技术的先进,寻求实现人性化设计的方法和途径,地铁设计才能做到技术与人文的紧密结合。对人的关怀是一项纲领性设计原则,它在地铁设计实践过程中,体现在以下几个方面:
(1)适用性原则
适用性也称实用性、功能性。人文关怀最基本满足的要求正是设计物必须满足其实用性。设计物首先要具备的就是满足使用者的需求,达到其设计功能。地铁设计坚持适用性原则是人性化基点,首要的是实现安全、快捷的公共交通作用,满足人们出行方便的要求。
(2)安全性原则
安全性是实现人性化原则的重要保障。无论何种设计,都应充分考虑和重视安全问题。与地面公共交通相比,地铁通常运营线路更长,设备众多,对运行模式和运行管理有很高的要求;同时,地铁车厢出入口少,客流量大,人员疏散不易,因此说,地铁设计中的安全问题显得更加重要。
(3)舒适型原则
舒适型是满足人的更高层次的需要,既满足人精神层面的需要。地铁车辆是为广大乘客提供快捷交通方式的公共交通工具,在设计过程中需要权衡不同方面的影响因数,如坐具系统、扶握系统、照明系统、空调通风系统等,都需要切实的关注乘客的需求,创造客观条件下的最优乘坐体验。
五.结语
工业设计作为实用性学科,其对于材料、技术、结构、工艺、形态、色彩、表面处理、装饰、成本等方面的研究很全面的涵盖了产品设计、生产、制造流程中的各个方面,具有系统化的应用价值。对于国内地铁车辆国产化水平的不断提高,需要更加重视整体流程的统筹与管理,也就更加需要重视工业设计这一专业的实际应用价值,通过完善地工业设计流程管理全面的提高地铁车辆的设计生产制造水平,并能够为用户带来更好的使用体验,也为企业创造更大的价值。
参考文献
1. 丁玉兰.人机工程学.第 3 版.北京理工大学出版社.2005,22-38
2. 陈喜红.国内外地铁车辆技术的发展趋势. 电力机车技术.2002
3. 张丽波,苗雨青 .浅谈形式美法则.美与时代(上).2012,11
1、时间2010.5.24-2010.6.5。
2、地点:Xx的Xx总部、中国Xx、Xx市创意100、Xx市消防博物馆、Xx博物馆、Xx总部、Xx工业设计有限公司、Xx工业园、Xx科技股份有限公司。中国Xx研究所、Xx市美术馆、Xx市博物馆、Xx市Xx大观园。
3、人员:Xx学院08级工业设计专业所有同学及Xx老师。
4、实习目的:同学们只在校园里学工业设计的知识,虽然从书中和网上学到了很多知识,但是没有见过真的工业设计,没见过工业设计的规范流程,不知道车间里工人师傅是如何操作的,也没见过工业产品的生产流水线。这次学校给我们提供了一次出去实习参观的机会,主要是为了提高对大自然和工艺品的认知水平,培养和提高美的修养和感觉,增强创作、造型能力,活跃构思,为以后的专业课的学习做好铺垫。为了让我们更好的了解工业产品设计公司的操作模式,产品设计流程,以及工业设计师所需要掌握的知识和技能,从而明确工业设计专业的学习方向。将在学校所学的专业知识与设计实际和生产实际相结合,进一步巩固、充实和拓展专业知识。
二、实习内容
5月22日我们来到Xx集团,Xx集团是世界白色家电第一品牌、中国最具价值品牌。我们先参观了Xx大学,Xx大学是仿古建筑,建筑别具特色,走入Xx大学古色古香的建筑深深地吸引住了我们。讲解小姐亲切的笑我们讲述Xx大学的概况。Xx大学始建于1999年12月26日,是Xx集团培养培养中高级管理人才的地方。是在Xx集团提出的以市场链为纽带的业务流程再造背景下,在信息化时代新经济的浪潮中为满足Xx集团国际化战略转移而成立的,是Xx集团培养员工管理思路创新的基地。依据功能Xx大学主体建筑分A、B两座,由中心位置的“勺海”相簇而拥,四周零星点布着日新轩、镂金舫、源头瀑布、曲水流觞、扇厅、致远亭等,一草一木、一亭一阁、一山一水,处处都散发出浓郁的Xx文化气息,伴随着“勺海”深邃的“海”的底蕴,构成了Xx大学有机的整体。之后我们来到一个会议室中观看了Xx发展的历程。让我感触最多的是Xx的倒三角型管理模式,充分展现了Xx的人性化管理模式。最后我们在Xx展厅观看了Xx的展览产品。包括Xx洗衣机、Xx冰箱、Xx空调、电脑、手机、电视、整体厨房等等。Xx集团1994年开始成立工业设计部门,现在已经在全球推出了极具影响的产品200多项,Xx自主研发的外观设计无疑是促使Xx产品打入国际市场的利器。由此我们也看出了工业设计的重要性。
5月23日,老师要求我们自由活动,我和好友高峰从五四广场出发徒步旅行70多里,沿途参观了奥帆中心,太平角公园、关景区、第二海水浴场、中国科学院Xx研究、中山公园、康有为故居,沈从文故居、中国Xx大学、童第周故居,Xx市基督教堂、信号山、老舍故居、鲁迅公园、天后宫博物馆、栈桥。虽然很累但是我们都很兴奋,这一天我们观看了Xx市的许多有着地域特色的风景,风情,开阔了眼界陶冶了情操,我想这对设计师而言也是极为重要的。
5月24日上午我们来到中国Xx,讲解员告诉我们,我们所参观的工厂主要生产自卸车、垃圾车以及军用车。我们主要参观了车床和生产液压缸的生产线,垃圾车的生产线和板材的下料车间、焊接车间、装配车间。在这个过程中,讲解员一直热心的回答我们所提问的各种问题。虽然我们所学的是设计,但是通过对中国Xx的车间参观实习,我们都能够感受到产品从设计到制造还需要很长的路要走,而且比我们想象的都要难,真正体会到什么是可使用性和实用性。下午我们参观了Xx市创意100产业园和Xx市消防博物馆。根据实习考察介绍和上网查资料我了解到,园区内目前已经形成了LOFT办公空间、商务配套中心、创意展厅、创意市集、创意企业孵化器等主题功能区,改造了五楼空中秀场,使之成为了Xx文化创意产业类人才孵化、实训基地。创意100在电子网络方面与Xx瀛森创意规划顾问有限公司合作,其运营的“中国文化创意产业网(创意时代网)”为Xx市首家国字号专业垂直门户网站以及全球最专业的中文文化创意产业门户网站,创意100产业园在发展规划中还将打造一个原创礼品(纪念品)设计、生产和销售的服务平台。走进园区时刻感受到创意遍布每一个角落,他们的每一个工作的室几乎都设计的别具特色,充分运用了室内的空间,充分运用旧厂房资源。我们观看了服装设计的制作过程,产品设计、网络传媒等工作室。在这片创意孵化基地我们深深地被它们的文化内涵所吸引。其中有一位叫陈湘鲁的先生,为我们谈论了工业设计的发展前景等问题,的确值得我们深思。之后我们来到Xx市消防博物馆,主要观看了Xx市消防系统的发展历程和做出的杰出贡献和伟大牺牲。
5月25日,上午我们观看了Xx展览馆,精妙绝伦的Xx艺术让我们惊叹于雕刻者的匠心独韵。尤其是用贝壳制作成的画卷,栩栩如生立体感非常强烈。然后我们来到Xx大厦,在这里我们主要参观了Xx的展览厅。Xx集团是特大型电子信息产业集团公司,成立于1969年。Xx坚持“技术立企、稳健经营”的发展战略,以优化产业结构为基础、技术创新为动力、资本运营为杠杆,持续健康发展。进入21世纪,Xx以强大的研发实力为后盾,以优秀的国际化经营管理团队为支撑,加快了产业扩张的速度,已形成了以数字多媒体技术、现代通信技术和智能信息系统技术为支撑,涵盖多媒体、家电、通信、智能信息系统和现代地产与服务的产业格局。2009年Xx实现销售收入560亿元,在中国电子信息百强企业中名列前茅。Xx的产品在工业设计中也多次获获奖,其中Xx平板电视获得2007德国iF工业设计奖,2006创新盛典最佳功能设计奖,2007创新盛典中国工业设计奖。下午我们来到Xx工业设计有限公司,这是我们参观的真正的以工业设计核心技术的公司,公司承接各种3C类(家电类、电子信息类、电脑周边)及交通工具类产品的外观设计、结构设计及模型制作工作。其中模型制作部分能够完成外观模型、功能模型、缩水模型及产品样件等的制作。此外,我们还承接部分平面设计工作,包括:广告设计、产品色彩贴饰设计等等。设计前期:市场调查及分析。设计部分:sketch,photorender,controldrawing,3Dmodel&render,平面设计,配色,贴饰等。结构设计:建模及结构,逆向建模,曲面设计,包括A级曲面的设计,摩托车结构设计,汽车机构设计,3C类结构设计,灯具结构设计。
制作部分:CNC加工,CNC编程,样件制作,实体塑型,真空注型,表面处理。我们在他们的工作室里,观看了一比一的油泥模型,同时观看了模型的制作过程,非常让人震撼。也该说Xx的工业设计是在不断发展的,这让我们看到了中国工业设计的发展和美好未来。工作人员也反复的告诉我们并不是你画的好就会设计了,设计包括的内容实在太广了,许多条件限制了产品最后生产出来。
5月26日,上午我们来到Xx工业园,在这里我们观看了Xx手机的生产线和Xx液晶电视塑料外壳的生产线。在这里我们看到Xx电视的外壳也是在不断变化的。下午我们我们参观了Xx科技股份有限公司,该公司的模式是设计-制造—服务。他们的蒸汽辅助成形技术,能够使塑料模型的表面自动形成高光,该项技术在过内是首先的。该公司已经和国内的Xx,长虹等集团建立了合作关系,在展览厅内我们观看了公司的主要成就。
5、从5月27日到6月5日,我们参观的地方有中国Xx研究所、Xx市美术馆、Xx市博物馆、Xx市Xx大观园。这些地方虽然和工业设计没有直接的联系,但是优秀的设计和自然界的是分十分不开的。例如现在的许多建筑的灵感的来源是海里的贝类,而许多仿生设计更是与大自然是分不开的。
三、总结
实习的基本概况
1、时间XX.5.24-XX.6.5。
2、地点:xx的xx总部、中国xx、xx市创意100、xx市消防博物馆、xx博物馆、xx总部、xx工业设计有限公司、xx工业园、xx科技股份有限公司。中国xx研究所、xx市美术馆、xx市博物馆、xx市xx大观园。
3、人员:xx学院08级工业设计专业所有同学及xx老师。
4、实习目的:同学们只在校园里学工业设计的知识,虽然从书中和网上学到了很多知识,但是没有见过真的工业设计,没见过工业设计的规范流程,不知道车间里工人师傅是如何操作的,也没见过工业产品的生产流水线。这次学校给我们提供了一次出去实习参观的机会,主要是为了提高对大自然和工艺品的认知水平,培养和提高美的修养和感觉,增强创作、造型能力,活跃构思,为以后的专业课的学习做好铺垫。为了让我们更好的了解工业产品设计公司的操作模式,产品设计流程,以及工业设计师所需要掌握的知识和技能,从而明确工业设计专业的学习方向。将在学校所学的专业知识与设计实际和生产实际相结合,进一步巩固、充实和拓展专业知识。
二、
实习内容
5月22日我们来到xx集团,xx集团是世界白色家电第一品牌、中国最具价值品牌。我们先参观了xx大学,xx大学是仿古建筑,建筑别具特色,走入xx大学古色古香的建筑深深地吸引住了我们。讲解小姐亲切的笑我们讲述xx大学的概况。xx大学始建于1999年12月26日,是xx集团培养培养中高级管理人才的地方。是在xx集团提出的以市场链为纽带的业务流程再造背景下,在信息化时代新经济的浪潮中为满足xx集团国际化战略转移而成立的,是xx集团培养员工管理思路创新的基地。依据功能xx大学主体建筑分a、b两座,由中心位置的“勺海”相簇而拥,四周零星点布着日新轩、镂金舫、源头瀑布、曲水流觞、扇厅、致远亭等,一草一木、一亭一阁、一山一水,处处都散发出浓郁的xx文化气息,伴随着“勺海”深邃的“海”的底蕴,构成了xx大学有机的整体。之后我们来到一个会议室中观看了xx发展的历程。让我感触最多的是xx的倒三角型管理模式,充分展现了xx的人性化管理模式。最后我们在xx展厅观看了xx的展览产品。包括xx洗衣机、xx冰箱、xx空调、电脑、手机、电视、整体厨房等等。xx集团1994年开始成立工业设计部门,现在已经在全球推出了极具影响的产品200多项,xx自主研发的外观设计无疑是促使xx产品打入国际市场的利器。由此我们也看出了工业设计的重要性。
5月23日,老师要求我们自由活动,我和好友高峰从五四广场出发徒步旅行70多里,沿途参观了奥帆中心,太平角公园、关景区、第二海水浴场、中国科学院xx研究、中山公园、康有为故居,沈从文故居、中国xx大学、童第周故居,xx市基督教堂、信号山、老舍故居、鲁迅公园、天后宫博物馆、栈桥。虽然很累但是我们都很兴奋,这一天我们观看了xx市的许多有着地域特色的风景,风情,开阔了眼界陶冶了情操,我想这对设计师而言也是极为重要的。
5月24日上午我们来到中国xx,讲解员告诉我们,我们所参观的工厂主要生产自卸车、垃圾车以及军用车。我们主要参观了车床和生产液压缸的生产线,垃圾车的生产线和板材的下料车间、焊接车间、装配车间。在这个过程中,讲解员一直热心的回答我们所提问的各种问题。虽然我们所学的是设计,但是通过对中国xx的车间参观实习,我们都能够感受到产品从设计到制造还需要很长的路要走,而且比我们想象的都要难,真正体会到什么是可使用性和实用性。下午我们参观了xx市创意100产业园和xx市消防博物馆。根据实习考察介绍和上网查资料我了解到,园区内目前已经形成了loft办公空间、商务配套中心、创意展厅、创意市集、创意企业孵化器等主题功能区,改造了五楼空中秀场,使之成为了xx文化创意产业类人才孵化、实训基地。创意100在电子网络方面与xx瀛森创意规划顾问有限公司合作,其运营的 “中国文化创意产业网(创意时代网)”为xx市首家国字号专业垂直门户网站以及全球最专业的中文文化创意产业门户网站,创意100产业园在发展规划中还将打造一个原创礼品(纪念品)设计、生产和销售的服务平台。走进园区时刻感受到创意遍布每一个角落,他们的每一个工作的室几乎都设计的别具特色,充分运用了室内的空间,充分运用旧厂房资源。我们观看了服装设计的制作过程,产品设计、网络传媒等工作室。在这片创意孵化基地我们深深地被它们的文化内涵所吸引。其中有一位叫陈湘鲁的先生,为我们谈论了工业设计的发展前景等问题,的确值得我们深思。之后我们来到xx市消防博物馆,主要观看了xx市消防系统的发展历程和做出的杰出贡献和伟大牺牲。
5月25日,上午我们观看了xx展览馆,精妙绝伦的xx艺术让我们惊叹于雕刻者的匠心独韵。尤其是用贝壳制作成的画卷,栩栩如生立体感非常强烈。然后我们来到xx大厦,在这里我们主要参观了xx的展览厅。xx集团是特大型电子信息产业集团公司,成立于1969年。xx坚持“技术立企、稳健经营”的发展战略,以优化产业结构为基础、技术创新为动力、资本运营为杠杆,持续健康发展。进入21世纪,xx以强大的研发实力为后盾,以优秀的国际化经营管理团队为支撑,加快了产业扩张的速度,已形成了以数字多媒体技术、现代通信技术和智能信息系统技术为支撑,涵盖多媒体、家电、通信、智能信息系统和现代地产与服务的产业格局。XX年xx实现销售收入560亿元,在中国电子信息百强企业中名列前茅。xx的产品在工业设计中也多次获获奖,其中xx平板电视获得XX德国if工业设计奖,XX创新盛典最佳功能设计奖,XX创新盛典中国工业设计奖。下午我们来到xx工业设计有限公司,这是我们参观的真正的以工业设计核心技术的公司,公司承接各种3c类(家电类、电子信息类、电脑周边)及交通工具类产品的外观设计、结构设计及模型制作工作。其中模型制作部分能够完成外观模型、功能模型、缩水模型及产品样件等的制作。此外,我们还承接部分平面设计工作,包括:广告设计、产品色彩贴饰设计等等。设计前期:市场调查及分析。设计部分:sketch,photo render,control drawing,3d model&render,平面设计,配色,贴饰等。结构设计:建模及结构,逆向建模,曲面设计,包括a级曲面的设计,摩托车结构设计,汽车机构设计,3c类结构设计,灯具结构设计。
制作部分: cnc加工, cnc编程,样件制作, 实体塑型,真空注型,表面处理。我们在他们的工作室里,观看了一比一的油泥模型,同时观看了模型的制作过程,非常让人震撼。也该说xx的工业设计是在不断发展的,这让我们看到了中国工业设计的发展和美好未来。工作人员也反复的告诉我们并不是你画的好就会设计了,设计包括的内容实在太广了,许多条件限制了产品最后生产出来。
5月26日,上午我们来到xx工业园,在这里我们观看了xx手机的生产线和xx液晶电视塑料外壳的生产线。在这里我们看到xx电视的外壳也是在不断变化的。下午我们我们参观了xx科技股份有限公司,该公司的模式是设计-制造—服务。他们的蒸汽辅助成形技术,能够使塑料模型的表面自动形成高光,该项技术在过内是首先的。该公司已经和国内的xx,长虹等集团建立了合作关系,在展览厅内我们观看了公司的主要成就。
5、从5月27日到6月5日,我们参观的地方有中国xx研究所、xx市美术馆、xx市博物馆、xx市xx大观园。这些地方虽然和工业设计没有直接的联系,但是优秀的设计和自然界的是分十分不开的。例如现在的许多建筑的灵感的来源是海里的贝类,而许多仿生设计更是与大自然是分不开的。
三、总结
工业设计是一门涉及技术、艺术、人文与社会的综合性、交叉性学科,相应地,工业设计专业学生知识结构也应由社会构成、艺术构成和技术构成3方面组成,其中社会构成是基础,艺术构成是特色,技术构成是核心。按照太原科技大学工业设计专业的人才培养目标和培养规格,基于本科毕业生应具备的能力界定,遵循课程群建设的相关性、独立性、创新性和综合性原则,并兼顾课程建设、课程群建设与课程体系建设3者之间的关系以及课程群建设与专业建设的关系,将核心课程群划分为产品造型设计课程群、产品人因设计课程群、产品结构设计课程群和产品设计与开发课程群等4组。产品造型设计课程群教学的主要目的是培养学生分析产品成型条件和规律,运用设计思维和创意方法进行产品造型的能力。从对人造物造型美的认识到产品造型的自由塑造,学生的学习过程需经过认识到模仿到创新的多个阶段。“形态设计基础”、“产品形态设计基础”和“产品造型设计”等3门课程循序渐进地培养学生形态塑造与创新的基本能力。产品人因设计课程群是工业设计核心课程群中的核心,主要培养学生生活方式的创造能力。具体的设计过程是以设计心理学为体验设计的依据,通过对人的身、心、精神以及生活形态的调查、分析或测量,以产品为载体来推动生活方式的改变。产品结构设计课程群重点培养学生的材料使用和制造技术方面的知识,更重要的是工程设计与产品设计环节之间的衔接过程,通过将不同的制造技术与材料特性整合进产品设计中,设计才能成为真正的创新,否则只能算是构想。产品结构设计课程群内容涉及到材料、机械、电气以及制造等知识。产品设计与开发课程群是以上3个课程群知识的综合运用环节,其中“产品设计Ⅰ”也就是“产品造型设计”,“产品设计Ⅱ”是“产品人因设计”。该课程群以具体类别的产品设计为对象,“产品设计Ⅰ”和“产品设计Ⅱ”均以学生能经常接触到的生活类产品为设计对象,便于设计调查和用户研究的深入开展。“产品设计与开发Ⅰ”和“产品设计与开发Ⅱ”以太原科技大学侧重的专业特色产品为对象,包括文化产品和重型机械产品,注重创意或创新思维的提升,同时注重产品功能和结构的实现。
二、教学内容优化
课程群建设是一个系统工程,其建设策略应以群内某门中心课程为基础,以课程间内容整合为重点,理清课程间逻辑关系,划清课程的知识界限,删除课程间重复内容,构建起课程间的系统性。依此原则,针对核心课程群的教学内容优化提出以下几点教改思路:
1.提升“设计思维”课程的重要性,更新其知识体系,并将其贯穿于所有设计基础和综合设计类课程
设计思维过程是工业设计实践中最有价值的环节,工业设计问题解决过程实际就是设计思维过程,因此设计思维的重要性不言而喻。继工业时代后信息时代的社会变化,工业设计知识的更新日新月异,其中设计思维作为工业设计知识的核心表现得更为明显,而且其蕴含着大量的隐性知识,很难显性表达。因此,“设计思维”课程的内容更新非常值得重视。为了提高学生设计能力,设计思维课程必须贯穿到所有设计基础和综合设计类课程,使得学生基本的专业素质得以提升。
2.深化“形态设计基础”的内容提炼
在基础形态设计能力培养的基础上,加强工业产品形态设计基础的课时量和教学深度,将工业产品形态设计基础内容作为产品造型设计课程群的中心课程。工业设计专业学生相比产品设计专业学生的艺术造型基础比较薄弱,要想短时间内提升到自由造型能力不太现实,再者工业设计造型有其自身规律,即形体具有工业加工特点。可以说,工业设计造型可以相对脱离纯视觉艺术造型母体,具有其自身的成型条件和造型规律,因此从形体成型的理性层面进行“形态设计基础”课程的内容提炼很有必要。
3.加强以用户为中心的设计思想与能力以及用户参与式设计思想与能力
IDEO(美国著名工业设计公司)为优秀的设计重新作了定义———优秀的设计创造的是美妙的体验,而不仅仅是产品。IDEO通过大量设计实践所探索出的设计思想和实践形式正改变着企业创新的方法,高校应紧跟国际设计前沿,传授前沿知识。重点对产品人因设计课程群引入行业内最新研究成果,包括先进的简单有趣的设计方法、轻松自然的用户研究实践形式等等。
4.加强手动建模思考能力,推进设计思维的设计实践方式
设计过程中通过手来思考是设计思维发展的重要手段,通过草模来推动想法是其重要一环。笔者主张课程体系中的所有设计实践环节都应该加强草模制作过程,以此来反复推敲设计想法,真正提升学生的设计能力。手动建模方式有很多种,包括平面形式的剪贴、拼接等,还包括三维形式的快速原型,将其运用到以上4类核心课程群每门课程中,能起到充分刺激创意创新思维的作用。在课程群知识的归属方面,可以将其列为课内实践环节,而且是辅质的作业手段,将不会影响到知识界限的划分问题。
三、结语
关键词:产品创新设计;概念;程序
随着经济的日益国际化,相同的材料、相同的加工技术、相同的产品功能要求,使工业产品越来越同质化。同质化现象的出现必定会很大程度影响整个行业的利润空间,引发激烈的价格战。面对产品同质化,发达国家的企业既重视吸收科学(教学案例,试卷,课件,教案)技术的最新成果,又重视本国、本民族文化艺术特色的传承和发展。学科整合、系统集成创新,使工业产品不仅体现出相同的实用美和技术美,而且还表现出本民族或地域的文化特色。由此可见,产品创新设计是解决产品同质化问题的必要途径,是提高制造业价值的重要手段。
一、企业产品创新设计的内涵
产品是人类维持生存的工具和用具,作为人造物,必然体现出人文价值。产品人文价值包含了产品的实用功能和精神功能。产品设计是人类为抵抗严酷的自然延伸自身生存与生产能力改善生活水平,而对工具与用具进行不断地创新的过程。产品设计是人类社会赖以进步的重要文化创造,即一种物质性的文化创造。一切文化现象都是符号现象,所以,产品设计作为文化创造活动,自然是一种符号现象。产品设计作为一个完整的符号传达系统,发信人是以设计师为代表的群体,其背后还有以委托人为代表的产品项目提供方。产品设计符号收信人是广大的使用者群体。产品设计符号的信道是一个产品的大批量生产、销售的渠道。产品设计的符号是由功能、结构、机构、材料、人机和数理(比例与尺度)五要素组成的。因此,产品设计是艺术设计和工程设计的综合过程。现代制造业产品最终必须实现产品的商品化,所以,产品创新设计的根本目的就是实现产品的人文价值和经济价值,即向消费者传达设计师和生产商的信息,通过吸引消费者实现购买行为,达到经济目的。根据多学科研究的成果,我们可以把企业产品创新设计的内容概括为产品技术创新设计、产品文化创新设计、产品人本创新设计和产品人机创新设计四个方面。
1产品的技术创新设计。技术是构成产品的关键要素,是实现产品实用功能的必要手段,是产品创新设计的核心,企业在激烈的市场竞争中,必须在产品包含的技术上不断创新,以实现生存和发展。产品的技术创新设计常采用技术分解、改进、再重新构成这样三步走的方法,被称之为“技术构成”的方法。技术的发展有着时代的潮流与趋向。当通过技术构成来实现产品创新时,既需要掌握传统优良技术成果,又需要把握产品技术发展的时代趋势。当今,产品技术发展的潮流是数字化、智能化、网络化,下一轮技术突破的浪潮,可能会在信息、生命和纳米科学(教学案例,试卷,课件,教案)的交叉之中涌现。
2产品的文化创新设计。产品的形式是产品人文价值的综合体现。产品形式无疑需要满足实用功能的需求,但产品形式又不能唯实用功能而定。产品形式的精神功能(文化表述),同样是不可忽缺的。因此,产品形式设计(产品造型设计)必须兼顾其实用功能需求、形式之美和文化之美。产品文化设计的研究称为文化构成设计。提高产品的文化内涵,通过在产品中巧妙地融入文化艺术元素以实现创新,已经成为一种产品设计和创新的主流思想。文化构成设计,需要深入研究与发掘中外文化的内容与特点。中华民族有5000年悠久历史(教学案例,试卷,课件,教案),文化沉淀深厚、内容丰富,是一座用之不竭的宝藏:有阴阳学说为主体,天人合一的道家思想;有以礼仪、中庸为主体的儒家学说;有以强调轮回、因果辩证关系的佛教思想;还有生产实践和地域因素形成的民间文化和民俗文化。尽管这些传统文化常常带有封建迷信的色彩,尽管近代承受过“西方文明”百年史,但祖先创造的灿烂文化并没有没落,它是中华民族持续发展的潜在资源。我们应科学(教学案例,试卷,课件,教案)看待,取其精华,去其糟粕。在丰富多彩的文化表象中,含蓄大度、自然和谐、劝人为善的造物原则就是中华民族文化精神的集中体现。产品设计者首先应当努力发掘本国和民族的优秀文化传统,并充分应用到产品的创新设计中去。同时,由于产品市场的国际化,必须了解产品面对人群所属国家和民族的优秀传统文化。使产品设计更有针对性和创造性。
3产品的人本创新设计。消费者需求是消费者在生理、心理各方面期望得到满足的一种趋向。这种趋向可以引发消费动机,进而产生实际的消费行为,使产品最终实现经济价值。产品人本创新设计,是顺应时展,突出产品的个性化,满足消费者多样化的需求。设计者通过把用户市场进行不同地域及不同用户群体的细分,以及针对细分市场进行用户需求的认真研究,充分挖掘不同用户群体需求的个性特征,设计出满足用户独特需求的新产品。这是产品实行高附加价值的重要手段。现代高技术与电子商务技术的结合,还将为个性化新产品与网络化营销的结合开辟广阔前景。
4产品的人机创新设计。产品人机创新设计有两个目的。(1)研究人·机·环境之间的和谐关系。人机交流是产品的人机界面,充分了解人与产品进行交流互动的操作方式和认知方式,力求人操作产品的安全性和舒适性,并努力提高产品使用效率。通过绿色设计,确保产品符合可持续性发展的要求。(2)通过研究人的形态与反应特征,仿生设计,为产品技术创新设计和人本创新设计提供元素。
二、企业产品创新设计的主要过程
企业产品创新设计的主要过程可以概括产品概念设计、产品方案设计、产品结构设计、产品材料与工艺设计和产品营销设计五大步骤。
1产品概念设计。产品概念没计首要任务是产品调研。产品调研是收集产品创新设计元素的过程,是产品定位(产品概念形成)的必要过程。
产品调研具体内容有消费者需求、产品实用功能,结构、材料与工艺、人机关系、市场信息、艺术造型规律、运输、维护、相关法规,行业标准等。消费者需求调研,是产品人本创新设计重要依据。消费者需求是消费者在生理、心理各方面期望得到满足的一种趋向,是引发消费动机,进而产生实际的消费行为。产品实用功能、结构调研,是对现有产品技术的解构,是产品技术构成创新设计(实用功能设计)的必然过程。产品实用功能调研内容主要是指产品的主要功能、辅助功能,功能的识别、使用、操作难易程度等。要求设计者了解从接触产品到使用、评价整个过程中的消费者感受,以及同类产品的优缺点,以便自己在做设计的同时避免那些已经出现的错误。产品内部结构虽然不能决定产品形态,但是产品内部结构能决定产品形态不能是什么样。一方面,结构影响着产品的实用功能,即使用的舒适性和可靠性;另一方面,在很大程度上影响着生产的工艺性,这里所说的工艺性是指能否用合理的成型方法生产制作所需的形状、尺寸、精度,即工艺的合理性。材料与工艺调研,是产品创新设计物质化的必要手段。一方面,材料是实现产品功能的物质载体,材料的选择恰当与否直接影响产品功能实现的可能性、可靠性和经济性;另一方面,在构成产品造型的形、色、质三大感觉要素中,色彩和质感都与材料有着直接的关系,因此,材料在赋予产品、体现产品的美学和人文价值方面起着同样的关键作用。对现有的生产工艺进行充分的了解,可以为下一步设计当中充分利用生产工艺特点做准备。产品人·机·环境关系分析,是产品人机创新设计确保用户操作安全性和舒适性,确保产品符合可持续性发展的前提。市场信息调查是运用一定的科学(教学案例,试卷,课件,教案)方法收集、整理、分析各类市场信息的过程。作为信息载体的产品。除了承载着固有的物质功能外,还承载着重要的品牌文化,对自身品牌及竞争品牌作全面细致的对比分析,对于进一步掌握市场发展变化的规律和趋势有着重要意义,可以为企业进行市场预测和决策提供可靠的数据和资料,进而帮助企业确立正确的品牌发展战略及产品研发计划。艺术造型规律调研,是对产品自然发展史的文化解构,是产品文化构成创新设计(精神功能设计)的必要参考。运输、维护、相关法规、行业标准等调研,是产品商品化的必要手段。
产品定位,即产品概念设计的定案。产品定位往往不是唯一的,但作为一项设计任务,一个最终的产品却是唯一的。因此,产品定位的台理化决定整个产品工程的成败。产品定位必须遵循实用,经济、美观、舒适安全、绿色、文化认同等美学原则,由企业内部管理人员、设计师、用户代表、营销人员和有关专家组成评审组,对产品调研报告进行公正合理的评判,确保产品的科学(教学案例,试卷,课件,教案)定位;同时指导确定产品创新设计的具体任务书。这部分工作由工业设计师主持,并在产品开发设计的各类人才和消费者代表的通力合作下完成。
2产品方案设计。产品方案设计是按产品定位的既定目标,对产品进行形态设计的过程,其主要任务是产品的功能设计。产品功能包含产品的实用功能和精神功能。产品功能设计具体为产品实用功能设计和产品造型设计。产品实用功能设计是产品技术的重构和创新,主要属于工程设计的范畴;产品造型设计是对产品所有创新元素的集成创新,主要属于艺术设计的范畴。产品创新设计成果最终集中体现在产品的形态中,所以,产品方案设计是产品创新设计必不可少的途径。方案设计是在产品符号科学(教学案例,试卷,课件,教案)编码的基础上,即满足实用功能最基本的结构、机构、材料与工艺、人机关系、价格等因素的制约,按产品语义学和产品语构学规则,对产品最终形态进行艺术编码。方案设计在对产品最终形态进行艺术构思过程中,一方面要正确面对实用功能;另一方面必须遵循该类产品造型规律所昭示的趋势,正确面对特定使用群的文化背景和生活方式等人文艺术因素的制约。该过程中,必要时还需制作草模型(概念模型),协调理性与感性、视觉与触觉的关系。人机界面设计在不破坏整体造型风格的前提下,须充分满足实用功能、安全、经济、环保、人文识别、企业形象等因素的要求。针对不同产品,创新设计的侧重点有较大的差异。在保证产品合适的实用功能前提下,消费品制造业更注重产品的精神功能,创新设计偏向产品的造型设计,设计追求品味和流行时尚。装备制造业则更注重产品的实用功能,创新设计偏向产品的工程设计,其产品造型设计有别于消费品制造业,主要特征表现在:1.物质功能明确,不刻意追求艺术表现;2.受技术与成本因素制约,造型可变空间小(由于产品批量小,材料以金属板材、型材等为主,加工工艺以铸、锻、焊、铆、折、弯、剪切等冷热工种为主,造型不像塑料制品那么自如);3.由于产品一般体积大、工作强度大,对产品操作的人·机·环境协调性要求很高(尽管我国企业对此仍不太重视)。
方案构思初步阶段,工业设计师一般徒手绘制产品方案。随着方案的深入,工业设计师会用相关CAD/CAM软件在电脑中虚拟产品方案的三维效果,结合草模型进行理性与感性的分析。最终方案一般须制作设计评价模型。设计评价模型制作,视产品具体情况确定。体积较小的产品,采用原型制作方法。原型制作是严格按照既定方案的结构、机构、形态、色彩、材质和标识制作样品的过程。装备制造业产品一般体积较大,常常采用仿真模型制作方法。仿真模型制作是尽量按照既定方案的结构、机构、形态、色彩、材质和标识制作等比缩小样品的过程。由企业内部管理人员、设计师、用户代表、营销人员和有关专家组成的评审组,面对产品最终方案的设计评价模型,围绕产品材料与工艺、人·机·环境、生产成本、精神功能、可持续性等重要因素进行深入细致地科学(教学案例,试卷,课件,教案)评议。方案认定或修正之后,必须绘制精确的外观三视图,作为产品结构设计的出发点。这部分工作由工业设计师全面负责完成。
3.产品结构设计。结构设计是对最终构思方案的实用功能和形态进行技术规划和科学(教学案例,试卷,课件,教案)验证的过程。如果说方案设计是处理产品系统与外部要素关系的过程,那么产品结构设计就是处理产品系统内部要素关系的过程。产品实用功能和形态已经确定,结构设计须实现其实用功能,并充分体现其方案艺术设计的成果(除非方案被证实有违技术规范)。由于工程技术的可选择性,产品内部结构、机构和用材都不是唯一的,可以通过有限元等现代机械设计原则进行规划。该过程须绘制产品总装图、部件图和零件图设计,并对产品外观形状进行理性分析和微观调整。这部分工作在工业设计师的参与下,由结构工程师全面负责完成。
[关键词]产品创新设计;概念;程序
[中图分类号]F273.2
[文献标识码]A
[文章编号]1006-5024(2008)06-0031-03
随着经济的日益国际化,相同的材料、相同的加工技术、相同的产品功能要求,使工业产品越来越同质化。同质化现象的出现必定会很大程度影响整个行业的利润空间,引发激烈的价格战。面对产品同质化,发达国家的企业既重视吸收科学技术的最新成果,又重视本国、本民族文化艺术特色的传承和发展。学科整合、系统集成创新,使工业产品不仅体现出相同的实用美和技术美,而且还表现出本民族或地域的文化特色。由此可见,产品创新设计是解决产品同质化问题的必要途径,是提高制造业价值的重要手段。
一、企业产品创新设计的内涵
产品是人类维持生存的工具和用具,作为人造物,必然体现出人文价值。产品人文价值包含了产品的实用功能和精神功能。产品设计是人类为抵抗严酷的自然延伸自身生存与生产能力改善生活水平,而对工具与用具进行不断地创新的过程。产品设计是人类社会赖以进步的重要文化创造,即一种物质性的文化创造。一切文化现象都是符号现象,所以,产品设计作为文化创造活动,自然是一种符号现象。产品设计作为一个完整的符号传达系统,发信人是以设计师为代表的群体,其背后还有以委托人为代表的产品项目提供方。产品设计符号收信人是广大的使用者群体。产品设计符号的信道是一个产品的大批量生产、销售的渠道。产品设计的符号是由功能、结构、机构、材料、人机和数理(比例与尺度)五要素组成的。因此,产品设计是艺术设计和工程设计的综合过程。现代制造业产品最终必须实现产品的商品化,所以,产品创新设计的根本目的就是实现产品的人文价值和经济价值,即向消费者传达设计师和生产商的信息,通过吸引消费者实现购买行为,达到经济目的。根据多学科研究的成果,我们可以把企业产品创新设计的内容概括为产品技术创新设计、产品文化创新设计、产品人本创新设计和产品人机创新设计四个方面。
1 产品的技术创新设计。技术是构成产品的关键要素,是实现产品实用功能的必要手段,是产品创新设计的核心,企业在激烈的市场竞争中,必须在产品包含的技术上不断创新,以实现生存和发展。产品的技术创新设计常采用技术分解、改进、再重新构成这样三步走的方法,被称之为“技术构成”的方法。技术的发展有着时代的潮流与趋向。当通过技术构成来实现产品创新时,既需要掌握传统优良技术成果,又需要把握产品技术发展的时代趋势。当今,产品技术发展的潮流是数字化、智能化、网络化,下一轮技术突破的浪潮,可能会在信息、生命和纳米科学的交叉之中涌现。
2 产品的文化创新设计。产品的形式是产品人文价值的综合体现。产品形式无疑需要满足实用功能的需求,但产品形式又不能唯实用功能而定。产品形式的精神功能(文化表述),同样是不可忽缺的。因此,产品形式设计(产品造型设计)必须兼顾其实用功能需求、形式之美和文化之美。产品文化设计的研究称为文化构成设计。提高产品的文化内涵,通过在产品中巧妙地融入文化艺术元素以实现创新,已经成为一种产品设计和创新的主流思想。文化构成设计,需要深入研究与发掘中外文化的内容与特点。中华民族有5000年悠久历史,文化沉淀深厚、内容丰富,是一座用之不竭的宝藏:有阴阳学说为主体,天人合一的道家思想;有以礼仪、中庸为主体的儒家学说;有以强调轮回、因果辩证关系的佛教思想;还有生产实践和地域因素形成的民间文化和民俗文化。尽管这些传统文化常常带有封建迷信的色彩,尽管近代承受过“西方文明”百年史,但祖先创造的灿烂文化并没有没落,它是中华民族持续发展的潜在资源。我们应科学看待,取其精华,去其糟粕。在丰富多彩的文化表象中,含蓄大度、自然和谐、劝人为善的造物原则就是中华民族文化精神的集中体现。产品设计者首先应当努力发掘本国和民族的优秀文化传统,并充分应用到产品的创新设计中去。同时,由于产品市场的国际化,必须了解产品面对人群所属国家和民族的优秀传统文化。使产品设计更有针对性和创造性。
3 产品的人本创新设计。消费者需求是消费者在生理、心理各方面期望得到满足的一种趋向。这种趋向可以引发消费动机,进而产生实际的消费行为,使产品最终实现经济价值。产品人本创新设计,是顺应时展,突出产品的个性化,满足消费者多样化的需求。设计者通过把用户市场进行不同地域及不同用户群体的细分,以及针对细分市场进行用户需求的认真研究,充分挖掘不同用户群体需求的个性特征,设计出满足用户独特需求的新产品。这是产品实行高附加价值的重要手段。现代高技术与电子商务技术的结合,还将为个性化新产品与网络化营销的结合开辟广阔前景。
4 产品的人机创新设计。产品人机创新设计有两个目的。(1)研究人・机・环境之间的和谐关系。人机交流是产品的人机界面,充分了解人与产品进行交流互动的操作方式和认知方式,力求人操作产品的安全性和舒适性,并努力提高产品使用效率。通过绿色设计,确保产品符合可持续性发展的要求。(2)通过研究人的形态与反应特征,仿生设计,为产品技术创新设计和人本创新设计提供元素。
二、企业产品创新设计的主要过程
企业产品创新设计的主要过程可以概括产品概念设计、产品方案设计、产品结构设计、产品材料与工艺设计和产品营销设计五大步骤。
1 产品概念设计。产品概念没计首要任务是产品调研。产品调研是收集产品创新设计元素的过程,是产品定位(产品概念形成)的必要过程。
产品调研具体内容有消费者需求、产品实用功能,结构、材料与工艺、人机关系、市场信息、艺术造型规律、运输、维护、相关法规,行业标准等。消费者需求调研,是产品人本创新设计重要依据。消费者需求是消费者在生理、心理各方面期望得到满足的一种趋向,是引发消费动机,进而产生实际的消费行为。产品实用功能、结构调研,是对现有产品技术的解构,是产品技术构成创新设计(实用功能设计)的必然过程。产品实用功能调研内容主要是指产品的主要功能、辅助功能,功能的识别、使用、操作难易程度等。要求设计者了解从接触产品到使用、评价整个过程中的消费者感受,以及同类产品的优缺点,
以便自己在做设计的同时避免那些已经出现的错误。产品内部结构虽然不能决定产品形态,但是产品内部结构能决定产品形态不能是什么样。一方面,结构影响着产品的实用功能,即使用的舒适性和可靠性;另一方面,在很大程度上影响着生产的工艺性,这里所说的工艺性是指能否用合理的成型方法生产制作所需的形状、尺寸、精度,即工艺的合理性。材料与工艺调研,是产品创新设计物质化的必要手段。一方面,材料是实现产品功能的物质载体,材料的选择恰当与否直接影响产品功能实现的可能性、可靠性和经济性;另一方面,在构成产品造型的形、色、质三大感觉要素中,色彩和质感都与材料有着直接的关系,因此,材料在赋予产品、体现产品的美学和人文价值方面起着同样的关键作用。对现有的生产工艺进行充分的了解,可以为下一步设计当中充分利用生产工艺特点做准备。产品人・机・环境关系分析,是产品人机创新设计确保用户操作安全性和舒适性,确保产品符合可持续性发展的前提。市场信息调查是运用一定的科学方法收集、整理、分析各类市场信息的过程。作为信息载体的产品。除了承载着固有的物质功能外,还承载着重要的品牌文化,对自身品牌及竞争品牌作全面细致的对比分析,对于进一步掌握市场发展变化的规律和趋势有着重要意义,可以为企业进行市场预测和决策提供可靠的数据和资料,进而帮助企业确立正确的品牌发展战略及产品研发计划。艺术造型规律调研,是对产品自然发展史的文化解构,是产品文化构成创新设计(精神功能设计)的必要参考。运输、维护、相关法规、行业标准等调研,是产品商品化的必要手段。
产品定位,即产品概念设计的定案。产品定位往往不是唯一的,但作为一项设计任务,一个最终的产品却是唯一的。因此,产品定位的台理化决定整个产品工程的成败。产品定位必须遵循实用,经济、美观、舒适安全、绿色、文化认同等美学原则,由企业内部管理人员、设计师、用户代表、营销人员和有关专家组成评审组,对产品调研报告进行公正合理的评判,确保产品的科学定位;同时指导确定产品创新设计的具体任务书。这部分工作由工业设计师主持,并在产品开发设计的各类人才和消费者代表的通力合作下完成。
2 产品方案设计。产品方案设计是按产品定位的既定目标,对产品进行形态设计的过程,其主要任务是产品的功能设计。产品功能包含产品的实用功能和精神功能。产品功能设计具体为产品实用功能设计和产品造型设计。产品实用功能设计是产品技术的重构和创新,主要属于工程设计的范畴;产品造型设计是对产品所有创新元素的集成创新,主要属于艺术设计的范畴。产品创新设计成果最终集中体现在产品的形态中,所以,产品方案设计是产品创新设计必不可少的途径。方案设计是在产品符号科学编码的基础上,即满足实用功能最基本的结构、机构、材料与工艺、人机关系、价格等因素的制约,按产品语义学和产品语构学规则,对产品最终形态进行艺术编码。方案设计在对产品最终形态进行艺术构思过程中,一方面要正确面对实用功能;另一方面必须遵循该类产品造型规律所昭示的趋势,正确面对特定使用群的文化背景和生活方式等人文艺术因素的制约。该过程中,必要时还需制作草模型(概念模型),协调理性与感性、视觉与触觉的关系。人机界面设计在不破坏整体造型风格的前提下,须充分满足实用功能、安全、经济、环保、人文识别、企业形象等因素的要求。针对不同产品,创新设计的侧重点有较大的差异。在保证产品合适的实用功能前提下,消费品制造业更注重产品的精神功能,创新设计偏向产品的造型设计,设计追求品味和流行时尚。装备制造业则更注重产品的实用功能,创新设计偏向产品的工程设计,其产品造型设计有别于消费品制造业,主要特征表现在:1.物质功能明确,不刻意追求艺术表现;2.受技术与成本因素制约,造型可变空间小(由于产品批量小,材料以金属板材、型材等为主,加工工艺以铸、锻、焊、铆、折、弯、剪切等冷热工种为主,造型不像塑料制品那么自如);3.由于产品一般体积大、工作强度大,对产品操作的人・机・环境协调性要求很高(尽管我国企业对此仍不太重视)。
方案构思初步阶段,工业设计师一般徒手绘制产品方案。随着方案的深入,工业设计师会用相关CAD/CAM软件在电脑中虚拟产品方案的三维效果,结合草模型进行理性与感性的分析。最终方案一般须制作设计评价模型。设计评价模型制作,视产品具体情况确定。体积较小的产品,采用原型制作方法。原型制作是严格按照既定方案的结构、机构、形态、色彩、材质和标识制作样品的过程。装备制造业产品一般体积较大,常常采用仿真模型制作方法。仿真模型制作是尽量按照既定方案的结构、机构、形态、色彩、材质和标识制作等比缩小样品的过程。由企业内部管理人员、设计师、用户代表、营销人员和有关专家组成的评审组,面对产品最终方案的设计评价模型,围绕产品材料与工艺、人・机・环境、生产成本、精神功能、可持续性等重要因素进行深入细致地科学评议。方案认定或修正之后,必须绘制精确的外观三视图,作为产品结构设计的出发点。这部分工作由工业设计师全面负责完成。
3.产品结构设计。结构设计是对最终构思方案的实用功能和形态进行技术规划和科学验证的过程。如果说方案设计是处理产品系统与外部要素关系的过程,那么产品结构设计就是处理产品系统内部要素关系的过程。产品实用功能和形态已经确定,结构设计须实现其实用功能,并充分体现其方案艺术设计的成果(除非方案被证实有违技术规范)。由于工程技术的可选择性,产品内部结构、机构和用材都不是唯一的,可以通过有限元等现代机械设计原则进行规划。该过程须绘制产品总装图、部件图和零件图设计,并对产品外观形状进行理性分析和微观调整。这部分工作在工业设计师的参与下,由结构工程师全面负责完成。
关键词:无线信息终端工业设计
中国分类号:TB472
文献标识码:A
文章编号:1003-0069(2015)06-0021-03
无线信息终端主要功能包含卷烟到货确认、防伪查询,打码到条拓展应用展示,电访系统、零售户需求采集后的分析展示,零售终端库存、价格采集及展示,客户经理预访,经营户投诉、烟草广告通知下发、烟草公司市场调查、三员签到及展示等。
一 市场调研分析:
产品定位
眼下经济和社会发展越来越依赖于信息资源共享,信息通信发展的不均衡导致的信息不均衡将会直接影响到我国经济可持续发展的进程。在这种情况下,各大运营商纷纷举起立足行业应用的大旗。中国移动提供的行业应用,就是立足移动互联,向行业客户提供语音通信、固定数据通信和移动数据通信相互捆绑、相互结合的一揽子信息化解决方案,而我们的无线信息终端就是从行业应用的角度出发,从硬件上兼容各种基本的应用,从软件上实现不同功能及应用的模块化设计,以期在未来与移动合作的过程中,能够第一时间响应不同行业的不同需求,进一步成为移动紧密的战略合作伙伴。
产品立项时以烟草行业应用终端为切入点,先完成硬件平台的开模及软件平台的初期搭建工作,后续应可实现方便地在平台上加入新的功能及应用。
预计未来用户类型或应用
1 政府机构,如政府培训机构、气象局、自考办等经常需要各类信息的单位;
2 各类经营商户,可与上级或下级机构进行信息的互通。如各烟草专卖店可通过终端设备查询烟草局库存情况,并进行订烟操作。各连锁经营机构可通过终端向总店订货,总店也可以向各连锁店各类信息等;
3 移动联盟商家。可通过终端实现话费充值、小额支付等操作。
二 产品规格:
液晶:根据功能的不同,要求兼容三种不同规格的液晶;
键盘:十二个标准数字键盘、四个对应屏幕的快捷键、四向导航键一组、其他功能键8个、一个一键通;
打印机:富士通热敏打印机,打印纸规格为57X50;
刷卡、插卡、射频区域
1 终端设有刷卡,刷卡槽内有一片不锈钢嵌件,以防止刷卡槽底面磨损。
2 终端设有IC卡插口,内部做一个挡板,当不使用IC卡时,可将开口封住;
3 考虑当不需要刷卡、插卡时,可以将这些区域封掉:
4.射频卡感应区可考虑区域叠加
后接口
1 电源插座、电源开关、复位按钮细孔、φ 3.5音频口、[RJ11]普通话机接口1个、[RJ45]2个、USB的SLAVE和HOST标准接口各一、LPS/2]1个,外接密码键盘或扫描枪、无线传真RJ11接口1个、外置天线SMA接口。
2 后接口做成滑块方式,要考虑到后续若有需要要能增加后接口,同时考虑PVC可以封掉不用的接口。
指示灯等其他细节
1 终端正面有4个指示灯,指示灯分别为“电源、网络、数据和报警”。
2 底面设有SIM卡和SIM卡盖及锂电池仓。下盖留有散热孔及蜂呜器出音孔。
3 底部设计一个支撑架,可以简单调节液晶的视角。
4 正面出音孔设计不必太多孔,孔不能太大,尽量设计美观。
5 结构上要有放手写笔的位置,当不需要手写功能时可以将该区域封住。
三 ID方案设计
通过市场分析、目标定位及产品功能、技术规划和成本规划,信息终端初步归纳为:液晶区、数字键+功能键区、打印区、划卡+刷卡+插卡区、天线等附属部件区。设计上需要将这些“模块区域”整体布局规划,通过空间的演变把它们有机联系在一起,同时造型、材质、色彩上要符合现代工业美学。通过竞品分析、相关资料收集研究、大量手绘草图,选择一些较成熟可行的方案,绘制初步方案效果图:
1初步方案(图1)
2初步方案选型
经过多方讨论验证,从操作便利性和美观性考虑出发,方案二模块分布简明清晰、外形时尚精巧,更符合本产品的设计要求,具有拓展空间。
3方案二(以下称“方案”)优化设计(图2)
优化设计1
1)本方案在第一轮方案二的基础上深入设计,仍然采用液晶为中心的翼展式设计;
2)经过分析,原方案打印机尺寸不足,为了避免整体机型过大,把打印机移到右边,和数字键模块分布在一整组,这样数字键的尺寸不够大的问题得以解决;
3)左边窄区分布功能键和刷卡区以,天线和右边的划卡槽遥相呼应,视觉平衡;
4)打印机采用方案三的隆起透明翻盖,形态更饱满丰富;
5)数字键、功能键、四向键等采用方案三的模块,形态和尺寸、尺度、比例上更趋理性;
细节调整(从方案优化设计1-方案优化设计3的细节微调)
1)功能键集中排布在液晶周边,射频刷卡区和数字键区叠加放置,左边的区域尺寸就可以进一步减小,使整个机型更加小巧时尚;
2)原方案黑色液晶面板是弧面的。细化方案采用平面式液晶面板,更有利于按键排布;
3)优化设计1、2中射频尺寸不够,优化设计3中将射频模块叠在数字键盘之下。
4)石膏模型(图3)
ID方案基本稳定后,给出尺寸明细和细节说明,交付厂家做石膏模型,并在石膏模型基础上绘制细节调整说明,返回厂家直接修改石膏模型。
5)结合石膏模型,对最终ID效果图进行调整,交付并配合结构工程师进行结构设计。(图4)
四 结构设计
(一)关键尺寸的确定
1由于本产品结构较为复杂,为减少三维外形修改,提高设计效率、缩短设计周期,应先在两维平面内作出精确的布局规划。
2为保证液晶有较大的仰角,上盖顶面与工作台面的夹角确定为12.50。夹角太小,视角不够,若角度太大,则下盖和上盖不少螺丝柱端面要倾斜很大的角度,会带来结构安装工艺性不好等问题。
3本产品外观的特点是上盖厚度比较薄,为此,在结构设计及模具制造上增加了不少难度和成本――主要在刷卡槽的分模面处理方面。为保证外观造型,上下盖主分型面与设计水平面的夹角确定为6.50,这样,分型面与上盖顶面的夹角确定为1.8。,按键板柱子端面需倾斜8.30。
4考虑到上盖脱模问题,故将磁头模组的摆放角度确定为沿脱模方向。所以刷卡槽底面与脱模方向垂直,与桌面夹角便为4.2。,这些参数能满足刷卡时当磁卡完全离开主机15.5公分时,仍不会擦到桌面。
机壳、面板及结构件采用ABS,主要壁厚取2.7mm,打印机翻盖采用透明PC,裁纸刀采用PC+ABS(耐磨性好于纯PC),镜片采用PMMA,导光柱及透明按钮采用GP33。
上下盖打六个螺钉,另在刷卡槽外侧加两组卡扣,防止配合面出现开口。面板与上盖通过一个卡钩、七个螺钉联接成上盖组件。
本系列产品上盖中间掏空,设计有三种面板,配合三种液晶的装配:
1带触摸屏大液晶:YMC240160-05ABGFLGL
2当使用YMC240160-05ABJFLGL液晶(无触摸屏)时,需配透明镜片,从内向外装配,透屏与上盖通过烫铆联接,烫铆孔周边设计有沉台可储存烫铆挤出的材料,以提高装配可靠性。
3当使用LTV350QV-F05三星彩屏时,需设计一框架固定液晶。
(五)打印机及安装结构
使用富士通热敏打印机,型号:628MCL101。打印机通过塑料结构件固定在上盖。
(六)打印纸及纸舱
采用宽度为575±0.5标准热敏打印纸,最大直径为中50mm;打印纸舱的位置设置(关系到打印机的走纸方向及负载大小)应参考628MCL101规格书中指引进行设计。
纸舱轴向小端尺寸取58.3,径向直径取052。舱内设计有两条宽0.8高0.5的筋条,以减小打印纸转动过程产生的摩擦力。打印纸舱内刻有装纸方向图标。
(七)打印纸翻盖
翻盖为直翻式易装纸结构,结构设计见628MCL101资料。翻盖核心尺寸,如两片滚轮转轴固定结构中长圆孔的尺寸、间距、滚轮转轴中心与翻盖旋转圆心的距离及连线夹角等需按规格书中的p.9/p.lO/p.ll/p.15/p.16的机构设计指引作设计。与之配合的上盖转轴直径应尽量做大(取φ3.8),以提高可靠性。
(八)裁纸刀
裁纸刀为PC+ABS材质设计,比用纯PC耐磨,但需多开一副模具(无法与翻盖合模),裁纸刀与上盖烫铆加锁螺钉连接。
(九)磁卡刷卡结构
磁头模组型号:43mm-2;另外还设计了封口条,当无刷卡功能时,可封闭此刷卡槽。结构形式与上盖烫铆连接。由于磁头模组刷卡槽端口宽已有倒圆角,所以,上盖刷卡槽宽度应略大于磁头模组的槽宽,以避免刷卡过程出现磕碰。上盖刷卡槽宽度小端尺寸取1.85mm,当有刷卡功能时,需预埋不锈钢片,防止频繁刷卡使刷卡槽磨损。
(十)线路板及排线连线布局
最多配置情况下有主线路板、功能按键板、四个快捷键按键板(含LED)、电话按键板和射频感应读卡线路板及IC卡PCB共5块板。当使用LTV350QV-F05三星液晶时,由于柔性电缆长度不够接到主线路板,故须通过快捷按键板转接到主线路板。打印机柔性电缆通过电话按键板转接到主线路板上。应充分考虑各PCB之间的排线连线工艺,输出DXF文件时要确定排线焊盘及插座位置。
(十一)手写笔
手写笔放置在前端,可避开内部排线的干扰,横向抽出。上盖有手写笔的限位结构,下盖有手写笔的终点卡位结构。当不配置手写功能时,有配件可封住机壳开孔。
(十二)按键
本产品共有30个按键,除发送键为实心透明键外,其余为空心结构,按键有方向识别结构设计,按键侧面壁厚取1.0,顶面壁厚取1.4。
(十三)电池舱
电池舱能容纳五节镍氢电池组和1700mah方形锂电池。电池舱内有限位结构,可防止冲击震动时电池对接插件可能造成的撞击,在接插件另一侧留有一定的空间以方便插拔及放置冗余导线。两种电池的空间差异,可用EVA填充。
(十四)电池盖及SIM卡盖
采用弹性扣加锁螺钉设计,方便生产检验。电池盖内侧刻有“L}’形标记,作为粘贴海绵时对位之用。
(十五)外接天线
下盖左侧配外置B型天线,天线SMA头由一铁片定位,天线孔外侧周边设计有φ11.5沉台,当不配外置天线(使用内置天线)时,可用PVC片封住天线孔。
(十六)散热
下盖两侧设计有隐蔽式散热孔。
(十七)IC卡
上盖前端设有半埋式IC插卡开口,开口周边倒圆角,模具做抽芯实现。IC卡PCB固定在下盖,与桌面平行,便于操作。另外也设计封口条,当无插卡功能时,可封闭此开口。
(十八)射频感应读卡
射频感应读卡线路板宽度应大于按键板尺寸,装在按键板下方。
(十九)结构设计爆炸图(图5)
五 结构手板制作
结构设计完成并协同硬件等各方进行审核通过,进行结构手板制作。同时制作表面处理工艺、皮纹、色彩、丝印等相关图纸文件,并着手进行产品外包装、说明书及各种说明手册的设计制作。
六 开模
逐级进入DR3、DR4等一系列设计验证,进入模具开发阶段,完成试生产评审DR5,发行正式图纸文件。
七 稳定量产
至此,无线信息终端之工业设计开发告一段落,转入后续产品设计维护。
结语
本文从狭义上的工业设计着手,以实际项目作为研究对象,从务实的角度进行设计演练,覆盖设计一般过程,并设计各个环节中所面临的问题进行细化分析讨论。从本产品开发展示过程中,还带给我们一些启发:在前期市场调研需精准――保证产品是否有生命力,不符合使用需求的产品无法存活;外观必须讲究美学――在物质丰富时期产品常以颜值胜出;提升产品质量需要从材料、工艺、机构设计等方面进行加强。对工业设计从业者来说,除了精通于分工明确的独立工作,更需要对整体有全局把控,才能产生有成效的设计结果。
参考文献
【1】高清,《工业设计与产品、企业、市场》,山东机械出版社
【2】林清安,《Proe/ENGINEER零件装配与产品设计》,清华大学出版社