工业产品造型设计.docx
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工业产品造型设计.docx
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工业产品造型设计
工业产品造型设计
IndustrialProductModelingDesign
学生姓名:
段鹏飞
班级:
机械设计(瓦轴班)
专业:
机械设计及理论
指导教师:
成绩:
工业产品造型设计
段鹏飞
(大连交通大学机械工程学院G2014029)
摘要:
工业产品造型设计在现代设计的理论与方法中已成为一种很重要的设计,对其理论设计模式的研究也是至关重要。
首先介绍工业产品造型设计技术的起源、内涵、意义、地位和作用。
工业产品造型设计技术是一种构思与表达的过程,它对促进产品升级换代和参与市场竞争至关重要。
同时给出了工业产品造型设计的理论设计模式。
并且以汽车外形的造型设计为例,以此来说明此理论设计模式在工业产品造型设计中的应用。
在寻求人-产品-环境的和谐统一与协调中,把工程技术与艺术、科学与美学、实用与美观等诸方面有机统一于现代工业产品造型设计中,使产品更具有市场竞争力。
随后对此设计技术的发展趋势进行论述,即以数字化技术等为代表的高技术与高感情设计是未来设计的最高境界。
关键词:
造型设计技术;数字化技术;高感情设计;理论模式
Abstract:
Theindustrialproductsmodelingdesignhasbecomeaveryimportantdesigninthemoderndesigntheoryandmethods,anditisalsoacrucialtoresearchforthemodeoftheoreticaldesign.Thearticlefirstintroducedtheorigin,theconnotation,thestatusandthefunctionoftheindustrialproductsmodelingdesigntechnique.Thistechnologymeansaprocessofaideaandtheexpression,itplaysanveryimportantroleinpromotingtheproductstoturntoanewgenerationandparticipateinthemarketcompetition.Simultaneouslythemodeoftheoreticaldesignisgiveninthearticle.Andbytheexamplefortheshapeofthecartoillustratetheapplicationofthistheoreticaldesigninindustrialproductmodelingdesign.thearticleistoletthefactorscomeintothemodelingdesignformodernindustrialproducts,suchasengineeringtechnologyandart,scienceandesthetics,practicalandbeautiful,onthebasisoffindingtheharmonyforperson-product-environment,makingtheproductmorecompetitiveinthemarket.Afterwardwediscussedaboutthetrendofdevelopmentofthisdesigntechniqueontheelaboration,namelytakethedigitizedtechnologyandsoonasrepresentative'shigh-techandthehighsentimentaldesignwillbethehighestboundaryinthefuture.
Keywords:
Modelingdesigntechnique;Digitizedtechnology;Highsentimentaldesign;TheoreticalMode
1绪论
工业产品造型设计最早起源于德国,1851年伦敦海德公园的“万国博览会”带给人们的是对于机械化产品美学质量的下降的担忧和不满,随之而来的艺术与手工艺运动使设计家能够静下心来思索如何才能使艺术与技术相结合,但是很可惜,这场运动从实质上是反对工业化时代的大机器生产特征的,因此并没有探索出一条全新的设计思路和设计方法,后来的一些运动也没有很好地探索出一种设计改良的方法。
直到一战后1919年包豪斯设计学校的出现才使这种现象有了本质上的改观,艺术家不再单纯是艺术家,而工业家也逐渐意识到设计对于产品开发和生产组织管理的重要性。
但是由于包豪斯设计学校的一些设计探索与纳粹政权的“种族清洗”计划有所抵触,因此在1933年被强行关闭。
但是包豪斯设计学校在这方面的探索对于德国以及世界的影响却是无法估量的,他第一次系统地探索了在工业化时代中如何将技术与艺术完美结合的一种理念和具体的方法。
工业产品造型设计在我国是一门新兴的、综合性的应用科学,是科学与艺术浑然一体的专业技术,在促进产品升级换代,提高国际国内市场占有率,树立产品形象、企业形象和创造知名品牌等方面起着不可替代的重要作用。
对于当今我国建立与国际接轨的设计技术体系,创造中国自己的知名品牌和知名企业,树立中国产品形象的地位,发展具有中国文化特色的设计造型风格,参与国际国内市场竞争,有着特别重要的意义。
将工业产品造型设计技术最先应用于大规模制造业的,是美国的一些大型公司企业:
如通用电器(GE)、柯达(KODAK)、福特(FORD)、波音(BOEING)等。
到上世纪80年代,在一些工业发达国家,工业产品造型设计技术和工业设计教育已形成体系,并为工业制造业和跨国公司竞争提供了相关的技术和人才,为此受到各国政府和私人企业的重点资助。
由于工业产品造型设计是解决人造物与人之间的关系问题,从其技术内涵来看,工业产品造型设计的工业产品不仅是工程技术的载体[1],而且是文化艺术的载体,因此该设计不是一个可有可无的工作,而是与人类生存休戚相关的重要设计内容。
工业产品造型设计技术既有独特性又有与其它技术的相关性[2-5]。
因此该技术的应用和发展需要不断完善与相关技术的配套和协调,从而构成有效的设计体系。
工业产品造型设计技术是工业设计(IndustrialDesign)技术的核心,其内涵和意义随工业设计技术而发展。
从技术领域的角度看,工业产品造型设计是解决人造物与人之间的关系问题,例如汽车的安全性、舒适性、美观性和工作、生存环境与空间的合理性等。
工业产品造型设计是从人造物与人的关系出发,尤其是从人的需求(needs)、市场的需求,从人的生活和工作方式与质量的角度出发,全面提高产品的设计质量。
而不向工程设计那样,主要是解决人造物中“物与物”之间的关系问题(如机械、设备、交通工具的结构设计,具体地说:
如汽车的汽缸与活塞、机床的刀具与工件等之间的运动关系等)。
工业产品造型设计技术是指一个构思与表达的过程。
设计构思是受市场营销学、普通心理学、消费心理学、人机工程学、技术美学和现代科学技术等因素的约束而形成的。
表达设计即传达设计思想的方法为表现技法:
可以从简单、传统手工绘制的效果图和外观模型到复杂的计算机辅助设计效果图、电子模型和以快速成型(RP)方式完成的精确效果模型。
同时此技术是典型的多方案设计技术。
技术应用的成效取决于设计技术和手段的完善以及设计师的设计创新能力和文化艺术修养等。
到目前为止,关于产品造型设计虽已形成了一些设计方法与理论,但是还没有一个可供设计者共同套用的理论设计模式,几乎所有产品的造型仍是设计者凭自己的灵感来设计的。
这就难免在工业产品造型设计上出现一些问题,如造型徒有其表而与功能矛盾、造型的工艺性差而难于实现机械化生产、浪费材料等等。
这也是工业产品造型设计迟迟不能在我国工业中发挥其应有作用的重要原因。
因此如果能够寻求一个程序化、象公式一样的工业产品造型设计模式,使设计者能系统地、综合地考虑影响造型的各个因素,使设计的产品造型科学合理、美观大方、使用方便、节省材料、便于工业生产,这无疑将会促进我国工业产品造型设计水平的提高,充分发挥造型设计在我国工业发展中的作用。
1工业产品造型设计
“设计要为人服务”是设计的根本原则,产品设计要以人为核心。
据此我们认为评价一个产品造型设计优劣应有四方面的标准:
①满足人们对产品的功能上的要求;②具有最大程度的安全性并预防有可能出现的危险;③能有效地利用材料、能源和便于生产实现绿色设计;④在美学方面,如形、色、质感和平面的信息综合为一个恰当的整体。
基于这样一种观点,综合考虑产品的构成要素和影响工业产品造型设计的因素,工业产品造型设计可有如下理论设计模式:
(1)考虑消费者的心理因素。
随着消费者生活水平和文化素质的提高,其心理欲求在购买行为中所占的地位越来越重要。
消费者是否购买某一产品,常常为产品能否满足其心理欲求所左右[6]。
所以产品的造型设计必须适应消费者不断发展着的心理欲求,产品的造型必须首先以满足消费者的个性心理为目标而进行设计。
消费者的心理因素在产品造型上可直接以线条的象征意义来表达,如直线表示严格、坚强、明快、单纯、直接、男性化等,曲线表示优雅、柔软、丰满、动感、女性化等。
另外,心理的感觉可以模仿自然形态的形象来造成联想。
(2)考虑产品的功能因素。
产品的功能是产品的灵魂,失去了其功能,产品便无存在的必要。
所以造型设计时必须考虑实现其功能,达到其使用目的。
要求应用人机工程学来指导造型设计,达到产品功能的最优化。
例如电话机的话筒,其功能包括耳朵收听和由口发话,所以它的形状为L形或弧形,而不是直线形。
又如把手的功能是便于人手把握,就需结合人手的结构与形状而设计成圆柱形或椭圆柱形。
(3)考虑产品的内部结构因素。
工业产品造型设计虽是外观设计,但由于产品的外观是包容内部结构的,因而必须根据产品内部机构的大小与形状来决定产品的造型,以避免空间及材料的浪费。
所以设计人员必须对产品本身的结构作全面的了解,在造型上预留空间容纳其内部结构[7-10],并作最经济的设计。
(4)考虑操作方便。
人是产品的使用者,必须运用人机工程学的原理,以方便人的操作与使用为出发点进行造型设计,并在人机界面上运用产品语意学的观点使操作方法易于了解。
如以圆周方向进行操作的把手,应设计成圆盘形,让使用者易于操作。
又如手指按键式操作的按钮,其表面应设计成凹形,让使用者在操作时有舒适感。
(5)形式美法则的运用。
美观的造型设计,主要依赖于设计者本身的美学素养。
虽然美的形式没有一定的标准,但也有一定规律可循,这些规律即美的形式法则包括:
统一、变化、对称、均衡、尺度、比例、稳定、轻巧、节奏、韵律、对比、调和、联想等。
在工业产品造型设计中,要结合产品本身的功能特点和使用要求,结合生产制造过程中的可行性和经济性,巧妙地运用这些美学法则创造出合乎美学的实用的产品造型。
(6)考虑消费者的社会文化背景因素。
不同的国家、地区或民族具有不同的社会文化背景,富有地域和民族文化特色的产品造型,必会受到人们的喜爱,并有利于产品在市场上的竞争。
因此设计人员必须了解产品销售地区的社会文化特征,在产品的造型设计中融入社会文化背景因素。
不能仅凭自己的主观感受来设计产品的造型。
从不同的文化背景来看,产品的造型特征主要有两种:
一是形态的特征。
形态特征是由于各地区各民族因其生活背景及文化传统的差异而造成的。
如德国的民族文化传统较严谨,其产品造型的形态体量就大而有分明的棱角;日本的民族文化较柔和,其产品造型的形态就娇小而圆滑。
二是色彩的特征。
不同文化背景的民族在色彩的喜好上差别较大,有各自的特征。
如热带地区喜欢活泼鲜艳的色彩,而寒冷地区较偏好无彩色系。
(7)考虑产品的包装。
绝大多数工业产品都要经过包装后才由生产领域进入流通和消费领域。
在工业产品造型设计过程中,必须对包装予以高度重视,设计产品造型要考虑包装方便、节省包装材料、利于保护产品、便利储运和消费等。
例如将产品设计为可拆卸和可折叠的形式[11-15],就比较便于包装。
(8)进行产品的安全性设计。
产品的安全性包括两个方面:
一方面是指消费者在使用产品时不受损害,另一方面是指产品本身不受损害。
保证消费者安全的设计。
对于产品上的危险部位要有安全性警示信息设计,如特别的色彩或符号;另外对于使用者可以自行维修或更换易损零件的产品,产品的造型设计就必须考虑打开产品本身的出口与方式,并从造型上易于辨认,这主要依赖于产品造型的结构与语意。
造型设计时要考虑以下几个方面:
不应使消费者担心在开启时会损害产品的机件;出口处应有不费力的凹槽、把手或止滑线条,以方便开启;开启处能活动的部分要有清晰的标志以保证在保养与维修的拆卸活动中不至于伤害消费者。
保证产品本身安全的设计。
主要从产品可能使用的环境与状态方面考虑,在特殊的使用环境与状态下,可能会使产品遭受损害。
因此在造型设计时应考虑这种特殊情况,进行预防产品受损害的造型设计,如设计完整的平面以方便擦拭清理,设置凹槽以方便排水,设计警示标识以保证产品不受损伤。
(9)产品的造型应具有良好的结构工艺性,关键部件应尽量进行弹性设计,保证这些部件的互换性,确保产品有发展和升级的可行性。
批量生产的工业产品,其造型设计必须具有良好的结构工艺性。
造型设计不合理、不合乎生产工艺,就不便于或难以进行机械化生产,从而增加了工时消耗、材料消耗和制造成本,降低了生产效率。
一般来说,对称和简单的几何造型,易于加工成型,过于繁杂的造型不利于生产制造。
因此造型应纯朴、简捷、明快、对称。
(10)造型材料的选择。
要综合考虑以下两方面:
一是选用性能合适的材料,保证材料有足够的强度来支持整个造型,注意降低材料费用并注重材料的材质美;二是选用的材料应有利于环境保护,选用无毒、无污染、易回收、易降解等利于环境的绿色材料[16-19]。
2工业产品造型设计在工程中的应用实例
中国是世界上第一大电饭煲生产销售国,年产电饭煲7000万台。
同时,电饭煲也是我国普及率最高的小家电,每百户城乡居民家庭的保有量超过100台。
据专业权威市场研究公司中怡康的统计数据,2007年与2006年相比,普通型电饭煲零售量增长10%,零售额增长8%。
相比之下,大众化的低端的电饭锅的零售量确是下降的,销售量幅度高达31%,零售额下降21%。
数据还反映出在主流零售渠道高档电饭煲已经占到了1/3以上,而普通型电饭煲在快速取代低档电饭锅。
电饭煲成为现代家庭一日三餐必备的厨房电器,以健康营养人性化设计的电饭煲将是今后的消费趋势并成为人们购买的最大需求。
坚持以人为本的设计思想,通过对市场调研资料的分析,以及用户使用方式及需求分析,来考虑电饭煲的功能,外观,形态,色彩,使人们使用起来更方便,功能更贴近生活和用户需求,整体造型能被人们所接受和认同;色彩符合设计对象的审美观。
基于以上这些原则,在设计家用电饭煲过程中,坚持功能实用,安全人性化,造型美观这一设计思路。
在设计过程中,综合考虑产品的功能、人机工程、造型、制造、价格等方面的因素进行设计活动。
目前电饭煲市场上,电饭煲种类较为繁多,从普通的电饭煲的前身电饭锅到微电脑控制的高技术含量的智能电饭煲,还有以健康,营养为产品理念的紫砂电饭煲。
但整个电饭煲的发展过程来看,目前市场主要是通过提高电饭煲的技术含量来引导消费和增加竞争优势的,主要是纵向发展的脉络,但这种发展模式固然可以在一定程度上增加竞争优势,不过这整发展模式却是以高成本为代价的,并且产品的功能很可能会在一定程度上被闲置。
其实普通的电饭煲的功能已足够满足人们的需求,人们也会用这种普通的电饭煲煮饭,煲汤,熬粥,煮面等,而且由于这种电饭煲价格比较低,很容易被人们接受,而且目前已被大多数人接受,但是虽然这种普通的电饭煲已被大多数老百姓接受,并且以流通市场很多年,但电饭煲的在很多方面还是需要改进的。
图1大众型电饭煲图2智能电饭煲
根据实地调查,尽管市场上同一层次的电饭煲品牌较多,除了外观上稍有不同,其实质却没有什么明显的变化,众多品牌的电饭煲如出一辙,设计不合理的地方依然持续下去,可见目前市场是非常浮躁、急功近利的。
随着社会生活节奏的加快,人们的压力也越来越大,越来越繁忙,人与人之间的交流也越来越少,因此人们比以往更需要来自情感上的呵护。
所以我们设计的产品应该“以人为本”,从各方面考虑人的因素,使产品能够处处使人们感到关怀的存在,使人们的内心感到温暖。
人性化,是本设计主要的设计概念。
简朴的造型,不追求过多的修饰,只谋求温暖的感觉,处处考虑到人们的使用的方便,创造舒适的生活。
没有高科技含量,却让人更亲近;朴实无华,却温暖人心。
功能定位实质上是市场细分理论的深化,市场细分方法有好多种,但归根结底都是以产品附加功能细分的。
功能设计是以消费者的潜在需求为依据。
产品的功能有时需要增加,而有时必须减少。
成熟的消费者已经不再盲目追求多功能,多功能意味着多付钱,俗话说:
“有钱不买半年闲。
”功能设计要打破传统的思维定势,进行观念创新,将关注的焦点集中在当前和未来消费者的需求上。
依托“旁观者”的优势,通过发现顾客的潜在需求,进行产品和服务的功能设计。
要进行功能定位,应开展适当的市场调查活动,来了解当前的消费者的需求,使产品在消费者心目中得到一个独特的有价值的位置。
定位的策略,就是为产品在市场上找到一个合适的位置。
只有产品功能定位准确,所设计出来的产品才能被市场消费者接受。
根据民意调查发现人们除了用电饭煲煮之外,还主要用于煮粥和煲汤,因此电饭煲应该很好的满足消费者这一需求,目前市场上的大众型的电饭煲主要是按照煮饭的标准来设计的,虽然可以满足人们煮粥和煲汤的需求,但我们可以很容易发现,用电饭煲煮粥经常会出现粥往外溢的情况,这样不仅造成粥的浪费,而且还得很麻烦的清洗锅和厨房,使用起来,还是不太方便,因此,电饭煲的设计应该从消费者的实际需求出发,使消费者使用起来更加方便。
因此在本设计中,电饭煲应满足煮饭,煮粥,煲汤等功能。
舒适实用:
据了解,80%的消费者认为家电产品应注重舒适实用。
便于装卸:
把家电产品作为摆设,如神像般一经固定不再挪动的做法已不能适应人们生活方式的变化了。
随着人民生活水平的提高,人们不再满足于窝在一个几十年不变的居室里,很多家庭的内部装修、布局会不定期地变化,不能够自由装卸、搬运的家电产品很难在今后的日子里适应消费者的需求。
色彩:
家电产品的色调应该具有亲和力,给人一种亲近的,温馨的感觉,使人们的情感得以寄托。
价格:
产品物美价廉。
环保:
人们都希望自己购买的产品是绿色的,健康的。
因此,产品生产制造、材料等方面都必须有一个合理的安排。
安全:
一件产品如果成为家中一大安全隐患,消费者大概不会接受。
在中国这么一个庞大的市场,难免会存在一些伪劣产品,尤其是电饭煲这个不可或缺的家电产品。
在此情况下,国内消费者对安全这一问题更不敢掉以轻心。
使用年限:
符合家电的一般寿命。
人机界面是指人机间相互施加影响的区域,凡参与人机信息交流的一切领域都属于人机界面。
人机界面可分为:
功能性界面、情感性界面、环境性界面。
功能性界面:
接受物的功能信息,操纵与控制物,包括材料运用、科学技术的应用等。
情感性界面:
产品要给人传递感情,取得与人的感情共鸣。
这种感受的信息传达存在着确定性与不确定性的统一。
情感把握在于深入了解目标用户的感情,而不是设计者个人的情感抒发。
设计者投入热情,不投入感情,必须避免个人的主观臆断。
环境性界面:
外部环境因素对人的信息传递。
任何一件产品都不能脱离环境而存在,环境的物质条件与精神氛围是不可或缺的界面因素。
应该说,界面是以功能性界面为基础,以环境性界面为前提,以情感性界面为重心而构成的,它们之间形成有机和系统的联系。
设计活动面临着各种因素,如人机操作、产品功能与结构、形态特征等,这无一例外地反映了人—物、物—人之间的关系,它要求设计者去创造一种合理的人机交流途径与方式。
时至今日,应该没有人会反对“设计的核心是人”这一观点。
人机工程学要求我们在设计中充分考虑解剖学、生理学、心理学等方面的因素;研究人、机及环境之间的相互关系;考虑人在使用产品过程中的健康、安全、舒适等问题。
图3电饭锅界面图
设计优秀的产品容易为人们所理解,因为它们给用户提供了操作方法上的线索;设计拙劣的产品使用起来则显得困难重重,让人沮丧,因为它们不具备足够的操作线索,从而使用户陷入困惑,破坏了人正常的理解过程。
因此,在进行家用电饭煲设计时,给用户创造一条明晰的操作线索关系到这一产品的成败。
换句话说,所设计的电饭煲操作界面必须符合人机工程。
主要操作装置必须布置在显眼的地方,操作方式必须符合大多数人的习惯,操作过程必须尽可能地简便。
3工业产品造型设计的未来发展趋势
工业产品造型设计发展特别注重设计方法及设计手段的现代化,现代工业产品造型设计方法和设计技术是建立在电脑技术、人机工程、价值工程、技术美学、设计方法学和设计管理等学科基础上的。
特别是计算机辅助工业设计(CAID)将成为该设计不可缺少的工具。
CAID的基础是对现代设计技术的深入研究[20-23]。
科学方法特别是数理统计(如多元分析)方法将大量应用于设计分析和市场分析,如大众审美模型、舒适性模型、色彩形象尺度模型和用户模型等。
工业产品造型设计方法的技术对象将从单个产品的造型设计发展为产品的研发(Research&Development)策划技术[24-27],使产品开发始终围绕市场和人的需求,特别注重企业无形资产的开发,如品牌、形象等。
新趋势中有两条强劲的干流,就是生态设计和人性化设计,其他还有一些较具影响的设计潮流[28-30],如本土化设计、家族化设计等等。
在多元化的世界上,不同的国家、民族、地区所处的历史、经济发展阶段[31-33],差异非常巨大,这就意味着设计需求也将大相径庭。
中国之经济发展日新月异,设计也自当立足于面向国际、面向未来。
工业产品造型设计技术的发展特点
(1)计算机辅助工业设计是工业产品造型设计领域的前沿,这不仅意味着设计手段的改变,同时改变了工业产品造型设计的思维方式[34]。
特别是国际上的一些软件公司推出一批操作简便,功能强大的CAD软件。
这些软件大都能完成三维造型、上色、赋予材料质感、三维动画、工程制图、工程分析、CAD/CAM转换等功能等,为工业产品造型设计提供了良好的软件平台。
在这些工作平台上开发的应用软件,可进行各类机械产品的设计,实现从产品概念、零部件设计、结构设计、机构设计、装配、外观造型及动画演示直到工程制造全部过程计算机化[35]。
因此在此类软件平台上实现CAID/CAE/CAM三位一体的综合性产品开发软件环境是工业产品造型设计技术发展的重要特点。
(2)工业产品造型设计技术发展的另一个特点是,设计周期越来越短,造型风格多样化。
因此对"市场的快速响应"要求更详细的市场定位,更大规模的数据库和更快速的信息传递。
4结论
本文通过利用上述汽车外形造型设计的实例对工业产品造型设计的理论设计模式进行了分析和研究,我们可以很清楚的了解到在进行工业产品的造型设计时,按照此理论设计模式对影响产品造型的各因素依次进行考虑,会让设计者们思路清晰,统筹兼顾,使设计出来的产品造型更加科学合理。
同时也通过汽车外形的造型设计和色彩的搭配说明了艺术美学在工业产品造型设计中的重要性。
该理论设计模式看似刻板,而实际上它是构思产品造型的一种系
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