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1Rhino3D和3dsmax简介
1•1Rhino3DRhino3D简称Rhino,又叫犀牛,是McNeel公司推出的一套运行于Windows操作系统平台上的专业NURBS曲面建模软件,是一款超强的三维建模工具,可用于绘制、编辑、分析、转换NURBS的曲线、曲面及实体。它将传统CAD的精确性与以曲线(Spline)为基础的模型建构技术进行了完美的结合,其所构建出的对象是平顺的NURBS曲线及曲面,而非直线的区段或多边形的网格面,能十分方便地做到曲面片间连接。其建模功能强大,包含了所有的NURBS建模功能,操作界面简洁,与AutoCAD的界面十分相似,交互性强,易学易用。目前Rhino最新版本为3•0,采用自行开发的全新高速的新内核,与2•0版本相比,界面变化不大,运算速度却有极大提高,其建模效率及模型质量都使其他众多三维软件难以望其项背。Rhino软件不大,安装完毕后仅占用45M左右磁盘空间,对硬件要求也特别低。Rhino有精确的尺寸输入,可像AutoCAD一样精确地绘图,并可直接将数据输出成AutoCAD、3dsmax等文件格式;另外,Rhino还可通过IGES这种工业标准格式与Maya、Sumatra、Pro/E、UG等当前流行的三维软件进行数据交换,是一套功能强大的二维或三维图形或模型文件的转换程序。
1•23dsmax3dsmax1•0版本在1996年由Kinetix公司推出,在随后的2•5和3•0版本中3dsmax的功能逐渐开始完善起来,并将当时主流的技术包含了进去,比如增加了被称为工业标准的NURBS建模方式。在随后的升级中,3dsmax不断把优秀的插件整合起来,在3dsmax4•0版(被Discreet公司收购后推出)中将以前单独出售的CharacterStudio并入;5•0版中加入了功能强大的Reactor动力学模拟系统、全局光和光能传递渲染系统;而在6•0版本中又将电影级渲染器MentalRay整合了进来。所有这些都使3dsmax的未来发展及应用前景非常广阔。3dsmax的动画功能,能够将任何物体生成动画,如物体的建模参数、修改过程、调节器的运用,并且可以根据物体与摄影机的相对位置变化,设计出包含不同细节的动画。3dsmax的材质灯光及渲染效果十分优秀,所以,在效果图市场上曾一度成为3dsmax的天下。3dsmax是目前PC机上最流行的三维软件,已经在广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、辅助教学以及工程可视化等领域得到广泛应用,是一种功能强大的广告、影视作品的制作工具。在国内也早已成为主流的三维动画制作软件,今年Discreet又推出了性能强劲的3dsmax7•0版本,安装完毕后仅占用175M左右(不含自带素材库)的磁盘空间。在建模上,3dsmax有着极强的多边形建模能力,但3dsmax与Rhino相比,其NURBS工具因不够精确而不太适合工业产品的建模,且无法进行尺寸标注。因此,将Rhino的精确建模与3dsmax的渲染动画互相搭配使用,能在工业产品的设计及广告动画制作上产生完美的组合效果。
2使用Rhino进行三维建模
以图1所示的U盘为例,创建过程中利用了Rhino3D曲面造型工具(Left/Sweep/Patcb/FromCurveNetwork/EdgeCurve等)构造曲面;用SurfaceAnalyze工具中Gaussian高斯曲率分析、ZebraStripe斑马条纹分析、CurvatureCircle曲率分析等命令分析曲面及曲面间的连续性,并根据需要调整曲面控制点,使曲面光顺。首先创建一个长方体作为参照物(见图2),接下来在长方体的基础上,创建如图3所示轮廓线,拉伸后用曲面剪切两端(见图4),结果如图5。作一曲面剪切一端生成端盖头部的凹槽(见图6)。作曲线(见图7、8),生成扫描面后剪切实体表面,生成侧面凹槽(见图9),再作一平面将实体剪开成左、右两部分(见图10,11)。修剪端盖内侧,倒角(见图12)。然后对实体部分进行修改,拉伸出U盘的USB口,对实体表面细节进行细化工作(见图13)。最后利用镜像功能复制与实体相对称的另一半,用布尔命令结合,完成后的实体造型如图1所示。建模完成后,若是用于加工设计,可先生成模型的三视图。首先调整透视图的角度到一个合适的位置,得到所希望的视角,然后选择Dimension菜单中的Make22DDrawing命令。随后命令行提示选择需生成三视图的实体(Selectobjectstodraw),选择实体后屏幕出现22DDrawingOptions对话框,进行相关设置参数。在布局选择上,可选择42View(USA)布局方式(如只需一个视图,也可以选择CurrentView方式),在这种布局方式下得到的三视图与我国的制图标准更为接近,但视图的位置不同,可通过在视图左上角的视图名称处进行视图切换,以符合我国的标准;勾选产生隐藏线(Showhiddenlines),以便在二维投影图中产生隐藏线;其他选项保持默认值。生成的三视图及透视线框图,可见线分布在可见线层(Make2dvisiblelines)、隐藏线分布在隐藏线层(Make2dhiddenlines)[2]。最后,根据需要可在Rhino中对设计图进行尺寸标注。
33dsmax效果图及动画制作
由于已经在Rhino中制作了完整的模型,可以运用多种方法制作效果图,常用的有以下两种方法:1)直接利用Rhino的渲染器插件对模型进行贴图渲染,得到效果图。这种方法比较简便直接,但不能生成动画。2)把模型输出成3ds格式文件,然后再输入到3dsmax中,应用3dsmax的各种贴图和渲染技巧制作出效果图。这种方法作出的效果图更好,并且能制作动画效果。本文采用第二种方式进行渲染,首先在Rhino中将三维模型输出(Export)成3ds(*•3ds)格式文件,然后在3dsmax中输入(input)这个模型,设置好材质贴图及灯光后进行渲染,渲染效果如图14所示。如果需要,还可制作动画效果。
技术可行性
2011年,平台收录了150余家中小企业产品设计分析过程中的关键技术难题。对60余个新产品开发设计提供了数字设计分析技术服务。平台根据我省中小企业实际情况,利用成员单位公共科技资源,建设适用、有效的生产和管理系统,解决企业产品生产、管理等过程中主要瓶颈问题,提高产品创新能力和市场竞争能力。2011年,平台成员单位为中小企业提供专业技术服务60余项。平台通过整合资源,推动我省制造业信息化产学研合作,积极引进推广信息化先进技术;充分发挥制造业信息化专家组技术咨询、服务和指导作用,2011年,平台专家组对全省40余家中小企业信息化进行了技术指导和咨询服务。平台通过与教育部门、劳动部门的密切合作,充分利用各种社会资源,进一步加强信息化人才培训基地、培训中心建设,大力开展信息技术应用人才和生产技术人才的培训。平台成员单位2011年,举办制造业信息化培训期数总计524期,共计培训各类制造业信息化管理、技术人才6890人次,其中培训管理人才860人次,核心技术人才2568人次、其他技术人才3462人次。培训的内容包括:4CP、PDM、ERP、数控技术、电子商务、CRM系统、MES系统、网络计算与资源共享等制造业信息化相关的管理及应用技术。
服务内容
工业设计能为产品提供造型、色彩、功能、使用方式的优化解决方案、提高产品的附含价值和市场竞争力;能为企业提供视觉传播设计及优化方案,提高企业形象和企业产品的传播度。培训服务。目前,我省中小企业普遍缺乏既有高学历又有丰富实践经验的专业人才,企业急需的是具有扎实专业基础知识和基本技能,有丰富的产品设计经验,熟悉CAD/CAE/CAM等先进设计手段,对产品开发能起到关键作用的技术人才。企业希望能够针对技工和高层次的技术人员进行系统培训,以提高员工的理论知识和专业技能水平。因此,平台培训主要以工程技术人员、技工、高层次的技术人员和大学高年级学生为培训对象,在数字化设计领域,采用知识讲授与操作实训相结合的方法,开展各类专项培训,以解决实际工程问题和满足技术创新的需求,使学员在更多地、更好地、及时地了解国内外先进理论知识的基础上,全面地、高效地掌握分析问题,解决问题的方法。服务模式依托贵州省中小企业工业产品设计分析技术服务平台的联盟单位,将先进的制造技术、信息安全技术、网站技术等集成,为我省中小企业工业产品提供数字化设计的全方位服务,提升企业的自主创新能力;为政府相关部门提供技术咨询服务;同时与大专院校、科研机构建立科研合作关系。加强专家团队打造。完善专家组建设,充分发挥专家的咨询、参谋作用,积极组织开展相关活动,包括企业需求调研、提供决策参考和咨询意见、培训等工作。平台采用政府引导、市场主导、企业化管理方式,根据不同要求,采片“中心组织+平台成员单位相关行业专家技术指导+企业派人参加”、“中心组织+平台成员单位技术开发+企干骨参加”、“政府安排+中心组织+企业参与”、“产学研相结合”等不同的服务模式进行服务。服务手段[1]充分利用平台的“导航”和“窗口”作用,整合全社会的科技资源和科技力量,广泛吸纳各专业技术服务机构(如科研单位、重点实验室、工程中心等)和专业技术人员加盟平台的建设与服务,分行业、专业、地域,建立和健全基于平台的科技公共服务网点。建立一支与平台建设和运行服务相适应的人才队伍。建立灵活、有效的用人机制,广揽各类优秀人才投身到科技创新公共服务中来。同时,建立科学的、符合科技创新公共服务工作特点的人才评价标准和培养方式;大力培养高层次的人才,开展从事科技创新公共服务有关工作的专业科技人员技能培训和在岗继续教育工作。大胆启用年轻人才并委以重任,通过挑战性的工作,满足他们的成就感,打造一支高素质、专业化的科技创新公共服务管理、技术与服务推广工作团队。加大宣传力度,营造良好的社会环境。加大平台建设与服务的宣传力度,形成公共资源共享的文化;大力宣传和弘扬科技创新创业资源共建共享的理念,提高社会公共资源的共享意识,通过平台的开放共享,创造社会成员享有使用科技资源和参与科技创新创业的公平机会。规范服务流程,严格把好技术服务质量关。平台技术服务人员与服务对象沟通交流,明确需求、确定方向、达成合作意向、技术协议、项目实施、提交报告,从而保障技术服务的水平和质量。会员制推广服务策略。平台根据企业的共性技术需求,组织有关高校、科研院所以及相关企业,开发远程设计服务程序并通过会员制方式把程序提供给企业使用。这样,可以降低企业的软件购置及运行费用,为企业的产品创新做好技术及信息服务。
结论
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.
关键词:智能化技术;工业产品设计;应用分析
1工业产品设计重要性
伴随着经济的发展,各国之间的联系日益密切,全球经济一体化的浪潮席卷而来,世界经济市场的大门向中国敞开的同时,中国的经济市场也面临着前所未有的挑战。各国的许多设计优良的工业产品疯狂涌入我国,这些产品外形美观、结构合理、具有较高的设计水平,重要的是价位较低,国内的工业产品要想站稳脚跟,就必须从工业产品设计着手,加速企业转型为开发、设计型企业,以创新使产品更加优良,从而占领更广大的市场发展空间。做好工业产品设计不仅是提高企业生存空间的重要路径,而且是促进国力增强,充分发展国家经济的重要路径。
2智能化技术在工业产品领域中的应用
2.1医疗产品智能化及发展方向
现阶段,随着社会的日益发展与进步,我国的科学技术发展方面硕果累累,科研成果频出,始终处于世界的科学发展的前沿,这更促进了我国经济的快速发展,这些领域取得的成果虽然有目共睹,但是与一些发达的国家相比,我们必须清楚的认识到,在一些领域确实存在着不小的差距,最突出的就是医疗卫生和国民教育领域。特别是医疗卫生领域,体系不健全,医疗资源匮乏且分布不均,配套设施不完善等等,这些问题极容易成为行业发展的屏障。因此,针对我国的医疗行业进行改革势在必行,而智能化技术的应用,大大加快了该行业信息化体系的建设。利用通信、网络技术将信息实现医护人员、患者、医院三者之间的共享。利用智能化的医疗设备对患者的病情进行全方位的监测,这样患者一旦出现问题,医护人员就能在第一时间对其进行救治,减少了对病人生命的威胁。个人电子病历的建立,使医生能轻松获取病人的病例信息,还能通过远程控制对其进行治疗工作。智能化的医疗设备,为患者的使用提供了便捷,始终坚持以人为本的设计理念与初衷,为患者提供更加人性化的服务,考虑到患者的实际情况,设备操作方面,在实现智能化的同时,更突出了操作起来简单特性,易学易操作,能够让不同年龄层的患者都能够轻松学会使用。智能化的医疗产品加深了患者、医护人员、医院三者之间的联系与沟通,实现了医疗资源的有效整合。打破了传统医疗体系,对我国医疗行业发展的限制,使我国的整体医疗水平得到了提高。使我国的公共医疗保健体系,从传统的医疗模式中走了出来,并逐渐向更成熟、更先进、更现代、更高端、更人性化的医疗模式方向发展。同时,我们也需要注重智能化医疗产品的发展方向,其需要更加凸显人机交互的关系,始终坚持以人为本的设计、制造原则,操作起来更安全、便捷。能满足用户的不同需求,更加注重多元化和个性化,实现全方位为患者提供服务,更加注重服务的水平质量的提高。医疗信息服务平台实现全覆盖,不断完善构建体系结构,医疗资源以及患者信息实现随时随地的共享。只有这样才能够让医疗产品越来越受到人们钟爱。
2.2家居产品智能化及发展方向
智能化的家居产品,就是利用电子、通信、网络的先进技术,使传统的家居产品,实现自动控制的功能作用。其主要是使人们在现有生活方式的基础上,变得更加安全、惬意以及便捷,给人带来的是一种全新的体验,在使用过程中做到了人机交互,全方位满足用户、设备、环境三者之间的信息沟通与交流。传统制造技术生产的产品,不仅功能不齐全,样式也比较陈旧,生产过程所耗费的人力和物力也比较多,生产成本投入较高,已经远远不能适用经济市场发展的需要,正在逐渐退出激烈的市场竞争。智能、便捷、高效的新型化智能家居产品,已经进入市场,并在激烈的市场竞争中占据一席之地,正逐步渗透到人们生活的各个领域以及方面。新型智能沙发的问世,使家里的语音电话、音箱、电视等设备,利用语音识别技术就可以打开进行激活,更为先进的地方,就是连使用者都可以识别出来。关于智能化家居未来发展的方向来说,其在家居设计以及制造过程中,始终坚持以人为本的原则与设计理念,通过智能化的技术,加强家居产品与用户之间沟通与互动,为用户提供更加人性化的服务,使用户的生活品质得到提高。将家居产品与互联网技术结合起来,充分利用网络信息技术,使家居产品的使用变得更加安全的同时,变得更加方便与迅速,通过无线互联,在很大程度上满足了用户的多种需求,使用户的生活质量与品质得到很大的提升。
3智能化技术应用前景展望
随着科学技术不断的进步与创新,生产技术也在不断改进与发展,在工业产品的制造过程中,数字化网络技术已经普及,并逐步进入成熟阶段,其使用范围也变得越来越广,材料、技术不断的发展与更新,越来越多的新型智能化产品不断被研发生产出来,占据着越来越广阔的市场,已经进入人们的生活,正逐步影响并改变着我们的生活,使我们的生活更加智能化、安全化、便捷化和高效化,实现了以人为本的理念。
4结语
智能化技术在工业产品中的应用改变了人们的生活,改变了我国的发展,为人们的生活质量提高提供了路径,为国家经济的发展和腾飞夯实了基础。相关人员还要对其予以深入研究,让工业产品融合更为先进的设计理念,让工业产品展现更具现代化的操控优势。
参考文献:
[1]张慧,秦志远,魏莉.数字媒体技术在工业产品设计中的应用及发展前景[J].山东工业技术,2015(24):125.
1.1绿色工艺设计理念的兴起
随着科学技术的迈进与发展,环保类科技理念推动着工业产品的设计理念不断的完善与更新,对现代绿色工业产品的产生与发展起到了积极的推动作用。随着绿色、节能、环保新的价值观念的提出使人们越来越热衷于无毒无害持续健康化节能环保的现代工业产品的运用与体现,特别是在产品使用的过程中时不能缺少的现代化的绿色理念的运用。绿色工业产品的设计理念的运用成为了现代人所深刻关心的话题。
1.2绿色工业设计的行业状况分析
最近以来,绿色产品的工业设计进入了高速发展的时期,逐渐的推动绿色工业体系的建设与完善,新的产品设计推广研发和使用也加快了整个产品设计行业的整体性的跨越。由于工业体系的飞跃式跨步也带动新的节能环保产品理念在设计行业中的不断普及。近几年来,中国已经成为世界上绿色工业产品的生产、普及,推广的主要大国。绿色工业材料主导的产品形态与附属的链式产业,无论是在基础数量上还是在人均消费跨度上在世界都可以说是数一数二的。但是在这种绿色产品态势发展的背后是产品数量的快速增长和链式附属规模的过于庞大,从而引发了许多问题,高效的盲目生产导致产能过剩,市场需求有限导致材料浪费都是行业发展不可忽略的问题,需要引起业内人士的高度关注。目前绿色产品的行业中众多的生产厂商没有完全合格的生产资质盲目跟随行业发展的潮流进行扩大化的积极生产,导致众多的工业原材料被浪费掉。另外由于众多的生产厂家不具备一定的绿色产品设计的技术规范,在工业原材料的使用方面有着诸多问题,造成环境污染的加剧和产品质量形态的不过关。
2绿色工业产品设计突出的生态价值
(1)工业产品的绿色形态和机构的设计,能够让生产原材料使用的一次性资源浪费程度达到了最小,原料的生产采集过程中不会对生态环境造成污染和破坏。
(2)绿色技术生产过程中所产生的污染物符合环境保护规范的要求,同时生产加工过程中的资源和能耗消耗达到了最小量化标准。
(3)绿色理念的工业产品在使用过程中的功能兼顾多种环保优点。绿色,无公害安全、无有害气体、无有害放射性等。
(4)绿色工业产品在使用寿命完成之后,不会对环境造成二次污染,并可再循环生产,减少产品对原材料的依赖,降低生产成本,突出产品的绿色使用价值。
(5)绿色工业产品设计的原则内涵;首要要体现在节约能源,保证自然能源利用的最大化。采用节能的结构设计和材料使用对整体产品的结构进行合理的规划和布局,优化内在的产品机构搭配的生产模式,转变生产方式,最大程度上的节约资源,减少能量的消耗。设计规划和材料选择上要进行整体模块化的设计,减少单位时间内必要劳动的付出,提高生产效率。同时要减少一次性材料的使用,力求使材料多用甚至循环利用。同时还要回归自然与人和谐相处的价值理念:应用整体化的节能环保建材料与产品的设计结构进行搭配,要与周边环境相融合,宁静致远,动静有度,做到不影响周围环境的静态平衡,减少对周围环境的影响,降低或杜绝生产污染,打造幸福舒适和健康的生活环境。还要充分考虑利用天然可再生资源,保证最小的资源的最小浪费度。与此同时还要保证所选用的工业生产材料和绿色的产品设计对使用者不会造成影响与伤害,不会影响人体的健康,保证安全。
3绿色产品设计理念在企业生产中的运用
在企业规划发展中增加新型产品比重,发展无害化和资源节约型产品,使产品无污染,无公害。加强产品结构的优化调整,逐步淘汰老式设计和生产的模式,发展新型技术。努力开拓产品市场,扩展市场规模,对废弃的工业产品加强回收,提高技术利用率,达到再生和再利用的战略目标。对待无法进行循环利用的产品,要进行有效的处理,在确保无污染的前提下,加强对金属材料的回收利用。在企业产品生产的过程中;对再生产品结构进行适当调整,减少价格竞争性问题,充分打造企业自我发展理念,改变行业中落后的生产规则,要善于用创新的思维调整市场走向,做出符合市场实际需要的产品。同时要规范产品走势的健康发展,减少阻力因素,推动改革,将新的手段技术与服务相结合。但是创新的此举,预示着未来行业发展的中心和活动行为需要选择,具有很大的不稳定性和未知性,因此一个企业要创新产品,一直要做好全面的准备。要对各个相关方面进行深入系统的调查研究和科学客观的预测分析,不可单纯靠人为,在一定的创新规划性指导的情况下,对内容进行一定的量化分析,从而进行产品绿色创新机制的建立。
4结语
首先是产品层面。在设计苹果产品时,哈特穆特.艾斯林格和后来的乔纳森.艾夫结合了迪特.拉姆斯在20世纪五六十年代的博朗产品设计中使用的“功能性”抽象和高科技设计的展示。在系统层面,苹果公司一直以来都奉行“终端到终端”的系统理念。苹果的iPod这个概念之所以成功,主要是因为整体系统的所有要素都是为音乐聆听者设计的。在开发iPod时,苹果公司对产品的这些功能进行了优化:音乐回放(iPod)、同其他产品的交互作用(Mac和PC)、购买音乐的流程(iTunes商店)以及音乐使用流程(iTunes)。iPod是一款标志性产品,一个重新定义整个行业客户体验的门户。它的成功表明这种互动不仅营造了一个全面的用户体验,而且从用户的角度而言还带来了较高的附加值。苹果公司的成功说明,工业产品的一个可持续发展的时代的到来,设计必须要对创新有一个广泛且系统化的了解,并不是技术的进步或生产出新的产品就是发展。苹果公司建立的是一种以设计为导向的文化,要求人们突破产品层面,对文化层面产生一定的影响。
所以这自然意味着设计必须要关注人类的需求是什么,并要关注如何满足甚至改变这些需求,使其产品通向一系列持续体验的门户。可以通向价值非凡且不断发展的客户体验。世界上居住在人口高密度地区或特大城市的人越来越多,这意味着设计要进一步加深对城市基础设施的了解,从绿色和社会的角度,在这一领域大力发挥设计的作用。产品服务系统常应用于城市,而产品也通常是在城市消费的。这样一来,以未来为导向的设计模式才能促进基础设施和基本体制的建立,该基础设施和基本体制将会创建一个更持续、更人性化的工业模式。以智能手机为例。目前智能手机的设计通常是在美国、日本或韩国,但制造过程是在中国完成的,在大部分情况下,智能手机的回收率十分低。如果产品在哪个地区上市和消费,就在本地进行构思和设计,这会是一种很好的生产模式。
未来的智能手机可以采取模块化的设计,这样各部件的价值就可以发挥到最大。产品的最后组装可以在本国的市场和文化环境下完成。这样,更多的消费者在本地消费时可以更深切地了解产品的生命周期、利润和成本。社会责任以及环保等目标既重要又充满了巨大的挑战,这些目标将减少人类对地球的破坏。如果我们创立的企业和生产模式既充满活力又有责任感,财源自然会滚滚而来;可持续性“绿色”产品会越来越受欢迎,这类产品的业绩也会超过传统产品。设计师同商界、政界、教育界以及行业界的所有领导一样,在为地球上的所有居民创造一个更充满活力、更光明的未来这一进程中,起着重要的作用。
我们需要设计、构建一个更加智能及环保的生产—产品支持—回收的工业模式。而设计出优良的产品并不是解决方案的最后一步。把我们设计的产品外包给其他地方进行生产无法抹灭污染等生产过程中造成的负面影响,这就如同我们不能用把垃圾扔到邻居院子里的方式来处理自家的垃圾。设计师有责任为建设一个更美好的世界而努力。我们必须要重新审视我们的目标和生产过程,以进一步推动科学和商业的人性化发展。我们在商业上做出的努力不但在经济上要获得好的利益,也要有益于家庭、友人、邻居、社区以及世界上的所有人。
设计必须要帮助塑造甚至启发我们对未来文化的憧憬。然而,大规模生产文化已走过了几十年的历史,这使设计很难承担起这一艰巨的任务。这就是为什么设计学科必须要进行变革的原因之一,众多迹象表明,设计要发展成一个全球性的推动文化变革的力量,这样才能为开创一个可持续发展的后工业时代以及一个可持续发展的文化做出一份贡献。同时,设计师也肩负着一种道德责任,他们有责任将人们的需求同科学、技术以及商业中存在的新机遇相结合。唯有如此,他们设计的产品才会具备文化价值,才能带来一定的经济效益,才能促进政治的进步,才能推动生态的可持续发展。推动可持续发展战略的进步,建立一个更美好、更光明的未来,绿色和人性化的工业和商业模式的新理念将成为关键性因素。在大家的共同努力下,我们就能够开创这样一个未来,在未来世界人们将坚信环境保护和社会平衡同战略设计一样,都是商业行为,一样都具有很大的价值。
关键词:工业产品设计 建筑 现代主义 形式美
环境艺术设计的核心――建筑,它无论是作为人身体的或是灵魂的居所,都被人投入无比激情与巨大的财力去尽情的创造。自人类独立于动物界以来,建筑就成为了人类的标志。建筑的设计史可以洋洋几万卷,在人类发展的每一个时期它都是最好的见证,凝结了人类各个时代最杰出的艺术、才智和技术水平。工业产品是随着近代工业革命发展产生的,虽说要从用具器物的角度看,器物制造设计史丝毫不逊色于建筑,可作为大规模批量生产,针对市场来生产设计的工业产品却只能从近代工业革命开始。工业革命无疑是人类发展史上最具有划时代意义的一场变革,它使得我们的生活方式、生产方式都发生了深刻的变化。作为最能反映时代变革的建筑设计当然也不例外:现代工业的发展使得钢铁、玻璃和混凝土等新型建筑材料的出现,这给建筑的设计带来决定性的影响,彻底改变了建筑的面貌,并在此基础上荫发了现代主义的建筑设计,这一设计形式直到今日仍广泛使用在建筑设计领域,同时也深刻影响了产品设计的发展。
一、造型美
建筑与工业产品一样都是具有体量的,占领高、宽、纵深三度空间的造型艺术(建筑艺术相对复杂,还有时间因素的影响)。在造型上,二者一方面要满足人们一定的功能使用要求,另一方面还要满足人们精神感受上的要求。一个优秀的设计除了拥有合理的功能,更重要的是有优美的形式,能给人以美的视觉享受。
纽约西格拉姆大厦建于1954~1958年,大厦共40层,高158米,为世界上第一栋高层的玻璃幕墙大楼,是著名建筑师密斯・凡・德・罗的代表作品。大厦主体为竖立的长方体,除底层及顶层外,大楼的幕墙墙面直上直下、整齐划一。就造型而言,西格拉姆大厦的外形极为简单,方方正正,是一个很典型的正六面体,但他巨大的体量,却呈现出了长方体高大单纯的美。玻璃幕墙上窗框的分割使其表面形成了有秩序感的细节,使其造型虽简单但却并至于单调。现代建筑的正是利用整体的单纯与适当细节间的比例充分展现出和谐之美,正如维特鲁威所说:“当建筑物的外观优美悦人,细部的比例符合正确的均衡时,就会保持美观的原则。”
二、材料美
《考工记》中说:“天有时,地有气,材有美,工有巧,合此四者,然后可以为良”,可见早在中国的古代就懂得依靠材料的性能和特点来表现美的特征。从设计史上我们更可以看到不同设计风格的演变往往与新材料的发展和应用是同步进行的,新材料出现与加工方法的改进,直接影响着我们的设计手法。现代建筑上新的形式特征就是体现在对新材料的组织和构造上,而现代工业产品的形式美也在很大程度上是依靠对材料的运用和加工来表现的。材料的质感与肌理是正是形式美的重要领域。现代工业的发展和加工技术的进步,使材料呈现的面貌日益丰富,也为我们的设计提供了更多创造的可能。在现代设计中常见材料的有金属、塑料、陶瓷、玻璃、木材以及不断出现的新兴复合材料,而其中的新型的金属和玻璃材料在现代设计中的应用最为广泛。新的合金金属材料有着光洁的表面,卓越的性能,具有独特而闪烁的金属光泽,常常给人一种神秘的高贵感,最能体现出高科技的现代感而深受设计师的喜爱。玻璃的晶莹与剔透一直吸引着众人的目光,并让大家深深为之着迷,现代复合的玻璃材料在强度和硬度上有了很大的改进,因此在现代建筑与工业产品设计都得到了更为广泛的运用。
三、意境美
美学家克莱夫・贝尔在他的著作《艺术》中指出:“一种艺术品的根本性质是有意味的形式”。它包括意味和形式两个方面:“意味”就是审美情感,“形式”就是构成作品的各种因素及其相互之间的一种关系。一件作品通过点、线、面、色彩、肌理等基本构成元素组合而成的某种形式及形式关系,激起人们的审美情感,这种构成关系、这些具有审美情感的形式就称之为有意味的形式。无论是在建筑还是在产品设计中,一件完美的设计作品,不仅要有良好的功能外,更要有优美的造型,而所谓优美的造型应当是一种有意味的形式,是能创造出独特的意境美,激起人们的强烈情感的美。
建筑有着各种丰富的设计哲学,多变的形式,很多都是有意味的形式的典范,形成了各具代表的风格。作为二十世纪最著名的建筑设计大师之一,密斯坚持:“少就是多的”的建筑设计哲学,在他的作品中各个细节精简到不可精简的绝对境界,运用直线特征的风格进行设计,为建筑的外形进行了重新的定义,他纯净、透明和施工精确的钢铁玻璃盒子成为了现代风格的代名词,并深深影响了我们对建筑的认识,改变了现代建筑设计的面貌。
结论:
电脑是现代科技发展的产物,它是完全现代的、独立的,没有任何历史和背景的现代工业产品,它最集中的体现了现代技术的水平,现代材料工艺的技巧,但在外形造型上它却不可避免的要符合我们审美习惯的需要,所以要想设计出有审美价值的产品,有必要学习掌握各类艺术形式美的法则来丰富产品设计的的的手段。建筑作为人类艺术的集大成者,有着深厚的文化底蕴,积累了丰富的形式美的法则,都可以作为电脑造型设计上灵感的源泉。
参考文献:
[1]王受之著 《世界现代设计史》中国青年出版社 2002
友好的设计理念,而是从使用角度的更多层次上来满足人们的需要。
关键词 用户友好;产品设计;人体工程学;人性化设计
中图分类号TM732 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)77-0199-02
1 用户友好设计
“用户友好”这个词语最初是用来形容或描述无线电技术和IT产品的,多出现于软件界面开发原则中,一般说来用户友好界面的开发要基于人机工程学,其原则在于界面要具备较高的可靠性、简单性、易学习和易使用性以及立即反馈性。由于用户友好原则是基于人机工程学在软件界面开发中的体现与延伸,所以用户友好原则也应是人机工程学在产品设计中的演化与发展,其中人性化设计应为用户友好原则中的重要一项。一个用户友好的设计,应该以满足人们的需求为目的的,并且以人性化设计为基础前提。不仅仅满足人的主要需求,同时在设计过程中注重对用户高层次需求的设计与考虑,最大限度的通过产品设计手段达到人类精神与物质的统一。
用户友好的设计要求尊重人的价值,并通过两个方面体现。首先,精神层面上的用户满意度,用户友好的设计以人性化设计为基础与前提,并将设计重心放在如何使产品更适合于人类使用。这就要求设计者对人类的生理与心理特征进行完整与充分的研究,利用人机工程学的相关理论,在产品满足人的生理与心理特点以及生活习惯的同时,增加使用的便利性和舒适性。其次,是审美和文化的要求。在产品符合人体工程学的设计要求的前提下,从产品设计以美观作为评价标准,使产品符合多数使用者审美要求,从而使用户达到心理上的愉悦与满足。这就要求在设计前期,设计者对用户群进行详细的定位,并且要充分了解用户相关的社会形态、文化价值、民族习俗、伦理道德等诸多方面的信息,通过认真的调查和分析,了解目标用户在这些领域的好恶倾向,并依靠自己的敏锐的感知能力对产品的功能和形式进行预测。
2 人体工程学与用户友好设计
人体工程学显着的特点是,人,机,环境三个要素的基础上,三个要素虽各具特点,但是它们并不是的单一元素,是相互依存的整体,要将“设计对象”和“使用对象”即人与物作为一个系统内的并存元素来进行研究。人体工程学是实现用户友好设计的有效手段,用户友好的产品设计必然是要以符合人体工程学为前提的。例如美菱冰箱,针对农村市场的用户进行设计。除了沿用防潮、防锈材料等特殊设计外,针对农村老鼠较多的问题,专门增设了防鼠装置;由于农村环境中灰尘较大,在冰箱门体上方增设了翻盖;而针对农村用户节省电费的需求,美菱也推出了日耗电量仅0.29度的超节能冰箱,三天耗电量不到一度。从功能定位到外观设计,美菱冰箱充分考虑了这种特殊环境下,人-机的关系与状态,将人-机-环境三者达到了和谐统一的关系。
3 设计活动与用户友好设计
用户友好的产品需要其满足用户使用的功能需求,审美需求,给人舒适的使用感受以及美的享受。设计师要充分考虑到用户时代特征,民族特点,审美价值取向。因此,用户友好的设计需要设计者做好充分的设计前期工作,对于用户的相关属性进行研究,再设计期间综合多方面的因素,反复从用户的角度对设计进行推敲。与此同时,用户友好的设计在设计活动后期需要不断总结经验,使设计过程更为的灵活,并且力求创造独特的能准确反映产品性质与功能的产品形象。
3.1造型的用户友好设计
建模是创建一个产品造型的一个重要手段,主要是通过设计产品的尺度,形状,比例和层次结构,影响用户使用中的心理体验,让用户在使用中对产品产生的驾驭感,成就感,亲密感,也为用户创造微妙的,有趣的,愉快的,轻松的,神秘的等不同的心理状况。用户友好的产品在设计中就需要运用合理的语言符号,来反应产品自身的技术与功能特点。对于一款好的用户友好的设计产品,往往让人们无法忘怀的是产品的一个标志性的形态与尺度,而通过对其形态的回忆,联想其功能属性。例如,机械及手工工具,其产品形式语言应主要反应产品本身安全可依赖的重要性质,这就需要产品在造型上减少尖锐的造型,多用圆滑缓和的造型方式,为用户营造安全舒适的使用心理,同时结合多元得设计手段,注重产品个性的彰显。
3.2颜色的用户友好设计
颜色对于产品的外观,不仅具有装饰和突出产品个性的功能,同时也是人类视觉审美的核心因素,色彩对于用户的视觉感受和使用过程中的情绪状态具有深刻的影响。色彩设计应根据产品表达定位其主题,反映了产品的功能与属性,同时色彩也被产品所处时代背景,社会形式,文化,区域和生活方式所影响。
3.3材料的用户友好设计
材料对于人的心理的感知过程所造成的影响不可忽视的,产品的材质本身就是一种艺术形式的存在,好材料可以为产品设计带来多变的外观肌理。材料质感以及表面纹理特征,给人以视觉和触觉的体验,以及使用心理的微妙变化。很久以前,人们发明了一种接近指纹与手指接触的位于手柄位置凸起的薄膜,这种材质的运用增加用户与对象见的摩擦的同时也提高了手的灵敏度,这使得产品特别对于手工工具,制造出一个有效的用力点与手的控制点,提高产品的实用性的同时,也对于不同用户的操作习惯进行引导。通过选择合适的造型材料,使产品本身对于用户来说更具备功能性,也给产品本身增加多变与个性的设计元素。
用户友好的的产品设计不仅使给人们的生活带来更多的舒适和方便,更使得用户和产品之间的关系变得和谐。非用户友好的产品就会使用户花费更多的时间和精力去钻研它,了解它,适应它,甚至是顺应产品的工作过程而改变自身的习惯。用户友好的设计是时代和社会进步的一种表现,是工业设计未来发展的必然趋势。工业设计作为一个具有广泛群众基础设计领域,就要求产品从人的需求出发,在形式上,色彩上,功能上,材质上,尺度上,装饰上等层面来考虑与体现产品的人性化,使未来的设计出的产品更适合消费者的消费心理和消费需求,创造新的生活方式与生活状态。
参考文献
在全球化技术激烈的竞争中,如何快速开发具有自主知识产权的高新技术及产品,已成为提升企业综合竞争力的关键。TRIZ理论已被证明是一套先进的技术创新理论,在许多著名的高新技术企业获得成功的应用,创新效果显著。为提高国内产品的创新效率,介绍了TRIZ理论解决问题的基本原理,给出了基于TRIZ理论的产品设计流程。结合设计实例,应用TRIZ理论方法进行了组件功能分析、组件价值分析,并得出最终产品设计方案,证明了TRIZ理论在机械产品创新设计中可行性,为产品创新设计提出一种新的思路。采用与TRIZ理论体系相结合的创新模式,对提高企业自主创新能力有着十分重要的作用。
关键词:
TRIZ;创新设计;产品设计
为了适应市场竞争的需要,机械产品创新设计愈显迫切。传统的产品设计开发方法周期长、成本大,已不能满足现代市场的需求。机械产品设计的本质就是创新[1]。机械产品的设计应满足使用要求、经济性要求和社会要求。企业经济发展的关键的因素是如何获得创新产品,适应市场需求的产品,而创新方法是企业新产品成功开发的重要工具。产品设计需要突破原有的模式方法,这就是创新。创新方法是科技创新的手段,也是科技创新的内容,创新方法又聚焦TRIZ(TheoryofInventiveProblemSolving)理论,运用TRIZ理论的多种工具是产生创意的重要手段。TRIZ创新理论作为现代工程技术领域的核心创新方法已被广泛应用于制造业[2]。
1TRIZ理论
TRIZ理论是前苏联G.S.Altshuler及其领导的一批研究人员提出的发明问题解决理论[3]。经过50多年的发展,TRIZ已成为技术问题或发明问题解决的强有力方法学,应用该方法学已解决了前苏联、美国、欧洲和日本等许多国家企业成千上万产品幵发中的难题[4]。作为系统的方法论,TRIZ理论成功揭示了创造发明的内在规律和原理,将其应用在产品的设计开发之中,可很大程度上缩短产品设计开发的周期,加快工程创新的速度,提高企业的创新能力[5-6]。
2基于TRIZ理论的产品开发流程
TRIZ理论是由解决技术问题和实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系,其主要内容包括:技术系统进化法则、40个发明创造原理、39项技术特性、冲突矩阵、物质一场分析、76个发明问题标准解决方法、发明问题解决算法(ARIZ)以及工程效应知识库等。在产品设计过程中,上述各项内容都能从不同方面对设计人员提供创新方案的指导。应用TRIZ理论求解产品设计是一项系统的工程。TRIZ理论作为系统的方法论成功地揭示了创造发明的内在规律和原理,将其融合在产品设计之中,作为产品创新设计的重要工具,可很大程度上提高工程创新的速度,同时缩短产品开发的周期,提高开发效率,在制造业中被广泛应用。基于TRIZ理论的产品开发流程如图1所示。
3基于TRIZ理论的机械产品创新实例
通过下述实例简要说明开发流程及TRIZ理论在产品开发中的应用。现代工业对环境的洁净度要求越来越严格,而螺杆泵以其优越的抽气性能得到了用户的青睐。干式螺杆真空泵具有可靠性高、寿命长、强制输气和多相混输等优点,其抽气的关键部件就是一对相啮合的阴阳转子。
3.1组件功能分析现有真空泵单一的转子型线都会形成吸气封闭容积,导致螺杆真空泵功耗增加,效率降低,运转不平稳,噪声大。干式真空泵在吸入湿空气或者空气中的其他杂质时,转子表面在高温高压下易受到腐蚀,缩短转子的寿命;在高速旋转情况下,抽气和排气过程中产生大量的热,使得转子受热变形,转子可能产生干摩擦,破坏系统性能。基于上述问题,应用TRIZ理论对真空泵系统进行组件的功能分析,通过组件模型分析(见图2),描述了系统中的组件都有哪些,以及它们之间的相互关系,并得出影响真空泵工作性能的3个功能因素:1)转子无法得到良好的冷却;2)环境无法改变,转子表面强度需提高;3)齿轮的精确啮合直接影响转子的啮合。
3.2组件价值分析组件价值分析如图3所示。通过对组件理想度进行诊断分析,为了简化和理想化的系统,给出系统裁剪思路:1)通过移除区域D中的冷却系统简化系统;2)通过增加其功能贡献来改进区域C中的系统组件———阳转子、齿轮和轴承。
3.3组件优化通过对组件功能和组件价值进行分析,得出目前市场上真空泵的主要缺点和进一步改进措施,具体如下。1)泵转子的型线有理论型线和实际型线之分,其理论型线要求保证转子在旋转过程中,2个转子始终保持互相啮合,故转子的理论型线应做成共扼曲线,但是干式泵实际工作时,2个转子的表面是不接触的,要求转子之间保持一定的间隙;因此,应该在转子的理论型线的基础上去掉间隙,得到转子的实际型线。2)在吸入湿度大的空气或工业废气时,转子表面易被腐蚀,使其表面强度降低,寿命缩短;同时转子由于质量不均匀,旋转时还会发生振动。在泵的吸入端设置干燥和过滤系统,可降低转子的腐蚀程度。3)转子在不断旋转过程中,会压缩空气,产生热量,致使转子温度升高,易受热变形,转子之间产生摩擦振动。可从转子的结构和材料入手,设计散热性好的转子。再结合TRIZ理论的小人法,以改善转子的型线、增强表面强度以及降低转子的温度为着手点,形成解决方案。但是,这些方案都可能带来系统的复杂性增加等不可预测的问题。
4结语
在制造业高速发展的时代,TRIZ理论是制造业实现快速产品创新设计的重要途径之一,而TRIZ理论通过中间工具建立了问题模型和结果模型之间的联系,是一种程式化的创新设计手段。TRIZ理论、创新方法和工具的合理应用,可实现企业的创新目标,提高自身的创新能力,缩短产品的开发创新周期,推动企业经济的增长。组件功能分析仅仅是创新设计的初步阶段,在此基础上进行组件价值分析,组件结构再设计、再分析,从而实现重大改型的创新设计,这才是产品创新设计的真正价值和意义所在;因此,应用TRIZ理论进行集成,进行现代产品创新设计是产品设计的新的发展方向,也是现代产品创新设计的需要,在企业中应对TRIZ创新方法实施推广和应用。
参考文献
[1]王亮申.TRIZ创新理论与应用原理[M].北京:科学出版社,2010.
[2]赵敏,史晓凌,段海波.TRIZ入门及实践[M].北京:科学出版社,2008.
[3]吕欣.基于TRIZ理论中39矛盾矩阵与40创新原则的产品创新设计研究[J].包装工程,2009,30(5):211-213.
[4]刘江南,刘秋平.基于冲突分析的工程车路面除雪装置创新研究[J].湖南大学学报:自然科学版,2011,38(6):33-36.
[5]HANBB,WANGJ.StatisticanalysisandvisualizationofTrizresearcharticlesinchina[J].Library&InformationStudies,2011,4(2):54-59.