序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

隨著高等教育從“精英教育”轉(zhuǎn)向“大眾教育”，人才的培養(yǎng)也朝著“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的方向發(fā)展，在課程體系與學(xué)時(shí)數(shù)的設(shè)置上，更是將學(xué)時(shí)數(shù)進(jìn)行了大幅度的壓縮，而總課程數(shù)基本保持不變或略有刪減。基于此，課程群建設(shè)首先通過融合和規(guī)劃相關(guān)課程群體性的信息,可以在有效的時(shí)間內(nèi)使學(xué)生獲得最大化理論和實(shí)踐知識(shí)，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建起來的平臺(tái)使整個(gè)課程體系更加有機(jī)靈活，學(xué)生可以通過一個(gè)個(gè)課程群實(shí)現(xiàn)不同知識(shí)結(jié)構(gòu)的累計(jì)，并利用較之過去更加豐富的實(shí)踐環(huán)節(jié)來進(jìn)行鍛煉與檢驗(yàn)，使學(xué)生的素質(zhì)、水平和實(shí)際動(dòng)手能力躍上一個(gè)新的臺(tái)階。其次，通過課程群的建設(shè)，將各個(gè)課程的授課教師緊密聯(lián)系在一起開展教改研究，強(qiáng)化課程群地位，豐富其理論、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段，完善課程群體系，在此平臺(tái)上帶動(dòng)整體教學(xué)水平進(jìn)一步提高。而在課程群的建設(shè)內(nèi)容上，則主要包含課程內(nèi)容的整合、門數(shù)的歸并、課時(shí)的調(diào)整、順序的安排、教師的選派、設(shè)備的使用、經(jīng)費(fèi)的分配等繁雜的工作。這些龐雜的工作需要全體任課教師的共同參與，當(dāng)然也需分工明確、主次有序，使課程群負(fù)責(zé)人、骨干教師、其他任課教師各司其責(zé)、各盡所能；如負(fù)責(zé)人主要承擔(dān)課程群建設(shè)的總體規(guī)劃、人員調(diào)配、經(jīng)費(fèi)使用等宏觀工作，與骨干教師一起擬定每門課程的建設(shè)任務(wù)，一般任課教師應(yīng)了解課程群內(nèi)的所有課程，并能勝任一到兩門課程的教學(xué)。

二、因地制宜建設(shè)有特色的課程群及課程體系

課程群建設(shè)甚至整個(gè)專業(yè)的課程體系應(yīng)結(jié)合自身特色來進(jìn)行，尤其鼓勵(lì)跨學(xué)科、跨專業(yè)課程群的建設(shè)，在課程群建設(shè)多元化的同時(shí)，更好地完善大學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。如清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院在合校之后，工業(yè)設(shè)計(jì)系根據(jù)自身特色，與清華大學(xué)汽車系共建交通工具造型設(shè)計(jì)專業(yè)，使得該專業(yè)在國內(nèi)首屈一指。與美院其它相關(guān)專業(yè)和清華大學(xué)相關(guān)學(xué)科單位合作建立的信息設(shè)計(jì)專業(yè)方向，則培養(yǎng)橫跨工業(yè)設(shè)計(jì)、傳播學(xué)、數(shù)字媒體等學(xué)科的專門設(shè)計(jì)人材。我系工業(yè)設(shè)計(jì)在教學(xué)體系設(shè)置上，經(jīng)過幾次大的調(diào)整與改革，本著“教會(huì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、以條件允許的方式組織資源，并以恰當(dāng)?shù)姆椒ń鉀Q問題”的工業(yè)設(shè)計(jì)教育的本質(zhì)思想，基本形成了以“工業(yè)設(shè)計(jì)造型基礎(chǔ)”、“工業(yè)設(shè)計(jì)表現(xiàn)”、“工業(yè)設(shè)計(jì)工程”和“工業(yè)設(shè)計(jì)理論”、“產(chǎn)品設(shè)計(jì)模塊”等五大課程群。并結(jié)合我系自身的特色，處于機(jī)械學(xué)科大類招生的背景之下，以及市場對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)人員的需求層次考慮，我系還設(shè)立了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)方向，經(jīng)過統(tǒng)一的基礎(chǔ)課程訓(xùn)練之后從大三開始選擇不同的專業(yè)方向進(jìn)行學(xué)習(xí)。具體課程群設(shè)置如下所示：

1、工業(yè)設(shè)計(jì)造型基礎(chǔ)課程群其目的是訓(xùn)練學(xué)生的基礎(chǔ)造型能力和解決造型觀念問題。處理從平面形式到三維形態(tài)，綜合考慮形態(tài)、色彩、材料、功能等因素的相互關(guān)系。2、工業(yè)設(shè)計(jì)表現(xiàn)課程群其目的是使學(xué)生掌握基本表達(dá)技能和學(xué)會(huì)如何利用資源為表達(dá)目的服務(wù)。

3、工業(yè)設(shè)計(jì)理論課程群其目的是使學(xué)生了解設(shè)計(jì)的根源和發(fā)展脈絡(luò)，并能從相關(guān)理論和交叉理論上找到解決問題的根本。

4、工業(yè)設(shè)計(jì)工程課程群其目的是解決基本科學(xué)原理和制造技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的問題。尤其在工科背景下，這一課程群顯得尤為重要。

5、產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程群其目的為不同階段的課程提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，采用課題教學(xué)為主的多種教學(xué)方式，每門課程解決不同層次的設(shè)計(jì)問題，使得整個(gè)課程體系形成由淺入深、由低級(jí)到高級(jí)的課程環(huán)。

6、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程群針對(duì)不同的市場需求并結(jié)合自身特色而設(shè)置的新專業(yè)方向，加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)、制造技術(shù)方面的理論。

7、產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)課程群傳統(tǒng)的專業(yè)方向，強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)管理方面的理論，也是對(duì)該方向課程的一些補(bǔ)充。

三、結(jié)語

篇(2)

關(guān)鍵詞 產(chǎn)品設(shè)計(jì)；系統(tǒng)化；程序

中圖分類號(hào)TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）78-0186-02

現(xiàn)代社會(huì)作為一個(gè)物質(zhì)相對(duì)豐富的商業(yè)化社會(huì)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)不斷的更新，以求通過層出不窮的產(chǎn)品來滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枰?。與日益成熟的產(chǎn)品設(shè)計(jì)相適應(yīng)的是設(shè)計(jì)理論的成熟。從最初的產(chǎn)品美化或者產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主的初級(jí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論，到以產(chǎn)品功能形態(tài)結(jié)合以人為本觀念的設(shè)計(jì)理論，再到產(chǎn)品系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)理論，不同的設(shè)計(jì)方法所產(chǎn)生的最終設(shè)計(jì)結(jié)果有本質(zhì)的區(qū)別。如何更好的運(yùn)用設(shè)計(jì)理論方法指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，獲得高效高質(zhì)的設(shè)計(jì)結(jié)果是我們所要面臨的最終課題。

1 產(chǎn)品系統(tǒng)化設(shè)計(jì)概述

盡管系統(tǒng)一詞頻繁出現(xiàn)在社會(huì)生活和學(xué)術(shù)領(lǐng)域中，但不同的人在不同的場合往往賦予它不同的含義。長期以來，系統(tǒng)概念的定義和其特征的描述尚無統(tǒng)一規(guī)范的定論。一般我們采用如下的定義：為實(shí)現(xiàn)規(guī)定功能以達(dá)到某一目標(biāo)而構(gòu)成的相互關(guān)聯(lián)的一個(gè)集合體或裝置（部件）。

2 系統(tǒng)化設(shè)計(jì)產(chǎn)品的特點(diǎn)分析

由上方的文字我們可以分析得出產(chǎn)品系統(tǒng)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：1）有條理；有順序；有重疊；有循環(huán)；2）由各種設(shè)計(jì)要素組成的有機(jī)整體。要素相互依存相互轉(zhuǎn)化，一系統(tǒng)相對(duì)較高一級(jí)系統(tǒng)時(shí)是一個(gè)要素（或子系統(tǒng)），而該要素通常又是較低一級(jí)的系統(tǒng)。系統(tǒng)最基本的特性是整體性，其功能是各組成要素在孤立狀態(tài)時(shí)所沒有的。系統(tǒng)是由不同結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)不同功能等要素，能協(xié)調(diào)統(tǒng)一到一起，有聯(lián)系有區(qū)分有上下左右結(jié)構(gòu)層次區(qū)別的，能夠互相轉(zhuǎn)換互相循環(huán)，有主有次有前沿有源頭。

同樣產(chǎn)品系統(tǒng)化設(shè)計(jì)也類同于這樣一個(gè)系統(tǒng)，各個(gè)設(shè)計(jì)要素組成一個(gè)復(fù)雜龐大卻調(diào)理清晰的整體。由于這些特點(diǎn)產(chǎn)品系統(tǒng)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形態(tài)類似于樹狀結(jié)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)是由許多相互關(guān)聯(lián)又相互作用的部分所組成的不可分割的整體，較復(fù)雜的系統(tǒng)可進(jìn)一步劃分成更小、更簡單的下級(jí)系統(tǒng)，許多系統(tǒng)可組織成更復(fù)雜的超系統(tǒng)。另一方面產(chǎn)品系統(tǒng)化設(shè)計(jì)又與樹狀結(jié)構(gòu)不太相同，區(qū)別在于樹狀結(jié)構(gòu)至始至終都是前進(jìn)的、單向的、不可逆的。而系統(tǒng)化設(shè)計(jì)的各個(gè)要素之間是可以循環(huán)并重疊的。

可以預(yù)計(jì)如果我們正確的使用設(shè)計(jì)系統(tǒng)來進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，有利于設(shè)計(jì)者更完整，更全面，更具目標(biāo)性和方向性，更明確，更正確進(jìn)行某產(chǎn)品或是產(chǎn)品系列化設(shè)計(jì)，更有可能進(jìn)行整個(gè)品牌產(chǎn)品的定位與設(shè)計(jì)。因?yàn)橄到y(tǒng)化就意味著全面、全局、理性、整體、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)鹊?。這樣的系統(tǒng)無論是在設(shè)計(jì)命題下達(dá)之初還是在解決問題之中，又或是在獲得成果之后對(duì)設(shè)計(jì)工作都具有指導(dǎo)檢驗(yàn)作用。

3 產(chǎn)品系統(tǒng)化設(shè)計(jì)的程序

3.1產(chǎn)品系統(tǒng)化設(shè)計(jì)總理念：以人為本

人作為產(chǎn)品的管理者、設(shè)計(jì)者、消費(fèi)者、使用者以及經(jīng)營者對(duì)產(chǎn)品的存在與否起著決定性作用。人這一決定因素至始至終伴隨著產(chǎn)品從無到有再到最終丟棄。

從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程來看，每個(gè)環(huán)節(jié)也是與人密不可分的。所有的設(shè)計(jì)過程從最開始的咨詢、策劃、著手、稽核，到后來的產(chǎn)品銷售推廣定位均因人的參與而成型，因人的參與而成敗。

3.2產(chǎn)品系統(tǒng)化設(shè)計(jì)具體程序

產(chǎn)品系統(tǒng)化設(shè)計(jì)包涵四大部分內(nèi)容，分別是從系統(tǒng)化設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)參與者（一切參與到產(chǎn)品中的人）、設(shè)計(jì)理念、以及設(shè)計(jì)的管理方法。這四部分的內(nèi)容相互重疊相互依存相互推進(jìn)，，并且通過它們的下一級(jí)子系統(tǒng)進(jìn)而深入工作，形成一個(gè)真正意義上的完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

3.2.1順序設(shè)計(jì)

順序設(shè)計(jì)首先是設(shè)計(jì)概念提出，接著是技術(shù)支持，然后是細(xì)節(jié)修訂，最后是生產(chǎn)完善。因此這種方法被表述為“隔墻傳遞”，原因是從設(shè)計(jì)過程上講，每一步完成之后才能進(jìn)行到下一個(gè)程序。因此它的不足也比較突出。1傳遞到最后可以選擇的方案少2設(shè)計(jì)程序太長導(dǎo)致設(shè)計(jì)時(shí)間太長3溝通不方便不順暢容易引起差錯(cuò)。但是它的優(yōu)勢是可以解決大型復(fù)雜設(shè)計(jì)工程，達(dá)到正確、易于執(zhí)行、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男Ч?/p>

3.2.2并列設(shè)計(jì)

并列設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、調(diào)研同時(shí)進(jìn)行的設(shè)計(jì)方法。它們?cè)谕粫r(shí)間同時(shí)分方向進(jìn)有，利于縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間和總成本，是一種比較有效率的設(shè)計(jì)方法，但是它對(duì)組織者掌控能力的要求較高，投入的成本較大，同時(shí)還必須具備交流和協(xié)調(diào)的能力。

3.2.3交叉設(shè)計(jì)

交叉設(shè)計(jì)是結(jié)合并列設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)以便減少資源節(jié)省投資成本的一種設(shè)計(jì)方式。它不要求所有的設(shè)計(jì)階段同時(shí)進(jìn)行，但是卻必須加強(qiáng)個(gè)體的聯(lián)系交流，以便減少和重復(fù)工作而達(dá)到最佳狀態(tài)。

4設(shè)計(jì)管理與人

設(shè)計(jì)管理的主體是人，研究的對(duì)象也是人，所以針對(duì)人的研究是十分必要的。

首先要針對(duì)使用者進(jìn)行設(shè)計(jì)前期咨詢。產(chǎn)品銷售成功從短期來看體現(xiàn)在產(chǎn)品銷售數(shù)量上，但是從長遠(yuǎn)來看使用者對(duì)產(chǎn)品的滿意與否才是最終決定產(chǎn)品生命力的因素。對(duì)于使用者的深度調(diào)研是不應(yīng)該忽視的因素。

其次是有具體對(duì)象的設(shè)計(jì)策略。絕大部分的消費(fèi)者是以產(chǎn)品的外觀造型、材質(zhì)、顏色、品牌等因素來直覺感性判斷產(chǎn)品，甚少懂得產(chǎn)品的內(nèi)在情況，所以產(chǎn)品的設(shè)計(jì)策略的把握尤為必要。為達(dá)到吸引消費(fèi)者的目的有兩種方式，一是提出新的新概念以便開拓市場；二是完善現(xiàn)有產(chǎn)品不足以便搶占市場份額。

再次是設(shè)計(jì)組織與管理者。設(shè)計(jì)組織作為一個(gè)復(fù)雜的團(tuán)體包涵多種人群（設(shè)計(jì)師、使用者、營銷人員、消費(fèi)者、技術(shù)人員等），這些多樣的人群如何聯(lián)系、交流、傳達(dá)指令、處理信息、協(xié)調(diào)等等一系列問題是管理者必須思考的問題。

另外在產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還有一個(gè)關(guān)于設(shè)計(jì)稽核的問題。是否完成了設(shè)計(jì)計(jì)劃的目標(biāo)；完成的結(jié)果如何；過程是否按計(jì)劃進(jìn)行、大眾是否接受；在設(shè)計(jì)過程是否隨時(shí)調(diào)整。當(dāng)然造成產(chǎn)品成功與否的原因還有很多種比如企業(yè)經(jīng)營情況、技術(shù)情況、市場變化等等因素，但是還是有一部分的產(chǎn)品成敗取決于設(shè)計(jì)。

綜上所述一個(gè)完善的高效的產(chǎn)品系統(tǒng)化設(shè)計(jì)可以為我們的設(shè)計(jì)節(jié)省資源、資金、人力使我們的設(shè)計(jì)更接近市場的需要。并且在設(shè)計(jì)進(jìn)行的過程中更加高效、有序、全面、嚴(yán)謹(jǐn)、節(jié)約，也可以隨時(shí)應(yīng)對(duì)人員變動(dòng)或是設(shè)計(jì)策略的調(diào)整，保證設(shè)計(jì)成果最終完成。

參考文獻(xiàn)

篇(3)

[關(guān)鍵詞]廚房；小家電；體驗(yàn)性設(shè)計(jì)；內(nèi)涵；方法

中圖分類號(hào)：TU758.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）26-0264-01

廚房小家電產(chǎn)品一方面在人們現(xiàn)代生活當(dāng)中扮演重要角色，并且普及程度越來越高，廚房小家電生產(chǎn)企業(yè)也不斷增多，導(dǎo)致行業(yè)競爭日益激烈。廚房小家電的產(chǎn)品種類越來越豐富，并且功能日益完善，在這一形勢下，通過改善產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提高小家電產(chǎn)品的體驗(yàn)，才能夠幫助企業(yè)提高廚房小家電產(chǎn)品的市場競爭力。

一、體驗(yàn)性設(shè)計(jì)概述

體驗(yàn)設(shè)計(jì)在西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，很多著名設(shè)計(jì)公司例如美國IDEO以及ZIBA公司等，都高度重視產(chǎn)品體驗(yàn)設(shè)計(jì)。通過運(yùn)用體驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，可以拉近使用者以及產(chǎn)品間的關(guān)系[1]。一方面產(chǎn)品的優(yōu)越性能可以輔助人們進(jìn)行各項(xiàng)工作，從而成為人們工作生活當(dāng)中的重要組成部分，另一方面在使用產(chǎn)品過程當(dāng)中，容易得到優(yōu)秀的體驗(yàn)，從而拉近產(chǎn)品與人之間的距離，這也是產(chǎn)品體驗(yàn)設(shè)計(jì)最為主要的目的。

體驗(yàn)設(shè)計(jì)主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。第一是人性化的特點(diǎn)[2]。體驗(yàn)設(shè)計(jì)將用戶作為中心，特別突出產(chǎn)品的使用體驗(yàn)，關(guān)注用戶身體感覺，進(jìn)一步推動(dòng)人性化設(shè)計(jì)的發(fā)展。人性化設(shè)計(jì)在體驗(yàn)設(shè)計(jì)當(dāng)中表現(xiàn)在以下方面，例如更加重視產(chǎn)品的趣味性以及產(chǎn)品的精神文化需求，更強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品造型形式要適合人體結(jié)構(gòu)。第二是互動(dòng)參與性的特點(diǎn)[3]。任何體驗(yàn)都是人與產(chǎn)品之間互動(dòng)的結(jié)果，完美的產(chǎn)品體驗(yàn)一方面來自設(shè)計(jì)人員，另一方面也需要滿足使用者要求才可以實(shí)現(xiàn)。體驗(yàn)設(shè)計(jì)可以說是設(shè)計(jì)人員同消費(fèi)者之間的良性互動(dòng)。第三是高科技性的特點(diǎn)。體驗(yàn)設(shè)計(jì)可以說是伴隨技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的，高度發(fā)達(dá)的技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)為產(chǎn)品體驗(yàn)設(shè)計(jì)的出現(xiàn)以及快速發(fā)展提供條件。

二、廚房小家電產(chǎn)品體驗(yàn)性設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

第一，功能體驗(yàn)。廚房小家電有著各種各樣的用途，作為實(shí)用性的生活產(chǎn)品，要想發(fā)揮生活助手的價(jià)值，首先就需要具備合理完善的功能以及結(jié)構(gòu)，并且通過優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及功能設(shè)計(jì)給用戶帶來理想的操作體驗(yàn)。例如小家電產(chǎn)品的界面設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)清晰易懂[4]，并且在每項(xiàng)操作結(jié)束之后要為用戶提供明確及時(shí)的反饋信息，從而幫助用戶順利完成操作，用戶從這樣的小家電產(chǎn)品當(dāng)中可以體會(huì)到操控產(chǎn)品以及同產(chǎn)品互動(dòng)的樂趣，從而帶來積極的功能體驗(yàn)。

第二，感受體驗(yàn)。廚房小家電同大家電比較而言有著更多的形式自由度，因此在日常生活當(dāng)中，用戶對(duì)小家電的外觀形態(tài)往往有著更高要求，尤其是青年群體更加重視小家電產(chǎn)品外觀形態(tài)[5]。很多消費(fèi)者通常會(huì)通過小家電產(chǎn)品的外觀形態(tài)所表達(dá)的象征意義感受理解產(chǎn)品，從而獲得相關(guān)聯(lián)想并領(lǐng)會(huì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。例如飛利浦公司在設(shè)計(jì)octopus烤肉架的過程當(dāng)中，就使用UFO特征形態(tài)，從而讓用戶在使用的過程當(dāng)中可以得到更加新奇的感受[6]。

第三，參與體驗(yàn)。廚房小家電作為人們生活的重要助手，用戶在使用的過程當(dāng)中才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)價(jià)值，同時(shí)能借小家電產(chǎn)品的使用獲得美好體驗(yàn)。廚房小家電的參與體驗(yàn)來自以下兩方面。一方面是用戶操控廚房小家電完成烹飪以及食品加工活動(dòng)，從而獲得相應(yīng)的成果，并且?guī)沓删透蟹矫娴捏w驗(yàn)。另一方面是廚房小家電通過靈活設(shè)計(jì)，讓不同用戶在使用過程當(dāng)中得到不同的體驗(yàn)，從而讓用戶從小家電產(chǎn)品的使用過程當(dāng)中可以得到更高層次參與體驗(yàn)，而非純粹的常規(guī)操作，這種主動(dòng)參與的使用體驗(yàn)更能夠吸引用戶的興趣。

三、廚房小家電產(chǎn)品體驗(yàn)性設(shè)計(jì)的方法

第一，事理分析設(shè)計(jì)法。事理分析設(shè)計(jì)方法強(qiáng)調(diào)廚房小家電產(chǎn)品在使用過程當(dāng)中的設(shè)計(jì)，讓設(shè)計(jì)的使用流程可以滿足用戶的需要，并且各個(gè)元素間的關(guān)系要協(xié)調(diào)。例如設(shè)計(jì)電磁爐的過程當(dāng)中，要是在設(shè)計(jì)的時(shí)候設(shè)計(jì)人員只是從市場上已有的各種電磁爐的功能結(jié)構(gòu)、外觀造型以及內(nèi)部原理等方面考慮，就無法在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)突破，而設(shè)計(jì)人員從設(shè)計(jì)烹飪的角度去思考問題進(jìn)行設(shè)計(jì)，思考不同用戶群體以及不同用戶群體的廚房環(huán)境、生活狀況、烹飪目的以及飲食習(xí)慣，甚至想象觀察這些用戶群體烹飪過程當(dāng)中的動(dòng)作細(xì)節(jié)，都可以觸發(fā)設(shè)計(jì)人員的靈感，讓設(shè)計(jì)人員可以獲得更豐富的設(shè)計(jì)思路，有利于設(shè)計(jì)出更加富有針對(duì)性并且用戶體驗(yàn)更好的產(chǎn)品，甚至設(shè)計(jì)出新型的烹飪方式。因此在廚房小家電的產(chǎn)品設(shè)計(jì)前需要設(shè)計(jì)人員全方面調(diào)查產(chǎn)品的用戶、行為方式、廚房環(huán)境以及使用過程當(dāng)中可能出現(xiàn)的感受等等，并且根據(jù)調(diào)查結(jié)果來做出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)思，進(jìn)而為小家電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)來提供原則指導(dǎo)。

第二，情境分析設(shè)計(jì)法。情境分析設(shè)計(jì)方法的目的是用故事的方式虛擬用戶與廚房小家電產(chǎn)品的互動(dòng)場景，從而分析用戶群體在廚房這一使用環(huán)境當(dāng)中的需求，或者是暢想未來的廚房環(huán)境當(dāng)中可能出現(xiàn)的小家電產(chǎn)品種類。情境設(shè)定能夠讓設(shè)計(jì)人員更好理解小家電產(chǎn)品特征，同時(shí)可以輔助完成小家電產(chǎn)品的細(xì)節(jié)推敲以及市場策劃。通過使用情境分析的設(shè)計(jì)方法可以讓廚房小家電產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員擁有更多想象和思考的空間。情境分析的方法可以作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)構(gòu)思的入手點(diǎn)，有利于設(shè)計(jì)人員打開思路并且理清設(shè)計(jì)的步驟，掌握小家電產(chǎn)品體驗(yàn)性設(shè)計(jì)的方向，引導(dǎo)他們從抽象階段逐漸走向具體的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。情境分析設(shè)計(jì)方法自身無法作為單獨(dú)的設(shè)計(jì)理論，而是需要建立在已有工業(yè)設(shè)計(jì)的方法上，綜合使用形態(tài)組構(gòu)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及信息設(shè)計(jì)等方法體系來完成廚房小家電產(chǎn)品的體驗(yàn)性設(shè)計(jì)。

第三，智能化設(shè)計(jì)法。廚房小家電產(chǎn)品即將進(jìn)入到智能化以及網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代。智能小家電的設(shè)計(jì)需要將計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息技術(shù)等應(yīng)用到產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，從而提高小家電產(chǎn)品的使用體驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代背景下，廚房小家電能夠基于物聯(lián)網(wǎng)來組建智能家居系統(tǒng)，用戶通過家庭物聯(lián)網(wǎng)能夠完成對(duì)家庭當(dāng)中廚房小家電產(chǎn)品的遠(yuǎn)程控制功能。小家電產(chǎn)品借助于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)整合設(shè)計(jì)，從而成為五聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)子系統(tǒng)，其中的各個(gè)產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)信息交互，例如在白領(lǐng)下班之前，能夠通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)，從而遠(yuǎn)程控制電燉鍋以及電飯煲等產(chǎn)品，并且根據(jù)冰箱識(shí)別的食品儲(chǔ)存決定采購內(nèi)容，同時(shí)電磁爐可以智能下載菜譜，便于用戶烹飪過程當(dāng)中查閱，烹飪的過程當(dāng)中也可以根據(jù)參數(shù)來智能調(diào)整火力。除此之外，小家電產(chǎn)品還能夠?yàn)橛脩籼峁┙换ソ缑?，升?jí)擴(kuò)展硬件功能，從而提高產(chǎn)品使用的體驗(yàn)。

綜上所述，目前廚房小家電在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面存在著嚴(yán)重的雷同問題，要想保證廚房小家電可以滿足消費(fèi)者精神需求，就需要高度重視體驗(yàn)設(shè)計(jì)，并將體驗(yàn)設(shè)計(jì)理論真正運(yùn)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中突出用戶核心位置，從而提高產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)，增強(qiáng)廚房小家電產(chǎn)品的市場競爭力。

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關(guān)鍵詞：快速設(shè)計(jì)方法；參數(shù)化模型；優(yōu)化設(shè)計(jì)；軟件集成技術(shù)；塔式起重機(jī)

中圖分類號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-2974（2016）02-0048-08

21世紀(jì)市場需求多樣化、個(gè)性化和快速變化的特點(diǎn)使得產(chǎn)品投放市場的時(shí)間及質(zhì)量日益成為贏得客戶的關(guān)鍵因素，有力地促進(jìn)了以縮短開發(fā)周期、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量為特色的產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展[1].因此，適應(yīng)市場需求，采用有效的快速設(shè)計(jì)方法，構(gòu)建集成化的產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)平臺(tái)，對(duì)于提升企業(yè)市場競爭力具有重要意義.

近年來，產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)方法和軟件技術(shù)的研究取得了明顯進(jìn)展.如陳永亮等[2]提出了模塊化的機(jī)械產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)，側(cè)重于設(shè)計(jì)過程分析，對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的完備性及數(shù)據(jù)共享問題則較少討論；Liu等[3]研究用建立信息本體模型（Ontology Model）的方法解決機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中復(fù)雜的數(shù)據(jù)表述和存儲(chǔ)問題，理論意義明顯，實(shí)用技術(shù)需要進(jìn)一步完善；Penoyer等[4]提出了一種基于知識(shí)工程（KBE）的產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)理論，在對(duì)產(chǎn)品研發(fā)提供良好設(shè)計(jì)規(guī)則支持的同時(shí)，構(gòu)建知識(shí)庫的要求也就更高；劉子建等[5-6]提出用多層多體方式構(gòu)建產(chǎn)品統(tǒng)一信息模型，并用包含語義、數(shù)據(jù)、時(shí)序和行為四元素的全設(shè)計(jì)流程理論驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)流程.然而，上述研究較少涉及與產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)密切相關(guān)的流程驅(qū)動(dòng)方法、以產(chǎn)品模型為載體的數(shù)據(jù)快速處理技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方法，致使用于產(chǎn)品研發(fā)實(shí)際的CAx多軟件平臺(tái)快速集成方法仍然沒有形成完善的方案，企業(yè)中信息化單元技術(shù)和設(shè)計(jì)人才相對(duì)豐富，卻無法形成高效實(shí)用的快速設(shè)計(jì)能力的現(xiàn)象依舊十分普遍，制約了企業(yè)核心競爭力的提升.

本文基于文獻(xiàn)[5-6]提出的產(chǎn)品全設(shè)計(jì)流程理論，針對(duì)全設(shè)計(jì)流程的語義、數(shù)據(jù)、時(shí)序、行為四大要素，以及一致性產(chǎn)品信息建模的原理，結(jié)合機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本流程（規(guī)范計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化分析三維建模工程圖設(shè)計(jì)） [7]，討論了CAx多平臺(tái)環(huán)境下一致性產(chǎn)品參數(shù)化快速建模方法、模型規(guī)劃和數(shù)據(jù)傳遞技術(shù)、軟件架構(gòu)和平臺(tái)集成技術(shù)，并以塔式起重機(jī)快速優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)為實(shí)例，驗(yàn)證了基于統(tǒng)一信息建模和全設(shè)計(jì)流程原理構(gòu)建產(chǎn)品多平臺(tái)快速設(shè)計(jì)方法的可行性.

1基于多平臺(tái)的產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)方法

基于多平臺(tái)的產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)方法是借助于現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、CAx和數(shù)據(jù)庫等先進(jìn)信息技術(shù)，以產(chǎn)品一致性結(jié)構(gòu)參數(shù)化模型為信息載體，以全設(shè)計(jì)流程為驅(qū)動(dòng)機(jī)制，以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期為目的的新型多平臺(tái)集成設(shè)計(jì)方法.

1.1參數(shù)化建模與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于商用CAD/CAM軟件系統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)主要有3種實(shí)現(xiàn)途徑，其一是通過編程語言建立設(shè)計(jì)對(duì)象的數(shù)學(xué)模型；其二是利用系統(tǒng)提供的特征設(shè)計(jì)表達(dá)式驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)建模；其三是使用骨架模型（Pro/E）等技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的Top-Down參數(shù)化設(shè)計(jì)建模.骨架模型可較好地支持設(shè)計(jì)流程和傳遞設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，便于維持結(jié)構(gòu)信息模型的一致性.

基于骨架模型的Top-Down參數(shù)化建模的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)對(duì)象的模塊化分解及設(shè)計(jì)參數(shù)的層次化定義，即由產(chǎn)品到部件到零件再到特征逐層分解設(shè)計(jì)對(duì)象，分級(jí)建立骨架模型，再從頂部骨架模型傳遞數(shù)據(jù)給底部零件模型，從而保證設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的一致性.用Pro/E等軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上述過程的主要步驟包括：定義產(chǎn)品各層級(jí)的骨架參數(shù)―建立描述產(chǎn)品整體性能和部件性能的約束條件―構(gòu)建部件、零件的各類基準(zhǔn)―確定零部件結(jié)構(gòu)定形和定位尺寸的關(guān)系―選擇Sweep或CSG等方法生成三維模型.上述每一步驟均可根據(jù)需要設(shè)置參數(shù)，并通過骨架關(guān)系和幾何等功能在各層級(jí)模型間傳遞和共享數(shù)據(jù).

遵循Top-Down思想的參數(shù)化建模最終生成的是具備柔性特征的一族模型，用戶可以通過變更參數(shù)來修改設(shè)計(jì)意圖.參數(shù)化模型使得產(chǎn)品在設(shè)計(jì)初期（此時(shí)，零部件的形狀尺寸均具有一定模糊性）即可規(guī)劃零部件之間的位置關(guān)系及形狀特征，根據(jù)設(shè)計(jì)流程的推進(jìn)，通過控制參數(shù)快速有效地完成尺寸、基準(zhǔn)等設(shè)計(jì)要素的修改，以幾乎是全自動(dòng)的形式完成三維模型的生成，與此同時(shí)還能夠保持設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的一致性.顯然，Top-Down參數(shù)化設(shè)計(jì)建模方法具有傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法無法比擬的靈活性、高效率，以及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和模型修改的一致性.

1.2多平臺(tái)軟件無縫集成

Top-Down參數(shù)化設(shè)計(jì)建模的意義在于提供了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)快速表達(dá)方法，形成了設(shè)計(jì)信息的載體.復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品要求的性能設(shè)計(jì)優(yōu)化、復(fù)雜數(shù)據(jù)計(jì)算和管理等，則需要利用模型載體，集成多個(gè)軟件平臺(tái)共同完成，因而產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于多平臺(tái)軟件的高效集成.下面針對(duì)圖1所示的流程驅(qū)動(dòng)需求，討論圍繞產(chǎn)品研發(fā)目標(biāo)，使用Matlab， Ansys， Pro/E及Access等常用軟件系統(tǒng)完成產(chǎn)品規(guī)范計(jì)算、分析優(yōu)化、結(jié)構(gòu)建模、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理等功能的多平臺(tái)集成原理，以及接口實(shí)現(xiàn)等關(guān)鍵技術(shù)，從而將快速設(shè)計(jì)不可或缺的快速流程驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)計(jì)算、參數(shù)化優(yōu)化分析、Top-Down快速建模、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)規(guī)范管理融為一體，構(gòu)建高效實(shí)用的多平臺(tái)快速設(shè)計(jì)方法和軟件系統(tǒng).

1.2.1規(guī)范計(jì)算

規(guī)范計(jì)算的主要任務(wù)是獲取初步正確的產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)，滿足工程理論和規(guī)范意義上的基本設(shè)計(jì)要求.不同產(chǎn)品的規(guī)范計(jì)算必須嚴(yán)格按照對(duì)應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算規(guī)范進(jìn)行，如GB/T 3811―2008（《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》）就是工程機(jī)械中塔機(jī)規(guī)范計(jì)算的依據(jù)之一.

規(guī)范計(jì)算通常使用的Matlab以工具箱形式提供功能豐富的計(jì)算函數(shù)庫，使得產(chǎn)品開發(fā)人員無需研究具體的算法結(jié)構(gòu)以及求解機(jī)理，通過簡單的程序語句就可以調(diào)用函數(shù)，完成指定的工程計(jì)算[8]，或借助于API（應(yīng)用程序接口）與其他應(yīng)用程序建立客戶/服務(wù)器（C/S）關(guān)系.

VC++與Matlab混合編程主要有如下幾種方式：1）通過Matlab Engine方式；2）調(diào)用Matlab的C/C++函數(shù)庫；3）用Matlab自帶的Compiler編譯器；4）使用Matlab的Combuilder工具；5）使用Matcom工具等[9].下面以Compiler工具為例討論C/S結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，如圖2所示.

如圖2所示，以Matlab或MCRInstaller作為服務(wù)端， 由VC++開發(fā)的應(yīng)用程序作為客戶端，通過Matlab提供的Compiler工具將規(guī)范計(jì)算函數(shù)編譯為.dll，.lib，.h等文件（使用mcc命令），供客戶端程序調(diào)用.通常是先依據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求將規(guī)范計(jì)算分為若干模塊，定義模塊的接口參數(shù)作為規(guī)范計(jì)算函數(shù)的調(diào)用參數(shù)，形成滿足產(chǎn)品規(guī)范計(jì)算要求的專業(yè)計(jì)算函數(shù)庫，供客戶端程序根據(jù)快速設(shè)計(jì)要求隨時(shí)調(diào)用.

1.2.2分析優(yōu)化

在規(guī)范計(jì)算基礎(chǔ)之上進(jìn)一步進(jìn)行產(chǎn)品關(guān)鍵參數(shù)的分析優(yōu)化，是提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量、降低成本的關(guān)鍵途徑，已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)必不可少的步驟.基于數(shù)值計(jì)算發(fā)展起來的分析優(yōu)化方法和軟件技術(shù)是機(jī)械產(chǎn)品快速優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ).

ANSYS提供的二次開發(fā)途徑有參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL（Ansys Parametric Design Language）、用戶圖形界面設(shè)計(jì)語言UIDL（User Interface Design Language）、用戶可編程特征UPFS（User Programmable Features）等[10].其中，APDL是一種通用性強(qiáng)、功能強(qiáng)大的參數(shù)化有限元建模和分析語言，APDL模型可以讀取規(guī)范計(jì)算的結(jié)果生成參數(shù)化有限元模型，并完成有限元分析和參數(shù)優(yōu)化，還可以向骨架模型傳遞數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)模型自動(dòng)生成，是特別適用于產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)的產(chǎn)品一致性建模、分析和流程驅(qū)動(dòng)的工具.

依據(jù)產(chǎn)品規(guī)范計(jì)算所得結(jié)構(gòu)參數(shù)快速建立參數(shù)化有限元模型的第一步是實(shí)現(xiàn)兩者之間的數(shù)據(jù)傳遞.鑒于ANSYS沒有提供C++程序接口和API函數(shù)，圖3給出了基于VC++開發(fā)的Win32應(yīng)用程序與ANSYS集成通信的解決方案.具體做法， 其一是建立以規(guī)范計(jì)算結(jié)果為輸入，以關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)為分析對(duì)象的APDL參數(shù)化有限元優(yōu)化模型；其二是在VC++中創(chuàng)建進(jìn)程，后臺(tái)運(yùn)行ANSYS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存共享；其三是以APDL模型文件及.opt優(yōu)化結(jié)果文件等為操作對(duì)象，將進(jìn)程創(chuàng)建、文件讀寫等操作以類成員函數(shù)的形式進(jìn)行封裝，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化參數(shù)的傳遞和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的交換.

1.2.3參數(shù)化模型驅(qū)動(dòng)

利用分析優(yōu)化所得結(jié)果快速生成設(shè)計(jì)對(duì)象三維模型的關(guān)鍵在于結(jié)構(gòu)優(yōu)化參數(shù)對(duì)CAD/CAM參數(shù)化模型的直接驅(qū)動(dòng)，如果后者是一致性Top-Down參數(shù)化模型，將獲得最佳的建模效率和質(zhì)量.

Pro/E異步模式下的二次開發(fā)技術(shù)無需前臺(tái)運(yùn)行系統(tǒng)即可以參數(shù)驅(qū)動(dòng)骨架模型的重建，從而大大提高設(shè)計(jì)效率[11-12].下面以Pro/Toolkit開發(fā)技術(shù)為例講述參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型驅(qū)動(dòng)過程.基于.NET和VS2010平臺(tái)的Pro/E異步開發(fā)模式的基本流程如圖4所示.

1.2.4設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)面向全設(shè)計(jì)流程的設(shè)計(jì)語義及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)流在設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生中間數(shù)據(jù)文件或結(jié)果數(shù)據(jù)文件的過程.數(shù)據(jù)流代表系統(tǒng)中流動(dòng)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)則反映系統(tǒng)中相對(duì)靜止的數(shù)據(jù).數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制的選擇與數(shù)據(jù)的讀寫效率、數(shù)據(jù)與工程語義的一致性、數(shù)據(jù)可重用性等密切相關(guān)，是產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)必須解決的關(guān)鍵問題之一.

大型機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)參數(shù)眾多且相互關(guān)聯(lián)，采用數(shù)據(jù)庫尤其是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是較好的選擇.以Access數(shù)據(jù)庫為例討論相關(guān)技術(shù).

常用的數(shù)據(jù)庫接口技術(shù)有ODBC（Open Database Connectivity，開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)）、DAO（Data Access Object，數(shù)據(jù)訪問對(duì)象）、RDO（Remote Data Objects，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)對(duì)象）、OLE DB（Object Linking and Embedding， Database，對(duì)象連接嵌入數(shù)據(jù)庫）、ADO（ActiveX Data Object，活動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)象）等.其中ADO是基于OLE DB數(shù)據(jù)訪問模式的高層接口，是ODBC， DAO， RDO三種方式的擴(kuò)展，因其簡單易用、運(yùn)行效率高、可擴(kuò)展性好等優(yōu)勢而備受青睞.

ADO是Microsoft提供的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)訪問接口，主要由3個(gè)對(duì)象成員Connection，Command，Recordset，以及Properties，Errors，F(xiàn)ields，Parameters等集合對(duì)象組成.圖5描述了VC++利用ADO模型對(duì)象的智能指針訪問Access數(shù)據(jù)庫的基本方法，具體包含如下步驟：

1）初始化COM環(huán)境，導(dǎo)入ADO庫；

2）創(chuàng)建ADO對(duì)象并連接數(shù)據(jù)庫；

3）利用ADO對(duì)象執(zhí)行SQL命令；

4）關(guān)閉連接并釋放對(duì)象.

在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)產(chǎn)品具體的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)視圖等對(duì)ADO對(duì)象的底層操作進(jìn)行封裝，屏蔽實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，精簡代碼，以方便快速調(diào)用.

1.3數(shù)據(jù)模型規(guī)劃

所謂數(shù)據(jù)模型規(guī)劃是通過對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的事與物主要特征的分析、抽象，為信息系統(tǒng)的實(shí)施提供數(shù)據(jù)存取的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的操作[13].數(shù)據(jù)模型規(guī)劃的合理與否，關(guān)系到數(shù)據(jù)冗余度大小、一致性高低及傳遞效率等，是快速設(shè)計(jì)技術(shù)的重要環(huán)節(jié).

數(shù)據(jù)模型的規(guī)劃方法如下：

1） 將對(duì)象抽象為實(shí)體，確定實(shí)體屬性及關(guān)系，建立概念模型；

2） 依據(jù)范式理論等標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，將概念模型轉(zhuǎn)化為邏輯模型；

3）將邏輯模型轉(zhuǎn)化為物理模型.

設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)大致可分為3類，即標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)、結(jié)果數(shù)據(jù).型材數(shù)據(jù)屬于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，如規(guī)劃方鋼的型材數(shù)據(jù)模型可以首先將方鋼抽象為一個(gè)材料實(shí)體，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，方鋼包含邊長、壁厚、理論重量、截面面積、慣性矩、慣性半徑等屬性，其概念模型可采用圖6所示的E-R圖描述.

由于材料與設(shè)計(jì)過程相對(duì)獨(dú)立，材料實(shí)體與其他實(shí)體間不存在“關(guān)系”，所以方鋼的實(shí)體屬性即為邏輯模型屬性：

方鋼（邊長，壁厚，慣性矩，慣性半徑，理論重量，截面面積），下劃線表示方鋼邏輯模型的主鍵.

最后確定數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的記錄結(jié)構(gòu)，將邏輯模型轉(zhuǎn)化為物理模型：

1.4快速設(shè)計(jì)平臺(tái)軟件架構(gòu)

以規(guī)范計(jì)算、分析優(yōu)化、參數(shù)化模型驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)四大模塊為服務(wù)端，以VC++應(yīng)用程序模塊為客戶端構(gòu)成的產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)平臺(tái)Client/Server軟件架構(gòu)如圖7所示.

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)語義存儲(chǔ)于服務(wù)端，設(shè)計(jì)行為由人機(jī)用戶界面、各類接口配合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法控制.

產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)在于構(gòu)建規(guī)范計(jì)算、分析優(yōu)化、參數(shù)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等模型，核心在于規(guī)劃一致性產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)處理方法，關(guān)鍵在于多平臺(tái)集成技術(shù).通過合理的數(shù)據(jù)模型規(guī)劃、面向?qū)ο蟮慕涌谠O(shè)計(jì)以及高效可靠的軟件平臺(tái)集成，使各個(gè)部分統(tǒng)一協(xié)調(diào)運(yùn)行，有效驅(qū)動(dòng)快速設(shè)計(jì)流程，高質(zhì)量、高效率地完成產(chǎn)品研發(fā).

2塔式起重機(jī)快速優(yōu)化設(shè)計(jì)

塔式起重機(jī)（簡稱塔機(jī)）是一種應(yīng)用廣泛的大型建筑施工機(jī)械.塔機(jī)工作空域廣，運(yùn)行環(huán)境和工況復(fù)雜，對(duì)安全性、穩(wěn)定性和可靠性要求都很高，是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型機(jī)電一體化產(chǎn)品.設(shè)計(jì)過程復(fù)雜、開發(fā)周期長、難以獲得技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性均佳的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案是塔機(jī)研發(fā)面臨的主要問題，因此，特別需要一種專業(yè)化的塔機(jī)快速設(shè)計(jì)方法和軟件平臺(tái).本文遵照塔機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，以降低成本為目標(biāo)，以安全性、穩(wěn)定性和可靠性為約束條件，以塔機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，以一致性產(chǎn)品信息模型和全設(shè)計(jì)流程原理和前述快速設(shè)計(jì)方法為基礎(chǔ)，開發(fā)了如圖8所示集規(guī)范計(jì)算、分析優(yōu)化、一致性骨架模型驅(qū)動(dòng)三維建模及二維圖紙生成于一體的塔機(jī)快速設(shè)計(jì)平臺(tái)，并成功應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)際.

2.1塔機(jī)規(guī)范計(jì)算

塔機(jī)快速設(shè)計(jì)的初始參數(shù)是用戶的QR曲線、起重臂和平衡臂長度、臂尖吊重、最大吊重、噸米級(jí)等基本參數(shù)，通過如圖9所示界面輸入.圖中按鈕1～5對(duì)應(yīng)于起重臂、平衡臂、塔帽（包括回轉(zhuǎn)塔身、回轉(zhuǎn)總成）、爬升套架、塔身的規(guī)范計(jì)算.

如起重臂重量規(guī)范計(jì)算步驟如下：

1）根據(jù)GB/T 3811―2008編寫起重臂重量計(jì)算的Matlab函數(shù)BoomWeight.m，輸入?yún)?shù)為各臂節(jié)長度及型材規(guī)格，如圖10所示；

2）編譯，運(yùn)行mcc-W cpplib： libBoomWeight-T link：libBoomWeight.m命令，生成對(duì)應(yīng)的libBoomWeight.h， libBoomWeight.lib和libBoomWeight.dll等文件，保存在產(chǎn)品工程目錄下；

3）對(duì)BoomWeight原函數(shù)進(jìn)行封裝.需注意，調(diào)用DLL中的封裝函數(shù)之前需先調(diào)用libBoomWeight Initialize進(jìn)行初始化，封裝完成后要調(diào)用libBoom WeightTerminate終止進(jìn)程.

塔機(jī)規(guī)范計(jì)算模塊的輸出包含初始設(shè)計(jì)參數(shù)及計(jì)算結(jié)果.如由圖9和圖10等界面輸入的設(shè)計(jì)參數(shù)，以及如表1所示的各類設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，均以規(guī)定的格式寫入塔機(jī)規(guī)范計(jì)算說明書，并傳遞給接口類中定義的數(shù)據(jù)模型變量，作為下一步分析優(yōu)化的輸入.

2.2塔機(jī)分析優(yōu)化

以規(guī)范計(jì)算模塊的輸出數(shù)據(jù)作為塔機(jī)APDL參數(shù)化有限元模型的輸入?yún)?shù)，進(jìn)一步進(jìn)行塔機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì).如塔機(jī)的輕量化設(shè)計(jì)步驟如下：

其一是確定最危險(xiǎn)的3種工況：臂尖承受額定吊重、跨中承受額定吊重、最大額定吊重的最大幅度處的最大吊重，以及自重、起升載荷、回轉(zhuǎn)起動(dòng)慣性載荷以及風(fēng)載荷等.其二是用APDL命令流建立塔機(jī)參數(shù)化有限元分析模型：鋼結(jié)構(gòu)采用BEAM188梁單元模擬；拉桿采用LINK8桿單元模擬；平衡臂、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)等集中質(zhì)量，通過在相應(yīng)位置處施加MASS21質(zhì)量單元進(jìn)行模擬，并與梁單元進(jìn)行耦合；塔身基礎(chǔ)節(jié)與混凝土基礎(chǔ)連接的4個(gè)約束點(diǎn)處采用固定約束[14].整機(jī)APDL模型總共生成節(jié)點(diǎn)577個(gè)，單元1 273個(gè)，建立的塔機(jī)參數(shù)化有限元模型如圖11所示.

然后針對(duì)3種危險(xiǎn)工況下的載荷、約束及邊界條件分別構(gòu)建APDL分析優(yōu)化程序（如以等強(qiáng)度設(shè)計(jì)為目標(biāo)，調(diào)用ANSYS提供的XXXX優(yōu)化算法，求取型材的最佳橫截面等），并對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行合理分組以保證計(jì)算結(jié)果收斂 [15].最后根據(jù)參數(shù)分組及規(guī)范計(jì)算的輸出自動(dòng)修改分析文件，并以ANSYS安裝目錄下的Ansys121.exe（ANSYS 12.1版本）為參數(shù)調(diào)用函數(shù)CreateProcess，創(chuàng)建Ansys進(jìn)程，運(yùn)行對(duì)應(yīng)的APDL文件，最終將結(jié)果數(shù)據(jù)傳遞給接口類中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型變量.

2.3塔機(jī)參數(shù)化骨架建模及二維圖紙生成

塔機(jī)快速設(shè)計(jì)平臺(tái)采用一致性參數(shù)化建模技術(shù)建立了塔機(jī)各部分的骨架模型，并測試了這些模型的準(zhǔn)確性、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可傳遞性和模型可再生性等性能，確?？梢詫?shí)現(xiàn)塔機(jī)的Top-Down參數(shù)化建模.進(jìn)一步以ANSYS優(yōu)化所得結(jié)構(gòu)參數(shù)作為輸入，調(diào)用Pro/E命令驅(qū)動(dòng)塔機(jī)骨架模型自動(dòng)生成三維模型及二維圖紙.實(shí)現(xiàn)步驟如下（以起重臂拉桿為例）：

1）OpenSkeletonModelFile（“E：＼＼＼＼Model ＼＼＼＼QZB_LG.prt”）；//將此模型（含路徑）載入內(nèi)存.

2）ModifyParameter（ d， "QZB_LG_ D"）；//修改模型對(duì)應(yīng)參數(shù)（d為尺寸值，QZB_LG_D為對(duì)應(yīng)參數(shù)化模型變量）.

3）RefreshParameter（“E：＼＼＼＼Model＼＼＼＼ QZB_LG.prt”）；//驅(qū)動(dòng)模型再生.

4）SaveSkeletonModelFile（）；//保存再生后模型.

此處，為方便用戶調(diào)用，已將Pro/E底層函數(shù)進(jìn)行封裝，使得用戶在不了解函數(shù)細(xì)節(jié)的情況下也可完成模型更改和再生.

二維工程圖生成模塊采用批量轉(zhuǎn)換技術(shù)，解決塔機(jī)零部件數(shù)量多、轉(zhuǎn)換工作量大的問題.調(diào)用ProDrawingFromTmpltCreate等函數(shù)，將參數(shù)化骨架模型生成對(duì)應(yīng)的二維圖模板，得到優(yōu)化數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的與三維模型一一對(duì)應(yīng)的二維工程圖，設(shè)置模板還可以完成對(duì)工程圖的標(biāo)注.

2.4快速設(shè)計(jì)結(jié)果分析

以市場公認(rèn)成功設(shè)計(jì)的某款60噸米級(jí)在用塔機(jī)產(chǎn)品作為測試驗(yàn)證對(duì)象，運(yùn)用上述快速設(shè)計(jì)平成同款塔機(jī)的設(shè)計(jì)，采用測試和理論分析相結(jié)合的方法對(duì)技術(shù)指標(biāo)逐項(xiàng)進(jìn)行對(duì)比分析.結(jié)果表明，采用快速設(shè)計(jì)方法大幅縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，塔機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸和材料分布得到了全面優(yōu)化，總重量降低了7%左右，在保證安全性、穩(wěn)定性、可靠性的前提下，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的輕量化設(shè)計(jì)，見表2.

上述測試分析結(jié)果表明，快速設(shè)計(jì)方法大幅縮短了塔機(jī)的設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比具有明顯的優(yōu)越性，受到塔機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的好評(píng).

3結(jié)論

本文針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)，提出了以一致性產(chǎn)品信息模型和全設(shè)計(jì)流程原理為基礎(chǔ)，以參數(shù)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型和有限元分析模型為數(shù)據(jù)載體，以集成化軟件平臺(tái)和接口技術(shù)為途徑的產(chǎn)品多平臺(tái)快速設(shè)計(jì)的新方法.該方法包括產(chǎn)品規(guī)范計(jì)算、APDL參數(shù)化有限元分析優(yōu)化、Top-Down參數(shù)化快速建模等步驟，以及數(shù)據(jù)模型規(guī)劃與存儲(chǔ)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳遞和共享、軟件架構(gòu)和接口技術(shù)等，構(gòu)成了完整的多平臺(tái)快速設(shè)計(jì)軟件集成技術(shù).最后，將本文研究的方法應(yīng)用于塔式起重機(jī)的研發(fā)中，研制了塔機(jī)快速優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)，并通過設(shè)計(jì)實(shí)例驗(yàn)證了本文提出的多平臺(tái)產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)方法的優(yōu)越性.

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篇(5)

中國是世界上人口最多的國家，這樣就造成了我國的人均資源擁有量相對(duì)過小。我國在這樣一個(gè)人口與資源的巨大壓力之下要想國富民強(qiáng)，只有“可持續(xù)發(fā)展”這一條道路可以選擇。設(shè)計(jì)是制造能有效改善環(huán)境的產(chǎn)品的關(guān)鍵所在 。本文從思考分析高等藝術(shù)設(shè)計(jì)教育與可持續(xù)發(fā)展關(guān)系的入手，為高等藝術(shù)設(shè)計(jì)教育應(yīng)該如何更好的促進(jìn)中國的可持續(xù)發(fā)展提供了一些意見和建議。

［關(guān)鍵詞］

藝術(shù)設(shè)計(jì) 教育 綠色設(shè)計(jì) 可持續(xù)發(fā)展

可持續(xù)發(fā)展是在全球面臨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境三大問題的情況下，人類對(duì)自身的生產(chǎn)、生活行為的反思以及對(duì)現(xiàn)實(shí)與未來憂患的覺醒而提出的全新的人類發(fā)展觀。目前中國高校系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)計(jì)專業(yè)無論是工業(yè)設(shè)計(jì)、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)、還是服裝設(shè)計(jì)、裝飾設(shè)計(jì)，都因其專業(yè)特點(diǎn)而有可能站在可持續(xù)發(fā)展的觀念與技術(shù)的前沿。產(chǎn)品設(shè)計(jì)是產(chǎn)品生產(chǎn)的第一環(huán)節(jié)，因此可以說設(shè)計(jì)的理念直接決定了生產(chǎn)的理念。如何在高等藝術(shù)設(shè)計(jì)教育貫穿可持續(xù)發(fā)展理念和秉持綠色設(shè)計(jì)原則，將關(guān)系到培養(yǎng)出來的設(shè)計(jì)師如何將這些理念融入運(yùn)用到以后的實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)之中。高等藝術(shù)設(shè)計(jì)教育對(duì)于可持續(xù)發(fā)展有著舉足輕重的意義。

一、高等藝術(shù)設(shè)計(jì)教育應(yīng)建立在可持續(xù)發(fā)展觀念的基礎(chǔ)之上

在以可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)的新經(jīng)濟(jì)觀念中，所有的生產(chǎn)模式都應(yīng)該遵循 “3R原則 ”，即減量化、再使用、再循環(huán)。減量化原則（reduce）要求產(chǎn)品生產(chǎn)過程中將原料與能耗降至最低；再使用原則（reuse）要求產(chǎn)品的成品形式可以重復(fù)使用，例如可用作餐具的包裝設(shè)計(jì)，盡量減少一次性用品的泛濫造成的垃圾污染。再循環(huán)原則（recycle）要求產(chǎn)品在完成使用功能后可以重新成為原料而非不可降解的垃圾。上述原則應(yīng)該成為我們現(xiàn)時(shí)藝術(shù)設(shè)計(jì)教育的基本原則，即以最低的消耗謀取最高的價(jià)值；以最簡單的方式滿足盡可能多的功能。然而，通觀我國當(dāng)今的高校設(shè)計(jì)教育，幾乎沒有在大綱中把可持續(xù)發(fā)展作為基本觀念制定其中，更逞論專門的課程設(shè)置。在這種觀念缺失的情況下，藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)科的學(xué)生在受教育的過程中失去了在奠定專業(yè)基礎(chǔ)的同時(shí)接受先進(jìn)觀念的寶貴機(jī)會(huì)。這是教育者的嚴(yán)重失誤，社會(huì)的重大損失。在當(dāng)今大力提倡素質(zhì)教育的氛圍中，具有什么樣的生態(tài)觀、對(duì)環(huán)境問題持什么態(tài)度、行為方式如何、是基本素質(zhì)問題，是價(jià)值觀的問題。高校設(shè)計(jì)教育則是直接培養(yǎng)設(shè)計(jì)師的場所，影響的不僅僅是在校的學(xué)生，更影響到整個(gè)消費(fèi)市場，影響今后的幾代人，其重要性不言而喻。當(dāng)今，我國的環(huán)境問題已到了十分嚴(yán)峻和危險(xiǎn)的程度，可持續(xù)發(fā)展作為國策已被提到議事日程上，作為可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)問題的環(huán)境保護(hù)問題也已日益被人們認(rèn)識(shí)。作為培養(yǎng)設(shè)計(jì)人才的高等藝術(shù)設(shè)計(jì)教育必須肩負(fù)起這一重大歷史使命，將可持續(xù)發(fā)展觀和環(huán)境保護(hù)意識(shí)化分散滲透到相關(guān)的課程環(huán)節(jié)之中灌輸給學(xué)生，讓這些觀念與專業(yè)知識(shí)緊密結(jié)合。使他們今后能夠擔(dān)負(fù)起促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、推動(dòng)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境發(fā)展的重責(zé)，并且在今后的設(shè)計(jì)工作中時(shí)刻將追求經(jīng)濟(jì)效益同追求社會(huì)效益和環(huán)境效益統(tǒng)一起來，不斷的推動(dòng)我國的產(chǎn)業(yè)升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展。

二、 我國高等藝術(shù)設(shè)計(jì)教育應(yīng)大力提倡和發(fā)展綠色設(shè)計(jì)

2.1 綠色設(shè)計(jì)的含義

綠色設(shè)計(jì)（Green Design）也稱生態(tài)設(shè)計(jì)（Ecological Design），環(huán)境設(shè)計(jì)（Design for Environment），環(huán)境意識(shí)設(shè)計(jì)（Environment Conscious Design）。在產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)，著重考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性（可拆卸性，可回收性、可維護(hù)性、可重復(fù)利用性等）并將其作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在滿足環(huán)境目標(biāo)要求的同時(shí)，保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能、使用壽命、質(zhì)量等要求。綠色設(shè)計(jì)的原則被公認(rèn)為“3R”的原則，即Reduce，Reuse，Recycle，減少環(huán)境污染、減小能源消耗，產(chǎn)品和零部件的回收再生循環(huán)或者重新利用。（如圖1所示）

綠色設(shè)計(jì)作為以節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境為產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念，強(qiáng)調(diào)人與自然的和諧共存，受到越來越多制造企業(yè)的重視。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)方面除了要考慮產(chǎn)品的外觀和功能，也要從綠色環(huán)保入手，要從對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)任的角度去理解一個(gè)綠色環(huán)保、安全節(jié)能的設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)社會(huì)的影響。我國要堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展的道路，必然要充實(shí)綠色設(shè)計(jì)理論、完善綠色設(shè)計(jì)體系、順應(yīng)綠色設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。

2.2 綠色設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)，歸結(jié)起來就是使新產(chǎn)品的整個(gè)生命周期做到3R原則。對(duì)與這些需要有細(xì)節(jié)的解決方案，要求設(shè)計(jì)師將設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在用一種更為簡潔、經(jīng)典、大方的產(chǎn)品造型樣式使產(chǎn)品盡可能地延長使用壽命，綠色設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)盡量減少無謂的原料消耗，重視再生材料使用的原則對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)外觀也產(chǎn)生了重大影響。實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)要依賴以下幾個(gè)環(huán)節(jié)。（如圖2所示）

從圖2中，我們不難發(fā)現(xiàn)，要實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師們需對(duì)產(chǎn)品的材料、包裝、結(jié)構(gòu)、能耗和設(shè)計(jì)過程各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行通盤考慮。設(shè)計(jì)師們必須在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的每一個(gè)環(huán)節(jié)都要將綠色、環(huán)保的概念融入其中。綠色材料設(shè)計(jì)就是指在滿足一般功能要求的前提下，使用良好的環(huán)境兼容性的材料。盡量使用綠色環(huán)保性材料，避免選用有毒、有害和有輻射特性的材料；簡化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的表面工藝；盡量使用單一的材料類型；使用的材料要盡可能的具有可回收性，易于再利用、回收、再制造或易于降解。而綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在綠色設(shè)計(jì)中占有著極重要的地位，直接關(guān)系到產(chǎn)品的長壽命及可回收利用性。綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除滿足普通產(chǎn)品的基本要求外，主要考慮的是結(jié)構(gòu)的易拆卸性與可回收性。綠色能耗設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能、工藝或利用新技術(shù)、新理論使產(chǎn)品在使用過程中消耗能量最少，能量損失最少。工業(yè)產(chǎn)品的高效節(jié)能也是環(huán)境保護(hù)的重要一環(huán)，減少能源，消耗即意味著減少對(duì)環(huán)境的污染?，F(xiàn)在，越來越多的人都在關(guān)注產(chǎn)品的使用過程中所消耗的資源及其給環(huán)境帶來的負(fù)擔(dān)。因此，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，對(duì)其使用造成的能源消耗問題應(yīng)給予足夠的重視。綠色包裝是指符合環(huán)保要求的包裝。所以綠色包裝設(shè)計(jì)首先要求用料要節(jié)約資源，力求減少廢棄物量，用后易于回收、重復(fù)使用或再生為其他有用之材。其次是焚燒時(shí)可回收熱能，不會(huì)產(chǎn)生毒害性氣體，填埋時(shí)少占用土地并能自然降解。綠色制造過程設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代化制造模式，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，對(duì)環(huán)境的影響最小，資源利用率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。綜上所述，綠色設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)有賴于設(shè)計(jì)師在產(chǎn)品開發(fā)過程中，由以前的一味地關(guān)心產(chǎn)品的創(chuàng)意和造型轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾暛h(huán)境意識(shí)，考慮產(chǎn)品本身是否對(duì)環(huán)境造成污染和危害，成本能否十足的低廉等等。從長遠(yuǎn)的角度看，綠色設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)人類社會(huì)的貢獻(xiàn)和影響都將是不可估量的。

2.3 我國高等藝術(shù)設(shè)計(jì)教育如何幫助實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)

要實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)，毫無疑問對(duì)藝術(shù)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，藝術(shù)設(shè)計(jì)不但是要關(guān)注那些直接與人的個(gè)性、 需求和興趣相關(guān)的因素，還必須考慮生產(chǎn)技術(shù)、制造要求、市場信息等以及社會(huì)、環(huán)境的現(xiàn)實(shí)要求。因此，我們高等藝術(shù)設(shè)計(jì)教育必須要開設(shè)與之相關(guān)的更多課程來引導(dǎo)和傳授學(xué)生們這方面的觀念、知識(shí)和技能。

筆者以為，首先應(yīng)該在我國高校藝術(shù)設(shè)計(jì)教育中開設(shè)關(guān)于綠色設(shè)計(jì)的理論課程。以生動(dòng)、豐富的案例貫穿于學(xué)習(xí)當(dāng)中，甚至還可以把那些對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)造成極大浪費(fèi)和視覺污染的不良設(shè)計(jì)作品作為反面案例給學(xué)生看，讓學(xué)生可以深刻了解綠色設(shè)計(jì)的重要性，將“綠色意識(shí)”深深的植入他們腦中。

其次，開設(shè)關(guān)于介紹綠色貿(mào)易壁壘，諸如國際和區(qū)域性的環(huán)保公約、國別環(huán)保法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)和檢疫要求、綠色包裝與標(biāo)簽要求、ISO14000環(huán)境管理體系和環(huán)境標(biāo)志等自愿性措施、生產(chǎn)和加工方法及環(huán)境成本內(nèi)在化要求等相關(guān)政策措施和法律知識(shí)的相關(guān)課程。讓學(xué)生們可以了解國際上對(duì)綠色產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和要求，進(jìn)而在以后的學(xué)習(xí)和工作中，設(shè)計(jì)制造出符合國際標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)綠色產(chǎn)品，而不至于使得我們的產(chǎn)品在國際的綠色壁壘面前無所適從，屢屢碰壁。

最后，還應(yīng)增設(shè)大量與材料、造型、能耗、工藝、制造等相關(guān)的交叉學(xué)科的理論課程和實(shí)踐課程。使學(xué)生可以通過對(duì)這些方面和環(huán)節(jié)的了解和研究，掌握必要的科技知識(shí)，真正理解外觀符合功能的設(shè)計(jì)的意義，在將來設(shè)計(jì)出既美觀和實(shí)用又節(jié)能和環(huán)保的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

三、 小結(jié)

藝術(shù)設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)的民族化與國際化、在傳承民族文化與創(chuàng)新發(fā)展等一系列問題上的思考，都使得藝術(shù)設(shè)計(jì)教育面臨挑戰(zhàn)與機(jī)遇，人文精神的熏陶、 商業(yè)意識(shí)的培養(yǎng)、 技術(shù)層面的支持、創(chuàng)新思維的塑造與多學(xué)科知識(shí)的交叉將作為新時(shí)代藝術(shù)設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)的目標(biāo)，我們才能夠兼顧資源、環(huán)境等因素的同時(shí)，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展要求，促進(jìn)良性生產(chǎn)及消費(fèi)，調(diào)節(jié)人與自然、人與社會(huì)、人與人之間關(guān)系，實(shí)現(xiàn)社會(huì)發(fā)展的活力和持久生命力。

參考文獻(xiàn)：

篇(6)

[關(guān)鍵詞] 機(jī)械系統(tǒng) 人機(jī)界面 優(yōu)化設(shè)計(jì)

人機(jī)界面的內(nèi)容較多，研究人機(jī)界面對(duì)體統(tǒng)運(yùn)作功效和操作人員身心健康的影響存在一定的難度。到目前為止，國內(nèi)外人機(jī)界面優(yōu)化方法仍不完善。由于人機(jī)界面設(shè)計(jì)中個(gè)元部件幾何未知的布置非常重要。所以優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面至關(guān)重要。

一、機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面概述

機(jī)械系統(tǒng)的人機(jī)界面值得是操作人員和機(jī)器之間相互作用的區(qū)域，是人機(jī)之間傳送信息的媒介。他主要包括三部分，機(jī)器顯示器與人的信息通道的界面，機(jī)上操作器與人的運(yùn)動(dòng)器官的的界面，人機(jī)系統(tǒng)與環(huán)境之間的界面。機(jī)器的構(gòu)成有其自身的規(guī)律，操作環(huán)境或生活環(huán)境也會(huì)因個(gè)各種因素在空間和時(shí)間上受到某種限制，如經(jīng)濟(jì)上的可行性，技術(shù)上的可能性，機(jī)器本身性能要求的條件，以及使用機(jī)器時(shí)的外界環(huán)境條件等。為了適應(yīng)這些情況，就要求對(duì)人的因素予以限制和訓(xùn)練，盡量發(fā)揮人的因素有一定可塑性的特點(diǎn)，讓人去適應(yīng)機(jī)器的要求，以保證人機(jī)系統(tǒng)具有最佳效果。其實(shí)人機(jī)界面除上述硬件設(shè)備外，還應(yīng)該包括操作規(guī)程，維護(hù)手冊(cè)的等。也有人將上述人機(jī)界面稱為硬件，而將人與計(jì)算機(jī)組成的人機(jī)界面稱為軟件人機(jī)界面。

二、機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面構(gòu)成要素

機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)包含多重因素。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)得基本原理和機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)原則，借鑒一般機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，可以認(rèn)為機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面的構(gòu)成要素主要包括，人體、工作臺(tái)、視覺元件、受控操縱元件、腳控操作元件、工作座椅等。

人機(jī)功能：人機(jī)功能分配是人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要一環(huán)，其目的是根據(jù)系統(tǒng)工作要求，使人機(jī)系統(tǒng)可靠、有效的發(fā)揮作用，達(dá)到人與機(jī)器的最佳配合。人機(jī)功能分配，必須參照人和機(jī)器各自的功能特點(diǎn)。但是，功能分配的基本策略則應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況把系統(tǒng)的操作看作一個(gè)整體，同時(shí)也應(yīng)注意為操作人員創(chuàng)造一個(gè)有意義、有激勵(lì)、富有挑戰(zhàn)性的工作情景。

人機(jī)界面：人與機(jī)器發(fā)生作用的交界面稱為人機(jī)界面。對(duì)它的研究是人機(jī)系統(tǒng)研究的核心內(nèi)容。人機(jī)界面通常可以分成機(jī)器顯示器和人的感覺器官(眼、耳、鼻等)之間，以及人的效應(yīng)器官（手、足等）和機(jī)器控制器之間兩種界面。人與機(jī)之間的信息溝通是在人機(jī)界面上實(shí)現(xiàn)的（見圖）。人的感覺器官接收已轉(zhuǎn)換成某種標(biāo)志或圖像形式的機(jī)器加工過程，或被控對(duì)象狀態(tài)的信息，并傳遞到大腦。大腦對(duì)已感知到的各種信息進(jìn)行加工、解釋,轉(zhuǎn)化為實(shí)際狀態(tài)的信息,并把它與預(yù)期的結(jié)果進(jìn)行比較、分析、作出決策,發(fā)出指令信息。根據(jù)這些指令,效應(yīng)器官作用于機(jī)器控制器,將人的輸出信息轉(zhuǎn)換成機(jī)器的輸入信息。機(jī)器對(duì)輸入信息進(jìn)行加工，并通過顯示器將機(jī)器加工過的信息作用于人。這樣，操作人員就可以不斷地對(duì)機(jī)器工作狀態(tài)加以調(diào)整、控制，最終完成一定的系統(tǒng)功能。

顯示器：顯示器是人機(jī)界面的重要組成部分，其功能是向人提供各種有關(guān)的信息。顯示器一般可分為視覺、聽覺、觸覺和嗅覺等顯示器。

控制器：控制器是人機(jī)界面中另一個(gè)重要組成部分，其功能是將人的有關(guān)控制信息傳遞給機(jī)器。最常見的控制器是手、足控制器和言語控制器。

三、機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面優(yōu)化方法

人機(jī)工程學(xué)的研究廣泛采用了人體科學(xué)和生命科學(xué)等相關(guān)科學(xué)的研究方法及手段，也采取了系統(tǒng)工程、控制理論、統(tǒng)計(jì)學(xué)等其它學(xué)科的一些研究方法，而且本學(xué)科的研究也建立了一些獨(dú)特的新方法，以探討人、機(jī)、環(huán)境要素間復(fù)雜的關(guān)系問題。這些方法中包括：測量人體各部分靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)：調(diào)查、詢問或直接觀察人在作業(yè)時(shí)的行為和反應(yīng)特征：對(duì)時(shí)間和動(dòng)作的分析研究；測量人在作業(yè)前后以及作業(yè)過程中的心理狀態(tài)和各種生理指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化；觀察和分析作業(yè)過程和工藝流程中存在的問題；分析差錯(cuò)和意外事故的原因：進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)或用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)：運(yùn)用數(shù)字和統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法找出各變數(shù)之間的相互關(guān)系，以便從中得出正確的結(jié)論或發(fā)展成有關(guān)理論。

目前常育的研究方法有：

a觀察法：為研究系統(tǒng)中人機(jī)的工作狀態(tài)，常采用備種各樣的觀察方法，如工人操作動(dòng)作的分析、功能分析和工藝流程分析等大都采用觀察法。

實(shí)測法：是一種借助于機(jī)器設(shè)備進(jìn)行實(shí)際測量的方法。例如對(duì)人體靜態(tài)和動(dòng)態(tài)參數(shù)的測量對(duì)系統(tǒng)參數(shù)及作業(yè)環(huán)境參數(shù)的測量等。

b實(shí)驗(yàn)法：它是當(dāng)實(shí)測法受到限制時(shí)采用的一種研究方法，一般在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行．但也可以在作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行，如為了獲得人對(duì)各種不同顯示儀表的認(rèn)讀速度和差錯(cuò)率的數(shù)據(jù)時(shí)，一股在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

c模擬和模型實(shí)驗(yàn)法：由于機(jī)器系統(tǒng)一般比較復(fù)雜，因而在進(jìn)行人機(jī)系統(tǒng)研究時(shí)常采用模擬的方法。模擬方法包括各種技術(shù)和裝置的模擬，如操作訓(xùn)練模擬器、機(jī)器模型以及各種人體模型等。

d計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真法：由于人機(jī)系統(tǒng)中的操作者是具有主觀意志的生命體，模擬和模型方法研究人機(jī)系統(tǒng)，往往不能完全反映系統(tǒng)中生命體的特征，其結(jié)果與實(shí)際相比必有一定誤差。數(shù)值仿真是在計(jì)算機(jī)上利用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真性實(shí)驗(yàn)研究，如人體動(dòng)作分析仿真等。在電子計(jì)算機(jī)的推動(dòng)下，最優(yōu)化理論與方法在經(jīng)濟(jì)計(jì)劃、工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、交通運(yùn)輸?shù)确矫娴玫搅藦V泛應(yīng)用，成為一門十分活躍的學(xué)科。將優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的范疇來說，大致可分為結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化、形狀優(yōu)化和拓?fù)鋬?yōu)化。產(chǎn)品設(shè)計(jì)首先要解決的是參數(shù)優(yōu)化，也是最早引入機(jī)械設(shè)計(jì)中的內(nèi)容之一。通過尋找最佳參數(shù)可以直接得到好的設(shè)計(jì)，它是在已定結(jié)構(gòu)方案、零部件結(jié)構(gòu)形狀和選擇材料下完成參數(shù)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。形狀優(yōu)化是在結(jié)構(gòu)類型、材料和布局已定條件下，對(duì)結(jié)構(gòu)幾何形狀進(jìn)行優(yōu)化，包括二維和三維的形狀優(yōu)化及與形狀有關(guān)的參數(shù)優(yōu)化，這是優(yōu)化設(shè)計(jì)的深化。而拓?fù)鋬?yōu)化是對(duì)結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件布局和節(jié)點(diǎn)的聯(lián)接關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化，即在外部設(shè)計(jì)要求下首先要從結(jié)構(gòu)方案、類型、布局等方面去尋優(yōu)，這是更高層次的優(yōu)化也是更富有創(chuàng)新的概念設(shè)計(jì)。從目前研究和應(yīng)用的成熟程度來看，形狀優(yōu)化的提出盡管已經(jīng)歷了近20多年，還處在研究和應(yīng)用探索階段。

e分析法：它是在上述各種方法中獲得了一定的資料和數(shù)據(jù)后采用的一種研究方法。目前人機(jī)工程學(xué)研究采用的分析法包括瞬間分析法、知覺與運(yùn)動(dòng)信息分析法、動(dòng)作負(fù)荷分析 法、頻率分析法、危象分析法和相關(guān)分析法。

f調(diào)查研究法：人機(jī)工程學(xué)專家采用各種調(diào)查研究方法來抽樣分析操作者或使用者的意見和建議。

參 考 文 獻(xiàn)

篇(7)

什么是綠色設(shè)計(jì)

“綠色設(shè)計(jì)”是20世紀(jì)80年代末開始出現(xiàn)的一股國際設(shè)計(jì)潮流，社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展的要求預(yù)示著“綠色設(shè)計(jì)”依然將是21世紀(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)之一?？偟膩碚f，綠色設(shè)計(jì)是以綠色技術(shù)為原則所進(jìn)行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，考慮對(duì)資源和環(huán)境的影響，即在產(chǎn)品及其生命周期全過程的設(shè)計(jì)中，著重考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性（可拆卸性、可回收性、可維護(hù)性、可重復(fù)利用性等），并將其作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在充分考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、開發(fā)周期和成本的同時(shí)，優(yōu)化各有關(guān)設(shè)計(jì)因素，使得產(chǎn)品及其制造過程對(duì)環(huán)境的總體影響和資源消耗減到最小。在滿足環(huán)境要求的同時(shí)，保證應(yīng)有的功能、使用壽命和質(zhì)量等。綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)生的背景主要是為了滿足綠色消費(fèi)的需求，同時(shí)也是可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，以及產(chǎn)品應(yīng)對(duì)日益激烈的市場競爭的需求。

簡單來說，綠色設(shè)計(jì)就是在質(zhì)量合格的前提下，產(chǎn)品高效節(jié)能而且在使用過程中不對(duì)人體和周圍環(huán)境造成傷害，在報(bào)廢后還可以回收利用。譬如，環(huán)保冰箱是指無CFC、節(jié)能和低噪聲達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品，彩電要求輻射低于0.07毫倫/小時(shí)，空調(diào)和洗衣機(jī)要節(jié)能和低噪聲，環(huán)保微波爐的指標(biāo)主要是指在距離微波爐外表面5cm和5cm以外的任何點(diǎn)，微波功率密度不得超過10W/m3。

國際經(jīng)濟(jì)專家認(rèn)為，幾年后，所有的產(chǎn)品都將進(jìn)入綠色設(shè)計(jì)家族，可回收、易拆卸，部件或整機(jī)可翻新和循環(huán)利用，綠色產(chǎn)品有可能成為世界主要商品市場的主導(dǎo)產(chǎn)品，而綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)也將成為工業(yè)生產(chǎn)行為的規(guī)范，如不實(shí)行綠色設(shè)計(jì)，產(chǎn)品進(jìn)入國際市場的資格將被取消。

綠色設(shè)計(jì)的要求

設(shè)計(jì)師是連接產(chǎn)品與消費(fèi)者之間的紐帶。他們能引導(dǎo)并改變?nèi)藗兪褂卯a(chǎn)品的方式，同時(shí)對(duì)這些產(chǎn)品和服務(wù)負(fù)有責(zé)任。綠色設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員將產(chǎn)品設(shè)計(jì)與環(huán)境保護(hù)融為一體，使產(chǎn)品從功能、材料上滿足環(huán)保要求，并與包裝材料的視覺效果及保護(hù)功能等方面結(jié)合起來。

而僅有這些又遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，開發(fā)人員在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品的過程中，還必須把產(chǎn)品回收方面的相關(guān)要求納入考慮之中，包括采用易于回收的材料及元器件、有利于產(chǎn)品拆解的組裝方式以及對(duì)所用的塑料部件加入塑料分類標(biāo)志等。

綠色設(shè)計(jì)的步驟往往十分繁復(fù)，業(yè)內(nèi)人士指出，綠色設(shè)計(jì)是門綜合的科學(xué)?！跋胍谠O(shè)計(jì)階段就考慮生態(tài)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)工程師們不但需要具備電子知識(shí)，而且在材料科學(xué)、構(gòu)造設(shè)計(jì)、化學(xué)和環(huán)境方面也要知識(shí)廣泛，大部分的設(shè)計(jì)師需要適應(yīng)新的思維方式，開始考慮為什么事情會(huì)這樣，并創(chuàng)造超越當(dāng)前的或占主導(dǎo)地位的設(shè)計(jì)方案，改進(jìn)、改革和創(chuàng)新技術(shù)以獲得持續(xù)發(fā)展。”

事實(shí)上，綠色設(shè)計(jì)很重要的一點(diǎn)就是要注重環(huán)境的可持續(xù)性，設(shè)計(jì)對(duì)環(huán)境的可持續(xù)性是非常重要的。設(shè)計(jì)人員要承擔(dān)起這個(gè)責(zé)任，建立起最美好的世界。 “目前，環(huán)境可持續(xù)性是一個(gè)很熱門的話題，同時(shí)也是設(shè)計(jì)師終身的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)界正在積極迎接這個(gè)挑戰(zhàn)?！?諾基亞首席設(shè)計(jì)師AlastairCurtis指出，“讓今天的產(chǎn)品更環(huán)保，有助于保持環(huán)境的可持續(xù)性，也是我們?cè)谠O(shè)計(jì)新產(chǎn)品中最重視的一個(gè)原則?！?/p>

環(huán)境的可持續(xù)性就是指產(chǎn)品設(shè)計(jì)要讓產(chǎn)品容易回收，“譬如我們銷售了幾億部手機(jī)，如何能更好地回收就是非常重要的問題，作為設(shè)計(jì)者也需要考慮這個(gè)問題。我們現(xiàn)在做的就是圍繞這樣的設(shè)計(jì)概念提出一系列的問題。我們要讓手機(jī)能夠回收、重新再使用、使它能夠升級(jí)，我們要把產(chǎn)品用不同的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)?！?AlastairCurtis說，這里要考慮的還有生態(tài)材料的應(yīng)用，要考慮可回收的手機(jī)要如何設(shè)計(jì)。除了回收的問題，還要讓人們的手機(jī)能夠長久使用，讓人們的手機(jī)不僅使用兩年、三年，還要能使用五年、六年。同時(shí)，還要考慮讓手機(jī)隨時(shí)成為每個(gè)人個(gè)性化的物品?！半S著產(chǎn)品不斷地發(fā)展，我們應(yīng)該從這個(gè)角度來觀察和看待設(shè)計(jì)，這樣，我們的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要不斷延伸設(shè)計(jì)思維，幫助推動(dòng)和改進(jìn)環(huán)境可持續(xù)性的設(shè)計(jì)。比如說，在今后五年或十年的設(shè)計(jì)中融合這些概念?！?/p>

怎樣進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)

要使設(shè)計(jì)真正成為綠色設(shè)計(jì)，并不是一件容易的事，除了需要注意產(chǎn)品的各項(xiàng)功能外，還需要設(shè)計(jì)師具有多方面的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)。

綠色設(shè)計(jì)的第一步是材料選擇，綠色材料是指在滿足一般功能要求的前提下，具有良好的環(huán)境兼容性的材料。綠色材料在制備、使用以及用后處置等生命周期的各階段，具有最大的資源利用率和最小的環(huán)境影響?！耙话闱闆r下，我們會(huì)優(yōu)先選用可再生材料及回收材料，并且盡量選用低能耗、少污染的材料，環(huán)境兼容性好也是綠色材料需要注意的地方，有毒、有害和有輻射性的材料必須避免，所用材料應(yīng)易于再利用、回收、再制造或易于降解。”為了便于產(chǎn)品的有效回收，還應(yīng)該盡量減少產(chǎn)品中的材料種類，還必須考慮材料之間的相容性。材料之間的相容性好，意味著這些材料可一起回收，能大大減少拆卸分類的工作量。

除了材料的選擇外，設(shè)計(jì)中還要應(yīng)用到人機(jī)工程學(xué)的原理，讓使用者感到舒適、方便、心情愉快，無壓抑感；同時(shí)也要避免電磁輻射、噪聲、有毒氣體、有刺激性的氣體和液體對(duì)人的危害。同時(shí)，還要考慮到產(chǎn)品的環(huán)境性能設(shè)計(jì)，將環(huán)境性能作為設(shè)計(jì)目標(biāo)是綠色設(shè)計(jì)區(qū)別于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)之一。由于不同產(chǎn)品有不同的環(huán)境性能，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)、使用環(huán)境與要求等分別予以滿足。加長產(chǎn)品的使用壽命也可以起到環(huán)保的作用，設(shè)計(jì)師在對(duì)產(chǎn)品功能和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，采用各種先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論和工具，使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品能滿足當(dāng)前和將來相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)的市場需求。最大限度地減少產(chǎn)品過時(shí)，也就減少了報(bào)廢處理和過時(shí)產(chǎn)品的數(shù)量，當(dāng)然也就節(jié)約了能源和資源，減輕了環(huán)境的壓力。

綠色設(shè)計(jì)中很重要的一點(diǎn)是節(jié)能降耗的設(shè)計(jì)，減少能源需求，可以通過減少實(shí)際應(yīng)用能源消耗和減少待機(jī)能源消耗來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)師需要合理的設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能、工藝或利用新技術(shù)、新理論，使產(chǎn)品在使用過程中消耗能量最少、能量損失最少。因此，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，對(duì)其使用造成的能源消耗問題應(yīng)給予足夠的重視。

“除了在使用中需要考慮到綠色設(shè)計(jì)，我們還要關(guān)注產(chǎn)品在使用之外的問題。”業(yè)內(nèi)人士指出，可拆卸性設(shè)計(jì)也是需要考慮的問題，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮到產(chǎn)品報(bào)廢后較多的零部件拆卸方便，便于回收與再利用，從而達(dá)到節(jié)省成本、減少污染、保護(hù)環(huán)境的目的，這將作為產(chǎn)品性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)?！艾F(xiàn)在許多產(chǎn)品已經(jīng)注意到了這些問題，譬如現(xiàn)在不少電子產(chǎn)品都開始采用簡單結(jié)構(gòu)和外型，減少零部件種類，采用易于拆卸或破壞的連接方法，減少卸部位的緊固件數(shù)量，盡量避免零件表面的二次加工，減少產(chǎn)品中所用材料的種類并在模具上模壓出材料的代號(hào)標(biāo)識(shí)等，這些都是綠色設(shè)計(jì)取得的成績?！?/p>

在設(shè)計(jì)初期，還要考慮到該產(chǎn)品報(bào)廢后回收和再利用的問題，廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的零部件有利于報(bào)廢時(shí)的回收利用。使產(chǎn)品報(bào)廢后，容易拆卸和分解，并可以加以回收或再生將是21世紀(jì)綠色工業(yè)產(chǎn)品的一項(xiàng)重要指標(biāo)。業(yè)內(nèi)人士指出，資源回收和再利用是回收設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，其途徑一般有兩種，即原材料的再循環(huán)和零部件的再利用。鑒于材料再循環(huán)的困難和高昂的成本，目前較為合理的資源回收方式是零部件的再利用。

包裝作為產(chǎn)品的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也與綠色設(shè)計(jì)密不可分。綠色包裝技術(shù)是從環(huán)境保護(hù)的角度優(yōu)化產(chǎn)品包裝方案，使得資源消耗和廢棄物產(chǎn)生最少。目前這方面的研究很廣泛，大致可以分為包裝材料、包裝結(jié)構(gòu)和包裝廢棄物回收處理3個(gè)方面。當(dāng)今世界主要工業(yè)國都要求包裝應(yīng)做到“4R1D”（Reduce減量化、Reuse回收重用、Recycle循環(huán)再生、Recover能量再生和Degrad-able可降解）原則。

“無論是材料、工藝、結(jié)構(gòu)還是包裝設(shè)計(jì)，都是與綠色密不可分的。綠色設(shè)計(jì)可以是選擇環(huán)保材料，也可以是在設(shè)計(jì)過程中盡量不浪費(fèi)材料并使材料能保證被回收。其實(shí)綠色設(shè)計(jì)并不像很多人想像的那么復(fù)雜，很多時(shí)候我們可以從小處做起，有時(shí)候小的設(shè)計(jì)也可能帶來大的改變?！睎|道設(shè)計(jì)公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)中心總監(jiān)廖捷指出，“譬如我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中可以減少多余的設(shè)計(jì)，少用一個(gè)盒子，少用一條不易回收的尼龍繩或是金屬邊，使設(shè)計(jì)作品的色彩不過于繁復(fù)，這都能減少設(shè)計(jì)帶來的環(huán)境問題。甚至我們?cè)诋a(chǎn)品包裝上不使用過多的裝飾和說明，節(jié)約消費(fèi)者閱讀的時(shí)間，這也是一種環(huán)保，而節(jié)約了消費(fèi)者的購買時(shí)間，從某種意義上來說，對(duì)企業(yè)本身也是一種環(huán)保。這些都是綠色設(shè)計(jì)的范圍。”

綠色設(shè)計(jì)任重道遠(yuǎn)

歐盟曾在其《官方公報(bào)》上公布了《報(bào)廢電子電氣設(shè)備指令》和《關(guān)于在電子電氣設(shè)備中禁止使用某些有害物質(zhì)指令》，前一個(gè)指令特別強(qiáng)調(diào)了生產(chǎn)商的收集責(zé)任，這必將增加制造商的回收處理費(fèi)用；而后一個(gè)指令則說明自2006年7月1日起，投入于市場的新電子和電氣設(shè)備不包含鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、聚溴二苯醚和聚省聯(lián)苯等6種有害物質(zhì)。而我國在這方面的相關(guān)法律法規(guī)也相繼出臺(tái)。

“綠色設(shè)計(jì)的話題其實(shí)非常重要，” 清華美院工業(yè)設(shè)計(jì)系主任蔡軍說，在中國現(xiàn)階段是非常缺少綠色設(shè)計(jì)意識(shí)，這是一個(gè)新的問題。社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求預(yù)示著“綠色設(shè)計(jì)”將成為21世紀(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)之一。為了減少環(huán)境問題，設(shè)計(jì)師要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行環(huán)保性能的改進(jìn)，要對(duì)環(huán)境問題和其影響有很好的了解;這就得要比以往對(duì)科學(xué)和技術(shù)有更多的了解，同時(shí)需要?jiǎng)?chuàng)造性、新思維和富于想象力。而目前工業(yè)設(shè)計(jì)的商業(yè)價(jià)值日益受到眾多廠家的認(rèn)同和重視，設(shè)計(jì)師在不少公司的研發(fā)部門被委以重任，這一切使得設(shè)計(jì)師有機(jī)會(huì)展示他們對(duì)環(huán)保問題處理的能力?！皩?shí)際上我覺得中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的發(fā)展已經(jīng)走到了這樣的階段――必須在環(huán)保方面做重新的調(diào)整，這實(shí)際上是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)和環(huán)境意識(shí)強(qiáng)化的問題。這也是和我們提倡的可持續(xù)設(shè)計(jì)相通的。在社會(huì)層面，在大學(xué)層面，真正的可持續(xù)設(shè)計(jì)做得比較少。尤其對(duì)中國來講，企業(yè)關(guān)注的是生產(chǎn)低成本、大批量的產(chǎn)品，要達(dá)到這樣的市場情況，在環(huán)保上必須要付出。這是一個(gè)很大的問題?！?/p>

“綠色設(shè)計(jì)”給工業(yè)設(shè)計(jì)帶來了更多的挑戰(zhàn)，也帶來了更多的機(jī)會(huì)。一場“綠色革命”已經(jīng)來到，在環(huán)保成為世界發(fā)展趨勢的情況下，綠色設(shè)計(jì)正起著前所未有的重要作用。

評(píng)論

綠色設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生

如果問當(dāng)下哪個(gè)詞最熱門，當(dāng)屬“綠色節(jié)能”。2007年，綠色節(jié)能引起了全社會(huì)的共同關(guān)注――生存的環(huán)境日益惡化，可利用的資源日趨枯竭，經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展愛到了嚴(yán)重制約，這些問題甚至直接影響到人類文明的繁衍，令人們?cè)僖矡o法忽視。制造業(yè)企業(yè)不斷消耗自然資源，不斷開發(fā)新產(chǎn)品，淘汰舊產(chǎn)品，產(chǎn)生大量廢棄物，污染環(huán)境。為此人們不得不改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，實(shí)行可持續(xù)發(fā)展模式，即合理地利用資源，最大限度地減少對(duì)環(huán)境的破壞和污染，使人類和環(huán)境協(xié)調(diào)地發(fā)展。相關(guān)的法規(guī)也開始逐步被制訂出來，2006年7月1日，歐盟《電氣、電子設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)》(RoHS)指令正式生效，這將對(duì)全球的電子制造廠商進(jìn)行約束。

另一方面，在產(chǎn)品同質(zhì)化越來越明顯的當(dāng)下，設(shè)計(jì)被奉為產(chǎn)品競爭中求得差異化的法寶，財(cái)富創(chuàng)造的主要源泉已經(jīng)不僅僅來源于工業(yè)化生產(chǎn)，越來越多的生產(chǎn)廠商以創(chuàng)造流行為己任，誘導(dǎo)人們購買更新、更in（流行）的商品。這種趨勢之下，每款產(chǎn)品的壽命越來越短，更新?lián)Q代頻率大大加快，許多完好的商品迅速被更時(shí)尚的產(chǎn)品所取代，而回收環(huán)節(jié)的缺失使得大量過時(shí)產(chǎn)品被廢棄，導(dǎo)致了危及地球環(huán)境的許多問題。

節(jié)能降耗也是人們關(guān)注的熱點(diǎn)之一，現(xiàn)在，越來越多的人都在關(guān)注產(chǎn)品的使用過程中所消耗的資源及其給環(huán)境帶來的負(fù)擔(dān)。美國能源部估計(jì)，美國每年要為關(guān)機(jī)的電視機(jī)和錄像機(jī)支付約10億美元的電費(fèi)。待機(jī)功耗已經(jīng)引起了社會(huì)的廣泛重視。

愈加嚴(yán)厲的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)以及公眾對(duì)環(huán)保的關(guān)注為供應(yīng)商帶來了新的壓力：如何保證自己的產(chǎn)品具有獨(dú)樹一幟的時(shí)尚氣質(zhì)，又能延長產(chǎn)品的生命周期，在相對(duì)長的時(shí)間內(nèi)不至于被流行趨勢淘汰，降低自己的回收壓力？解決這個(gè)問題，只有通過工業(yè)設(shè)計(jì)，也惟有通過工業(yè)設(shè)計(jì)。這些都對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)提出了更高要求。

此時(shí)，作為產(chǎn)品生命周期第一環(huán)節(jié)的IT設(shè)計(jì)更加任重道遠(yuǎn)，除了為廠商帶來更大利益以外，將綠色環(huán)保納入設(shè)計(jì)理念之中，無論是對(duì)于產(chǎn)業(yè)，還是對(duì)于廠商自身，都顯得尤為重要。