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產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)范文第1篇

摘要:指出創(chuàng)新實(shí)踐在社會(huì)發(fā)展中的重要性,系統(tǒng)分析了創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法學(xué)的發(fā)展歷程,并針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì),總結(jié)了其研究概況｡在此基礎(chǔ)上,分析了創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究中有待于解決的關(guān)鍵問題及其發(fā)展趨勢(shì)｡

關(guān)鍵詞:創(chuàng)新設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)方法;產(chǎn)品設(shè)計(jì)

創(chuàng)新設(shè)計(jì)是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論的重要內(nèi)容之一｡隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來,社會(huì)的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展更加依賴于人類的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)｡開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究對(duì)于建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家有重要意義｡

1創(chuàng)新的內(nèi)涵

20世紀(jì)初,全球社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展中只有5%是依靠技術(shù)創(chuàng)新取得的,而現(xiàn)在發(fā)達(dá)國(guó)家中的40%是依靠技術(shù)創(chuàng)新取得的｡

美籍奧裔經(jīng)濟(jì)學(xué)家熊彼特(JosephA.Schumpeter)于1912年在其著作《經(jīng)濟(jì)發(fā)展理論》中將“創(chuàng)新”作為一個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)概念首次提出｡

熊彼特認(rèn)為創(chuàng)新是發(fā)明的第一次商品化,也就是說,把發(fā)明引入生產(chǎn)體系并為商業(yè)化生產(chǎn)服務(wù)的過程就是創(chuàng)新,它意味著建立新的生產(chǎn)函數(shù)或供應(yīng)函數(shù),是在生產(chǎn)體系中引進(jìn)一種生產(chǎn)要素和生產(chǎn)條件的新的組合｡

而發(fā)明實(shí)際上就是一個(gè)產(chǎn)品創(chuàng)新的過程,其關(guān)鍵是設(shè)計(jì)的創(chuàng)新,設(shè)計(jì)創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新的根本基礎(chǔ)｡因此,創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要性就顯而易見了｡

創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性的智力活動(dòng),是設(shè)計(jì)者充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造力,利用人類已有的科學(xué)技術(shù)成果,進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思,應(yīng)用新技術(shù)､新原理､新方法進(jìn)行產(chǎn)品分析和設(shè)計(jì)的過程｡

2創(chuàng)新方法的發(fā)展

創(chuàng)新是一個(gè)及其復(fù)雜的過程,人類對(duì)創(chuàng)新本質(zhì)的認(rèn)識(shí)與研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到科學(xué)的層次｡但是眾多創(chuàng)新學(xué)者,經(jīng)數(shù)十年的研究發(fā)現(xiàn),科學(xué)技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)造有一定的規(guī)律可循,他們大多是以原則､訣竅､思路形式指導(dǎo)人們克服心理和思維的障礙,改善思維的靈活性的過程｡

自20世紀(jì)30年代至80年代,世界上出現(xiàn)了300多種創(chuàng)新技法,10多種創(chuàng)造原理｡這些創(chuàng)新技法,各自從不同的角度､在一定程度上突破了制約創(chuàng)新的相關(guān)因素的限制｡

所謂創(chuàng)新技法就是在創(chuàng)造心理､創(chuàng)造性思維方法和認(rèn)識(shí)規(guī)律基礎(chǔ)上的技巧｡這些創(chuàng)新技法不存在科學(xué)的邏輯關(guān)系,大多數(shù)目前在理論上處于“初生期”,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到純粹的科學(xué)水平｡

從思維的角度,創(chuàng)新是人類駕馭形象思維與邏輯思維､發(fā)散思維與收斂思維的過程｡

經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,在掌握已有創(chuàng)新技法的基礎(chǔ)上,結(jié)合認(rèn)知科學(xué)､人工智能､設(shè)計(jì)方法學(xué)､科學(xué)技術(shù)哲學(xué)等前沿學(xué)科,創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法已成為一門獨(dú)立且有待于開發(fā)的新的設(shè)計(jì)技術(shù)和方法｡

創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法的發(fā)展歷程如圖1所示｡

最初的創(chuàng)新研究側(cè)重于人的創(chuàng)造性思維,總結(jié)出一些具有指導(dǎo)意義的規(guī)律,形成各種創(chuàng)新技法,如:頭腦風(fēng)暴法､聯(lián)想法､類比法､側(cè)向思考､仿生法等｡

后來,創(chuàng)新方法的研究開始注重以知識(shí)(專利)為基礎(chǔ),通過對(duì)專利的分析與研究,總結(jié)創(chuàng)造活動(dòng)所遵循的創(chuàng)新原理,該階段的典型創(chuàng)新方法是TRIZ理論｡

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,創(chuàng)新方法的研究也出現(xiàn)新的趨勢(shì),在現(xiàn)階段,各種成熟的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法開始集成化研究與應(yīng)用,并與計(jì)算機(jī)(包括網(wǎng)絡(luò))技術(shù)相結(jié)合,形成計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新(CAI:ComputerAidedInnovation)技術(shù),如:QFD､可靠性設(shè)計(jì)､網(wǎng)絡(luò)協(xié)同創(chuàng)新技術(shù)､有限元分析等各種成熟的技術(shù)和方法開始融入到創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程中｡

3機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究

機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究對(duì)于提高機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平､提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力有著重大的意義,受到世界各個(gè)國(guó)家的普遍重視｡

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力,利用人類己有的相關(guān)科學(xué)技術(shù)成果(含理論､方法､技術(shù)原理等),進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思,應(yīng)用新技術(shù)､新原理､新方法進(jìn)行產(chǎn)品的分析和設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出具有新穎性､創(chuàng)造性及實(shí)用性的機(jī)構(gòu)或機(jī)械產(chǎn)品(裝置)的一種實(shí)踐活動(dòng)｡

一般來說,創(chuàng)新設(shè)計(jì)包括全新設(shè)計(jì)和適應(yīng)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)兩類｡

需要指出的是,創(chuàng)新設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)并不是同一個(gè)概念,概念設(shè)計(jì)的核心是進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新,而創(chuàng)新設(shè)計(jì)并不盡限于概念設(shè)計(jì)階段｡在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的問題,但是最主要的是在概念設(shè)計(jì)階段進(jìn)行創(chuàng)新｡

國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì),分別從設(shè)計(jì)的本質(zhì)､設(shè)計(jì)的過程以及設(shè)計(jì)的方法等不同方面,做了大量的研究工作｡

創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論和方法的研究現(xiàn)狀見表1｡

4機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)存在的問題及展望

通過上述文獻(xiàn)的研究可以看出,盡管人們從不同角度對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)進(jìn)行了數(shù)十年的研究,取得了一些成果,但是產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程中還有一些問題仍沒有解決,成為今后研究的重點(diǎn)｡

(1)創(chuàng)新設(shè)計(jì)本質(zhì)過程的研究這實(shí)際上也是對(duì)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新本質(zhì)的認(rèn)識(shí)｡盡管人們從思維方法､設(shè)計(jì)手段等多方面對(duì)創(chuàng)新問題進(jìn)行探索,現(xiàn)在對(duì)創(chuàng)新的實(shí)質(zhì)過程仍沒有一個(gè)統(tǒng)一的､深層次的認(rèn)識(shí),無法形成一個(gè)完整的理論去指導(dǎo)創(chuàng)新實(shí)踐｡在這方面我們?nèi)孕枰龃罅康墓ぷ?#65377;

(2)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中知識(shí)的表達(dá)與應(yīng)用首先,產(chǎn)品創(chuàng)新過程涉及多學(xué)科､多種技術(shù),如何將設(shè)計(jì)知識(shí)組織管理,滿足設(shè)計(jì)主體對(duì)知識(shí)的需求是今后的研究重點(diǎn)｡其次,為創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程建立科學(xué)的產(chǎn)品模型,結(jié)合現(xiàn)代CAD技術(shù),支持創(chuàng)新方案的快速表達(dá),對(duì)于提高設(shè)計(jì)效率有重要意義｡

(3)設(shè)計(jì)理論研究與設(shè)計(jì)工具開發(fā)存在嚴(yán)重脫節(jié)人們對(duì)于設(shè)計(jì)理論及創(chuàng)新問題進(jìn)行了大量研究,但是理論研究與設(shè)計(jì)工具,特別是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具存在嚴(yán)重的脫節(jié)｡一方面某些機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和方法的研究較少考慮計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的問題;另一方面設(shè)計(jì)工具開發(fā)時(shí),又沒有適合計(jì)算機(jī)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)化和智能化理論｡需要深入研究機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中功——構(gòu)映射的本質(zhì)規(guī)律｡

(4)創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程的集成化技術(shù)研究創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程的集成化技術(shù)的重點(diǎn)在于概念設(shè)計(jì)的集成化實(shí)現(xiàn),主要是指產(chǎn)品的原理方案創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)方案創(chuàng)新的集成｡現(xiàn)有的設(shè)計(jì)理論或設(shè)計(jì)工具多是從不同的角度,考慮某階段的創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)問題,如:TechOptimizer可以輔助實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品原理方案的創(chuàng)新,但需要其他CAD系統(tǒng)完成結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作;一些大型的CAD/CAE/CAM商品化軟件,如:UG､Pro/E等均開發(fā)出了支持概念設(shè)計(jì)的工業(yè)設(shè)計(jì)模塊或草圖設(shè)計(jì)模塊,但是這些模塊基本上仍是計(jì)算機(jī)輔助繪圖的工具,幾乎不支持原理方案的創(chuàng)新｡缺乏統(tǒng)一的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論指導(dǎo)創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程,是造成原理方案創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)方案創(chuàng)新的集成度低的主要原因｡

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產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)范文第2篇

在企業(yè)的經(jīng)營(yíng)發(fā)展中進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，有利于提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，并且促進(jìn)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。針對(duì)現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴企業(yè)，在日益變化的市場(chǎng)環(huán)境中，只有掌握創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，提高用戶滿意度，才能提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)可以起到延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期，不斷降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，完善產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，提升市場(chǎng)效應(yīng)的目的。現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)也具有提高產(chǎn)品審美價(jià)值的意義。隨著人們對(duì)生活品質(zhì)的要求逐漸提高，將現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品作為一種時(shí)尚的物品，也展現(xiàn)出家庭的文化內(nèi)涵。通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)使得現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品朝個(gè)性化和多樣化的方向發(fā)展，并且不斷提高當(dāng)前的市場(chǎng)占有率，也為我國(guó)的陶瓷產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)來增強(qiáng)客戶信任度，不斷提高現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品的附加值。

2現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容

2．1基于節(jié)能減排及環(huán)保理念的功能創(chuàng)新?；诠?jié)能減排及環(huán)保理念進(jìn)行現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品的設(shè)計(jì)創(chuàng)新一直是設(shè)計(jì)師們堅(jiān)持的主題，隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品可以提高利用率，滿足循環(huán)發(fā)展的使用要求。將環(huán)保型材料應(yīng)用于現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品中，保證產(chǎn)品環(huán)保的同時(shí)也要提高產(chǎn)品的耐用程度?；诠?jié)能減排及環(huán)保的理念，進(jìn)行現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品功能創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，需要設(shè)計(jì)和推廣使用節(jié)水型的衛(wèi)浴產(chǎn)品。在滿足使用要求的前提下，降低沖水馬桶的用水量，可以設(shè)計(jì)出兩段式省水馬桶，與淋浴產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，全面提高衛(wèi)浴產(chǎn)品的節(jié)水功能。需要重視衛(wèi)浴環(huán)境的清潔，降低衛(wèi)浴產(chǎn)品藏污納垢的幾率，提高家庭生活的品質(zhì)。創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)可選擇抗菌性陶瓷，其具有對(duì)細(xì)菌細(xì)胞分解功能，能夠有效地消滅衛(wèi)浴產(chǎn)品在使用過程中產(chǎn)生的細(xì)菌。選用現(xiàn)代化的衛(wèi)生陶瓷，提高衛(wèi)浴空間內(nèi)的負(fù)離子濃度，進(jìn)而達(dá)到凈化空氣的效果?，F(xiàn)代陶瓷制品具有強(qiáng)大的環(huán)保屬性，確保衛(wèi)浴產(chǎn)品在使用和閑置狀態(tài)下均可處于節(jié)能狀態(tài)。基于節(jié)能減排及環(huán)保理念創(chuàng)新設(shè)計(jì)現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品的功能，提高產(chǎn)品功能的使用合理性。例如：通過將衛(wèi)浴空間內(nèi)的烘干器與水龍頭有機(jī)結(jié)合，吹風(fēng)機(jī)與浴霸有機(jī)結(jié)合等方式，提高產(chǎn)品的功能屬性，進(jìn)而提升衛(wèi)浴產(chǎn)品的利用效率，實(shí)現(xiàn)降低資源消耗的效果。功能性創(chuàng)新需要做到以人為本，保證人們能夠在輕松的環(huán)境中享受現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品提供的便利，以此提高客戶的滿意度，達(dá)到提高銷量且創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的目的。例如：我國(guó)當(dāng)今的家庭結(jié)構(gòu)以子孫三代共同居住為主，在衛(wèi)浴產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程中，需要考慮到老人及小孩的實(shí)際需要，通過安裝坐便器把手、自由調(diào)節(jié)馬桶高度等功能性創(chuàng)新設(shè)計(jì)來提高現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品的實(shí)用性。2．2重視文化內(nèi)涵的造型創(chuàng)新?，F(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品與人們的生活和工作是息息相關(guān)的，其創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)遵循生活和精神文化內(nèi)涵，這樣有利于打下良好的客戶基礎(chǔ)。對(duì)現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品進(jìn)行造型創(chuàng)新需要重視本土的生活文化，考慮到國(guó)人的使用習(xí)慣，在造型創(chuàng)新中體現(xiàn)出人文關(guān)懷，根據(jù)南北方人生活習(xí)慣的差異性，進(jìn)行造型創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到陶瓷面盆的尺寸、坐便器高度、淋浴頭大小等問題。由于中國(guó)人的洗衣習(xí)慣為先手洗再機(jī)洗，所以在設(shè)計(jì)陶瓷洗衣板及面盆時(shí)需要考慮此類傳統(tǒng)習(xí)慣。重視精神文化內(nèi)容的產(chǎn)品表達(dá)，基于人們對(duì)生活品質(zhì)的追求，創(chuàng)新設(shè)計(jì)現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品時(shí)需要從精神文化層面與用戶產(chǎn)生共鳴，將含蓄、自然、圓潤(rùn)等造型設(shè)計(jì)融入其中，表現(xiàn)出國(guó)人低調(diào)柔和的美觀感。在現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品的造型創(chuàng)新設(shè)計(jì)中可以引入傳統(tǒng)的圖案表示美好的寓意，并充分展現(xiàn)出別具一格的各品牌特色。產(chǎn)品的造型曲線需要注意美感的表達(dá)，以此激發(fā)用戶的購(gòu)買欲。設(shè)計(jì)工作者應(yīng)充分了解中國(guó)民族的傳統(tǒng)文化，將其巧妙地應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，突顯本民族的文化內(nèi)涵。設(shè)計(jì)創(chuàng)新是各行業(yè)、各領(lǐng)域需要重視的問題，只有不斷推陳出新，才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟。現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)可以立足于本民族文化，重視文化內(nèi)涵，將地方特色放入造型創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，以此擴(kuò)大受眾面。學(xué)習(xí)西方的先進(jìn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)與本土設(shè)計(jì)的有機(jī)統(tǒng)一，通過飽含民族文化內(nèi)涵的現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品來達(dá)到創(chuàng)新設(shè)計(jì)造型的目的，進(jìn)而起到推動(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目的。2．3滿足空間環(huán)境的色彩創(chuàng)新。對(duì)現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品進(jìn)行色彩創(chuàng)新需要滿足空間環(huán)境的條件要求。家居空間環(huán)境中，衛(wèi)浴產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需要與整體的空間環(huán)境形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一。基于室內(nèi)空間的大小，來設(shè)計(jì)現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品，當(dāng)室內(nèi)空間較小時(shí)，可通過創(chuàng)新現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品的色彩設(shè)計(jì)，使得空間看上去寬敞明亮，滿足用戶的戶型需求。隨著時(shí)代的發(fā)展，純白色的室內(nèi)設(shè)計(jì)及衛(wèi)浴空間設(shè)計(jì)已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代人的審美需要，通過色彩創(chuàng)新設(shè)計(jì)，為現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品打造出豐富的裝飾，營(yíng)造出全新的視覺空間。在進(jìn)行現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品色彩創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過程中，不能過于使用單色調(diào)的，需要結(jié)合室內(nèi)整體的設(shè)計(jì)風(fēng)格，以主題為基準(zhǔn)，進(jìn)行格調(diào)創(chuàng)新，通過局部的色彩裝飾，為用戶提供富有美感的視覺享受?，F(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品的色彩創(chuàng)新設(shè)計(jì)，需要滿足空間環(huán)境的實(shí)際條件，根據(jù)用戶的心理特征需求，打造出舒適的衛(wèi)浴環(huán)境。例如：自然主題的衛(wèi)浴空間環(huán)境中，傳達(dá)出大海的自由情懷，現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品在進(jìn)行色彩創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合空間整體環(huán)境設(shè)計(jì)感，通過海浪及藍(lán)白色系的元素進(jìn)行設(shè)計(jì)，突顯其與室內(nèi)空間的整體融合感。當(dāng)家庭整體設(shè)計(jì)風(fēng)格為民族風(fēng)時(shí)，可以從傳統(tǒng)的民族圖案入手，采用柔和的色彩，突出產(chǎn)品的實(shí)用，并傳達(dá)出美好的祝愿，滿足空間環(huán)境的色彩創(chuàng)新設(shè)計(jì)，無論室內(nèi)空間的整體風(fēng)格是高貴典雅的還是現(xiàn)代復(fù)古的，都需要運(yùn)用好色彩的搭配及裝飾，充分展現(xiàn)出衛(wèi)浴空間的獨(dú)特風(fēng)格。用戶在選擇現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品時(shí)，也期望能夠與家庭其他空間內(nèi)的設(shè)計(jì)形成統(tǒng)一，享受整體化及創(chuàng)新性的家庭設(shè)計(jì)氛圍。

3結(jié)語(yǔ)

對(duì)現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)需要立足于當(dāng)前的設(shè)計(jì)理念，把握未來的設(shè)計(jì)趨勢(shì)，通過富有靈魂的設(shè)計(jì)為人們的工作生活提供便利。隨著人們生活水平的提高，在越來越高的生活品質(zhì)要求下，只有創(chuàng)新設(shè)計(jì)現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品才能滿足人們的生產(chǎn)生活的需求。對(duì)現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，可以基于環(huán)保理念的功能創(chuàng)新、重視文化內(nèi)涵的造型創(chuàng)新、滿足空間環(huán)境的色彩創(chuàng)新，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能應(yīng)用、造型風(fēng)格、色彩裝飾等角度出發(fā)，通過富有創(chuàng)新精神的現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品來提升現(xiàn)代人的家居格調(diào)?，F(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)也符合陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品企業(yè)的發(fā)展需要，通過創(chuàng)新性設(shè)計(jì)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主動(dòng)，并不斷提高用戶信任度，以較高的客戶滿意度來提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益及企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

1鄭銘磊．淺析現(xiàn)代陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品設(shè)計(jì)．美術(shù)大觀，2014，27（9）：117～117

2張子暉．淺談人性化設(shè)計(jì)在室內(nèi)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究．現(xiàn)代裝飾（理論），2016，5（11）：40～41

3，汪洲．陶瓷裝飾藝術(shù)初探．景德鎮(zhèn)陶瓷，2005（1）：15～17

產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)范文第3篇

設(shè)計(jì)其實(shí)就是人類把自己的意志加在自然界之上，用以創(chuàng)造人類文明的一種廣泛活動(dòng)。人類史就是在自然的基礎(chǔ)上不斷發(fā)現(xiàn)形態(tài)、抽象形態(tài)、創(chuàng)造形態(tài)的歷史。人們現(xiàn)在所使用的所有產(chǎn)品都是人造的，所生活的環(huán)境是通過自然再造的一個(gè)人造世界。在這紛繁復(fù)雜的人造世界里，如何創(chuàng)造新的形態(tài)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須解決的問題。產(chǎn)品設(shè)計(jì)中形態(tài)創(chuàng)意思維的產(chǎn)生依賴于創(chuàng)造性的富于聯(lián)想思維模式的建立，在認(rèn)識(shí)自然中融入人的知覺審美，實(shí)現(xiàn)人類的造物活動(dòng)[3]。從理論上說，一款產(chǎn)品的形態(tài)設(shè)計(jì)方案是無窮的，可能性太多很難把握，但如果能夠從形態(tài)創(chuàng)意的源頭上掌握形態(tài)構(gòu)成規(guī)律，找到形態(tài)創(chuàng)造的方法，便能夠?qū)⑦@種設(shè)計(jì)的偶然性變?yōu)楸厝恍?，做到產(chǎn)品形態(tài)的不斷創(chuàng)新。把具本元性的最初的自然形態(tài)抽象改造為一個(gè)新的人造系統(tǒng)，把自然形態(tài)變?yōu)槿嗽煨螒B(tài)，實(shí)現(xiàn)從自然到抽象到人工化的形態(tài)轉(zhuǎn)化，這個(gè)過程便是設(shè)計(jì)，便是創(chuàng)造，因此，設(shè)計(jì)究其本元性來講，是認(rèn)知自然，然后改造自然，設(shè)計(jì)使形態(tài)具有了生殖性[4]。產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)所需要解決的問題，實(shí)際上就是“怎樣創(chuàng)造好的形態(tài)”的問題。從形態(tài)的概念上看，形態(tài)分為“形”和“態(tài)”兩個(gè)方面。產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)首先必須基于形態(tài)的選取，在選定好目標(biāo)元形態(tài)之后就是對(duì)形態(tài)的認(rèn)知與分析，將元形態(tài)的“形”抽象得到的目標(biāo)形態(tài)再進(jìn)行人工化、意象化的融合，便有了產(chǎn)品的“態(tài)”，形態(tài)的人工物化的過程是從普通形態(tài)向產(chǎn)品形態(tài)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵，這里涉及到產(chǎn)品相關(guān)的主客觀意象元素的形態(tài)融入，完成了這樣的蛻變，才是“形神兼具”的完整的產(chǎn)品形態(tài)。產(chǎn)品作為人造物品，其形態(tài)設(shè)計(jì)必然是各種可能形態(tài)的人工物化的結(jié)果，不僅要實(shí)現(xiàn)“形似”，更要表達(dá)出“神似”，因此，這里涉及到“形”的創(chuàng)意和“態(tài)”的意象化結(jié)合這兩個(gè)重要的部分。值得注意的是，“形”與“態(tài)”二者密不可分，在產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)意中做到“形”中有“態(tài)”，“態(tài)”要貫穿于整個(gè)“形”的創(chuàng)作過程，這兩個(gè)環(huán)節(jié)緊密相扣又相互滲透，共同影響產(chǎn)品形態(tài)的構(gòu)成。

2目標(biāo)元形態(tài)的選取

被譽(yù)為設(shè)計(jì)界達(dá)芬奇的德國(guó)著名設(shè)計(jì)大師路易吉·卡拉尼曾說：“設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)應(yīng)來自誕生于大自然的生命所呈現(xiàn)的真理之中?！庇纱丝梢姡匀唤缣N(yùn)藏了無盡的設(shè)計(jì)天機(jī)，是產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)意的靈感源泉[5]。產(chǎn)品設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師的一種主觀創(chuàng)造性活動(dòng)，帶有明顯的主觀意愿的痕跡，雖然是從自然界中尋找靈感和設(shè)計(jì)元形態(tài)，但這個(gè)過程不是漫無目的的，必須選擇與設(shè)計(jì)相關(guān)的形態(tài)為創(chuàng)意靈感源，即元形態(tài)的選取，這就是所說的仿生設(shè)計(jì)。仿生設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)是利用生物的合理結(jié)構(gòu)，找到設(shè)計(jì)中合理的物理結(jié)構(gòu)以作為產(chǎn)品重力的支點(diǎn)[6]。產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)中元形態(tài)的選取，必須與目標(biāo)產(chǎn)品存在一定的關(guān)聯(lián)性，即存在著值得仿生、模擬的價(jià)值和主觀模仿的需要，可以是與其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能相關(guān)，也可以是與元形態(tài)本身的美感和意象象征性相關(guān)，使元形態(tài)的基本特征融入產(chǎn)品的形態(tài)之中，并與產(chǎn)品功能及意象象征性完美契合。在具體的設(shè)計(jì)中可以將設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的所有詞語(yǔ)列出，列出與之相關(guān)的所有元形態(tài)，然后再開始下一步形態(tài)創(chuàng)意。AJORí調(diào)味瓶見圖1，是西班牙工業(yè)設(shè)計(jì)師PhotoAlquimia的一款創(chuàng)意設(shè)計(jì)作品。整套調(diào)味瓶的外觀設(shè)計(jì)靈感，來源于大蒜這種被人們拿來調(diào)味的草本植物造型，與“調(diào)味”的產(chǎn)品基本功能設(shè)計(jì)意圖相契合，該設(shè)計(jì)合理地利用了蒜的自身結(jié)構(gòu)和外形特點(diǎn)，不但使每個(gè)“蒜瓣”的單體造型流暢而且使用方便，整體看上去也與餐桌和用餐環(huán)境相和諧。

3從元形態(tài)到產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)

產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)意源自對(duì)目標(biāo)元形態(tài)的認(rèn)知，通過形態(tài)分析、形態(tài)抽象、形態(tài)語(yǔ)意到最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)這一完整的結(jié)構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)從具象到抽象再到具象的產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)過程。對(duì)豐富多彩的具象自然形態(tài)的二次創(chuàng)造，既是產(chǎn)品創(chuàng)新的需要，也是人類對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的好奇心和對(duì)反映現(xiàn)實(shí)世界形象的執(zhí)著追求。由于模擬形態(tài)創(chuàng)新的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，可以從多維度進(jìn)行思考，因此具有多樣化特點(diǎn)。同一元形態(tài)處理的方法不同，對(duì)產(chǎn)品的最終形態(tài)會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。根據(jù)形態(tài)抽象程度的不同，可以歸納為以下3種形態(tài)模擬創(chuàng)新方法。一是淺度抽象模擬，對(duì)具象形態(tài)的局部或整體形態(tài)特征進(jìn)行歸納；二是深度抽象模擬，對(duì)自然界科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)功能的抽象提煉；三是完全抽象重構(gòu)，將自然形態(tài)完全抽象為最基本的幾何元素然后重構(gòu)。3.1形態(tài)的淺度抽象模擬淺度抽象模擬最重要的是對(duì)目標(biāo)自然形態(tài)表面特征的歸納、提煉，通過適當(dāng)變形、夸張的手法完成產(chǎn)品形態(tài)的雛形。所創(chuàng)造的形態(tài)源于自然，但不是對(duì)自然的完全照搬，是對(duì)其高度概括提煉的抽象結(jié)果，這種抽象的程度不夠完全，是對(duì)形體表面秩序和特征的歸納提煉，在抽象的同時(shí)仍然保留了形態(tài)原本的主要特征要素，與元形態(tài)具有一定的相似度，因此，在美感和意象上保留了自然形態(tài)本身的特性，更突出簡(jiǎn)化后的“形似”，強(qiáng)調(diào)形態(tài)的逼真性。意大利設(shè)計(jì)師MarioMazzer為意大利Bonaldo公司設(shè)計(jì)的這款樹形衣帽架，見圖2，造型源自自然界的樹的形態(tài)，但設(shè)計(jì)師沒有照搬具象形，而是將其抽象提煉，將抽象后的形態(tài)結(jié)構(gòu)合理地承擔(dān)其功能部位的同時(shí)，產(chǎn)品形態(tài)外觀同樣顯得清新、簡(jiǎn)潔、美觀，放在房間里不僅可以作為常規(guī)的衣帽架用，也可以作為室內(nèi)裝飾品。形態(tài)的淺度抽象模擬創(chuàng)造的過程，是對(duì)自然形態(tài)本身進(jìn)行系統(tǒng)化的觀察和研究之后，運(yùn)用視覺、觸覺及其他所有感官功能，依賴從生理到心理的感覺和直覺經(jīng)驗(yàn)，從自然形態(tài)本身的常態(tài)和非常態(tài)進(jìn)行認(rèn)知和分析的過程。通過對(duì)元形態(tài)的主、客觀性進(jìn)行多層面、多角度開展的同時(shí)，以目標(biāo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主、客觀要求為目的，進(jìn)行分析并抽象、融合，這樣才能更好地提煉出更多、更獨(dú)特、更有設(shè)計(jì)價(jià)值的自然形態(tài)特征，這是從自然形態(tài)到產(chǎn)品形態(tài)認(rèn)知、分析以及進(jìn)一步抽象、設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和重要方法。3.2形態(tài)的深度抽象模擬產(chǎn)品形態(tài)的模擬源自具象形態(tài)，是對(duì)自然界具象形態(tài)再創(chuàng)造的過程，而不是簡(jiǎn)單的模仿。創(chuàng)新形態(tài)除了對(duì)具象形態(tài)類型的外表特征進(jìn)行全方位的認(rèn)知外，還應(yīng)該透徹地剖析目標(biāo)形態(tài)特征的構(gòu)成、美感規(guī)律及意象內(nèi)涵，可以由外而內(nèi)、由表及里、去偽存真，把握目標(biāo)形態(tài)的本質(zhì)特征，并且分析其特征構(gòu)成要素與關(guān)系，為特征演化打好基礎(chǔ)，因此，形態(tài)的深度抽象解構(gòu)是對(duì)自然形態(tài)內(nèi)部生理結(jié)構(gòu)或深層形態(tài)意象的深度模擬與抽象概括。丹麥設(shè)計(jì)師PoulHenningsen設(shè)計(jì)的PH系列燈見圖3，它是經(jīng)典結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計(jì)的產(chǎn)品之一。PH系列燈具的核心就是把自然界中的等角螺線的特性應(yīng)用在燈罩的形狀上，將光線導(dǎo)向正確的方向，以提高照明工具的效率。PH燈對(duì)于光線的反射和擴(kuò)散，完全遵循照明工學(xué)的邏輯，它的燈泡鎢絲置于等角螺線的焦點(diǎn)上，眩光不容易直接進(jìn)入眼睛，光源正好落在螺線的中央。3.3形態(tài)的完全抽象重構(gòu)在人造世界里沒有絕對(duì)的具象也沒有絕對(duì)的抽象。抽象形態(tài)是在自然形態(tài)的基礎(chǔ)上演變而來的，它來源于自然形態(tài)又不相同于自然形態(tài)[7]。抽象是個(gè)有多種含義的概念，也是哲學(xué)范疇的名詞，一般是指具體事物的本質(zhì)和關(guān)系，是從許多的事物中舍棄個(gè)別的、非本質(zhì)的屬性，抽出共同的、本質(zhì)的屬性，是對(duì)目標(biāo)對(duì)象篩查、裁剪的過程，這也是抽象思維的過程[8]。抽象是具象的概括與提煉，是其本質(zhì)內(nèi)因的體現(xiàn)；具象是抽象的自然呈現(xiàn)，是抽象的外因存在方式。具象與抽象相互依存、相互關(guān)聯(lián)，因此，形態(tài)的完全抽象重構(gòu)是自然形態(tài)的全面提煉，是具象形態(tài)實(shí)現(xiàn)從解構(gòu)到重構(gòu)的物化過程。事物是自然的，概念元素是人抽象提取的，人工創(chuàng)造是概念的一個(gè)演化和延伸。設(shè)計(jì)師需要根據(jù)產(chǎn)品的具體要求，對(duì)原始的幾何形體進(jìn)行進(jìn)一步的變動(dòng)和改進(jìn)，通過對(duì)元形態(tài)進(jìn)行切割、組合、變異等造型手法，構(gòu)建出完全不同的、開放的、現(xiàn)代的抽象幾何形態(tài)特征系統(tǒng)、美感意識(shí)與意象群體[9]。這些特征與意象表現(xiàn)出更突出的包容性與更豐富的內(nèi)涵，并且表現(xiàn)出更強(qiáng)的傳達(dá)力與溝通能力，這種完全抽象重構(gòu)后的形態(tài)設(shè)計(jì)使產(chǎn)品形態(tài)超越了絕對(duì)的抽象，而帶有一定的具象特征和象征性的文化內(nèi)涵。由WangLi-Hsin和WuChi-Hua設(shè)計(jì)的“能自我清潔的水龍頭”，見圖4，造型雖然源自抽象幾何形態(tài)，但更具有古時(shí)竹筒引水的形態(tài)通感聯(lián)想。

4結(jié)語(yǔ)

產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)范文第4篇

關(guān)鍵詞：希望點(diǎn)；創(chuàng)新設(shè)計(jì)；產(chǎn)品設(shè)計(jì)；創(chuàng)意目標(biāo)

創(chuàng)新是產(chǎn)品推陳出新的重要手段，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心，如何在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)打破思維定勢(shì)，產(chǎn)生新的方案，成為了設(shè)計(jì)人員關(guān)注的重要問題。產(chǎn)品創(chuàng)新既無法，也有法，說其無法，在于產(chǎn)品創(chuàng)新思維的靈活性、自由性；說其有法，在于產(chǎn)品創(chuàng)新也有其一定的規(guī)律可循，可以在某些方法的指引下進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)。希望點(diǎn)列舉法是產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的方法之一，它是對(duì)目標(biāo)消費(fèi)群體進(jìn)行調(diào)查或通過動(dòng)腦會(huì)議的方式，收集他們對(duì)于產(chǎn)品的期許，對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行列表分析，找到希望點(diǎn)比較集中的功能和特征，并在所開發(fā)的新產(chǎn)品中盡可能地滿足消費(fèi)者的這些希望點(diǎn)。希望點(diǎn)列舉法是一種主動(dòng)的設(shè)計(jì)方法，可以不受現(xiàn)有產(chǎn)品的束縛，對(duì)產(chǎn)品的改革往往是最大膽的，最易產(chǎn)生新的創(chuàng)意，無論在產(chǎn)品造型創(chuàng)新，還是在功能創(chuàng)新上，往往具有引導(dǎo)性、前瞻性，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐中應(yīng)用非常廣泛。本文著重從希望點(diǎn)列舉法在產(chǎn)品創(chuàng)新中的重要性展開，分析了希望點(diǎn)列舉法實(shí)施的步驟及關(guān)鍵，以期有效指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)踐。采用希望點(diǎn)列舉法進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)包括確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)主題、希望點(diǎn)設(shè)想、設(shè)想評(píng)價(jià)篩選、方案構(gòu)思、效果圖制作等。其中，希望點(diǎn)設(shè)想和評(píng)價(jià)篩選環(huán)節(jié)是運(yùn)用該設(shè)計(jì)方法的核心和關(guān)鍵，在確定的設(shè)計(jì)主題下，不拘泥于現(xiàn)有的技術(shù)、結(jié)構(gòu)、功能實(shí)現(xiàn)方式及使用方式等，大膽設(shè)想，想法越多越好，并將這些想法用文字或簡(jiǎn)圖的形式記錄在紙上，集中進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，找到合理的設(shè)計(jì)方向。比如，“設(shè)計(jì)一款鞋子”時(shí)，它可不可以是一次性的，可否發(fā)出聲音，可否兩人同時(shí)穿一雙鞋，可否掃地，可否自身殺菌消毒等。針對(duì)用戶提出的設(shè)想進(jìn)行匯總分析及設(shè)想排序，篩選出排序靠前且評(píng)價(jià)具有合理性的設(shè)想，之后進(jìn)行設(shè)計(jì)定位和后續(xù)的方案創(chuàng)作。對(duì)設(shè)想進(jìn)行評(píng)價(jià)篩選可以從以下3個(gè)角度展開分析。

1從功能合理性角度分析

功能是產(chǎn)品之所以成為產(chǎn)品的本質(zhì)屬性，能夠被用戶接受和認(rèn)可的產(chǎn)品一定具有相應(yīng)的功用，但具有相應(yīng)功能的產(chǎn)品不一定都能被用戶所接受，這就要看產(chǎn)品的功能是否具有合理性，是否符合人們使用的要求和行為習(xí)慣，當(dāng)采用希望點(diǎn)列舉法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)想時(shí)，要在目標(biāo)設(shè)想評(píng)價(jià)階段，從用戶的生理機(jī)能和心理性格特點(diǎn)入手，系統(tǒng)、全面地分析設(shè)想之產(chǎn)品概念的功能是否具有合理性，以此為依據(jù)判斷該設(shè)想是否有深入的必要。

2從滿足或引導(dǎo)人們生活方式的角度分析

設(shè)計(jì)是為了給人提供更加合理的生活方式，設(shè)計(jì)不僅要滿足人們現(xiàn)有的需求，更要具有引導(dǎo)人們未來生活方向的作用。提出的設(shè)想是否具有實(shí)施創(chuàng)新設(shè)計(jì)的必要性，就要分析該設(shè)想能否滿足或引導(dǎo)人們未來的生活，是否是人們夢(mèng)寐以求希望獲得的產(chǎn)品形式。當(dāng)設(shè)想與人們對(duì)未來產(chǎn)品追求的目標(biāo)相契合時(shí)，該設(shè)想便具有了深入設(shè)計(jì)的群眾基礎(chǔ)，也具有了其存在的合理性，在設(shè)計(jì)實(shí)踐中便可以以此為切入點(diǎn)展開設(shè)計(jì)。

3從技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)的角度分析

產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)范文第5篇

【關(guān)鍵詞】產(chǎn)品設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 想象力 功能 原理 結(jié)構(gòu)

【中圖分類號(hào)】G640 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1009-9646(2008)08-0185-02

1 引言

人類的一切文明都是設(shè)計(jì)的產(chǎn)物。工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是利用科學(xué)研究得到的原理,發(fā)明現(xiàn)實(shí)世界里還沒有的人造裝置,以滿足人類在生活和生產(chǎn)中的各種各樣的需求,從而創(chuàng)造出更美好的新世界。文學(xué)家雨果曾說過“想象是偉大的潛水者。”[1,2]創(chuàng)作新的作品需要想象,同樣科學(xué)技術(shù)研究也需要?jiǎng)?chuàng)新性的想象與想象力培養(yǎng)。中國(guó)的大學(xué)教育傳統(tǒng)上以文學(xué)和政論為主,強(qiáng)調(diào)修身、齊家、治國(guó)平天下[3]。近代以來,西方的以分析精神為代表的現(xiàn)代科學(xué)教育進(jìn)入中國(guó),并且已成為理工農(nóng)醫(yī)科學(xué)教育的核心[4]。根據(jù)中國(guó)教育的長(zhǎng)期教育歷史和目前建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的要求,當(dāng)前有必要強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新教育。前文從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、想象與想象力和想象力培養(yǎng)三個(gè)方面著重討論了想象力在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中作用[5]。表1列出的是發(fā)明家所需具備的主要素質(zhì)[6],由數(shù)據(jù)可見,想象力和堅(jiān)持性是邁向成功的兩個(gè)主要素質(zhì),因此,在科技人才的培養(yǎng)方面應(yīng)注重這兩方面能力的鍛煉。只有不斷地在學(xué)習(xí)和工作中,主動(dòng)地學(xué)習(xí)想象的方法,積極想象新的功能、原理和結(jié)構(gòu),才能更好地設(shè)計(jì)新產(chǎn)品。

機(jī)械產(chǎn)品、機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)也需要培養(yǎng)設(shè)計(jì)者的想象力,可以說,沒有想象,就沒有創(chuàng)造,只會(huì)是驥尾之蠅,亦步亦趨的步人后塵。我國(guó)政府倡導(dǎo)建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家,在一些領(lǐng)域要與國(guó)際先進(jìn)水平并駕齊驅(qū),這需要科技工作者與技術(shù)工人的共同努力。在新產(chǎn)品的創(chuàng)造過程中,需要設(shè)計(jì)者創(chuàng)新性的構(gòu)思新產(chǎn)品、技術(shù)工程師設(shè)計(jì)新產(chǎn)品和制造工藝以及技術(shù)工人加工新產(chǎn)品。工人從事產(chǎn)品制造加工,技術(shù)人員從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)和加工工藝編制,科學(xué)技術(shù)工作者從事產(chǎn)品創(chuàng)新思路研究與產(chǎn)品原型研制。想象力與堅(jiān)韌不拔是創(chuàng)新工作者應(yīng)注重培養(yǎng)和訓(xùn)練的優(yōu)秀素質(zhì)。本文擬討論從事機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新所需要注意的幾個(gè)問題。

2 功能設(shè)計(jì)的想象

產(chǎn)品是指生產(chǎn)出來的物品,對(duì)人類具有一定的功能?！邦櫩唾?gòu)買的不是產(chǎn)品本身,而是產(chǎn)品所具有的功能?！鄙鐣?huì)上流通的產(chǎn)品對(duì)其生產(chǎn)廠商是獲得經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品,而對(duì)使用者來說,他人提供的產(chǎn)品就是自己的工具。西方的阿里士多德和培根曾對(duì)工具論作了闡述,與機(jī)械工業(yè)化革命相對(duì)應(yīng),工具論對(duì)機(jī)械工業(yè)革命、電氣化工業(yè)革命、信息化工業(yè)革命和生物技術(shù)革命都產(chǎn)生了顯著的作用。笛卡兒提出數(shù)學(xué)描述的方法論,后來牛頓、達(dá)爾文和哥白尼等分別提出了自然科學(xué)不同學(xué)科的基本原理。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)依據(jù)機(jī)械原理,1970年德國(guó)科學(xué)界提出的功能原理的產(chǎn)品設(shè)計(jì),特別注重功能原理解。功能是產(chǎn)品購(gòu)買者購(gòu)買商品的原因,因此產(chǎn)品的設(shè)計(jì)就是實(shí)現(xiàn)某些產(chǎn)品功能。

在人類社會(huì)的前期發(fā)展過程中,工程科學(xué)一直沿用師傅帶徒弟的方式傳承手工技藝,有的的技藝還是家族傳遞下來,由于戰(zhàn)爭(zhēng)等災(zāi)難因素,其中有的技術(shù)已經(jīng)失傳。近代科學(xué)以伽利略為其開端的代表人物,將數(shù)學(xué)原理用于物理知識(shí)的表達(dá)和分析,開啟了近代工程科學(xué)。另一方面,知識(shí)的傳播也由學(xué)校完成,高等教育蓬勃發(fā)展,形成機(jī)械、電氣、土木、化工、計(jì)算機(jī)、信息和生物組成的現(xiàn)代工程科學(xué)體系。機(jī)械工程的歷史悠久,而且其原理知識(shí)滲透到各個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域,并沒有隨新型工程技術(shù)的發(fā)展而消亡,而是成為工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。例:現(xiàn)代的航天工業(yè)、生命技術(shù)和核能工業(yè)都離不開機(jī)械工程知識(shí)的支持。機(jī)械產(chǎn)品與信息科學(xué)、生命科學(xué)的結(jié)合,出現(xiàn)了數(shù)控加工機(jī)床、機(jī)器人和靶向藥物等一系列技術(shù)產(chǎn)品,人類的制造能力大幅度提高。近年來,隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展,人們?cè)O(shè)計(jì)新產(chǎn)品的能力也將得到顯著提高,計(jì)算分析軟件包的開發(fā)與使用,必將對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方式和方法產(chǎn)生巨大影響,新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期將大大縮短。

要設(shè)計(jì)出新的產(chǎn)品,就是設(shè)計(jì)出新的功能或功能組合。要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)就是要在設(shè)計(jì)初始階段想象出新的功能或功能組合,向用戶提供新的功能。一般常用的想象方式是通過市場(chǎng)調(diào)研或用戶反饋的意見,提出產(chǎn)品功能的改進(jìn),新的產(chǎn)品功能很多是根據(jù)使用者需要而想象出來的。革命性的系列化產(chǎn)品都是依據(jù)新的科學(xué)原理,或變換原理或變換結(jié)構(gòu)所想象出來的。例,從雙卡收錄機(jī)到卡式隨身聽,再到電子技術(shù)的MP4,前者使用相同的磁記錄原理,但變換了結(jié)構(gòu)與功能組合,獲得了便攜的功能。后者采用新的磁記錄原理,利用巨磁阻效應(yīng)設(shè)計(jì)出新的技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)播放聲音和圖像媒體的功能。

功能設(shè)計(jì)有分解和綜合方法,原理設(shè)計(jì)有集成、轉(zhuǎn)用和逆向等方法。產(chǎn)品的功能創(chuàng)新設(shè)計(jì)不一定是設(shè)計(jì)出前所未有的產(chǎn)品,隨著各個(gè)領(lǐng)域知識(shí)的融合和技術(shù)革命,很多產(chǎn)品的設(shè)計(jì)采用新的知識(shí)原理來更換以前產(chǎn)品所采用的原理,獲得更低的成本、更方便的制造或使用。

功能設(shè)計(jì)的創(chuàng)新過程中需要形象,例如人類想象出了飛機(jī)、電視機(jī)和收音機(jī)等,在設(shè)計(jì)這些產(chǎn)品前,人們就已經(jīng)幻想象鳥一樣飛行,千里眼和順風(fēng)耳,在古代的小說中就有這樣的文學(xué)想象,后來的技術(shù)革命用技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了人們以前的想象。要實(shí)現(xiàn)對(duì)新功能產(chǎn)品的想象,就必須解決其依托的核心功能原理,例如流體力學(xué)原理、無線信號(hào)傳遞等原理。物理原理、化學(xué)原理和生物原理是設(shè)計(jì)新型產(chǎn)品的基礎(chǔ)知識(shí),近200年來,人們主動(dòng)采用各種基本原理設(shè)計(jì)出許多種新產(chǎn)品,而且這一趨勢(shì)仍將繼續(xù)下去。

3 原理設(shè)計(jì)的想象

設(shè)計(jì)產(chǎn)品需要依據(jù)一定的功能原理,功能原理的創(chuàng)新就非常重要,機(jī)械原理知識(shí)僅僅是機(jī)械產(chǎn)品原理設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。有時(shí)很復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品,如果用電子控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn),其結(jié)構(gòu)就非常簡(jiǎn)單。例上面所述的隨身聽。機(jī)械科學(xué)的原理并不多,常用的有杠桿、滑輪、嚙合傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)、滾動(dòng)支承、滑動(dòng)支承、電磁支承、凸輪、連桿、螺旋等十幾種。常用的電子原理有加、減、乘、除、微分、積分、反饋等。現(xiàn)在基本的機(jī)械元件和電子元件都已有基本的單元銷售,已有專業(yè)化生產(chǎn)廠家生產(chǎn)這些標(biāo)準(zhǔn)化的元器件。復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)并不是將機(jī)電單元簡(jiǎn)單的堆砌在一起,而是有機(jī)的組合、有目的的組合基本單元,來實(shí)現(xiàn)其使用功能。

產(chǎn)品的制造工藝原理也十分重要,它們決定了產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否可以物化、是否可行。常用的機(jī)械產(chǎn)品的加工工藝有車、銑、磨、刨、鏜、鑄造、焊接、熱處理,新的加工工藝有電子束焊接、激光表面處理、離子注入、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、腐蝕、鍵合等等,這些加工工藝都已在機(jī)械產(chǎn)品加工中得到廣泛應(yīng)用。利用新的物理、化學(xué)或生物原理來發(fā)明新的機(jī)械產(chǎn)品或電子產(chǎn)品的加工工藝,這是目前和今后發(fā)展的方向之一。在知識(shí)教學(xué)中,更應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的觸類旁通、獲取知識(shí)的能力。

現(xiàn)代的機(jī)電產(chǎn)品,在構(gòu)思整體設(shè)計(jì)時(shí)就要分析其功能原理形態(tài)矩陣,比較優(yōu)化得到最優(yōu)的技術(shù)原理方案,并且擇善而從地詳細(xì)分析最佳方案。設(shè)計(jì)原理的選擇,不僅要考慮技術(shù)的先進(jìn)性,還要分析其成本、環(huán)境的友好性和可持續(xù)發(fā)展的前景。對(duì)產(chǎn)品功能原理的優(yōu)化軟件在近20年時(shí)間內(nèi)得到了很大發(fā)展,例:TRIZ等。但,產(chǎn)品的成本分析和環(huán)境友好性分析仍無相應(yīng)的設(shè)計(jì)軟件,這也是今后的發(fā)展方向之一。

隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)、虛擬加工和虛擬裝配技術(shù)的發(fā)展,例:Unigraphics軟件包,機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過程也發(fā)生了很大變化,運(yùn)用虛擬軟件設(shè)計(jì)來設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品的成本比試樣產(chǎn)品的制造,成本大大降低。數(shù)字設(shè)計(jì)、數(shù)字制造和數(shù)字管理技術(shù)的發(fā)展,依托于信息技術(shù),對(duì)機(jī)械工業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生了變革性的影響。協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造和協(xié)同管理技術(shù)在最近幾年仍然會(huì)得到快速的發(fā)展。機(jī)電產(chǎn)品的原理設(shè)計(jì)有集成、轉(zhuǎn)用和逆向等方法。例如汽車內(nèi)燃機(jī)集成了連桿傳動(dòng)、軸承支承、凸輪傳動(dòng)等。沖壓機(jī)和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)就是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)用。鞋底防滑花紋的設(shè)計(jì)是摩擦學(xué)中理論應(yīng)用的反問題。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的想象

要將設(shè)計(jì)原理實(shí)體化,獲取設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的產(chǎn)品功能,就必須進(jìn)行產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。常用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法有放大、縮小、轉(zhuǎn)用和變結(jié)構(gòu)等。在機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,俄羅斯的學(xué)者非常重視,而德國(guó)和日本的學(xué)者重視原理的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)方法。我國(guó)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)在1978年以前學(xué)習(xí)俄羅斯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在80年代學(xué)習(xí)德國(guó)的功能設(shè)計(jì)理念、日本的二次設(shè)計(jì)方法。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的零件結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。

從1960年來人們研究的仿生設(shè)計(jì)思路,為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者提供了一條途徑?；诹黧w力學(xué)的飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),基于固體力學(xué)的齒輪和滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì),基于動(dòng)量守恒原理的噴氣機(jī)設(shè)計(jì),基于光學(xué)的鷹眼、蛙眼設(shè)計(jì),基于紅外原理的制導(dǎo)設(shè)計(jì)等等。在固體材料結(jié)構(gòu)方面有仿生陶瓷、仿生的復(fù)合材料,多層涂層設(shè)計(jì)模仿竹、海螺殼等結(jié)構(gòu),今后在有機(jī)材料的設(shè)計(jì)方面人們更加依賴于對(duì)自然材料的仿生。

結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化、新材料的開發(fā)與應(yīng)用將對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生重大影響。前人的石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代和半導(dǎo)體時(shí)代以及今后的生物材料時(shí)代,都已經(jīng)對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生了巨大影響,而且產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大變化。例:古代利用細(xì)繩作為鋸子,今天利用合金材料和電力驅(qū)動(dòng)的電鋸,今后的激光切割等。新的原理、新的方法和新材料決定了那個(gè)時(shí)代的產(chǎn)品的技術(shù)含量和經(jīng)濟(jì)效益。

現(xiàn)代機(jī)電系統(tǒng)向復(fù)雜化和微納化兩個(gè)方向發(fā)展。復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品集成了機(jī)械原理、電路原理和控制原理等。例如,盾構(gòu)機(jī)械和大飛機(jī)等,復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比簡(jiǎn)單機(jī)械要復(fù)雜100～10000倍,因此其設(shè)計(jì)制造是一個(gè)國(guó)家的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造能力的集中體現(xiàn)。復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中一般都采用數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)的組織方式,充分發(fā)揮各個(gè)設(shè)計(jì)單位的優(yōu)勢(shì),團(tuán)隊(duì)的協(xié)作有助于縮短設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)效率和優(yōu)化產(chǎn)品的性能。我國(guó)的機(jī)械工程教學(xué)中過分強(qiáng)調(diào)單元課程的學(xué)習(xí),可喜的是近來組織機(jī)械設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)賽的競(jìng)賽,這有助于培養(yǎng)設(shè)計(jì)復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的能力。

微納機(jī)電產(chǎn)品,以微納微型、微納傳感器和芯片等技術(shù)為代表,在近10年內(nèi)取得了一系列突破。化學(xué)原理和生物原理也逐漸應(yīng)用到這類微納機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì),例如生物傳感器和生物芯片等。未來的機(jī)械應(yīng)該是生物機(jī)械,傳統(tǒng)的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造技術(shù)都日臻成熟,21世紀(jì)的機(jī)械是生物機(jī)械,這一點(diǎn)上大多數(shù)人已有共識(shí)。我們現(xiàn)在大學(xué)里培養(yǎng)的人才,今后的21世紀(jì)的機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新必定依靠現(xiàn)在的青年人,因此有必要開設(shè)系統(tǒng)論、生物原理等課程,這一點(diǎn)仍有欠缺,也未達(dá)成共識(shí),作者認(rèn)為應(yīng)從未來機(jī)械發(fā)展的高度,布局現(xiàn)在的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu),以利于他們今后更有創(chuàng)造性、更好地創(chuàng)造出新的產(chǎn)品。

關(guān)于微納機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì),目前有兩種技術(shù)路線。其一,是將以前的機(jī)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和電子元器件縮小,在微米級(jí)加工微型齒輪、連桿和軸承等。另一種思路是拋棄傳統(tǒng)的機(jī)械原理和機(jī)械零件設(shè)計(jì),依據(jù)生物物理和生物化學(xué)的基本原理來構(gòu)造微納系統(tǒng),例如仿葵花的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械等。作者認(rèn)為第二種思路是更好的,因?yàn)闄C(jī)械原理和零件的設(shè)計(jì)應(yīng)該隨時(shí)俱進(jìn),不應(yīng)保守的依據(jù)毫米級(jí)的機(jī)械原理和零件,而應(yīng)該結(jié)合生物科學(xué)的發(fā)展,將生物物理和生物化學(xué)與機(jī)械科學(xué)結(jié)合起來,創(chuàng)造出更多更好的微納機(jī)械系統(tǒng)。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)功能、原理和結(jié)構(gòu)的思路是德國(guó)科學(xué)家提出的別具一格的產(chǎn)品設(shè)計(jì)整體框架,本文從功能、原理和結(jié)構(gòu)三方面再次討論產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中“想象力”的作用。

(2)未來機(jī)電產(chǎn)品的發(fā)展向復(fù)雜化和微納化兩個(gè)方向發(fā)展,今天我們?cè)诒究平逃A段應(yīng)該縮減單元知識(shí)的教學(xué),增加系統(tǒng)論和生物原理的知識(shí)傳授。

(3)對(duì)于研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng),學(xué)生的課題研究不應(yīng)竭澤而漁,而應(yīng)結(jié)合研究生的論文主題,在討論課上各抒己見,培養(yǎng)同學(xué)的提出問題、分析問題、解決問題和總結(jié)問題的能力。

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