产品结构设计理论篇1
关键词:产品设计；文化心理结构；设计构思
中图分类号：J50-05文献标识码：a
美国技术史家乔治・巴萨拉（GeorgeBasalla，？）曾把人造物的多样性解释为：古往今来人们选来定义和追求其存在价值的各种方法和物质体现。“一件人造物并非仅仅是一件仓促赶制出来以满足需求的无生命物，它是一种构想出来的人类心灵的活的遗留物。”（注：参见乔治．巴萨拉著，周光发译《技术发展简史》，复旦大学出版社，2000年版，第22页。）“组成产品世界的人造物，并非是人在解决满足其基本需求时所产生的问题的答案，而是在整个历史长河中，选择来定义和追求各种生存方式的物质表现。”（注：参见同上，第16页。）人的生物学意义上的必需，并不能解释人造物浩如烟海的多样存在。人类花如此多的心思和精力用于设计和制造新的东西，理想的解释恐怕是用以限定和追求某种特定的生活方式，构筑自己理想的生活环境。任何一件新造物的产生，必然是建立在现存文化的基础上，累积了技术上的许多改进，融合了人类更多的情感、智慧和需求，并成为现有文明的一部分。从这种意义上来说，“绝大部分人造物是充满幻想、渴望和理想的心灵的产物”（注：参见同上。）。
一、设计是人类的定义和追求各种生存方式的一种手段
从产品艺术设计所涉及的广泛内容来看，它是一种综合的文化创造活动，表现出鲜明的艺术性和技术性，广泛涉及到人类的精神生活和物质生活的各个领域。从英文的语源看，设计一词发源于拉丁语Designara，几经演变成为“Design”，Design作为名词，有图样，意图之意，作为动词有计划，构想之意。在中国，“设计”一词的使用是近早的事，古代“设”和“计”一般都是分开使用，但都具有当今“设计”的含义。“设”有陈列、安置、开设、运用、采用之意；“计”有计算、谋划、计划、考察、审核之意。《现代汉语词典》对设计的注解是：设计是在做某项工作之前，根据一定的目的要求，预先拟定方案，图样等。以下是国外很多科学家、设计理论家、建筑师对设计的理解：
・设计所关心的是发现和精心构造备选方案。（西蒙诺贝尔奖获得者管理学家）
・设计是从客观现实向未来可能富有想象的跨越。（佩奇《给人用的建筑》）
・设计是从无到有的创造，创造新颖有用的事物。（李斯威克《工程设计简介》）
・设计是通过行为而达到某种状态，形成某种计划。（《实用汉语辞典》）。
・设计是拿出令人满意的产品。(葛霉嘉利《设计方法学》)
・设计常指拟定计划的过程，又特指记在心中或者制成草图或模拟的具体计划。（《大不列颠百科全书》）。
・设计是一种针对目标的求解活动。（阿切尔著《设计者运用的系统方法》）。
・设计是一种复杂的，半科学性的，有功能作用的实战模式。（罗杰斯克鲁登著《建筑美学》）。
・设计是一种创造性活动――创造出所未有的新颖而有益的东西。（李斯威克著《工业设计中心简介》）。
・设计像科学那样，是观察世界和使世界结构化的一种方法，因此，设计可以扩展应用到我们希望给以设计者身份去注意的现象。（阿克著《设计研究的本质述评》）。
1980年，国际工业设计协会联合会在巴黎年会将“工业设计”定义为：就批量生产的工业产品而言，凭借训练，经验及视觉感受而赋予材料，结构，色彩，表面加工及装饰等新的品质和资格叫做工业设计。根据当时的具体情况，工业设计师应在上述工业产品全部侧面或其中几个侧面进行工作，而且，当需要工业设计师对包装，宣传，展示，市场开发等问题付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时，这也属于工业设计的范畴。
从以上的各种定义可以看出，尽管每个人对设计的定义都不同，但是内涵是一致的。设计不止是一种改变物质环境的工具，更是充满美好幻想、渴望和理想的人类心灵对更先进的思想、更丰富的文化、更美好的生活方式的追求和限定，并通过创造出来的物质现实，使这些思想、文化、生活方式得到广泛传播，为人类带来福音。它是一种追求和定义新思想、新文化、新生活方式的意蕴深远的文化创造行为。这种追求和定义不是随意的、无价值的，而是创造性的、革新的、进步的，是由不同时刻人类特定文化心理结构决定的、充满美好愿望的人类心灵的体现。
二、文化心理结构及其对设计的作用
人既是自然的存在，也是社会的存在。每个人都生活在特定自然条件和社会条件下，其中的各种地理、政治、经济、历史、风俗、宗教、科学、伦理道德等等自然要素和文化要素形成他生活的特定环境。文化是把人的自然性和社会性连接起来，使人成为文明人的中介。文化不断发展进步，“特定的环境”也跟随不断变化，当这种历史进程在人的心里凝结、积淀下来，便形成了人的“文化心理结构”。“这个心理结构，是一个特殊的完形（格式塔）。在整个完形中，任何一个因素的改变，都会影响到这个整体，而整体也就存在于各种因素的相互作用之中。”（注：参见滕守尧著《艺术社会学描述》，南京出版社，2006年版，第32页。）所以说，每个人的“文化心理结构”都由其生活的特定环境决定，并因环境不同而不同。一个人、一个地域、一个民族、一个国家有其相对固定的“文化心理结构”。
一个人的文化心理结构是由他的生理心理中自然秉赋及他一生中通过学习和实践获得的文化性经验两大领域的因素构成。前者属于自然的范畴，包括积淀下来的深层的集体无意识、认知结构、思维结构、情感结构、理想结构等；后者属于文化的范畴，包括学习获得的信息、后天的经验等。人自然秉赋的心理深层表现为种种慢变因素，而文化性经验却是与时代精神息息相关的种种快变因素。慢变因素和快变因素相互交织和相互作用，形成一个动态的结构。
人的认知方式、思维方式、情感倾向、理想建构等意识活动都是由人的文化心理结构决定。设计活动作为一种综合性的创造，几乎包含了人类意识活动的各个方面，同样由人的文化心理结构决定。设计师的先天倾向影响甚至决定他文化接受的方向、情感喜好、审美理想、道德观念、价值取向等；特定时代背景下产生、流行的价值标准、审美趣味、道德观念等会通过选择机制，或抑制或调动和改造人的先天倾向。所以可以说，文化心理结构是设计师创作心理之源，特定的选择会造成特定的设计形态和特定的设计风格。
最终确定下来的设计意象，决不是简简单单从设计师脑海里一下蹦出来的形象，而是在各种社会因素、自然因素的渗透和作用下，从设计构思心理所指的意象集中孕育出来。它部分是一种具有具体社会文化内容的变化形式，部分又是一种凝固了的、实践的、富有生命意味的心理结构形式。作为设计构思心理活动的产物，它上面留得有设计师的创造痕迹，并带有设计师的自然气质；同时，它决不是一种随意的、纯粹主观的产物，因为有很多客观现实因素会通过影响设计师的创造性心理，进而影响它的形成，所以说它又是属于社会的。
社会文化因素影响设计师创造性心理的渠道是多种多样的。社会是一所大学校，各种文化因素都是无声的教师。设计师从小生活地域的风俗习惯、伦理道德、价值观念、生活方式、所受的家庭教育、学校教育、他人言行、社团集体活动、文化思潮、新环境生活方式、各种现代媒体、变化中的物质文化生活、不断扩大的视野等等，都无时无刻不在潜移默化中建构更新他的文化心理结构。每一刻的文化心理结构就是一幅幅经验图式，潜隐地影响设计师的意识活动。
在设计创造活动中，文化心理结构内在自然性的稳定不变，可以使设计活动具有一种稳定性、连续性；而社会文化性因素特有的运动性和变化性，又使得设计活动成为可塑的、变革的、创新的。文化心理结构可以按照更高的社会文化需要，对设计行为做出调整，使其变化、革新，以适应新的时代需要。在人类漫长的造物发展史中，时代不同，自然因素与社会文化因素对设计行为的影响比例也就不同。在生产力低下或社会动荡物质匮乏的时代，自然因素往往占主导地位，设计出来的产品更着重于物的实用性和功能，而且为社会低层的人民所设计出来的产品，这种倾向更明显。在生产力发达或社会一时繁荣的时代，社会文化因素占上风，产品更多按照观念、价值、文化符号表现的需要，被塑造得更具有文化性、审美性、装饰性。同时，在各时代中，阶级不同，自然因素与社会文化因素对设计造物的影响也不同，这实际上还是可以归因于生产力水平和物质丰富程度的不同，为上层阶级服务的生产力水平和物质材料，相对于为下层社会人民服务的生产力水平和物质财富而言，无疑是更先进、更丰富的。
在与设计意象对应的文化心理结构中，文化因素与自然因素二者缺一不可。与自然因素――人的本能的知觉倾向、能力、个性等直接有关的东西，一旦进入特定社会文化的氛围中，便立即按照这种社会文化的特殊需要做出适应性的变化。当然这种可塑性不是无限“自由”的，由于它是在主体的心理中完成的，所以又必须合乎心理活动的一些普通规律，如和谐、平衡、节奏、重复、多样统一等等。如果这种改变超越了一般人心理能够接受的程度，它的不可理解性将直接导致设计构思的失败。因此，设计行为虽然是受制于社会文化的，但又可以升华至另一个境界，即它可以突破日常言论和行为的普遍模式，创造出一个合乎内在心理规律的、幻想的境界――一个审美的领域。这种“突破”，实际上是一种超越和升华，在这种升华中，各种在设计构思过程中呈现出来的种种意象按照心理规律需要被筛选，被重新组合和排列，文化心理结构中的各种自然因素和社会因素相互作用和渗透，从而酝酿出既具有美观的形式，又具有良好的实用功能和深刻的文化内涵的、最终“合意的”设计意象。从这种意义上来说，真正决定某一设计师设计趣味的因素，是设计师个人特有的文化心理结构；真正决定某一时代设计风格的因素，是这一时代特定的文化心理结构。
三、文化心理结构在设计构思中的作用过程
与艺术创作构思很相似，设计创作构思也会经由一个由物及心然后由心到物的过程。设计构思过程中的“由物及心”中的“物”对应的是不止于设计师所见的、还有所闻的、所想的所有事与物。这些事与物与具体的人或物相关，它们可能是人造物，也可能是自然物；可能是实物的，也可能是影像的；可能是传统的，也可能是现代的；可能是当下的，也可能是过去的；可能是现实的，也可能是想象的；可能是设计师有心留意过的，也可能是作者脑神经里的不经意的记忆刻痕。但是，这些事与物并不能作为设计构思的原料，必须把它们内化、暗换为设计师心中的“物像”，也就是说，设计师不是也不能把各种实物搬出来进行构思，而是借助各种实物的在设计师心中的映像来进行创造。从所有的“物”中选择与设计主题相关的部分，把它们内化、暗换为可供设计构思的原料，这个过程就是“由物及心”的搜索和选择信息的前构思阶段。
在具体的设计构思开始时，以往的“物像”被唤醒、激活，像已经陈年的日历，在需要的时候，又被找出来，一页页翻起，一反平日似是沉寂的状态，开始在设计师的脑海中活跃起来。它们与当前的现实背景和市场需求方面的“物像”交织在一起，共同形成设计意象的意象性背景（注：关于意象性背景，详见约翰塞尔著，李步楼译《心灵、语言和社会》，上海译文出版社，1991年版，第102、103页。）。当构思心理与这些物像相遇、摩擦，设计师的知觉、想象、情感、领悟等一起协调运动起来，所谓“目所绸缪，身所盘桓”（注：参见宗白华著《美学散步》，上海人民出版社，1981年版，第82页。），在感性观照与建构中，积极地猎获种种启示，并积极地把这些启示向设计主题靠拢、聚集，继而产生与设计主题相关的种种意象。所有这些意象又进一步在文化心理结构和意象背景共同作用下酝酿、孽生出最终设计意象。设计师构像于胸的过程，就是设计“由心及物”的构思阶段。
最终的设计意象在设计师心中初步定型下来，设计师会在很长一段时间之内，根据变化的市场需求，不断地从实用、美观、经济的角度来审视、玩味、涵泳这个意象，并在新的文化心理结构图式和市场需求的评判下，对其进行修正、补充，使之既合于自己的文化心理结构，又能适应市场中或显或隐的客观需求。这个定像于胸的过程就是反馈求证的后构思阶段。
1、设计构思的信息搜索阶段
设计构思是从对与设计主题相关的信息的注意和期待开始的。注意是设计师对内心各种物像的一种关注状态，期待是设计师对各种物像的心理预期，它们都取决于设计师和物像两方面的条件。在设计师方面，他秉持特定的文化心理结构，把人生经验、文化素养、性格气质、审美趣味等个人因素投射在这些物像上，同时在内心产生一种潜在的期盼――希望能从这些物像上找到与自身文化心理结构同质的地方，并且这些同质点往往最容易受到设计师的注意。在美学研究中，美学家英伽登把这种期盼心理描述为一种“充满了活力”的情绪，一种“急切寻求满足的欲望”。在物像方面，它则如不确定的空框结构，召唤着设计师去解读，物的形状、结构、色彩、风格、性能、象征、价值、美丑等，或者人的兴趣爱好、风俗习惯、性格特征、价值观念等，就像一个个空白，等待着设计师去填写。两方面合起来就是，当设计师的意识填写了物像空框中的某些空白，意味着他对物像的这个要素的认同，从这个要素中找到了文化心理结构的同质点。这个同质点就更可能被提取出来，作为设计构思的直接参考。设计师对物像的认同在很大程度上还与物像的新颖程度有关，主要表现在与设计师期待视野的距离上，完全熟悉的和完全陌生的物像，设计师很可能视而不见；熟悉而又有些新鲜的刺激的物像更能吸引设计师的注意力。
注意和期待作为一种潜在的心理准备状态，是设计构思阶段的开始。它们唤醒沉寂于设计师脑海中的各种物像，使之与当前物像一起作用于设计意象，把设计师带进积极的构思状态，为构思提供一种潜在的定向信息选择标准，直接为后续的想象提供思维原料。
2、设计构思的信息选择阶段
知觉是设计构思系统中选择设计构思原料的手段。在注意和期待的观照前提下，设计师文化心理结构和物像间的同质点就依靠知觉来寻找、验证。
设计构思过程中的知觉与艺术创造和艺术欣赏中的知觉有很多美学上的相通之处，大多美学上的特性对它也有效，比如说主动性、整体性、情感性。但“人的美感的活动全是无所为而为”（注：参见朱光潜著《谈美书简二种》，上海文艺出版社，2001年版，第88页。），而产品艺术设计艺术作为一种特殊的实用艺术，在它的构思过程中的知觉有其特殊性。由于产品艺术设计满足的是以实用功能为主的人类的需要，所以知觉自然不会像美学中的审美知觉一样，把实用性排除在外。非但不如此，它还十分重视实用性，有时甚至把实用性放在首位，表现出对有用性细节的特别功利关注。可以说，设计构思过程的知觉的特性还包括了功利性和细节性。当然，除了特殊性外，设计构思过程的知觉也不脱离一般性，它同样十分注重实用以外的内容。
依据现代认知心理学的理论，任何认知过程都必然是主体的意识将他的文化心理结构投射到对象上，从而达到的一种个人认同。设计构思的知觉过程不是消极被动地接受对象的刺激，而是积极主动地去感受对象，协调感官和其他心理功能，有所选择地去知觉。当代美国艺术理论家阿恩海姆（Rudolfamhelm，1904-1994）在《走向艺术心理学》一书中明确指出：“如果这一理论是站得住脚的，那么知觉的基本过程就远非是被动的记录，而是一种获取结构的创造性活动。这种活动甚至超出了对各部分的配置和选择。”（注：参见［美］鲁道夫・阿恩海姆著，丁宁、陶东风、周小仪等译《走向艺术心理学》，黄河文艺出版社，1990年版，第35页。）正是这种主动的创造性的活动和这种信息选择、组合的功能，才使在认知过程中达到个人认同成为可能。并且在设计构思中的这种知觉活动的兴奋点往往是物像的细节要素，而不是整体的物像形象或意象，设计师在这些细节上扫描到与设计主题及自身文化心理结构的某种契合。构思的知觉的作用就是寻找、知觉到这些契合点、同质点，并使之重新物像化为一个个新的物像，它们才是设计构思的最直接的质料。就像石油一样，原油并不能直接派上各种工业用途，必须经过提炼，分出分子量大小不一的各种重油、轻油之类的，才能满足各种工业所需。原始物像就像原油，它不是构思的质料，只有那些从物象上抽象、提取出来的各种细节、特征、属性新物像才为想象提供有效的原材。
3、设计构思的创意阶段
想象是设计构思过程的创意阶段，是其核心部分。想象是人处于与日常的现实生活经验垂直切断状态下，超越时空的局限，思绪无拘无束地自由驰骋。它是一种联结的力量，一种联结过去、现在、未来，联结出场与不出场的力量。所谓“精鹜八极，心游万仞”，“观古今于须臾，抚四海于一瞬”，“思接千载，视通万里”，（注：转引自叶朗著《现代美学体系》，北京大学出版社，1988年版，第187页。）等等，这些都讲的是想象超越时空的特点。想象力是设计师不可或缺的创造能力，没有想象力，设计无法为继。
想象分为联想和想象二种。一般说来，联想就是从一个知觉心象转移到一个记忆心象这样一种心理活动。而构思则要复杂得多，它把各种知觉心象和记忆心象重新化合，孕育成一个全新的心象，即意象、并激发起更深层的情感反应。因此，构想是涉及构思过程中最富有创造性的心理活动。要进行构想，必须有丰富的知觉经验材料，当前的和以往的知觉经验都非常重要。以往的知觉记忆材料只有小部分储存在意识层中，而绝大多数储存在前意识层和无意识层，就像漂浮在海面上的冰山，露出水面的只是小小的一角。对于以往的这些知觉经验，需要努力把它们从近乎沉寂的前意识和无意识状态中唤醒，让他们重新在思绪里活跃起来，这样才能更彻底挖掘前意识和无意识宝库的财富，促进构想活动充分发挥。
在设计构思过程中，想象在知觉基础之上，调动过去和当下的各种知觉经验，按照现实的需求和主体的审美理想，遵循接近、类似、对比等联想规律，融合富于情感与理智的考虑、评判，积极对知觉到的所有契合点、同质点的物像进行加工、组合、改造，创造出新的物像，实现不同程度的创造性。这些新形成的物像就渐渐接近设计目标，从这些新物像中重新进行筛选、组合、改造，再酝酿出更高合意度的构思意象，这样层层迭进，每一进都有新的进步、发现、创新，一步步达到最终理想的设计意象。设计构思过程中的想象虽是一种超越个体直接经验的自由的心理过程，却并非没有任何规定的绝对自由。在这个过程中，构思的方向、范围都受制于主体的某种具体的创造目标。不论构想如何自由和奇特，都始终指向这个具体目标，并且始终把握住为实现这个目标所调动的各种“原料”之间的某种逻辑联系。而且，当构思的进展距离这个目标越近，想象所受的约束就越大，它的自由度呈现收敛型，目标就是最终的设计意向。设计师也只是潜意识里隐隐觉得，起初往往并不很清楚这个具体目标，在构思的进展中它才逐渐向他具体显现出来。人类有一种在混沌的意识状态下进行合目的性构造有内在统一性的意象的能力，秉赋和修养不同的人，这种能力的大小也不同，优秀的设计师和艺术家具有很强的这种能力。
4、设计构思的反馈求证阶段
产品结构设计理论篇2
关键词：机械产品；方案设计方法；发展趋势
引言
科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的发展趋势。
根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。
1、系统化设计方法
系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。
系统化设计思想于70年代由德国学者pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDi2221“技术系统和产品的开发设计方法。
制定的机械产品方案设计进程模式，基本上沿用了德国标准VDi2221的设计方式。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是：
(1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。
(2)将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。
(3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。
由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。
1.1设计元素法
用五个设计元素(功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数)描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。
1.2图形建模法
研制的“设计分析和引导系统”KaLeit，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接。
将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面，利用nijssen信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。
文献［11］将语义设计网作为设计工具，在其开发的活性语义设计网aSK中，采用结点和线条组成的网络描述设计，结点表示元件化的单元(如设计任务、功能、构件或加工设备等)，线条用以调整和定义结点间不同的语义关系，由此为设计过程中的所有活动和结果预先建立模型，使早期设计要求的定义到每一个结构的具体描述均可由关系间的定义表达，实现了计算机辅助设计过程由抽象到具体的飞跃。
1.3“构思”—“设计”法
将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。
将方案的“构思”具体描述为：根据合适的功能结构，寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现，并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”，“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图，先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”，再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置，得到结构示意图。Roper，H.利用图论理论，借助于由他定义的“总设计单元(Ge)”、“结构元素(Ke)”、“功能结构元素(FKe)”、“联接结构元素(VKe)”、“结构零件(Kt)”、“结构元素零件(Ket)”等概念，以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图，把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述，形成了有效地应用现有知识的方法，并将其应用于“构思”和“设计”阶段。
从设计方法学的观点出发，将明确了设计任务后的设计工作分为三步：1)获取功能和功能结构(简称为“功能”)；2)寻找效应(简称为“效应”)；3)寻找结构(简称为“构形规则”)。并用下述四种策略描述机械产品构思阶段的工作流程：策略1：分别考虑“功能”、“效应”和“构形规则”。因此，可以在各个工作步骤中分别创建变型方案，由此产生广泛的原理解谱。策略2：“效应”与“构形规则”(包括设计者创建的规则)关联，单独考虑功能(通常与设计任务相关)。此时，辨别典型的构形规则及其所属效应需要有丰富的经验，产生的方案谱远远少于策略1的方案谱。策略3：“功能”、“效应”、“构形规则”三者密切相关。适用于功能、效应和构形规则间没有选择余地、具有特殊要求的领域，如超小型机械、特大型机械、价值高的功能零件，以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4：针对设计要求进行结构化求解。该策略从已有的零件出发，通过零件间不同的排序和连接，获得预期功能。
1.4矩阵设计法
在方案设计过程中采用“要求—功能”逻辑树(“与或”树)描述要求、功能之间的相互关系，得到满足要求的功能设计解集，形成不同的设计方案。再根据“要求—功能”逻辑树建立“要求—功能”关联矩阵，以描述满足要求所需功能之间的复杂关系，表示出要求与功能间一一对应的关系。
Kotaetal将矩阵作为机械系统方案设计的基础，把机械系统的设计空间分解为功能子空间，每个子空间只表示方案设计的一个模块，在抽象阶段的高层，每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行操作的约束矢量表示；在抽象阶段的低层，每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程。
1.5键合图法
将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方法。
2、结构模块化设计方法
从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解(如通用零件部件等)描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，同时也降低新产品的成本。Feldmann将描述设计任务的功能化产品结构分为四层，(1)产品(2)功能组成(3)主要功能组件(4)功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录，对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件StRat。
认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解，而具有新型解的专用功能只是少数，因此，在专用机械设计中采用功能化的产品结构，对于评价专用机械的设计、制造风险十分有利。
提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口(联接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CaD技术，将变形设计与组合设计相结合，根据分级模块化原理，将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级，并利用专家知识和CaD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块，再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。
以设计为目录作为选择变异机械结构的工具，提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排，形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息，非常有利于设计工程师选择解元素。
根据机械零部件的联接特征，将其归纳成四种类型：1)元件间直接定位，并具有自调整性的部件；2)结构上具有共性的组合件；3)具有嵌套式结构及嵌套式元件的联接；4)具有模块化结构和模块化元件的联接。并采用准符号表示典型元件和元件间的连接规则，由此实现元件间联接的算法化和概念的可视化。
在进行机械系统的方案设计中，用“功能建立”模块对功能进行分解，并规定功能分解的最佳“粒化”程度是功能与机构型式的一一对应。“结构建立”模块则作为功能解的选择对象以便于实现映射算法。
3、基于产品特征知识的设计方法
基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。
机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此，国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作，采用的方法可归纳为下述几种。
3.1编码法
根据“运动转换”功能(简称功能元)将机构进行分类，并利用代码描述功能元和机构类别，由此建立起“机构系统方案设计专家系统”知识库。在此基础上，将二元逻辑推理与模糊综合评判原理相结合，建立了该“专家系统”的推理机制，并用于四工位专用机床的方案设计中。
利用生物进化理论，通过自然选择和有性繁殖使生物体得以演化的原理，在机构方案设计中，运用网络图论方法将机构的结构表达为拓扑图，再通过编码技术，把机构的结构和性能转化为个体染色体的二进制数串，并根据设计要求编制适应值，运用生物进化理论控制繁殖机制，通过选择、交叉、突然变异等手段，淘汰适应值低的不适应个体，以极快的进化过程得到适应性最优的个体，即最符合设计要求的机构方案。
3.2知识的混合型表达法
针对复杂机械系统的方案设计，采用混合型的知识表达方式描述设计中的各类知识尤为适合，这一点已得到我国许多设计学者的共识。
在研制复杂产品方案设计智能决策支持系统DmDSS中，将规则、框架、过程和神经网络等知识表示方法有机地结合在一起，以适应设计中不同类型知识的描述。将多种单一的知识表达方法(规则、框架和过程)，按面向对象的编程原则，用框架的槽表示对象的属性，用规则表示对象的动态特征，用过程表示知识的处理，组成一种混合型的知识表达型式，并成功地研制出“面向对象的数控龙门铣床变速箱方案设计智能系统GBCDiS”和“变速箱结构设计专家系统GBSDeS”。
3.3利用基于知识的开发工具
在联轴器的CaD系统中，利用基于知识的开发工具neXpeRt-oBJeCt，借助于面向对象的方法，创建了面向对象的设计方法数据库，为设计者进行联轴器的方案设计和结构设计提供了广泛且可靠的设计方法谱。则利用neXpeRt描述直线导轨设计中需要基于知识进行设计的内容，由此寻求出基于知识的解，并开发出直线导轨设计专家系统。
3.4设计目录法
构造了“功能模块”、“功能元解”和“机构组”三级递进式设计目录，并将这三级递进式设计目录作为机械传动原理方案智能设计系统的知识库和开发设计的辅助工具。
3.5基于实例的方法
在研制设计型专家系统的知识库中，采用基本谓词描述设计要求、设计条件和选取的方案，用框架结构描述“工程实例”和各种“概念实体”，通过基于实例的推理技术产生候选解来配匹产品的设计要求。
4、智能化设计方法
智能化设计方法的主要特点是：根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。
在利用数学系统理论的同时，考虑了系统工程理论、产品设计技术和系统开发方法学VDi2221，研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件mUSe。
在进行自动取款机设计时，把产品的整个开发过程概括为“产品规划”、“开发”和“生产规划”三个阶段，并且充分利用了现有的CaD尖端技术——虚拟现实技术。1)产品规划—构思产品。其任务是确定产品的外部特性，如色彩、形状、表面质量、人机工程等等，并将最初的设想用CaD立体模型表示出，建立能够体现整个产品外形的简单模型，该模型可以在虚拟环境中建立，借助于数据帽和三维鼠标，用户还可在一定程度上参与到这一环境中，并且能够迅速地生成不同的造型和色彩。立体模型是检测外部形状效果的依据，也是几何图形显示设计变量的依据，同时还是开发过程中各类分析的基础。2)开发—设计产品。该阶段主要根据“系统合成”原理，在立体模型上配置和集成解元素，解元素根据设计目标的不同有不同的含义：可以是基本元素，如螺栓、轴或轮毂联接等；也可以是复合元素，如机、电、电子部件、控制技术或软件组成的传动系统；还可以是要求、特性、形状等等。将实现功能的关键性解元素配置到立体模型上之后，即可对产品的配置(设计模型中解元素间的关系)进行分析，产品配置分析是综合“产品规划”和“开发”结果的重要手段。3)生产规划—加工和装配产品。在这一阶段中，主要论述了装配过程中CaD技术的应用，提出用计算机图像显示解元素在相应位置的装配过程，即通过虚拟装配模型揭示造形和装配间的关系，由此发现难点和问题，并找出解决问题的方法，并认为将CaD技术综合应用于产品开发的三个阶段，可以使设计过程的综合与分析在“产品规划”、“开发”和“生产规划”中连续地交替进行。因此，可以较早地发现各个阶段中存在的问题，使产品在开发进程中不断地细化和完善。
我国利用虚拟现实技术进行设计还处于刚刚起步阶段。利用面向对象的技术，重点研究了按时序合成的机构组合方案设计专家系统，并借助于具有高性能图形和交换处理能力的openGL技术，在三维环境中从各个角度对专家系统设计出的方案进行观察，如运动中机构间的衔接状况是否产生冲突等等。
将构造标准模块、产品整体构造及其制造工艺和使用说明的拟订(见图1)称之为快速成型技术。建议在产品开发过程中将快速成型技术、多媒体技术以及虚拟表达与神经网络(应用于各个阶段求解过程需要的场合)结合应用。指出随着计算机软、硬件的不断完善，应尽可能地将多媒体图形处理技术应用于产品开发中，例如三维图形(立体模型)代替装配、拆卸和设计联接件时所需的立体结构想象力等等。
利用智能型CaD系统SiGRapH-DeSiGn作为开发平台，将产品的开发过程分为概念设计、装配设计和零件设计，并以变量设计技术为基础，建立了胶印机凸轮连杆机构的概念模型。从文献介绍的研究工作看，其概念模型是在确定了机构型、数综合的基础上，借助于软件SiGRapH-DeSiGn提供的变量设计功能，使原理图随着机构的结构参数变化而变化，并将概念模型的参数传递给下一级的装配模型、零件设计。
5、各类设计方法评述及发展趋势
综上所述，系统化设计方法将设计任务由抽象到具体(由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构)进行层次划分，拟定出每一层欲实现的目标和方法，由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起，使整个设计过程系统化，使设计有规律可循，有方法可依，易于设计过程的计算机辅助实现。
结构模块化设计方法视具有某种功能的实现为一个结构模块，通过结构模块的组合，实现产品的方案设计。对于特定种类的机械产品，由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分比较容易，因此，采用结构模块化方法进行方案设计较为合适。由于实体与功能之间并非是一一对应的关系，一个实体通常可以实现若干种功能，一个功能往往又可通过若干种实体予以实现。因此，若将结构模块化设计方法用于一般意义的产品方案设计，结构模块的划分和选用都比较困难，而且要求设计人员具有相当丰富的设计经验和广博的多学科领域知识。
机械产品的方案设计通常无法采用纯数学演算的方法进行，也难以用数学模型进行完整的描述，而需根据产品特征进行形式化的描述，借助于设计专家的知识和经验进行推理和决策。因此，欲实现计算机辅助产品的方案设计，必须解决计算机存储和运用产品设计知识和专家设计决策等有关方面的问题，由此形成基于产品特征知识的设计方法。
目前，智能化设计方法主要是利用三维图形软件和虚拟现实技术进行设计，直观性较好，开发初期用户可以在一定程度上直接参与到设计中，但系统性较差，且零部件的结构、形状、尺寸、位置的合理确定，要求软件具有较高的智能化程度，或者有丰富经验的设计者参与。
值得一提的是：上述各种方法并不是完全孤立的，各类方法之间都存在一定程度上的联系，如结构模块化设计方法中，划分结构模块时就蕴含有系统化思想，建立产品特征及设计方法知识库和推理机时，通常也需运用系统化和结构模块化方法，此外，基于产品特征知识的设计同时又是方案智能化设计的基础之一。在机械产品方案设计中，视能够实现特定功能的通用零件、部件或常用机构为结构模块，并将其应用到系统化设计有关层次的具体设计中，即将结构模块化方法融于系统化设计方法中，不仅可以保证设计的规范化，而且可以简化设计过程，提高设计效率和质量，降低设计成本。
产品结构设计理论篇3
1.课程内容体系构建原则
针对模具类专业的知识结构和特点，根据企业对模具人才技能的需求，对课程体系进行优化整合，针对模具成形工艺特点对产品造型设计的要求，有选择地设置课程内容，使课程内容与本专业知识与技能相结合，结合其在今后的工作中对产品造型设计能力的需求，有针对性地进行课程内容与讲授方式的设置，使其在把握产品造型发展趋势、产品造型能力、创造能力、创新能力、艺术审美能力与运用方面得以提升，能够把握产品造型设计方向，切实做到所学知识的“必须”与“够用”。
2.课程内容体系构建
对课程的核心知识点进行提炼，将模具成形工艺与产品造型课程知识点进行有机结合，融入造型设计所涉及的模具成形加工知识点，让学生们在学习产品造型课程的同时，兼顾考虑产品造型的成形方法、成形工艺，让产品造型设计更加符合模具成形工艺性，做到既懂设计又懂工艺，多课程知识点融入，对产品造型在模具专业中的应用有更加深入的理解与把握。以课程内容第一部分产品造型设计概论为例，该部分具体涉及两个方面的内容，造型设计概念、要素和造型设计基本发展趋势，在课程设计上将上述两个方面的内容与模具知识点穿插结合，将造型设计要素与模具成形工艺结合，汽车造型发展与金属成形、先进汽车模具制造技术结合。融入具体设计案例贯穿知识主线，配合项目任务加深对所学知识内容的全面深入理解。
二、课程教学模式的改革与实施利用
将产品设计知识与理论融入具体的模具成形产品设计案例的方式教学，通过具体产品设计案例，分析讲解其所涵盖的知识点，并构成在模具成形产品设计时所要用到的提升核心设计能力的完整知识体系，使那些不适于工科类学生知识背景并且难以理解的设计艺术类理论内容与具体案例结合，将产品设计造型与成形加工制造工艺相结合，基于模具类学生知识体系与专业背景对设计理论进行讲解，注重结构设计与成形工艺性的结合，设计出符合制造加工工艺的产品。注重理论的理解与实际运用，使学生切实合理地运用相关设计知识，具有进行独立的模具成形产品造型设计的相关技能。根据所归纳的知识点与知识体系将产品设计所涉及的相关知识内容融入到具体模具成形产品的设计案例中，产品案例的选择具有广泛性与针对性，涵盖工业产品的各个门类，所使用案例产品必须时代性强、代表性强。同时考虑某些产品的更新换代较快，建立相关产品库，跟踪该类型产品的最新发展趋势，以更新融入案例。所融入的案例产品要有相当一部分具有多种设计知识的分析性，可以从设计优劣两个方面进行分析。案例产品对比性强，设计创新性强，能够启发引导学生在开阔思路的同时接受所融入的相关知识点。教学方式分为理论教学与实践，注重智力技能的训练。每个教学单元应该设置为：提出本单元所涉及的具体问题—讲授融入具体案例的相关知识—扩展讨论—总结归纳—思维训练—课业。构成完整的教学体系，在具体教学中突出互动性，对案例产品所涉及的相关知识内容分析讲授并进行讨论，让同学主动学习，开阔思路，举一反三，触类旁通。案例产品中所涵盖的知识点分析完成后，再从产品案例库中拿出其他产品案例让同学对比分析，分组讨论，分析其中设计理论与知识点的应用，同时在思维训练环节利用系统知识分析设计教师提出需要设计或改进的产品，提高学习知识点的质量。在理论教学之后，注重相关技能的学习与训练，能够熟练运用专业产品造型设计软件（Rhino）进行计算机辅助造型设计，在进行造型训练中也是针对具体造型案例进行设计造型，在对比与工程类3D软件（如pro/e、UG）的区别后，在工程类3D软件不擅长的复杂曲面造型领域，采用专业产品造型设计软件（Rhino）进行设计表达，做到软件之间的切换运用与互相补充。
三、结语
产品结构设计理论篇4
【关键词】tRiZ概念设计产品创新
引言
产品创新是企业取得市场主动权的重要手段，概念设计是产品创新的重要阶段。产品设计方案是否具有创新性取决于概念设计阶段创新性设计理论的运用。
1tRlZ
1.1概念
即发明问题解决理论。由前苏联专家GS.alshuler等人在探究世界数万件专利基础上，提出的一套创新设计理论。是一种基于知识的、面向人的发明问题解决系统化的方法学。
1.2内容
（1）产品进化理论：是tRiZ理论的重要分支，主要研究产品技术成熟度、产品进化模式、进化定律和进化路线等内容。（2）分析问题的工具：是解决问题的重要阶段，包括产品功能分析、理想解分析、资源分析及矛盾冲突分析。（3）冲突的解决原理：发明问题的核心是解决冲突，tRiZ将冲突分为物理冲突和技术冲突。为解决特定冲突，用39个工程参数描述冲突，将实际工程中的冲突转变为一般技术冲突，对应40条发明原理解决技术冲突并进行设计创新；也可利用四大分离原理解决物理冲突。这些冲突解决原理为创新产品的设计概念提供新出路。（4）物质―场分析：由于产品是功能的实现，每种功能都由两种物质一种场所组成，故可用物质―场分析产品的功能。再根据不同情况运用76个标准解将待定的标准解变成特点解。（5）效应原理：是tRiZ基于知识的问题解决工具，对特定输入产生特定效应。（6）发明问题解决算法：采用系统的逻辑过程逐步将初始问题程式化，在未确定真正冲突前，不断对问题进行细化，寻求冲突与理想解的程式化。
1.3发展趋势
我国学者对tRiZ的研究始于20世纪90年代初，近年tRlZ逐步引起关注，对tRiZ原理、工具等方面进行分析研究。tRiZ与多种设计理论的集成已成为该领域重要研究方向。
2概念设计
2.1概念
概念设计定义为：“在确定任务之后，通过抽象化拟定功能结构，寻求适当的作用原理和其组合，确定基本求解途径，并得出相关方案，这部分的设计工作称之为概念设计。”
2.2过程
（1）需求分析：顾客需求的满足是概念设计的最终目标，分析顾客的声音，为概念设计中产品的功能结构和技术特性的完善奠定基础。（2）功能设计：将产品概念从抽象到具体、深入有序地分析产品的功能结构，分析功能间的相互关系，结合相关原理，进行功能的构思和设计。（3）方案评价与优选：概念设计阶段方案的评价与优选对后续设计阶段起着决定性的作用，依据相关评价属性和准则，建立系统的评价优选体系。
2.3特点
创新性、多样性、层次性是概念设计的三大特点。（1）创新性：创新是设计的灵魂，概念设计阶段的核心就是创新，决定着产品未来的设计的水平和发展方向。（2）多样性：概念设计阶段涉及的知识领域及实现功能的设计原理、设计思路、设计方案均具有多样性。（3）层次性：概念设计过程具有从抽象到具体的层次性。
3基于tRiZ的概念设计过程模型构建
基于tRiZ的概念设计过程模型分为有冲突和无冲突两类：（1）有冲突：特定产品的顾客需求、功能结构分析一发现并确定冲突（技术冲突、物理冲突）一标准化冲突tRiZ标准解解决冲突tRiZ通用解领域解。（2）无冲突：特点产品的顾客需求、功能结构分析未发现并确定冲突重新对产品界定分析。
通过对特定产品的顾客需求分析了解顾客的声音，以顾客需求为导向，对产品功能结构从抽象到具体地分析研究，将tRiZ通用解转变为一般解，再将其具体化为特定问题的解；若未发现冲突，再重新对产品各方面进行界定分析。
结语
创新是企业生存和发展的法宝。tRiZ作为一种创新问题的解决理论，为产品概念设计阶段提供理论支持。将tRiZ与概念设计结合，对于满足顾客需求、预测产品未来发展趋势、缩短产品研发周期、提高产品创新成功率具有重要的现实意义。
参考文献
[1]檀润华.创新设计-tRiZ：发明问题解决理论[H].机械工业出版社，2002.
产品结构设计理论篇5
1常规设计技术
常规设计技术,是学习、应用、发展现代设计技术的基础。根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计称为理论设计。根据对某类零件已有的设计与使用实践而归纳出的经验关系式威根据设计者个人的工作经验用类比的办法所进行的设计叫经验设计。这对那些使用要求不大变动而结构形状已典型化的零件,是很有效的设计方法。例如箱体、机架、传动零件的各结构要素等。随着设计产品的技术系统越来越复杂,技术含量不断提高,产品更新发展速度加快,经验类比的设计方法已不能满足市场需要。
2现代设计技术
2.1机械创新设计(mechanicalcreativeDesign)机械创新设计指充分发挥设计者的创造力与智慧、利用已有的相关科学理论、方法和原理,进行新的构思,设计出新颖、有创造性及实用性的机构或机械产品。与传统设计相比,创新设计强调人在设计过程中,特别是在总体设计阶段中的主导性及创造性作用,采用新的技术手段、技术原理,从所要求的机械性能出发,改进完善现有的机械或创造发明新机械,实现预期的功能,使其具有良好的工作品质及经济性。
2.2机械优势设计(mechanicalSuperiorityDesign)机械优势设计是面向市场争取竞争优势的设计,完全不同于以个人兴趣为出发点的设计或追求某种品味的设计,也不是单纯追求创新的设计。机械优势设计由于要面向市场,因此需更善于进行产品方向的预测和技术方向分析,寻求在当前及以后的市场上起主导地位的产品和技术方向,使产品实现过程建立相互协调的联系,并且开发吸收有效的设计技术到整个产品的各环节中去,从而增强产品的市场竞争力。
2.3稳健设计(SteadyDesign)稳健设计是指所设计的产品(或工艺)无论在制造和使用中,当结构参数发生变化或在规定寿命内结构发生老化和变质时,都能保持产品性能稳定的一种工程设计方法。它的作用是提高所设计产品的质量和减少质量损失。随着市场竞争,设计和制造高质量、低成本的产品越来越受到关注,稳健设计已逐渐成为提高和改进产品质量的一种有效的工程方法。
2.4模糊设计(FuzzyDesign)模糊设计是将模糊数学知识应用到机械设计中的一种设计方法。随着科技的深入发展,需要设计的机构越来越大也越来越复杂,设计中涉及的变量越来越多且变量间的关系也越来越复杂,这些变量中存在大量的模糊现象,许多情况下并不能精确描述所设计产品。人们在设计中除了识别“非此即彼”的精确现象,还要能识别“亦此亦彼”的模糊现象。如希望设计出的机械产品“使用寿命较长”“承载能力较强”就属于模糊现象。这就要求我们采用模糊数学的方法来解决这些问题。模糊数学的研究领域非常广泛,包括模糊变换、模糊综合评判、模糊模式识别、模糊决策、模糊拓扑、模糊专家系统等综合理论。随着人们对模糊现象的认识进一步深化,对模糊现象定量处理方法的逐渐掌握,模糊技术必将得到进一步的发展与完善,并广泛用于工程设计中去。
2.5虚拟设计(VirtualDesign)虚拟设计属于新兴的多学科交叉技术,它是以虚拟现实技术为基础,以机械产品为对象的设计手段,对产品的概念设计、装配设计和人机工程学评价特别有益。借助这样的设计手段,设计人员可通过多种传感器与多维的信息环境进行自然的交互,实现从定性和定量综合集成环境中得到感性和理性的认识,从而帮助深化概念与萌发新意。虚拟设计技术充分利用了模拟仿真技术,它比现行的CaD系统具有更强的人机交互能力,设计人员可通过视觉、听觉、触觉及语音、手势等与设计的对象在虚拟的环境中进行直观地交互。
2.6绿色设计GreenDesign)绿色设计以提高产品的“绿色程度”为目标,在满足环境目标要求的同时,保证产品应有的功能、使用寿命和质量等。绿色设计通常也称为生态设计、环境设计、环境意识设计等。在传统产品设计过程中,设计人员主要按照产品性能、质量和成本要求等指标进行设计,设计过程中对产品的维护性、拆卸性、回收性、淘汰废弃产品的处理及对生态环境的影响等考虑较少。这样制造出来的产品,在其使用寿命结束后,由于缺乏必要的拆卸和回收性能,回收利用率低,其中的有害物质对生态环境造成了严重污染,影响生活质量和生态环境,造成资源的大量浪费。
产品结构设计理论篇6
关键词产品设计；系统化；程序
中图分类号tp39文献标识码a文章编号1674-6708（2012）78-0186-02
现代社会作为一个物质相对丰富的商业化社会，产品设计不断的更新，以求通过层出不穷的产品来满足人们日常生活需要。与日益成熟的产品设计相适应的是设计理论的成熟。从最初的产品美化或者产品结构设计为主的初级产品设计理论，到以产品功能形态结合以人为本观念的设计理论，再到产品系统化的设计理论，不同的设计方法所产生的最终设计结果有本质的区别。如何更好的运用设计理论方法指导设计实践活动，获得高效高质的设计结果是我们所要面临的最终课题。
1产品系统化设计概述
尽管系统一词频繁出现在社会生活和学术领域中，但不同的人在不同的场合往往赋予它不同的含义。长期以来，系统概念的定义和其特征的描述尚无统一规范的定论。一般我们采用如下的定义：为实现规定功能以达到某一目标而构成的相互关联的一个集合体或装置（部件）。
2系统化设计产品的特点分析
由上方的文字我们可以分析得出产品系统化设计的特点：1）有条理；有顺序；有重叠；有循环；2）由各种设计要素组成的有机整体。要素相互依存相互转化，一系统相对较高一级系统时是一个要素（或子系统），而该要素通常又是较低一级的系统。系统最基本的特性是整体性，其功能是各组成要素在孤立状态时所没有的。系统是由不同结构不同性质不同功能等要素，能协调统一到一起，有联系有区分有上下左右结构层次区别的，能够互相转换互相循环，有主有次有前沿有源头。
同样产品系统化设计也类同于这样一个系统，各个设计要素组成一个复杂庞大却调理清晰的整体。由于这些特点产品系统化设计结构形态类似于树状结构，它的结构是由许多相互关联又相互作用的部分所组成的不可分割的整体，较复杂的系统可进一步划分成更小、更简单的下级系统，许多系统可组织成更复杂的超系统。另一方面产品系统化设计又与树状结构不太相同，区别在于树状结构至始至终都是前进的、单向的、不可逆的。而系统化设计的各个要素之间是可以循环并重叠的。
可以预计如果我们正确的使用设计系统来进行产品设计，有利于设计者更完整，更全面，更具目标性和方向性，更明确，更正确进行某产品或是产品系列化设计，更有可能进行整个品牌产品的定位与设计。因为系统化就意味着全面、全局、理性、整体、严谨等等。这样的系统无论是在设计命题下达之初还是在解决问题之中，又或是在获得成果之后对设计工作都具有指导检验作用。
3产品系统化设计的程序
3.1产品系统化设计总理念：以人为本
人作为产品的管理者、设计者、消费者、使用者以及经营者对产品的存在与否起着决定性作用。人这一决定因素至始至终伴随着产品从无到有再到最终丢弃。
从产品设计的过程来看，每个环节也是与人密不可分的。所有的设计过程从最开始的咨询、策划、着手、稽核，到后来的产品销售推广定位均因人的参与而成型，因人的参与而成败。
3.2产品系统化设计具体程序
产品系统化设计包涵四大部分内容，分别是从系统化设计流程、设计参与者（一切参与到产品中的人）、设计理念、以及设计的管理方法。这四部分的内容相互重叠相互依存相互推进，，并且通过它们的下一级子系统进而深入工作，形成一个真正意义上的完整的产品设计系统。
3.2.1顺序设计
顺序设计首先是设计概念提出，接着是技术支持，然后是细节修订，最后是生产完善。因此这种方法被表述为“隔墙传递”，原因是从设计过程上讲，每一步完成之后才能进行到下一个程序。因此它的不足也比较突出。1传递到最后可以选择的方案少2设计程序太长导致设计时间太长3沟通不方便不顺畅容易引起差错。但是它的优势是可以解决大型复杂设计工程，达到正确、易于执行、严谨的效果。
3.2.2并列设计
并列设计是设计、生产、调研同时进行的设计方法。它们在同一时间同时分方向进有，利于缩短产品的上市时间和总成本，是一种比较有效率的设计方法，但是它对组织者掌控能力的要求较高，投入的成本较大，同时还必须具备交流和协调的能力。
3.2.3交叉设计
交叉设计是结合并列设计的优点以便减少资源节省投资成本的一种设计方式。它不要求所有的设计阶段同时进行，但是却必须加强个体的联系交流，以便减少和重复工作而达到最佳状态。
4设计管理与人
设计管理的主体是人，研究的对象也是人，所以针对人的研究是十分必要的。
首先要针对使用者进行设计前期咨询。产品销售成功从短期来看体现在产品销售数量上，但是从长远来看使用者对产品的满意与否才是最终决定产品生命力的因素。对于使用者的深度调研是不应该忽视的因素。
其次是有具体对象的设计策略。绝大部分的消费者是以产品的外观造型、材质、颜色、品牌等因素来直觉感性判断产品，甚少懂得产品的内在情况，所以产品的设计策略的把握尤为必要。为达到吸引消费者的目的有两种方式，一是提出新的新概念以便开拓市场；二是完善现有产品不足以便抢占市场份额。
再次是设计组织与管理者。设计组织作为一个复杂的团体包涵多种人群（设计师、使用者、营销人员、消费者、技术人员等），这些多样的人群如何联系、交流、传达指令、处理信息、协调等等一系列问题是管理者必须思考的问题。
另外在产品系统设计中还有一个关于设计稽核的问题。是否完成了设计计划的目标；完成的结果如何；过程是否按计划进行、大众是否接受；在设计过程是否随时调整。当然造成产品成功与否的原因还有很多种比如企业经营情况、技术情况、市场变化等等因素，但是还是有一部分的产品成败取决于设计。
综上所述一个完善的高效的产品系统化设计可以为我们的设计节省资源、资金、人力使我们的设计更接近市场的需要。并且在设计进行的过程中更加高效、有序、全面、严谨、节约，也可以随时应对人员变动或是设计策略的调整，保证设计成果最终完成。
参考文献
产品结构设计理论篇7
产品设计对象包括机械装备、轻工产品、电子信息、家用电器、交通工具等。从产品设计的共性角度出发，不同设计对象的构思、表达、程序、形态、结构等有着共同的基础和相似的呈现。国际工业设计协会（iCSiD）对工业设计的定义为：对批量生产的工业产品，凭借训练、技术知识、经验及视觉感受，赋予材料、色彩、表面加工、结构、构造、形态和装饰以新的品质和规格。工业设计核心就是产品设计。拓展来看，产品设计的设计对象除了现代工业产品外，也可外延到手工艺品、工艺美术品等手工业时代的产品。产品设计专业旨在培养具有扎实工业产品设计基础理论和造型能力，具有良好的形态理解与分析能力、审美能力、创新能力和动手能力，以及具备良好的沟通合作能力和产品研发能力、产品转化能力、设计协作与设计管理能力的高级专门设计人才。产品设计专业培养模式存在以下特点：
1.创新性
产品设计专业旨在培养具有高度创新意识和创造能力的产品设计人才，则必然要求产品设计教育也具备创新性，产品设计教育必须将学生创造力和创新能力的培养作为最终目标与价值导向。
2.交叉性
产品设计与艺术、工程、技术、管理、市场、心理等学科有着密切联系。产品设计程序中，消费调研、市场分析、产品定位、产品研发、工程分析、市场营销等都与不同行业、不同学科产生一定程度的联系与交叉。产品设计教育势必体现出产品设计的交叉性和综合性。
3.应用性
产品设计是一个应用型专业，强调对学生实践能力、职业技能和业务水平的培养。产品设计教育的应用性表现在培养学生的设计表达能力、分析综合能力、团队协作能力和执行判断能力等方面。
4.多样性
产品设计教育的多样性反映在多个方面，有设计门类差异导致的多样性，有行业区块差异导致的多样性，有人才培养层次差异导致的多样性等。
二、基于产品设计专业的家具设计人才培养模式思考
通过对产品设计教育特点的分析，可知产品设计教育既有共性，又有个性，在培养目标与培养模式上应做到兼顾学科基础与特色方向。国内外很多高校的产品设计教育也都体现出专业化和系统化的趋势，如南京林业大学、中南林业科技大学、美国克兰布鲁克艺术学院、意大利米兰理工大学等高校，家具设计方向都是其优势特色专业方向。四川农业大学产品设计专业（家具与室内设计方向）面向四川家具产业集群的人才需求，从人才培养的目的性和有效性角度出发，确立了建立在产品设计专业共性培养基础上，同时极具针对性和实效性的培养体系和培养模式，并提出了如下基于产品设计专业的家具设计人才培养思路和原则。
1.面向产业，办好专业
应用型学科专业办学应该满足产业发展、适应社会需求，区域经济是产品设计专业发展的重要推手。目前，家具产业在四川发展势头迅猛，形成了以“中国板式家具生产基地”为中心的产业体系和以“中国西部家具商贸之都”为中心的商贸体系，家具产业被成都市列为十大支柱产业之一，成都成为中国五大家具产业基地和四大家具流通基地之一。四川是实现家具产业创新的重要战场，家具设计人才不但应具有扎实的理论基础知识，还要具备从事家具产品创新设计的实践能力。近年来，相关高校对家具设计方向的培养模式进行了有益的探索和实践，但在深度和广度上往往缺乏整体思考和可操作性，存在人才培养模式单一、知识结构体系不完善、产业服务意识薄弱、人才自主创新能力匮乏等问题。目前，四川省内设置家具设计方向本科专业的高校有两所，其中四川农业大学的家具设计方向在四川省内设置时间最早，发展起步于木材科学与工程专业。产品设计专业家具与室内设计方向办学以来针对专业性质、市场需求、培养目标、区域优势等，在创新型人才培养过程中获得诸多成果和经验，在总结办学经验的基础上，开拓进取、不断改革，为四川家具产业培养出更多优秀的家具设计人才。
2.夯实基础，突出模块
在人才培养上要以产品设计为根本，拓宽专业基础；以家具设计为抓手，体现方向模块。要在产品设计通才平台上进行家具设计专才的培养。根据此思路，四川农业大学2014级产品设计专业家具与室内设计方向培养方案中，设计了三个模块，分别是产品设计模块、家具设计方向模块、室内设计方向模块。产品设计模块，以产品设计基础课程和产品设计专业课程为主，包括设计概论、设计素描、设计制图、现代设计史、专业概论、设计色彩、平面构成、立体构成、计算机辅助设计Ⅰ（autoCaD）、色彩构成、设计心理学、产品设计方法学、设计表现技法、计算机辅助设计Ⅱ（3dsmax）、产品设计与开发、模型设计与制作、人体工程学。家具设计方向模块，以家具设计方向课程为主，包括家具与室内设计史、家具与室内装饰材料、家具设计、软体家具、家具表面装饰设计。室内设计方向模块，以室内设计方向课程为主，包括房屋建筑学、室内设计原理、建筑技术与设备、公共空间设计、室内装修工程、室内装修工程概预算、室内陈设艺术设计、展示空间设计。模块设置较好地构建了产品设计（家具与室内设计方向）的课程体系，在夯实学生产品设计专业基础的同时，较好地体现出家具与室内设计方向的特色。然而，模块设置后并非一成不变、一劳永逸，目前还处在优化改革进程中，仍有一些不足，特别是家具设计方向课程偏少，体系完整度有待提高，家具设计技术性课程缺乏等。上述不足有待我们进一步革新和调整，继续依据方案实施情况和人才培养效果进行持续深入改革。
3.强化理论，重视实践
家具设计是一种具有系统性、艺术性和科学性的产品创新设计活动。家具设计既需要科学严谨的逻辑思维方法，也需要推陈出新的形象构思方法。家具创新设计需要理论支持与指导，理论知识的学习、积累对于家具设计人才培养来说不可或缺。然而，家具设计教育不仅仅要注重课堂理论教学，更要注重实践教学环节，培养出适应行业需求的高级专门设计人才，通过包括实验课程、实践环节、顶岗实习、综合实习、毕业实习等在内的多种实验实践教学环节，提高学生的专业技能与业务素质。同时，要着重建设校内实验室、校内实训基地、校外实习基地等实践平台，为应用型家具设计人才培养提供必要的实训实习条件。
三、结语
产品结构设计理论篇8
关键词：电力设计项目；电力企业；客户关系管理
中图分类号：F279
文献标识码：a
文章编号：1009-2374（2012）20-0155-02
从当前有关市场营销客户关系管理的研讨中不难发现，讨论大都聚焦于实物营销领域，对于服务型产品客户关系管理的探究却还处于发展初期，而涉及电力设计项目的客户关系管理更是凤毛麟角。然而从实践中看，无论是针对民生工程的建设需要，还是实现低碳经济发展目标，都离不开将优化后的电力设计方案引入到各大电站的建设中来。因此，在市场需求导向下，如何合理地电力设计项目营销出去，便承载着包含经济和社会在内的两大利益诉求。
就市场营销学理论而言，一般根据4pS模式来构建产品的营销体系。关于这一点，通常应用于实物营销领域。但针对服务型产品来说，更关键的仍是客户关系管理。因此，生产服务型产品的电力设计科研机构也应在这个领域狠下工夫。鉴于以上所述，笔者将就文章主题展开探讨。
1 问题讨论的理论框架
不可否认，开展客户关系管理对于诸多电力设计科研机构仍存在较多障碍。这不仅是因为在计划体制下机构所形成的传统意识使然，还在于当前难以找寻到适应国情的成功案例。为此，笔者首先就问题讨论的理论框架进行阐述。
具体而言，包括以下两个方面：
1.1 营销理论视角下的产品内涵
与通常人们对产品（项目）的理解不同，营销理论中将产品由内及外划分为三个主要层面，即核心产品、有形产品、附加产品。其中，“核心产品”主要是指产品的使用价值，也就是能满足客户对产品的功能需求。在计划体制下，电力设计机构往往只重视核心产品环节。“有形产品”则是指研发、生产产品的实体，在商业活动中的品牌效应。一般而言，品牌效应不仅能提供识别产品的功能，还能提升顾客的忠诚度。“附加产品”主要体现在售后服务方面，也是维系、增强客户关系的重要
工作。
1.2 营销理论视角下的责任拓展
这里的责任特指电力设计机构的责任。在事业单位体制转型过程中，电力设计机构普遍面临着市场化、企业化的身份变革。这就意味着，机构在未来的发展中将植根于各种大环境中，其中，社会环境则是影响机构生存发展的重要因素。因此，责任拓展的内涵就体现为应将社会责任纳入到机构的产品设计中来。不难看出，通过满足多样性的责任要求将促进客户关系管理活动的实施。
2 电力设计项目的产品特征分析
尽管上面引入了理论框架，但这仍无法为我们提供开展电力设计项目客户关系管理的具体路径。原因很简单，作为创新性、研发性为一体的项目设计产品，将在许多方面不同于其他服务类产品的特质。因此，以下还应进行产品特征分析。
2.1 适应性
在电力工程设计领域，一般根据客户需求来进行方案设计，这就意味着该电力设计项目具有极强的对象适应性。那么如何来看待这种适应性的作用呢?首先，项目的适应性特征将导致设计方产生较大的沉淀成本，特别在该方案无法直接用于其他项目时更是如此。其次，客户方仍然存在着资产专用性的特征，因此在长期的合作中电力设计机构将垄断客户的技术供应市场，进而获得稳定的市场份额。由此可见，产品的适应性特征存在两面性，这就要求项目机构应在客户关系管理的基础上增强自身技术的匹配性。
2.2 融合性
在强调低碳设计理念的同时，项目设计仍是在借助以往技术经验的基础上实施的局部创新活动。因此，技术的融合性就成为了产品特征之一。其中，大量的通用技术仍是其他竞争者所掌握的。这就提出了一个要求，即设计项目在通用技术和创新理念的融合上应在满足适应性的前提下，建立起差异化优势。
2.3 时效性
时效性主要指向客户需求的即时性。电力企业仍然面临着节能增效的制度压力以及寻求内涵发展的驱动力。从经济学的角度来看，电力企业的资本有机构成处于持续提升的动态环境下。因此，结合“附加产品”的理论观点，此时电力设计机构应能够及时获得信息反馈，主动为其提供增值服务。
以上三个方面的产品特征，就为模式构建提供了切入点。
3 理论框架下的客户关系管理模式构建
具体而言，客户关系管理的模式构建可从以下三个方面展开：
3.1 强化技术支持力度
强化技术支持力度，实则是从“核心产品”的环节来得出的结论。众所周知，电力建设工程耗资较大，这对于电力企业而言不仅是发展战略的重要组成部分，也是提高服务质量的重要举措。因此，客户往往追求设计项目的功能最优。在招投标阶段，客户方往往关注于项目设计思路、可操作性以及投资后的收益率等要件。正是这样，喂有强化技术支持力度，才能首先获得客户的青睐。其中，设计项目的适应性尤为重要。适应性除了包括针对客户需求的适应性，还包括面对行业制度环境的适
应性。
3.2 增强双方互动频率
上文已经指出，电力设计项目具有创新、研发为一身的产品特质，因此为了改善因技术专用性而带来的“麻烦”，应增强设计方与客户方的人员互动频率。通过技术信息交换，使得客户方更加深入地理解项目的设计理念，进而加强与设计方今后合作的意愿。同样，设计方也能更加熟知客户方的产品需求定位，从而构建起技术垄断来规避其他竞争者的侵入。
3.3 提升增值服务能力
在“附加产品”环节提到了应开展售后服务工作。结合电力设计机构的业务实际，这种售后服务实则就是提升增值服务能力，包括及时解决在项目施工过程中的技术问题以及跟踪客户的使用情况，及时对反馈信息给予处理。更为重要的是，在信息处理后应主动为客户提供优化方案。这样一来，客户关系管理就处于全方位的管控之中了。
以上所有内容便是笔者对文章主题的讨论。诚然，本文无法穷尽所有措施，但仍从独特的视角进行了探索。最后，本文权当抛砖引玉之用。
参考文献
[1] 魏晓丹．论企业市场营销的良性发展[J]．现代营销（学苑版），2011，（5）．
产品结构设计理论篇9
[关键词]产品设计模型样机
一、高职类产品设计模型制作教育现状
模型制作在工业设计教育中是衡量学生产品设计是否优秀的一个重要标准。在高职类设计教育过程中，为了让学生掌握自己制作样机的技巧，一般会在大一下学期或大二上学期开设产品模型制作课程。课程中传统使用的材料是石膏、Kt板、塑料泡沫等材料。
伴随着职业教育改革的深入，高职类工业设计专业应该将学生培养的目标定位于产品设计的各个环节主要技术，即模型制作技能、产品电脑效果图技能等。就国内工业设计高职教育现状而言，模型制作课程的定位更多是体现产品的展示功能，学生模型制作的技能没有在课程中得到足够的提升。
模型制作技能的日渐淡化，弊端日益凸显：
1.学生动手制作模型能力显著下降。具体表现：无法在创意过程中用实物表现自己的想法。通过模型表达思想的能力逐渐丧失。
2.设计出的产品停留在纸上谈兵。没有自己动手制作，就不能充分了解自己的设计缺陷在哪里，因此大部分学生的设计无法进行实际应用。
3.培养出得人才与企业需求差距越来越远。国内企业在产品开发时不仅仅是通过效果图、机械图纸，真正决策时使用的是产品样机，而样机的前身是模型。由于我们的学生普遍缺乏制作样机的经验，其设计方案往往不能满足样机制作的要求，因此很难在短时间内与企业环境融合。
4.企业在实际招聘过程中，即使高薪也很难招到模型制作技术人员。
二、产品设计模型与企业样机的角色变换
产品模型在教学中的功能：
1.在设计构思阶段，快速通过物与物的结合表现设计思想，与设计师和客户进行沟通交流。
2.在产品造型设计阶段，通过模型来体会造型曲线、修改设计，完善设计方案。
3.在产品设计完成后，利用模型做产品设计的论证检验，即可行性分析。
4.在实际操作中掌握模型制作技能。
产品模型在设计阶段尤其是初期和中期有着很强的优越性，但在末期检验时存在很大的缺陷。
产品模型的最大缺陷，恰恰是产品样机的最大优越性，即产品模型无论做的多么逼真，它是假的，样机是真实的产品。
企业样机在产品研发中的功能：
1.通过样机制作，讨论产品生产过程中存在的设计缺陷，优化生产流程与工艺。
2.样机在制作完成后可以参加各种检验检疫。如iSo9001体系认证。在产品内部电路与结构可靠性、安全性可以进行相关测试。
3.展会中可以参展，对客户进行产品功能演示。
由此可以看出，产品模型和企业样机是一种递进关系，产品开发离不开模型或样机的展示，但模型仅仅有部分的样机功能，因此在模型教育中增加样机方向的学习已经是当务之急。
三、把样机制作融入到模型制作的教学方法
实现把模型转变为样机需要一些条件，通过上一章的分析可以了解到，模型是一个虚拟的产品，它只具有产品的壳体而不具备产品内在功能，而样机是在模型的基础上增加结构和功能，因此把样机融入到模型制作需要以下前提条件：
1.特种加工技术中的快速成型知识。这是模型和样机制作都需要的基础条件。有了快速成型的技术可以快速的通过机床把壳体制作出来。
2.简单的结构设计知识。结构设计包括壳体的结合、内部元器件放置结构、功能组成的放置顺序等。这是从模型过渡到样机的重要一步，也是在教学中产品设计与机械设计相结合的一个交叉课程。
3.电路设计知识。通过电路设计，把产品的功能件连接起来，实现产品各部分功能。
这是功能实现的重要步骤，在样机制作中，各部分的功能单元都是现有器件，因此我们在教学中所需要的就是把这些元器件怎样连接的方法教给学生。这同样是一个学科交叉，产品设计与电学的交叉。
4.表面处理知识。样机制作的最后一步就是对整机作表面处理。表面处理的方法较多，有电镀、金属拉丝、喷塑等处理方式。通过表面处理，使样机看起来符合设计效果图。
上述这些条件是制作样机的基础，大部分知识我们在课堂教学中已经教授给了学生，现在需要做的就是把这些知识综合起来，融入到产品的模型里面。
教学中操作方法如下：
第一、产品开发功能设定。根据市场需求、人的基本需求调研，确定产品功能，开发客户正向需求和惊喜型需求，剔出反向需求，奠定产品功能基调。教学中，教师指导学生做产品功能调研。
第二、产品造型设计。在模型制作初期，构思产品造型的同时，对产品尺寸、结构要有充分的把握。考虑可能会用到的零部件大小，功能元件的布置，在此基础上对造型做具体的设计。教学中，教师指导学生对产品做造型设计和修改。
第三、产品结构设计。在造型确定后，对产品内部结构进行设计。设计的目的是安全稳定的放置各部分功能元件及壳体的卡位。教学中，指导学生对结构进行设计，确认产品的结构安全稳定。
第四、电路设计及安装。连接各个功能元件电路，合理排放功能元件。在教学中作必要的电学课程指导。
第五、模型后期处理。这时候的模型已经成为一个初具功能的产品样机，在设计制作的最后阶段，重点处理产品外观效果。教师指导学生做喷漆、贴膜等处理。
四、模型样机制作实践案例剖析
选取工业设计专业大一第二学期学生模型课为案例，我们设定题目“绿色环保与光”，要求设计符合题目内涵的产品一件，并制作样机模型。
通过四个课时的讨论和构思，学生发散思维，初步构思出设计方向。在此基础上，开始产品功能实现构思，并制定制作计划。
在样机制作初期，需要采购实现产品功能的元器件，如LeD灯、红外线传感器、蜂鸣器、水银开关等。
以“绿色鲜花”小组作品为例，该小组最终的设计构思是通过包装纸等可再生、回收的材料制作花朵造型，用一次性塑料吸管做花杆，使用LeD色灯做花蕊，并用红外线感应控制灯的开关。制作效果如下：
五、模型样机制作的意义
通过在教学中的模型样机制作，充分实现了产品模型的设计意义。不仅能够锻炼学生的动手能力，还能在开发过程中作功能、稳定性、安全性测试。真实产品的开发离不开样机的制作，高校模型样机与企业样机接轨，可以为企业创造更多的价值，同时学生在锻炼过程中积累制作经验，能够更好的与企业融合。
本课题中研究的内容重点是在教学中如何将模型与样机制作融合在一起，通过对样机和模型的解剖分析，按照笔者的教学思路和方法，最终可以实现模型到样机的转换，在教学中提高教学的效率。模型到样机的转变已经刻不容缓，样机的制作对学生、企业都有重大积极效益，对高校提供对外技术服务有积极意义。因此对模型样机的制作研究应用到教学中去，能够对设计类教育起到积极正面的影响。
浙江工商职业技术学院校教改项目
[参考文献]
产品结构设计理论篇10
一、平面设计中构成艺术规律的表现
构成理论经过包豪斯的实践，又受到俄抽象主义和构成主义、荷兰风格派、达达主义等流派影响，逐渐成为符合时代需要的设计理论和新的造型原则。
（一）构成艺术的起源与发展
“构成”源自德国包豪斯的GeS―taL―tUnG译语。对视觉因素重新组织、结构，以提高审美能力，达到启发思维，培养创造力的目的，有目的地对构成元素进行组合，使其具有审美价值，称为构成。构成是构成主义的一个概念，形成于1913―1917年。构成主义的奠基人塔特林（俄）提出艺术是创造形式的过程，是对材料、形态、空间的整体感受。构成学的理论体系在包豪斯逐步完善与发展，通过新思维方式、美学观念建立起新的造型原则，并广泛运用在艺术设计中。
（二）构成艺术对各国设计的影响
美国在形式上承袭了包豪斯的正统，以点、线、面为支点，用线的黑白对比，产生视觉胀缩感，有如欧普艺术的动感。二十世纪二十年代，美展出了包豪斯设计作品，产生过巨大影响。此间，日本也受包豪斯设计思想影响，四十年代，大智浩开始研究伊顿理论，更突出线的渐变，用疏密表现渐变，用圆周的骨格与斜线、直线组合，使线的渐变构成更丰富；二十世纪三十年代，中国学者们开始倡导包豪斯的艺术设计教育体系，但因科技、经济和文化的落后，它未得到人们的重视。改革开放后，随着科学、技术和艺术的长足发展，包豪斯设计思想理论被设计界广泛采用与吸收，推动了现代设计的发展。
构成艺术的思维方式决定了它的研究紧跟时代，注重吸收多学科的研究成果，提倡理论与实践的结合、艺术与技术的统一、形象思维与逻辑并重，构成艺术的发展将会不断扩大和深入。
（三）构成规律在平面设计中的分类
构成可以分为色彩构成、时间构成和空间构成。空间构成又可以分为平面构成和立体构成。运用到平面设计中通常是平面构成和色彩构成，立体构成在平面设计中略有体现。
平面构成对平面设计具有指导意义，基于审美，对平面的结构、形态、布局的变化以及形态组合等形式因素，进行创造性的思考和抽象设计；色彩构成按色彩构成的理论和法则，将理性的色彩知识融于感性的色彩实践之中，对色彩的感觉由个人的直觉升华到更宽广、更科学的色彩审美境界，最终灵活运用理论、方法进行符合审美的色彩设计；立体构成就是以一定的方法、法则，将形态要素构成各种立体形象。
二、构成艺术规律对平面设计的影响
构成艺术规律对平面设计的结构、布局、形态的变化和组合等因素进行抽象思考和理性设计，为进行具体的平面设计作视觉审美和技法上的准备，构成艺术规律对平面设计的的影响，主要表现在功能、价值和应用等三个方面。
（一）构成艺术规律在平面设计中的功能表现
平面构成是研究关于二维空间设计和方法的理论，从纯粹视觉审美和视觉心理的角度寻求的可能性和可行性。平面构成是理性化的设计基础，注重培养设计思维方式和抽象的构思和创造。单纯、抽象和高度概括是平面构成的基本特征。平面构成以最简单、最单纯的形态为原形，从自身的变化、组合及形态组成结构关系去研究对设计意图和情感的表达方式，从而归纳基本规律和基本方法，作理论、图形和整体结构的准备。
色彩构成分对比构成、调和构成、调性构成和采集重构。色彩的对比，就是指各色彩之间存在的矛盾、对立、差别。按属性又可分为以色相变化为基础的色彩对比、以明度变化为基础的色彩对比和以纯度变化为基础的色彩对比构成。
立体构成研究的对象首先是点、线、面、立体等构成要素，是研究形态要素及其构成原则的造型活动；其次是研究造型的材料。
（二）构成艺术规律在平面设计中的价值表现
平面构成的基本理论和构成形式作为平面设计的思维方式和方法论在形态的组合、构成关系上、层次关系上同样是有内在联系的有机整体。平面构成的思维方式是从理念到抽象、从理论到实践的形象思维过程。以抽象化的几何形态来进行思维，能最大限度从结构和构成关系上研究和探寻视觉和方式。把简练、单纯、高度抽象的形作为基本造型元素，降低“形”自身的内涵及其在具象性方面的影响。
色彩构成理性地为各种专业提供色彩设计的理论依据和指导。由于艺术设计以不同的色彩形式表现出来，色彩能引起视觉心理反应，具有最强的视觉冲击力，色彩构成具有广泛的应用价值和指导意义，色彩构成都是十分重要的设计基础。
色彩调和体现设计中的色彩构成规律，两个以上的色彩，有序、协调统一地组织在一起，调和方法有共性调和、面积调和和秩序调和。采集重构也能体现色彩构成的规律，将原来物象中色彩元素注入到新的组织结构中，产生新的色彩形象。需要对色彩有深刻的理解和认识，才能使其重构后的色彩更具感染力。
立体构成规律是使工业造型具有艺术光彩的根本手段，如日常生活中使用的化妆品、食品、器皿的包装都是通过构成设计而产生的。由于立体构成适应现代工业生产的需要，符合现代产品造型设计的特征，因此同平面构成、色彩构成一起被应用到平面设计中。
（三）构成艺术规律在平面设计中的应用表现
展示设计要考虑展示的平面设计部分，也要综合考虑整体空间和展示空间的平面、立面设计，还要考虑整体的材质、灯光、人流量等，既属于空间设计也属于平面设计。充分运用平面构成的基本规律进行设计，把所有项目按不同的平面形态进行设计，再以具体的图形进行转换，实现从理念――抽象――具象的整体设计。
在现代广告设计中，色彩是产生视觉冲击力和艺术感染力的要素。广告设计作品必须具备良好的视觉传达效果。在文字、图形、色彩三大要素中，色彩最能引起注意，能迅速地传达信息，具有先声夺人的效果。恰当的色彩配置能直接调节人们的感知、记忆、联想和情感。色彩在广告设计中的价值体现在它的鲜明性、认知性、写真性、情感性、审美性。