时间：2023-07-14 17:35:43
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇工业设计与结构设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词： 《产品结构设计》；教学内容；教学方法
0 引言
工业设计专业的培养要求是通过学习工业设计的基础理论与知识，培养具有应用造型设计原理和法则处理各种产品的造型与色彩、形式与外观、结构与功能、结构与材料、外形与工艺、产品与人、产品与环境、市场的关系，并将这些关系统一表现在产品造型设计的基本能力的学生。从培养要求里我们可以看到结构在工业设计教育中的重要性，然而目前我国工业设计专业院校中专门开设产品结构设计课程的很少，大都以机械类的课程来代替这门课。例如机械设计基础课程，而此课程主要面向的是机械专业的学生，对工业设计专业的学生来说会出现听不懂、学不会的情况，因此教学效果也不理想。结构是产品功能得以实现的前提，不同的功能要求具有相应的结构形式。[1]工业设计专业重造型少结构和机械原理会导致社会对工业设计师能力的怀疑，也限制了学生在学习中的思考能力和实现能力。而产品结构设计课程的开设，可以让学生了解机械结构基本原理与设计的关系，掌握产品的结构、工作原理及其设计准则，使学生在产品设计的同时考虑到产品的内部构造，进一步了解其加工制造工艺，为产品设计的合理。因此，现阶段工业设计专业开设产品结构设计课程是十分必要的。文章结合教学实践体会，从教学内容和教学方法两个方面去进行研究探讨。
1 教学内容
目前我国的工业设计专业主要设于属工科的机械学院和文科的艺术设计类学院，前者依托制造技术，具有较强的科学性与现实性；后者依靠丰厚的人文知识与艺术精神能量，富有挑战性和创造力。现在工科院校招生有艺术类文科学生、理工类理科学生及文理兼收三种模式。[2] 本文主要针对工科院校下《产品结构设计》课程的研究与探讨。本课程是工业设计专业的必修课，旨在培养学生在进行产品设计时不仅考虑到产品的造型，同时也要考虑到其内部结构，进而研究产品的加工工艺和可制造性。学生在学习本课程之前，应先学习工程图学、造型材料与加工工艺、机械设计基础等课程，这些课程的学习为开设产品结构设计课程打下了坚实的基础。我校工业设计专业的产品结构设计课程，使用的教材是刘宝顺教授所编写《产品结构设计》，这本书根据机械结构的功能来划分，全书分成七个章节，分别为壳体、箱体结构设计，连接与固定结构设计，连续运动结构设计，往复、间歇运动机构设计，密封结构设计，安全结构设计，绿色结构设计。本课程重点讲述的是连接与固定结构设计，连续运动结构设计，往复、间歇运动机构设计和安全结构设计，其中将机械结构原理中最重要的部分“齿轮机构”、“凸轮机构”、“连杆机构”、“步进机构”与生活中的实际应用结合起来，启迪学生将以上结构应用到设计中去，并制作成模型，提高学生的结构创新意识。产品结构的创新可以带来造型的创新，结构创新是产品创新的重要途径之一。
2 教学方法
2.1 强调本课程学习的重要性
工业产品的设计包括外部造型设计和内部结构设计两部分。据调查，刚毕业的工业设计专业的学生参与到企业的项目中，多数学生对产品的内部结构不了解，设计产品的造型实现往往会遇到加工和制作的问题，设计构想图不能顺利实现，造型设计师需多次与结构设计师沟通与商榷，与此同时也浪费了较多的人力、物力和财力，不利于产品开发方案的顺利执行。而产品结构设计课程的专业学习可以加强学生对产品内部结构实现的训练，提高学生的想象能力和动手能力，从而减少学生毕业后进入企业对结构设计不了解的问题。本校的工业设计专业属于属工科的机械学院，对产品结构的深入理解与掌握，可以更加突出工科背景下工业设计的特色，因此让学生认识到本课程学习的重要性是十分必要的。
2.2 组织趣味化的课程模式
本课程是开设在三年级上学期，二年级有太多的专业基础理论课，无论是学生还是老师都希望更有趣的上课组织形式。本课程采用的授课方式是理论讲解、案例分析、设计展开、作业点评。这种授课方式是将基础理论通俗化，将原理课程趣味化，极大地提高了学生学习的积极性和对课程的兴趣，其教学过程让我们思考趣味化的课程组织模式的方式应该是怎样的，将来又会有何种更适合的方式。考核学生的方式为设计报告、结构原理模型、最终设计作品、设计作品交流展示。考核方式的多样化，可以从多方面提高学生综合设计的能力水平。
2.3 提高学生参与的主动性
课程教师讲授是必然的，但是也不能忽视学生的主动性。首先，针对部分章节采用以“学生为主”的教学模式。让学生充当教师的角色，要求学生根据本章的主要内容，去搜集资料，在课堂上进行讲解，从而提高学生设计表达的能力，发挥学生主动学习的能力。其次，要提高学生的动手能力，让学生切身深入到教学中来。讲到第二章“连接与固定结构设计”时，要求学生拆解生活中的小产品，比如鼠标，研究其各个部件间是如何实现连接与固定的，用到了课堂中讲到的哪些连接与固定的方式，是否还有其他新的连接与固定的方式等。讲到“齿轮机构”时，要求学生拆解具有齿轮结构的机械式发条闹钟，分析机械式发条闹钟是如何实现传动，并要求学生以“齿轮机构”为基本单元，设计相关具有转动或者移动功能的产品。学生最终作品是经过多次的实验、制作与修正，最后才能与其他同学的作品共同展示与交流。设计展览活动的举办可以激发学生学习的兴趣，同时也是对这门课程教学成果最好的检验。
2.4 采用真实项目带动教学
利用学院工作室的设备和场地，将真实项目引入到课堂教学中，以项目来驱动教学，通过参与真实项目，提升学生的综合素质能力。按照“专业课堂就是工作环境，指导教师就是项目主管，课堂作业就是项目成果”的思路，完善课程教学过程的各个环节。[3]通过项目的推进，培养学生的创新意识、团队协作能力、实践能力、专业技能，进而提高教学效果。项目开展的同时，企业设计人员及相关结构技术人员来课堂上进行指导与讲解。这种方式增加了学生与企业互动交流的机会，学生可更直接的听取企业人员给出的设计意见并及时对设计方案进行改进、修正。
3 结语
结构设计是产品设计的基本内容之一，也是整个产品设计过程中最复杂的一个工作环节，在产品形成过程中，结构设计起着至关重要的作用，[4]产品的设计离不开对结构的考量。在工业设计教学开设产品结构设计课程，旨在学生在进行产品设计的过程中重视对结构的把握，进而设计出更加科学合理的产品，特别是对工科院校下的工业设计专业来说，产品结构设计课程的学习对突出专业特色具有非常积极的意义。本文从教学内容和教学方法两个方面进行探讨，为今后开展教学和教学改革提供一定的参考。
参考文献：
[1] 伏波，白平.产品设计：功能与结构[M].北京：北京理工大学出版社，2008.
[2] 康辉，卢国新，王静.工科工业设计若干问题的思考[J].理工高教研究，2005（1）：89.
[3] 白平，伏波.高职院校产品结构设计课程教学改革的探索与实践[J].兰州工业高等专科学校学报，2012，19
（3）：94-96.
而我也有自己对工业设计的理解。在此就以我在某家设计公司实习两个月，将生产实习与毕业设计相结合而看到的，学习的，理解的来逐步阐述我心中所认识的工业设计。
【关键词】：工业设计、外观设计、结构设计、模板制作、工业设计与企业
当你清晨从梦中醒来，和煦的阳光照亮着温馨宜人居室，格调高雅的组合家具，造型精巧的吊灯，形态各异的家用电器……，无不都是你享用的工业设计的成果;工业设计的影子无所不在，它可小到精美别致的打火机，大到翱翔太空的宇宙飞船，随时随地都是工业设计的成果。
由此可见，工业设计已成了我们生活中不可缺少的一部分。因此人们对工业设计越来越重视，逐步加强对工业设计的理解，加深对工业设计的研究。“什么是工业设计”就成为大家探讨的一个首要问题。但是至今，仍然没有固定的概念来表达，可以说是众说纷纭。1980年，巴黎国际学术年会权威的论述是，凭借训练、技术知识、经济及视觉感受，而赋予材料、结构、构造、形状、色彩、表面加工以及装饰全新的品质和风格。更有人说“我们在分析、研究产品开发、产品推广、产品质量、产业结构乃至经济发展的时候，实际上也是在评判工业设计”……。
工业设计是一门涉及领域很广的专业，同时也容易受到周边环境的影响，因此生活在不同环境的人，重视点不一样，带来的工业设计概念就不一样。而我也有自己对工业设计的理解。在此就以我在某家设计公司实习两个月，将生产实习与毕业设计相结合而看到的，学习的，理解的来逐步阐述我心中所认识的工业设计。
在实习前，我认为设计公司是一个充满设计创意，比较随意，艺术气味比较重的地方。但一进公司的门，我就被公司的严谨气氛给震撼了。宽敞的环境，井然有序的布置，与我想象中的随意完全不一样。接待室的展板上写着著名工业设计师DYSON的8大制造业生存哲学：
1、没有人会因为画板上的创意而成功！有趣的问题和方案来源于接触世界和细心观察日常生活。与世隔绝或放弃必将无所作为。
2、与生活相关的产品才会有大市场。从现有的产品中找到弱点，虽然改进一个成熟的产品很困难，但在这个产品类别中大有可为，因为市场已经存在了。
3、引进新技术，真正的技术通过专利保护创意，从而削弱盗版与竞争压力。
4、爱迪生原则。工程技术是一种思维方式和工作方法，突破只会源于思考与努力工作。不断测试再测试，只相信自己的眼睛，而不是公式套路。
5、不断革新，对产品的每一个细节进行再思考再改进，让消费者得到最大满足，让自己的产品拥有更多有优势的专利。
6、设计是表现，最重要的是内在，产品好用才会产生美，好的设计在于功能的说服力，但陈旧的外观会失掉市场，设计是为了消费者的产品体验。
7、毅力与判断。成功会比想象的来得慢，幸运需要自己为自己创造，坚忍不拔比聪明更易获得成功青睐。
8、全面控制，不偏离最初的想法会让产品从创意、概念、研发、测试、模型、加工、生产、销售到市场与服务都获得成功。
看到这些，我的心并没有受到很大的震撼，觉得这些感语，对我并没有多大的冲击力。公司的经理告诉我，DYSON的这些话是在长达好几年，不断学习、不断发现、不断的失败成功中总结出来的经验之谈。而我才刚踩在起跑线上，因此还不能由衷的去体会已经跑了一大段路的DYSON和经理的话，不了解他们在比赛路上曾遇到什么样的困难，以及看过什么样的美丽景色。虽然接触工业设计的时间还很短暂，但是在这期间，由于不断的学习、接触新的东西、了解更深层次的概念，回顾以前的我，发现自己对工业设计的想法和了解也随之经历了多次的改变。
大学前，我只是一心想把事物用画笔漂亮的表现在图纸上，还不了解什么是工业设计，只是认为工业设计就是把产品外观画得漂亮一点。于是把精力放在素描的物体造型，用美丽的线条去表现物体，以及捕捉物体与环境那微妙的色彩变化。
大学初期，巩固、加深学习以前的专业基础课，像结构素描、色彩构成、平面构成等，除了这些还多了理论方面的知识，从中浅浅的了解什么是工业设计，在我脑中形成模糊的概念。想法还是停留在设计图表达出来的东西有新意、空前绝后，就是好的设计观念上。改变的是在画物体写生时，开始注意物体的结构线了，即为了更准确的把物体透视表现好，花心思去把一个物体的结构了解透彻，同时掌握用线表达物体的技巧。
大学中期，我才真正接触工业设计，开始初步了解人机工程学、机械制图、模型制作等的概念，认识更多产品设计理论方面的东西，如设计原则（功能、人性化、经济等），对工业设计的理解深入了一些。在专业表现上开始用简单的线条去表现物体，即产品的效果图。而产品的效果图，只靠画笔和图纸是不完整的，必须还要用电脑工具去表达。于是学会用平面软件和三维软件去表达产品。
电脑效果图手绘效果图
带着以前的认识，我还是把产品的外观表现放在第一位，因此，把大部分心思花在电脑的表现效果上，却忽略了模型制作的课程，即忽略了设计创意怎样转为实体这一环节。
大学后期，开始进行了单一化产品设计、产品语意学等课程，接触了更多的设计实践，也更多地注意外观设计所考虑的众多因素，但这些都还是停留在草图和效果图中；产品结构设计的课程让我们开始用ABS塑胶材料制作模型，但没有真正的考虑、研究产品该有的结构，只是用材料拼拼凑凑的把外观表现出来。直到大四，参观了沿海几家设计公司后，我好像突然的被拉到了和以前截然不同的现实中。从参观实习中了解到：各个公司都反映了结构的重要性，一个产品的诞生时间花费较多的就是结构，出问题较多的也是结构，但最后追究责任时，大部分都是外观设计师，因为设计出来的产品结构开不了模。因此在设计公司中结构设计师就占了一大半。这些感受让我非常忧心，因为在大学期间，对产品结构接触的不是很多——应该说是没有把它与产品联系在一起，而是把重点全放在产品好看的表面上了。沿海之行带来的打击很大，因为接触结构方面的知识很少。但那时候的我，由于缺少实践经验，还是觉得产品外观最重要：既然专业名是产品外观设计，只要在产品的线条、颜色、总体造型上多费功夫，其他的由结构设计师、模板制作师去操心，自己只负责将设计清楚的呈现给他们看不就行了吗？
直到进了设计公司，进行真正的实践工作，我的“外观为主”想法才开始改变。
刚去的第一个任务就是根据已经设计好整体造型的电子词典来设计它内部面板造型，以及按键的造型和排列。参考其他电子词典按键排列顺序后，设计了按键外轮廓，并大概的按照间距比例排列起来。后经总监提醒，发现按钮之间的间距是有明确规定的，分别是上下2.2毫米和左右1.6毫米。我想：为什么要把间距体现得那么精确？设计完后交给结构师，让他去想这个问题就好了？！后来才知道，我做的平面图是要直接转换成结构格式交给结构师，然后结构师就按照我做的线条、间距来建模。这样一个小小的按钮设计被翻来覆去的修改，后来终于得到总监的认可。但没想到交给结构设计师后，问题还是没有完全解决。结构师反复的把我叫去，问的可说是以前从没考虑的问题：“表面的凹槽是圆角还是直角”、“这里的凹处深多少”、“按键表面是平的还是有弧度的，要弧度的话，高多少”。完全不知道该怎么回答，最后问了总监才解决了这些问题，其中涉及到的数据全都是零点几毫米。后来设计电子词典的面盖。提供了几十款，被客户选中几个。做模板时，模板制作师还需我考虑配色以喷涂在产品实体上、考虑什么特殊处理效果以及用什么颜色丝印品牌字。
这次设计，让我大概了解了设计公司工作的总流程，也是公司拟定的工作流程：
--方案策划（产品规划的重要阶段）
--效果图绘制（准确表达量产产品时的虚拟真实效果）
--外观模型（为结构设计、开模提供最直观的参考）
--结构设计（为模具加工提供准确可靠的数据，也是对产品设计的完善和规范）
--结构手板（是对造型内之结构的仔细研究，是模具制造前的检验）
--模具注塑（好的模具、注塑工艺是优质产品大批量生产的根本保证）
--喷油丝印（色彩计划的具体实施）
这些程序，缺少任何一个都不行。而且要调节好各个环节之间的关系。
实习给我最大的启示就是一个产品结构的重要性。很多客户与外观设计师讨论争执最多的并不是产品的外形好不好看，而是把矛头指向结构方面的各种问题。
“那以外观为主要学习对象的我们岂不是没有多大的用处？”。其实，一个设计公司起着重要作用的，就是外观设计师。只不过，有一个观念是必须要去转变：不能称自己为外观设计师，而应该是工业设计师。意思就是，从事这个专业不能只停留在漂亮的设计效果图纸上，还要学习掌握结构、材料、生产工艺等，不能做到深刻学习，但得清楚产品设计的全过程。
在设计公司里，工业设计师是必须要从头到尾，一直负责到底的。无论是在做外观设计和结构的时候，还是在做模板的时候，你都要随时与结构师、模具师沟通，监督整个过程，来保证客户所选好的方案，能够准确、实实在在的体现出来。从这点可看出设计不是一个人就能完成的。但是作为工业设计师的你不能把一个产品的结构完全的交给结构设计师做，因为你设计的产品的每一根线条的表现只有你自己最能够体会，而结构设计师只是根据你画的三视平面图来建模，一遇到以弧面为主的设计，他不能够协调面与面之间的关系，不能够把设计师所设计的产品完美的表达出来。所以，一般情况下，工业设计师在设计好产品后，都要用专业模具软件（PRO-E）把产品的外部结构做出来，然后交给结构设计师把内部的结构完善。因此我进了公司后，就被要求把PRO-E学好。
一段时间的实习实践为之后的数码相机设计（毕业设计，同时也是为XX公司做的一个设计项目）打下了基础。一听到数码相机，在我脑海中就闪过像尼康、奥林巴斯、索尼、佳能、富士等几个高档的数码相机的造型。
市场数码相机产品
但是一听到经理的说明，我就开始纳闷了。原来这个客户要生产的是市场销售价仅一百多元的数码相机。想一想，如今市场上的数码相机，都是价值几千元的，廉价的产品有市场吗？带着问题我开始从各方面进行调查。
长久以来，很多消费者一直认为数码相机的像素是评价数码相机档次的最重要指标，因此高像素的数码相机一直占据着市场的主流地位。然而，由于高像素数码相机的价格一直居高不下，因此在很大程度上抑制了数码相机在家庭用户中的普及，目前中国城市家庭拥有数码相机的比例只有0.83%。这主要是因为应用环境还不成熟：价格与规格的壁垒导致数码相机的普及困难。如今国内数码相机市场的主流产品都是300～500万像素的数码相机，而普通消费者的需求并没有达到专业级别。今年开始，由于普通消费者对数码相机的需求节节攀升，国内外众多厂商纷纷推出了低价格、低像素的数码相机。因此，当一批廉价的数码相机出现在市场上时，便迅速得到用户的青睐。XX公司就是看中了这一点，才大量生产廉价的数码相机。由此可见，廉价的数码相机是有市场的。这样，我明确了设计的方向。
这次设计不是想怎样就怎样的，因为XX公司提出了多个要求：产品大小都规定在900mm*600mm之间，厚度在30mm内；材质方面，不能用铝合金等高成本材料；功能简单，满足拍照就行，不带闪光灯，附加LCD数字液晶显示，尺寸在13mm*13mm之间，用AAA两节电池供电，内部有图片内存件，用USB接口导出；结构方面，尽量做到成型工艺简单，且时尚。总体来说就是——成本低且时尚。
为了设计好产品，我到各个商场进行数码相机外观调查。大小方面，现在的数码相机都趋向小巧化，大小就和XX公司所规定的大小差不多；材质方面，市场上大部分的数码相机都采用铝合金，由于其成本太高，在这次设计中不被采用；功能是市场上数码相机的主要卖点，里面的都采用高科技的元件，特别是镜头；结构方面，市场上的结构都是很简单的，重点都放在了材质（铝合金等）的处理上，大部分结构都采用一般常见的方体设计，因为铝合金等高档材料成型工艺成本很高，而且塑造有一定的局限；在颜色方面，大部分都采用白、灰、银等流行色彩，体现金属质感。廉价的数码相机要做到功能简单、材质便宜且易成型，其中材质是考虑的重点。近几年来，塑胶材料受到设计家的青睐，最重要的因素是它不但成本低，造型工艺简单且塑造性强，而且在设计中加以特殊处理，并采用最新流行色彩，能创造出独特的美感，使原本低价塑胶产品的附加值大为提高。因此塑胶是这次设计的主要“角色”。定下大概的方向后，就开始草图的绘制了。客户要五个方案，为了让客户满意，我从三个方面下手，设计三种类型的产品来让客户进行选择。定位上分为方体改良式设计、造型创意设计和使用方式设计。
--方体改良式设计
纵观市场的数码相机产品，大部分都是方体设计，简单且时尚。而它的时尚体现点就是铝合金材质。铝合金经过拉丝等处理后，体现金属那种光泽和硬度，就像钻石一样耀眼夺目。而在结构方面考虑到铝合金的成型工艺，所以不能做复杂的结构，这就是为什么大部分相机的造型都是方体的原因。而我的材质是以塑胶为主，所以造型和结构都可以灵活、复杂一点,多体现些层次感，以设计出与市场不同的方体造型。但是不能像市场上的那些数码相机一样，周围线条都是直的、硬的、面与面都成直角的，要运用些弧面来增添时尚。如果想要有像铝合金那样的光泽，那就用金属色来达到其效果。还可以运用亚加力透明材质，来达到独特的效果：在亚加力材质底部进行挖槽、蚀纹等处理，再在底面喷实色，会有透明的光泽度，颜色会显得特别柔和。
--造型创意设计
市场上的以铝合金为材质的数码相机是因为受到材质的约束，而且产品体积又很小，因此不能做到大的、复杂的曲面造型。由于材质的缘故，就可以设计出造型特别、有新意的产品。这一类主要用弧线弧面来设计，外形适度的夸张。在成型工艺上与上面的方体改良设计一样。
--使用方式设计
以往的数码相机都是方体造型，所以快门键都是设在长方体的顶部，称为竖式，这个当然是掌握平衡的最佳位置。为了体现新意，所以就从这个使用方式来下手，以打破这个常规。我想到的有横式、侧式、笔式。但是要注意的一点是，要从人性方面去考虑，不能盲目的追求新意，而忽略了产品的实用性。
以上三种设计思路都必须要充分考虑结构问题，一定要想清楚是否能够开模、是否能批量化生产，否则是不会被客户接受的。
这些设计构想真的有别于大学时期的设计想法。在学校时，没有受到大小、材质、功能、结构的限制，根据自己的设计理念来进行设计，尽量展开自己的创造思维，越独特、越有新意就越好，没有想过结构方面的问题，是否能够做出来，更不管是否能够被市场接受。不过这并不是意味大学里的设计思维不对，这个就是大学与社会的不同处。要知道这个可是改良设计。从这次生产实习与毕业设计相结合中，发现我的设计思路比以前清晰得多,考虑的东西也比以前多，像材质、结构、以及成本。其中大部分企业最重视的就是成本。因此单单看产品的工业设计是不够的，还要与市场、企业紧密相联。这种认识使我的设计思路逐渐现实化，也更接近市场产品的总体要求。
总的来说这次实习让我学习了很多的东西，但是心中的问题和想法也多了很多。特别是对于工业设计这个词的概念。工业设计的概念正被越来越多的人所接受，学校把它看作有发展前途的新兴专业，企业依靠它开发产品和促进销售，老百姓通过琳琅满目的新产品憧憬着富裕而美好的生活。在大学里就知道工业设计涉及的领域特别的广，工业设计的核心领域是产品设计。工业设计师从社会、经济、技术、艺术等多种角度，对批量生产的工业产品的功能、材料、构造、形态、色彩、表面处理、装饰等要素进行综合性设计，创造出能够满足人们不断增长的物质需求和精神需求的新产品。工业设计的长远意义还在于对人工事物应当如何存在的深层思考，并协调处理人—产品—环境—社会的关系，对形成可持续发展的人类生活环境、融合全球文化和地方文化、技术文化和人文文化的生活方式产生积极的影响。
但是在实习的这段时间，我发现现在所从事的只是产品外观设计，与真正的工业设计差了很多。经理对我们说这是由中国的国情所决定的。工业设计是一种最新智力资源，就如计算机软件一样，它是产品和企业管理各个方面的系统软件，发达国家对工业设计的作用深有体会，已将这种智力产品商品化。如美国青蛙公司为宏基电脑做了一次工业设计，收取设计费200万美元。工业设计在我国仍处在理论和实践的探索阶段，设计公司为企业产品进行设计定位后得不到承认的现象还普遍存在，尤其在北方更为严重。设计的价值得不到企业与社会的承认，必然会阻碍工业设计实务机构迅速成长，难以建立为企业及社会公共事业开展工业设计的社会服务系统。有些企业虽然逐渐开始自觉引入工业设计，然而工业设计所具有的巨大推动力还远没有发挥出来，企业虽然引入了工业设计，却把它仅仅当作设计人员和技术人员的事，各方面人员和科室以互为独立的状态开展工作，距离管理层、决策层甚远。影响工业设计进一步推广的另一个重要原因是人们对工业设计范畴的理解存在着不同，相当一些人，仍认为工业设计仅仅指产品设计，把平面设计、环境设计或广告设计等排除在外。实际上目前真正以产品设计为主的设计机构却又寥寥无几，大量的设计机构在从事上述工作，这些机构以分散的形式存在于社会当中，缺少行业组织，相互之间缺乏交流，无法形成合力，这也导致了工业设计无法发挥其巨大的作用，没有体现其真正的价值。这些就是中国工业设计所面临的问题。我想真正到了工业设计发展到一定阶段的时候，我们会直接和企业的技术人员合作进行产品从头到尾的开发、设计和生产，形成真正、实在、密切的为企业服务的队伍，才能使工业设计形成一定的整体实力。
一、创意“原点”与创新理念的提出
通过对现有的LED球泡灯及传统光源球泡灯的调研、分析及比较，其实已经比较清楚地得到了一些创意的突破口，但是还是要在进行头脑风暴之前，去挖掘更深层次、最简化的创意“原点”。创意“原点”是指设计创意的出发点，是最原始、最直接的出发点。公元14世纪英国奥卡姆的威廉提出了“思维经济原则”，这个原则被后人称为奥卡姆剃刀原理，这个原理概括起来说就是“如无必要，勿增实体”，应用到设计领域，就要求设计构思中宁愿简单不要复杂。不必要的元素会降低设计效率，增加不可预料结果的几率；不必要的分量，无论是生理的、直观的还是感知的，都会降低性能。在全面的市场及用户的研究与分析基础上，运用自由构想法、系统构想法及类比构想法等产品设计构思方法提出创意“原点”：光、自由。创意“原点”的导出。围绕“光”与“自由”这一创意“原点”，会得到几个创新理念。
由“自由”这个创意“原点”可以知道，用户对设计有参与的欲望，所以用户体验是需要追求的另一个设计理念。再次，从上文提到的LED球泡灯及传统光源球泡灯的优缺点来看，用户对“光”的需求是开放式的，所以全角度发光是第三个设计理念。由此提出LED球泡灯设计的创新理念：情感化的随意组合式的全角度LED球泡灯。这一理念解决了很多现实问题：一是紧跟设计的潮流，关注用户深层次的情感需求；二是抓住用户追求“自由”的心理，可以简单DIY自己的照明灯具（包括调整发光亮度与颜色）；三是打破现有产品发光角度小，不能完全替代传统照明的局限。
二、创意设计
基于这几个设计理念完成的创意设计方案效果，，方案的特点具体包括以下几点：（1）模块化设计，可以随意增加和减少模块增大或减少功率，也可以搭配不同的色温模块，带来全新的用户体验；（2）全角度发光，采用灯珠发光、内部散热的全新结构设计，打破传统的大面积散热片外露、平面灯珠发光而导致的发光角度小的束缚；（3）散热器内置，防止散热器外露而导致触碰烫伤；（4）成本低。，合批量化生产，使成本降至最低。
三、整体结构设计
创意设计效果图确定后，就到了整体结构设计，这是如何实现、完善效果图方案的关键步骤。整体结构设计对LED照明产品研发非常重要，它需要解决散热、材料、模具、装配等问题，所以有时在这个阶段会对前期的创意方案进行修改与调整。从大的方面来看，总体布置图是必不可少的，总体布置图的作用是确定关键零部件的形状、大小及位置等。如果发现关键零部件有干涉，那么需要调整创意效果图，以满足结构需要。产品的总体布置，比较可以发现创意效果已做修改。选择散热系统是整体结构设计的关键，这个散热系统既要满足创意造型方案，又要具有很好的散热性能，还要尽可能的节省材料。散热系统的散热性能好的话，可以解决LED寿命短、系统光效较低、光衰快等一系列问题，对延长LED的寿命和提高发光效率有至关重要的作用。设计中通过对现有产品的研究分析，获得几种可行方案，并对这些方案进行比较。
超薄铝片连接组合形成的散热器由于重量轻，所以热容量小，但是它与空气接触面积（散热面积）大，对流能力强。虽然超薄铝片连接组合形成的散热器连接工艺复杂，但是经过多次工艺设计与试制，解决了存在的问题。综合各方面因素最终选择超薄铝片连接组合形成的散热系统，它耗材少，整体成本大幅下降，大大拉近了LED产品与传统光源产品的价格差距。确定了散热系统的设计，接下来就是设计其他的零部件及安装结构并按照总体布置图组合安装，在UG等三维软件中进行虚拟装配。结构设计过程中需要了解很多东西，包括使用的材料、涉及到的加工工艺及装配工艺，包括内部结构的巧妙连接或某些特殊防护（如防水、防爆等）处理，包括不同材料热膨胀系数不同的连接结构处理、整体结构对散热对流的影响等。最终定型的整体结构，最终的产品效果。
四、结语
模块化全角度的LED球泡灯设计，运用了“工业设计先行”的研发方式，获得了较好的设计效果，并得到了企业及用户的认可与好评。著名科学家杨振宁曾说过：“21世纪是工业设计的世纪，一个不重视工业设计的国家将成为明日的落伍者。”要深刻认识到，只注重技术的创新而非工业设计创新的产品，最终是不能得到用户的亲睐和喜爱的，所以产品研发应先导入工业设计，再寻找并运用各种技术加以实现。
作者：陈永航单位：五邑大学
关键词：工业设计；跨学科；实践教学
进入21世纪，世界主要发达国家陆续开展了“再工业化”的进程。我国也于2015年正式《中国制造2025》作为工业转型升级的行动纲领。纵观各个国家的规划，尽管表述不同，其核心思想均是制造业的智能化与网络化，加快制造技术与信息技术的深度融合。设计是制造业的灵魂，制造业的变革必然会引起工业设计行业的改变，也会对工业设计专业人才培养提出新的要求。现阶段，国内高校众多工业设计专业对学生创意培养已经比较成熟，各类专业竞赛中涌现出了众多的优秀设计作品。但不论竞赛抑或日常教学中的创意，最终转化为产品的却寥寥无几。众多创意、方案终结于图纸，作品模型也多数停留在外形制作上，对功能和结构缺乏深入的验证[1]。在此背景下，如何有效利用各种新兴技术提高工业设计专业人才的创新实践能力、满足信息化、智能化制造业对设计人才的需求，成为一个亟待解决的新问题。对此，本文提出了一种工业设计专业跨学科实践平台的建设方案，对其在人才培养中的应用方式与作用也进行了初步的研究。
1跨学科实践平台建设的必要性
1.1学生利用各种新技术进行设计活动的必然要求
工业设计与制造业的发展密切相关，制造技术的进步为工业设计提供了更多先进的工具。目前，3D打印、智能硬件等新技术的蓬勃发展正为设计方法带来一场新的变革：3D打印只需数小时即可将作品造型由虚拟转变为现实；各种先进传感器的出现可以让设计者完成比以往更复杂、更完善的功能设计。在此形势下，工业设计教学应当顺应时展，加强培养学生对各种新技术的熟练运用能力。而这种能力的培养，离不开相关软、硬件平台，离不开大量的仪器、工具和材料[2]。这种培养环境既无法在图书馆中建立，也无法在多媒体教室中建立，只能依靠跨学科的实践教学平台实现。
1.2实现课程教育与行业需求无缝对接的必要保障
工业设计一直以来都被认定为“应用型”的学科，但是接受专业教育后的学生在工作中却常被冠以“高分低能”的评价。造成此种局面的一个重要因素即学校教育与行业需求间没有很好的衔接。工业设计真正的基础不是外观造型设计，而是用技术实现的能力。工业设计教育不能是脱离制造业的学院式教育[3]。课程中的实践教学往往没有将真实行业中的材料工艺、成本、市场等限制因素考虑其中，学生可以在很宽松的环境中自由发挥，对于设计能否转换为实物缺乏基本的判断能力。因此，在工业设计教学中需要构建跨学科的实践平台，为学生提供完备的“自制造”环境，使其在动手过程中深刻理解技术、材料及工艺对设计的影响，以缩小课程教育与行业实际需求之间的差距。
1.3提升工业设计专业学生综合素质的重要手段
电子类产品设计是本学院工业设计专业的主要方向之一。智能化是该类产品的一个重要发展趋势。除外观结构设计外，功能设计是产品智能化过程中不可或缺的一部分。脱离功能需求的工业设计只能是纸上谈兵，注定无法产生优秀作品，也无法提高学生真正的设计能力。跨学科实践平台的建立可以为不同专业的学生提供思维碰撞、技术交流的场所。通过毕业设计、学生项目等方式，将不同专业的学生聚集到跨学科实践平台中，共同研究解决工程问题，有利于学生把本专业知识应用在其他学科领域，或从其他学科领域学习本专业需要的技能。如此，既拓宽了学生的知识面，实现了知识互补；又培养了学生在实际工作中分析、解决问题及相互协作的能力，有利于其综合素质的提高。
2跨学科实践平台建设方案及应用效果
跨学科实践平台的建设不是实验室硬件设备的简单堆叠，还需将配套的师资队伍、教学计划、平台应用方式等加以统筹考虑，理顺其在教学过程中的地位与作用，最大程度地发挥其在人才培养中的效力。结合本学院现有实验室基础及专业方向，
2.1平台硬件建设方案
2.1.1创意设计
以“三创”实验室为核心为学生提供作品创意设计、创新制造方案设计及创业营销设计的场所，培养学生的设计思考能力。
2.1.2结构设计
包括计算机辅助设计(CAD)实验室、金工实验室与数控加工(CNC)实验室，供学生完成作品的外观、结构设计及实现。计算机辅助设计(CAD)实验室提供Photoshop，Solidworks等设计软件，负责作品的外观设计、机械结构设计及后期的产品手册、宣传海报等的设计。利用Solidworks软件还可对产品的结构进行力学、运动学仿真，以验证设计的有效性与可行性。金工实验室提供各类锯、钳、尺等五金工具及电钻、电烙铁等电动、焊接工具，用于完成简单的外观、结构的制作。数控加工(CNC)实验室提供3D打印机、多轴数控加工设备，用于复杂机械零件、结构的快速成型与精细加工。
2.1.3功能设计
包括电子电路实验室、测控技术实验室以及嵌入式系统实验室，用于产品的功能设计与实现。3个实验室对应的开发难度依次递增，以应对不同复杂程度的功能设计。电子电路实验室提供基本的电子元件与测量工具，主要针对低年级学生进行简单的电子产品设计制作。只需具备基本的模拟、数字电子知识，即可实现一定的功能，对提升学生的学习兴趣具有积极作用。测控技术实验室主要提供基于开源平台的Arduino控制器及相应的各类传感器，主要面向单片机基础较薄弱的学生进行创意产品的开发。嵌入式系统实验室以51和STM32微控制器为主要开发工具，用于较复杂的功能设计开发，学生可在此将课堂知识深化拓展，进一步提升自身的专业技能。该实验室同时也承担了为各类专业电子竞赛培养、选拔人才的任务。
2.1.4行业应用
为加强专业教育与行业需求之间的联系，专业结合本地区产业特点，将与企业共建的行业实验室也纳入实践平台，如生物医学仪器实验室、机器人教育实验室等。每学期在实践平台中遴选优秀学生进入实验室，参与实际企业项目的开发。同时实践平台的作品也可通过该渠道接受企业考核，实现优秀作品的成果转化。
2.2平台软件建设方案
2.2.1课程体系配套建设
跨学科实践平台本质上是为人才培养服务，平台建设不能脱离专业的教学计划，应当与课程紧密衔接，以平台为工具，在课程教学中贯彻“实现产品”的理念。通过平台建设过程中统筹规划，每个实验室均可作为相关课程的实践教学场所。如此，平台除课余时间为学生提供巩固知识、提高能力的场所外，也能很好的融入课程教学，提高了平台的使用效率。
2.2.2指导教师队伍建设
跨学科实践平台包含了作品从创意到成品的全流程，每一环节均需配备具有相应学科背景的教师进行指导，如此才能保证平台的教学质量。平台师资队伍主要由三部分组成：首先是工业设计专业教师，负责对造型、结构设计的指导；其次是学院电子相关专业的教师，负责对功能设计、数控加工的指导；最后，聘请合作单位中经验丰富的工程师作为兼职教师，从行业实际需求的角度对学生进行作品立意、技能锻炼等方面的指导。
2.3平台应用方式探索
2.3.1与课程教学考核紧密结合
跨学科实践平台的使用丰富了课程教学手段，加强了课程之间的联系。例如，在《计算机辅助三维设计》教学中，以往只能保存于计算机中的虚拟模型，通过平台的快速成型设备可以转化为实物。而通过电工学课程的学习，学生可利用实践平台制作出具备一定功能的电路，将其与计算机辅助三维设计课程作品结合，即可完成一个作品的开发。通过这一过程，学生可从更宏观的角度把握每一部分知识在产品设计中的作用，提升学习的目的性。此外，实践平台还为任课教师提供了新的考核方式，用提交实物作品的方式代替以往纸面考核，真正培养学生“学以致用”的能力。
2.3.2与专业竞赛紧密结合
除日常教学外，实践平台还提供了一个各级学生竞赛选拔培训的场所。自建成以来，依托CAD实验室、测控技术实验室培训的选手，已在全国“高教杯”“蓝桥杯”等信息建模、电子技术专业竞赛中连年获奖。
2.3.3与企业项目紧密结合
工业设计是一个应用性很强的专业，跨学科实践平台建立的初衷也是为了提高学生的实际设计能力。因此利用校企共建实验室，将企业项目引入平台，依托大学生创新创业项目、毕业设计等形式，使学生在学校教育阶段即可接触到真实的产品开发流程。在这一过程中，学生也可了解企业中不同岗位的职业能力需求，可根据自身的知识结构与兴趣进行就业方向的选择。如此既提升了学生的专业能力，又对学生就业乃至创业提供了有效的帮助，提升了应用型人才培养的效果。
3结语
在信息技术高速发展的时代下，高校设计教育除了要培育学生的创新精神，还应注重各种创意的落地实现，培养学生在新行业环境中必备的实践技能。跨学科实践平台的建设为该目标的实现提供了一条途径，其价值主要体现在：通过机械、电子、数控加工等实验室的构建，为学生创意的实体化提供了坚实的后盾。通过大学生创新创业项目、竞赛培训、企业项目在平台中的实施，拓宽了教学渠道，真正提升了学生的创新实践能力。通过平台中毕业设计等环节的跨学科联合指导，提升了工业设计专业教师的工程技术素养，增强了指导作品时的严谨性与科学性。未来，若在教学计划、教学管理、考评体系等方面继续实施配套改革，跨学科实践平台在应用型工业设计人才培养中定能发挥更大的作用。
参考文献
[1]吴青.创客式高职工业设计实践教学探究[J].轻工科技,2016(3):156-157.
[2]胡福文,徐宏海,张超英.基于创客文化的实验室开放平台建设研究与探索[J].实验技术与管理,2015,32(7):244-248.
Abstract： Product Structure Design is a professional core course of computer aided design and manufacture specialty. It needs high-skilled talents with innovative consciousness to know about some industrial product appearance design， and master internal structure design of products， and can transform the product appearance modeling to practical product. According to the goal， it explores the teaching content and teaching method of product structure design in practice.
关键词： 工业设计；结构设计；产品外观造型设计
Key words： industrial design；structure design；product appearance design
中图分类号：G640.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）34-0247-02
0 引言
“产品结构设计”是计算机辅助设计与制造专业的一门重要的必修课，同时也是计算机辅助设计与制造专业的核心课程，利用三维设计软件进行家电产品或电子产品的结构设计，有较强的专业性和实践性。目前，国内高职院校随着时代的发展相续开设计算机辅助设计与制造专业的课程，高职工科类工业设计与结构设计属于年轻的专业。专业建设需要时间的沉淀，产品设计类专业有很多问题急待解决，其中首要问题就是确立课程内容和改进教学方法。而核心课程《工业产品结构设计》就是必须解决的问题。
1 课程开发的思路
以工作过程为导向构建课程体系的开发设计思路是：依据地区经济规划大力发展先进制造业的要求和确定的职业岗位群，高职计算机辅助设计与制造专业学生的就业为导向，经过专业人才培养论证会的辩证，提取企业资深工程师和行业专家的宝贵意见，先分析其典型工作任务，得出完成典型工作任务对应的职业能力，并对专业所涵盖的产品设计能力进行研究分析，综合考量学生的知识接受能力，最终确定课程的工作任务和课程的项目模块。
2 教学目标
结构设计课程的开发要解决的最关键问题是培养结构设计人才需掌握哪些知识和技能，而当今社会企业对一个合格的产品结构设计人员有下列要求：①熟练一门三维设计软件和一门二维平面CAD软件。②对塑料模具和五金模具有一定的了解，包括模具各组成部分，以及塑料件和钣金件的设计规范。③塑料性能的认识。比如塑料的分类，注塑成型工艺的影响因素等。④塑料表面工艺了解，其中内容有磨砂、抛光、喷涂、烫印、电镀和覆膜等。⑤机械相关知识、机械制图，需掌握凸轮、曲柄摇杆等各种机构，熟悉绘图国家标准。⑥相应产品的生产装配工艺。⑦国内和国际在品质方面的安规相关知识，以及相应试验标准。
本课程的目标是使学生通过以工作过程为导向的项目实训，掌握结构设计所需的各种知识，具备分析和解决实际问题的能力。
3 教学方法
目前社会上的企业招聘时，用人单位往往优先挑选有工作经验的人才，而刚毕业的大学生由于缺乏工作经验，常常受到冷漠地对待，就业压力大。因此，提高学生的工作经验已经成为各大院校的当务之急。
以往本课程的授课内容与学习三维绘图软件的课程很类似，学生跟着老师一个零件接着一个零件地绘制，偏于注重学生“技”的训练，特别是仅强调计算机辅助软件的应用训练，而没有让学生具体地做一个项目，即从产品输入、结构设计与评审、模具评审与改模，直至项目结题的完整过程，使学生无法对产品设计有深刻的理解。因此，本课程将采用基于工作过程的项目教学法，选用一些典型的企业产品作为项目来源，立足于加强培养学生的实际动手操作能力，学生不仅需要掌握产品设计的能力，还要具体地管理项目，在实践中运用产品设计相关的各方面知识和必要的项目管理知识，使学生对产品结构设计有深刻的理解，掌握相应的产品设计经验，着重培养学生“先模仿，后创新”的能力。选取产品的绘制难度由易到难，所用的知识由浅到深。
本课程分两个阶段教学：第一阶段采用项目教学法，边讲边学边练。强调“教、学、做”相结合，灵活运用理论讲授、实践操作（演示）、讨论等多种教学形式。教师可以参考企业设计部门，把学生分成几个项目组，选出组长，并人为地设置一些障碍，使各组员互相帮忙，共同克服困难，推进项目的进程，培养学生的创新意识、职业能力和团队协作能力，使之养成良好的个人品格和行为习惯，从而提升职业道德和修养。第二阶段安排实训专周采用实训教学方式，让学生到合作企业的校外CAD实训室实践，并引用企业的产品案例作为实训的题目，在企业工程师的指导下，按企业的产品设计开发流程和方法进行实训，在实训过程中既将所学相关课程的知识应用到实际中，又进一步提高学生的工作能力、实践能力和专业技能，提高教学效果。
4 课程内容
为了体现基于工作过程为导向的课程思想，本课程根据产品结构设计的工作岗位、工作任务和实际运用中所应具备的各方面技能，从学习各类型设计特征到把握总体产品绘制，将总体项目进度分解为各个时间节点，确定各种具有代表性的产品为单元组织项目化课程内容。
本课程的前导课程主要是机械制图与测绘、机械工程材料、三维造型与工程图、模具设计、电器产品强制认证基础等，培养学生初步具备读图、计算机辅助二维和三维绘图、工业产品设计的能力，为本课程的学习奠定基础。
课程的主体内容包括：①钣金结构件可加工性设计规范；②注塑件材料特性、成型方法以及设计技巧；③连接结构：a.固定连接结构；b.活动连接结构；④电路板安装结构；⑤编写项目进度表和项目任务书；⑥结构设计方案评审；⑦编写改模方案表；⑧绘制工程图；等等。
5 教学评价
本课程采用过程评价与结果评价相结合的方法，以及企业对学生能力的评价来综合评价学生的成绩。总成绩由三部分组成：平时成绩占总成绩的比例为10%，期末考试成绩占50%，实训成绩占40%。
注重考核学生在项目进程中动手能力和分析问题、解决问题的能力，对于在设计中有创新意识的学生，尤其是在创新设计大赛获奖或其设计作品被企业采纳的学生予以特别的鼓励，可考虑折合成相应的学分，做到全面综合评价学生的能力。
6 课程资源的开发
身为产品结构设计师，不仅必须掌握至少一种三维造型软件，而且需要具有广泛的专业背景和理论基础，包括工程材料的知识、机构设计、塑料件和钣金件的设计要点，相关模具的特点，以及国内外产品行业安全标准等等。虽然国内有多所高职院校开设了《工业产品结构设计》课程，但都是各自为营，教学内容和使用教材常常大相径庭。综观国内关于产品结构设计的教材，大概分为两个极端，要么是大而泛，即牵涉的范围太广，而没有侧重点，看似内容挺多，其实真正实用的很少；要么就是讲解的内容偏窄，比如仅提到了塑料件和塑料模具，而没有提及钣金件、新材料的运用，更没有材料表面处理的说明。由此可见，目前在产品结构设计课程领域，专业针对性强的教材稀缺。
本课程从实战出发，整理产品结构设计相关的各种材料，融入企业的实际工作经验，充分考量学生的实际能力，制作出实用课件、实训指导书和整个产品绘制过程的教学视频，创建学生作品数据库，汇集国内外优秀结构设计作品，并经过两个学年的不断修订，最终开发出符合当前企业需求和学校情况的教材。
7 总结
本课程适用于工科类计算机辅助设计与制造专业，亦可作为所有与产品结构设计相关专业的课程内容选用，相信本课程的探索与实践必将有利于高职院校计算机辅助设计与制造专业的人才培养。
参考文献：
[1]虞凯，路海萍.中国高职教育课程模式现状及其发展走向[J].学理论，2011（35）.
[2]陈青云.高职院校工业设计人才的培养模式探讨[J].技术与市场，2009（10）.
[3]许弢.高职院校课程改革的主体探析[J].武汉商业服务学院学报，2011（1）.
[4]盖海红，秦学武.浅谈高职院校的改革创新[J].教育与职业，2005（2）.
[5]徐向明.高职院校的产品设计课程[J].番禺职业技术学院学报，2005（1）.
1、工程图学、工业设计工程基础、设计素描、产品效果图、平面构成、色彩构成、立体构成、人机工程学、设计心理学、模型制作、计算机辅助工业设计、产品形态设计、工业设计方法学、产品设计、视觉传达设计、环境设计等。
2、工业设计专业是从消费者需求出发，专门从事研究产品开发设计的专业，具有技术和艺术的高度统一的鲜明特征，专业所包括的内容有产品的市场调研、设计构思、结构设计、形态设计，交互设计，以及包装、装潢、广告和展示设计，强调培养学生的设计创新能力、实践能力、设计管理能力和计算机辅助设计的应用能力；要求学生较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括工业设计工程基础、设计表现基础、设计基础、设计理论、人机工程、设计材料及加工、计算机辅助设计、市场经济及企业管理等基础知识；具有新产品的研究与开发的初步能力，有较强的实验技能、动手能力、及美的鉴赏与创造能力以及较强的计算机和外语应用能力。
（来源：文章屋网 ）
[关键词]产品创新设计；概念；程序
[中图分类号]F273.2
[文献标识码]A
[文章编号]1006-5024(2008)06-0031-03
随着经济的日益国际化，相同的材料、相同的加工技术、相同的产品功能要求，使工业产品越来越同质化。同质化现象的出现必定会很大程度影响整个行业的利润空间，引发激烈的价格战。面对产品同质化，发达国家的企业既重视吸收科学技术的最新成果，又重视本国、本民族文化艺术特色的传承和发展。学科整合、系统集成创新，使工业产品不仅体现出相同的实用美和技术美，而且还表现出本民族或地域的文化特色。由此可见，产品创新设计是解决产品同质化问题的必要途径，是提高制造业价值的重要手段。
一、企业产品创新设计的内涵
产品是人类维持生存的工具和用具，作为人造物，必然体现出人文价值。产品人文价值包含了产品的实用功能和精神功能。产品设计是人类为抵抗严酷的自然延伸自身生存与生产能力改善生活水平，而对工具与用具进行不断地创新的过程。产品设计是人类社会赖以进步的重要文化创造，即一种物质性的文化创造。一切文化现象都是符号现象，所以，产品设计作为文化创造活动，自然是一种符号现象。产品设计作为一个完整的符号传达系统，发信人是以设计师为代表的群体，其背后还有以委托人为代表的产品项目提供方。产品设计符号收信人是广大的使用者群体。产品设计符号的信道是一个产品的大批量生产、销售的渠道。产品设计的符号是由功能、结构、机构、材料、人机和数理(比例与尺度)五要素组成的。因此，产品设计是艺术设计和工程设计的综合过程。现代制造业产品最终必须实现产品的商品化，所以，产品创新设计的根本目的就是实现产品的人文价值和经济价值，即向消费者传达设计师和生产商的信息，通过吸引消费者实现购买行为，达到经济目的。根据多学科研究的成果，我们可以把企业产品创新设计的内容概括为产品技术创新设计、产品文化创新设计、产品人本创新设计和产品人机创新设计四个方面。
1 产品的技术创新设计。技术是构成产品的关键要素，是实现产品实用功能的必要手段，是产品创新设计的核心，企业在激烈的市场竞争中，必须在产品包含的技术上不断创新，以实现生存和发展。产品的技术创新设计常采用技术分解、改进、再重新构成这样三步走的方法，被称之为“技术构成”的方法。技术的发展有着时代的潮流与趋向。当通过技术构成来实现产品创新时，既需要掌握传统优良技术成果，又需要把握产品技术发展的时代趋势。当今，产品技术发展的潮流是数字化、智能化、网络化，下一轮技术突破的浪潮，可能会在信息、生命和纳米科学的交叉之中涌现。
2 产品的文化创新设计。产品的形式是产品人文价值的综合体现。产品形式无疑需要满足实用功能的需求，但产品形式又不能唯实用功能而定。产品形式的精神功能(文化表述)，同样是不可忽缺的。因此，产品形式设计(产品造型设计)必须兼顾其实用功能需求、形式之美和文化之美。产品文化设计的研究称为文化构成设计。提高产品的文化内涵，通过在产品中巧妙地融入文化艺术元素以实现创新，已经成为一种产品设计和创新的主流思想。文化构成设计，需要深入研究与发掘中外文化的内容与特点。中华民族有5000年悠久历史，文化沉淀深厚、内容丰富，是一座用之不竭的宝藏：有阴阳学说为主体，天人合一的道家思想；有以礼仪、中庸为主体的儒家学说；有以强调轮回、因果辩证关系的佛教思想；还有生产实践和地域因素形成的民间文化和民俗文化。尽管这些传统文化常常带有封建迷信的色彩，尽管近代承受过“西方文明”百年史，但祖先创造的灿烂文化并没有没落，它是中华民族持续发展的潜在资源。我们应科学看待，取其精华，去其糟粕。在丰富多彩的文化表象中，含蓄大度、自然和谐、劝人为善的造物原则就是中华民族文化精神的集中体现。产品设计者首先应当努力发掘本国和民族的优秀文化传统，并充分应用到产品的创新设计中去。同时，由于产品市场的国际化，必须了解产品面对人群所属国家和民族的优秀传统文化。使产品设计更有针对性和创造性。
3 产品的人本创新设计。消费者需求是消费者在生理、心理各方面期望得到满足的一种趋向。这种趋向可以引发消费动机，进而产生实际的消费行为，使产品最终实现经济价值。产品人本创新设计，是顺应时展，突出产品的个性化，满足消费者多样化的需求。设计者通过把用户市场进行不同地域及不同用户群体的细分，以及针对细分市场进行用户需求的认真研究，充分挖掘不同用户群体需求的个性特征，设计出满足用户独特需求的新产品。这是产品实行高附加价值的重要手段。现代高技术与电子商务技术的结合，还将为个性化新产品与网络化营销的结合开辟广阔前景。
4 产品的人机创新设计。产品人机创新设计有两个目的。(1)研究人・机・环境之间的和谐关系。人机交流是产品的人机界面，充分了解人与产品进行交流互动的操作方式和认知方式，力求人操作产品的安全性和舒适性，并努力提高产品使用效率。通过绿色设计，确保产品符合可持续性发展的要求。(2)通过研究人的形态与反应特征，仿生设计，为产品技术创新设计和人本创新设计提供元素。
二、企业产品创新设计的主要过程
企业产品创新设计的主要过程可以概括产品概念设计、产品方案设计、产品结构设计、产品材料与工艺设计和产品营销设计五大步骤。
1 产品概念设计。产品概念没计首要任务是产品调研。产品调研是收集产品创新设计元素的过程，是产品定位(产品概念形成)的必要过程。
产品调研具体内容有消费者需求、产品实用功能，结构、材料与工艺、人机关系、市场信息、艺术造型规律、运输、维护、相关法规，行业标准等。消费者需求调研，是产品人本创新设计重要依据。消费者需求是消费者在生理、心理各方面期望得到满足的一种趋向，是引发消费动机，进而产生实际的消费行为。产品实用功能、结构调研，是对现有产品技术的解构，是产品技术构成创新设计(实用功能设计)的必然过程。产品实用功能调研内容主要是指产品的主要功能、辅助功能，功能的识别、使用、操作难易程度等。要求设计者了解从接触产品到使用、评价整个过程中的消费者感受，以及同类产品的优缺点，
以便自己在做设计的同时避免那些已经出现的错误。产品内部结构虽然不能决定产品形态，但是产品内部结构能决定产品形态不能是什么样。一方面，结构影响着产品的实用功能，即使用的舒适性和可靠性；另一方面，在很大程度上影响着生产的工艺性，这里所说的工艺性是指能否用合理的成型方法生产制作所需的形状、尺寸、精度，即工艺的合理性。材料与工艺调研，是产品创新设计物质化的必要手段。一方面，材料是实现产品功能的物质载体，材料的选择恰当与否直接影响产品功能实现的可能性、可靠性和经济性；另一方面，在构成产品造型的形、色、质三大感觉要素中，色彩和质感都与材料有着直接的关系，因此，材料在赋予产品、体现产品的美学和人文价值方面起着同样的关键作用。对现有的生产工艺进行充分的了解，可以为下一步设计当中充分利用生产工艺特点做准备。产品人・机・环境关系分析，是产品人机创新设计确保用户操作安全性和舒适性，确保产品符合可持续性发展的前提。市场信息调查是运用一定的科学方法收集、整理、分析各类市场信息的过程。作为信息载体的产品。除了承载着固有的物质功能外，还承载着重要的品牌文化，对自身品牌及竞争品牌作全面细致的对比分析，对于进一步掌握市场发展变化的规律和趋势有着重要意义，可以为企业进行市场预测和决策提供可靠的数据和资料，进而帮助企业确立正确的品牌发展战略及产品研发计划。艺术造型规律调研，是对产品自然发展史的文化解构，是产品文化构成创新设计(精神功能设计)的必要参考。运输、维护、相关法规、行业标准等调研，是产品商品化的必要手段。
产品定位，即产品概念设计的定案。产品定位往往不是唯一的，但作为一项设计任务，一个最终的产品却是唯一的。因此，产品定位的台理化决定整个产品工程的成败。产品定位必须遵循实用，经济、美观、舒适安全、绿色、文化认同等美学原则，由企业内部管理人员、设计师、用户代表、营销人员和有关专家组成评审组，对产品调研报告进行公正合理的评判，确保产品的科学定位；同时指导确定产品创新设计的具体任务书。这部分工作由工业设计师主持，并在产品开发设计的各类人才和消费者代表的通力合作下完成。
2 产品方案设计。产品方案设计是按产品定位的既定目标，对产品进行形态设计的过程，其主要任务是产品的功能设计。产品功能包含产品的实用功能和精神功能。产品功能设计具体为产品实用功能设计和产品造型设计。产品实用功能设计是产品技术的重构和创新，主要属于工程设计的范畴；产品造型设计是对产品所有创新元素的集成创新，主要属于艺术设计的范畴。产品创新设计成果最终集中体现在产品的形态中，所以，产品方案设计是产品创新设计必不可少的途径。方案设计是在产品符号科学编码的基础上，即满足实用功能最基本的结构、机构、材料与工艺、人机关系、价格等因素的制约，按产品语义学和产品语构学规则，对产品最终形态进行艺术编码。方案设计在对产品最终形态进行艺术构思过程中，一方面要正确面对实用功能；另一方面必须遵循该类产品造型规律所昭示的趋势，正确面对特定使用群的文化背景和生活方式等人文艺术因素的制约。该过程中，必要时还需制作草模型(概念模型)，协调理性与感性、视觉与触觉的关系。人机界面设计在不破坏整体造型风格的前提下，须充分满足实用功能、安全、经济、环保、人文识别、企业形象等因素的要求。针对不同产品，创新设计的侧重点有较大的差异。在保证产品合适的实用功能前提下，消费品制造业更注重产品的精神功能，创新设计偏向产品的造型设计，设计追求品味和流行时尚。装备制造业则更注重产品的实用功能，创新设计偏向产品的工程设计，其产品造型设计有别于消费品制造业，主要特征表现在：1．物质功能明确，不刻意追求艺术表现；2．受技术与成本因素制约，造型可变空间小(由于产品批量小，材料以金属板材、型材等为主，加工工艺以铸、锻、焊、铆、折、弯、剪切等冷热工种为主，造型不像塑料制品那么自如)；3．由于产品一般体积大、工作强度大，对产品操作的人・机・环境协调性要求很高(尽管我国企业对此仍不太重视)。
方案构思初步阶段，工业设计师一般徒手绘制产品方案。随着方案的深入，工业设计师会用相关CAD／CAM软件在电脑中虚拟产品方案的三维效果，结合草模型进行理性与感性的分析。最终方案一般须制作设计评价模型。设计评价模型制作，视产品具体情况确定。体积较小的产品，采用原型制作方法。原型制作是严格按照既定方案的结构、机构、形态、色彩、材质和标识制作样品的过程。装备制造业产品一般体积较大，常常采用仿真模型制作方法。仿真模型制作是尽量按照既定方案的结构、机构、形态、色彩、材质和标识制作等比缩小样品的过程。由企业内部管理人员、设计师、用户代表、营销人员和有关专家组成的评审组，面对产品最终方案的设计评价模型，围绕产品材料与工艺、人・机・环境、生产成本、精神功能、可持续性等重要因素进行深入细致地科学评议。方案认定或修正之后，必须绘制精确的外观三视图，作为产品结构设计的出发点。这部分工作由工业设计师全面负责完成。
3．产品结构设计。结构设计是对最终构思方案的实用功能和形态进行技术规划和科学验证的过程。如果说方案设计是处理产品系统与外部要素关系的过程，那么产品结构设计就是处理产品系统内部要素关系的过程。产品实用功能和形态已经确定，结构设计须实现其实用功能，并充分体现其方案艺术设计的成果(除非方案被证实有违技术规范)。由于工程技术的可选择性，产品内部结构、机构和用材都不是唯一的，可以通过有限元等现代机械设计原则进行规划。该过程须绘制产品总装图、部件图和零件图设计，并对产品外观形状进行理性分析和微观调整。这部分工作在工业设计师的参与下，由结构工程师全面负责完成。
关键词：工业厂房；结构设计；建筑；要点；问题
改革开放以来，我国的国民经济迅速发展，工业建筑为了满足不断发展的现代大工业生产，要求建筑工艺不断更新，改变过去的功能单一、建筑形式单一的生产方式，形成灵活车间、联合车间、工业大厦等多功能厂房。除此之外，日益紧张的建筑用地和工艺流程的诸多需要，导致出现越来越多具有荷载大、跨度大、多层吊车、开洞多等特点的多层工业厂房。同时，在设计过程中也出现了很多值得总结和探讨的问题。
一、工业厂房常用结构设计体系
1、纯框架体系。纯框架体系就是指将工业厂房纵横两个方向都设计成刚接框架的形式，中间不设置支撑柱。优点是：空间不受影响；缺点是：由于不能采用工字型钢柱，只能采用两个方向惯性差距较大的截面形式，例如箱型柱，由此造成用钢量增加。
2、框架一支撑体系。框架一支撑体系就是指将工业厂房的横向设计成刚接框架，纵向设计成一支撑体系，利用钢柱间支撑力量抵抗水平荷载。这种结构体系的优点是：节约资金；缺点是：柱间支撑在使用时会受到影响，适用于横向较短、纵向较长的厂房。
3、钢架和支撑的混合体系。这种混合体系与框架一支撑体系的不同点在于
将工业厂房的纵向设计为钢架与支撑混合的型式，靠两种力量抵抗水平作用力。此种形式的优点是：有效减少柱的纵向弯矩；缺点是：对于楼面的刚度要求较大，否则将出现柱子间的变形，致使柱间的支撑作用无法充分发挥。
二、多层工业厂房的结构设计要点
一般情况下由于工业布置的需求，多层厂房要有足够大的空间。通常采用框架结构，如果层数较多，并且工艺条件许可的情况下也可采用框剪结构。工业厂房建筑结构布置的原则是：柱网布置对称均匀；房屋的刚度中心尽量与质量中心相近；为减小厂房的空间扭转作用，要求建筑结构体系规则、简捷、传力明确；尽量避免出现由于应力集中或者变形突变而引起的凹角和收缩；避免竖向变化过多而引起的外挑和内收；尽量保持竖向刚度不变或少变。
1、厂房电梯间的位置布置要合理
工业厂房的设备和货物很重，为了便于竖向运输，电梯的设置十分必要。一般工业厂房选择钢筋混凝土电梯井筒，由于其刚度很大，所以要充分考虑电梯井筒的位置，一般布置在厂房的端部或角部。如果遇到工艺布置与电梯位置合理性出现冲突时，要对楼板和框架采取加固措施。
2、横向框架与纵向框架的周期要控制
多层厂房的跨度方向尺寸较大，柱子少；而柱距方向则与之相反，尺寸小，柱子多。一般情况下是针对横向框架的控制较多，保持纵向与横向之间的抗震能力大体相当。这样既有利于抗震，也使得设计显得经济合理。
3、防震缝应少设或不设。
地震地区房屋的伸缩缝是一体的，以下措施对于地震区较长房屋的设计较为有利：在厂房施工过程中，每隔40米可以设置一道约800毫米、一个1400毫米宽的后浇带，其位置应该设立在结构受力影响最小的区段；适当加厚屋面的隔热层和保温层，或者设置架空层从而形成通风屋面；受温度影响较大的底层、顶层、山墙和内纵墙端开间的墙体部位，要适当提高其配筋率；采用构造措施和施工措施以减少伸缩缝和防震缝的设置。
4、保持结构设计与工艺设计相协调。
厂房的设计都是为生产活动而设计的，一切厂房的设计目的都是为了满足生产的需要。厂房设计中的机构专业作为配套专业受限应该满足工业设计的需求，结构设计服从于工艺条件。事实上，工艺设计者在布置工艺时经常与结构设计产生矛盾。例如，本来开洞的地方可以选择框架梁，设备本来可以沿梁布置却背离的初衷转而布置在了跨中等。荷载时常出现偏大的情况，甚至有时将设备的荷载作为均布荷载而提出。因此，特别是在方案阶段，结构设计人员应该与工艺相协调，尽可能多的了解工艺布置原则，使设计和施工减少不必要的麻烦。
三、工业厂房结构计算中需要注意的问题
复杂的结构计算问题伴随着计算机硬件的飞速发展被逐步解决了，从而使结构工程师们从繁琐的计算工作中解放出来。他们能够将充足的精力用在结构方案的选择比较上，正确的确定结构布置和结构方案，进而从整体上提高设计水平及设计质量，最终达到降低工程成本的目的。
1、楼面等效荷载计算
荷载计算是结构计算的前提条件，它的取值是否准确直接关系到整个结构计算的准确性。工艺条件中出现的荷载问题，例如某个工程中，工艺提出楼面的均布荷载是15kN/m²，但是根据实际工艺设备布置图和设备的重量，根据等效荷载的计算方法得出楼面均布荷载是10kN/m²。工业建筑与一般的民用建筑结构和楼面的活荷载等有很多不同之处。工业建筑楼面的楼面荷载比高层民用建筑的活荷载大。例如，一些中小型机床柱上、梁上、上楼层有吊车荷载，其跨度柱网比一般的民用建筑设计要大，厂房的层高相对较高，并且工业建筑的最大特点就是整个平面基本上没有内隔墙。
多层工业厂房一般采用现浇钢筋掘凝土板梁结构，楼板的平面刚度很大，厚度也比一般的高层民用建筑所用楼板厚。电梯中的货梯间，如果不使用剪力墙，整个刚度的重心就移向了剪力墙，由于电梯或者货梯一般都设置在端头或角部，这样看来结构的刚度布局显然很不合理。因此，电梯和货梯间需使用框架进行填充。
2、验算罕遇地震和裂缝宽度
在设计工业建筑时为了满足正常使用状态的要求而进行裂缝宽度的验算，其中规定混凝土梁的裂缝应小于0.3毫米，如果计算中超过了此数值，应通过增加钢筋数量、减小钢筋截面的方法进行调整，如果仍达不到要求，则需要对柱梁截面重心计算。抗震设计的三不准原则是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。进行验算时仅需要满足“小震不坏”，然后通过构造加强建筑的抗震能力，达到“中震可修”，对于罕遇地震时的验算则是满足“大震不倒”。工业厂房建筑规范中规定，79度时楼层屈服强度系数在小于0.5的框架结构下较适宜进行高于本地区设防烈度预估的罕遇地震作用下薄弱部位的抗震变形计算，并规定薄弱层之间弹塑性位移角要小于1/50。厂房设备投资一般大于土建投资，因此，对厂房进行罕见地震验算十分必要。
3、多层吊车的计算
多层工业厂房一般有多层多台吊车，目前PK软件尚不能对多层吊车进行计算，因此在设计中最有效的办法就是将一层吊车作为吊车荷载输入，然后将其余层的吊车荷载作为活荷载的参考，这是对多层吊车计算方法中最接近近似值的方法。
4、电梯井筒想练框架的计算
以往设计框架，电梯井壁按照构造配筋，这种方法计算数值偏低，没有安全性。框架部分应该按照壁式框架计算出的数据进行配筋，电梯的井壁需按照剪力墙进行配筋
工业设计在现代企业在生产制造过程中占据重要地位，其设计质量高低直接影响到后续企业产品生产质量。相较于国外的工业设计研究，我国起步较晚，无论是在理论层面还是技术方面，均存在很大的不足和劣势，尤其是在工业设计中产品概念设计，代表性的科研成果仍然缺少。由此看来，加强工业设计中产品的概念设计是十分有必要的，有助于赋予产品更为新鲜的元素，提升企业市场竞争力。本文主要就工业设计中产品概念设计进行分析，客观阐述工业设计中产品概念设计要素以及设计方法，以求为后续理论研究和实践工作开展提供参考价值。
关键词：
工业设计；产品概念设计；设计方法；色彩因素；形态因素
现代科学技术的快速发展，大量先进技术逐渐广泛应用在各个行业领域，对于工业产品设计而言，在一定程度上促使产品结构出现了根本性的变革。总的说来，工业产品设计主要是人们通过现代科学技术和理论知识，有意识地构思产品设计流程，其中包括人类活动的众多领域内容。可以说，工业设计水平高低直接影响到一个地区或者国家市场竞争能力大小，具有较为深远的意义。工业产品设计中产品概念设计需要设计师具备较高的专业素质以及设计经验，能够结合实际设计需求，将更多新鲜元素融入其中，设计出一个总体框架，在这个框架基础上，运用专业知识以及加工工艺，赋予工业产品更深次的内涵和性能，以求更好地满足消费者的个性化需求。
一、工业设计中产品概念设计概述
产品概念设计主要是指在明确任务目标后，通过一系列抽象化的功能结构，寻求适合的作用原理，寻求最为合理的设计方案，这一过程称为概念设计[1]。而工业设计中产品概念设计是指从产品缺口到建立模型的过程中，不断进行分析和整合，对模型进行创造性的评价。总的说来，工业设计中一方面包含了大量数值计算性的工作，诸如计算分析、绘图以及填写表格等，另一方面是概念设计工作，主要是创造产品设计具体方案。概念设计贯穿于产品设计的各个环节，从市场缺口、到产品定位的模糊前期再到结构设计以及功能设计。在产品设计早期阶段，根据社会条件形成的市场需要和经济技术条件确定产品的模糊前期（SET因素），形成产品开发的模糊概念和定性分析，根据前期定位将产品功能需求和设计思路进行细化和求解，将内容展现为大致的设计框架，组成框架的模块和组件，来完成产品的设计方案。而设计师的概念设计贯穿整个过程，并对初步设计完成的设计方案进行造型构思，最后结合实际条件需求形成最终的设计方案。随后，将设计完成的方案分配到具体设计中，对方案中具体细节进行推敲，在这个过程中，需要充分考虑设计者的创造能力，自身学科知识储备以及设计经验的丰富，以及是否能够结合资料数据进行推理和决策，这样才能创造出更符合消费者个性化的设计需求[2]。概念设计并非是简单的传统意义上的方案设计，其内涵更为广泛、有深度，根据产品生命周期对产品功能进行创造、分解以及结构设计，是一个设计创造过程，同时也是一个实验求解过程，从而满足各项设计需求和指标，从多项设计方案中选择最为合理的设计方案。概念设计过程中，设计人员需要具备较高的专业知识和设计经验，能够与时俱进采用更为先进的设计方法和商用运作知识，才能更为全面地应对消费者个性化的设计需求[3]。
二、工业设计中产品概念设计特性
其一，创新性。无论是工业产品设计还是其他产品设计，最突出的特点就是追求创新性，作为设计的核心要素，只有不断地进行创新才能得到性能优良，更富有竞争力的工业产品，从多种设计方案中选择一种最为合理的设计方案，吸收其他方案的优点，形成一种创新型设计方案[4]。其二，多样性。工业设计中产品概念设计的多样性特点主要表现在设计结果的多样化，以及设计思路多样化。根据设计事理学方法论，同一产品因其人、事、物、场的不同会形成不同的功能需求，因此在概念设计时会产生完全不同的设计思路，选择的设计方法同样存在明显差异。诸如在椅子的设计中，室内椅、室外椅、交通工具座椅、咖啡馆椅的设计概念会因椅子所处的环境和使用者的不同形成不同的解决思路。其三，层次性。对工业设计中的产品概念设计主要反映在功能、载体结构方面，产品的功能定义和功能分解反映在功能层，结构修改和变异作用在结构层，将两种层面连接起来，从而形成产品的设计层次[5]。无论是功能层还是结构层，自身具有一定的层次关系，层层递进，不同层次功能对应不同的层次结构。
三工业设计中产品概念设计的一般方法和设计因素
（一）工业设计中产品概念设计的一般方法产品概念设计时选择合理的设计方法，对于设计价值提升有着较为突出的作用，同时也能够体现出设计师自身的综合设计能力。一般情况下，工业设计中产品概念设计方法主要包括以下几个方面：其一，联想法，在工业产品开发过程中，可以在原有产品性能以及技术基础上进行联想，构思新产品的功能和形态，从而完成工业产品设计，同样可以在其他领域产品基础上进行联想，为工业产品设计提供构思基础；其二，仿生学法，通过对自然界的感悟来寻求设计灵感，观察某一种生物的结构和形态，将此类元素融入到工业产品设计中；其三，缩小和扩大法，将工业产品的局部设计点；其四，逆向思维法，设计师在设计过程中，主要是采用传统设计思维，可以通过对逆向思考产品原有的顺序或者设计方法，来获得设计灵感；其五，类比法，就某种产品而言，一经推出，市场可能会出现众多类似产品，通过对产品的设计比较，能够发现其他产品中创新的思维和方法，完善自身，设计出更为新颖的工业产品[6]。
（二）工业设计中产品概念设计需要考虑的因素功能因素。工业产品概念设计时需要充分考虑到产品的功能，只有功能得到创新才能吸引更多的消费者。功能是产品的实质性要求，消费者购买的并非是产品本身，而是产品所提供的功能。所以，在产品设计时以产品功能因素为核心，进行优化设计，提供可行的功能设计方案。构成因素。产品概念设计需要考虑到产品构成要素，对这些构成要素进行分解和组合，取得最为优秀的产品，将其称之为优化过程。设计师在对各种元素进行优化组合，结合实际工业产品设计需求，形成最为合理的设计方案。由此看来，对产品构成要素进行设计有助于实现产品的优化。形态因素。工业设计中产品概念设计过程中需要运用多种学科理论，涉及层面较广，结合实际设计需求进行设计，总的说来，设计师在产品概念设计过程中需要协调不同形态因素之间的关系，合理配置形态因素和知识，实现产品形态最优。色彩因素[7]。作为产品构成中不可或缺的组成部分，色彩因素的合理搭配往往能够带给人们更为强烈的视觉冲击，无形中影响着人们对于工业产品的客观评价。在工业设计中产品概念设计时，充分考量色彩因素，结合实际设计需求进行配置，有助于借助色彩来刺激消费者内心感知，感悟工业产品设计中的内涵，同设计师产生灵魂的共鸣，直观地感受到设计师想要通过工业产品来传递的思想和内容，为产品带来附加值，激发消费者购买欲望，赢得消费者的青睐，提升产品经济效益。
四、工业设计中产品概念设计
（一）概念设计阶段工业设计中产品概念设计主要可以分为三个阶段，其一是概念产生阶段、选择阶段以及实现阶段，其中概念的产生阶段主要是指通过分析趋势、创新技术、经济条件等调研获得产品开发方向，形成模糊的产品设计方向，将所有设计思路梳理清楚，明确有待解决的问题，合适的设计方法。对于其中存在的问题有针对性的提出解决方案，在众多解决方案中选择最优的解决方案，即概念设计方案。其二，概念选择阶段，确立评判标准，从众多概念中选择切实可行的方案，其主要选择方式有外部决策、多数表决以及辩论等，在实际应用中较为切实有效[8]。其三。概念实现阶段，将选择出来的概念设计方案制作出模型或者实际产品，实现概念设计。
（二）概念设计关键点创造性思维。工业设计中产品概念设计中融入创造性思维是必不可少的，同时也是设计的灵魂关键，需要设计人员进行创造性思考，获得创新。所以，应注重强化培养设计人员创造性思维能力，不断完善自身专业设计能力和工作经验，将逻辑思维和形象思维巧妙结合在一起，创造出更为新颖独特的工业产品[9]。技术创新。在工业设计中产品概念设计中，技术创新具有至关重要的作用，其本质就是挖掘新鲜事物，提出更为新颖的设计理念，但是在多数情况下设计的产品无法满足人们日益增长的需求。技术创新是知识的积累和灵感的勃发，单一的技术创新并不具备实际应用价值，只有将创新技术实际应用在产品设计中，这种技术突破性创新才富有实际意义，提升产品经济效益。应用虚拟现实技术。虚拟现实技术应用在工业产品概念设计中，有助于概念设计更好而满足市场需求，趋于市场化发展。为了能够更好地满足市场需求，虚拟现实技术能够为工业产品概念设计带来更大优势，当消费者面对一种虚拟的富有故事情境的产品，能够带给消费者一种直观的互动感受，加强设计师同消费者之间的共鸣，带来别样的感受。此外，这样的产品设计能够大大降低市场风险，为企业决策人提供更好的发展依据，提升市场竞争力。
五、结论
工业设计中产品概念设计并非是针对某一种产品的创新和完善，旨在将全新的生活方式和诉求带给消费者，吸收更多新鲜元素融入其中，促使工业产品更为贴近人们的日常生活。所以，工业产品设计师应敢于创新，借助巧妙的设计方法，更好的迎合市场需要，提升企业市场竞争力，谋求更长远的发展。
参考文献
[1]谭征宇.面向用户感知信息的产品概念设计技术研究[D].浙江大学,2012.
[2]刘艳.产品概念设计研究及其在工业设计领域中的运用[D].天津大学,2013.
[3]李建平.基于绿色模块化设计方法的产品概念设计分析[D].重庆大学,2012.
[4]曹志鹏.工业设计中概念设计教学的研究与应用[D].江南大学,2014.
[5]张军.基于知识的复杂产品工业设计辅助系统的研究与应用[D].湖南大学,2013.
[6]白雪.新产品开发的工业设计流程及评价体系的研究[D].四川大学,2011.
[7]刘国昌,苟秉宸.产品概念设计可制造性评价方法研究[J].计算机工程与应用,2013,12（05）:55-58+76.
工业设计在现代企业在生产制造过程中占据重要地位，其设计质量高低直接影响到后续企业产品生产质量。相较于国外的工业设计研究，我国起步较晚，无论是在理论层面还是技术方面，均存在很大的不足和劣势，尤其是在工业设计中产品概念设计，代表性的科研成果仍然缺少。由此看来，加强工业设计中产品的概念设计是十分有必要的，有助于赋予产品更为新鲜的元素，提升企业市场竞争力。本文主要就工业设计中产品概念设计进行分析，客观阐述工业设计中产品概念设计要素以及设计方法，以求为后续理论研究和实践工作开展提供参考价值。
关键词：
工业设计 产品概念设计 设计方法 色彩因素 形态因素
现代科学技术的快速发展，大量先进技术逐渐广泛应用在各个行业领域，对于工业产品设计而言，在一定程度上促使产品结构出现了根本性的变革。总的说来，工业产品设计主要是人们通过现代科学技术和理论知识，有意识地构思产品设计流程，其中包括人类活动的众多领域内容。可以说，工业设计水平高低直接影响到一个地区或者国家市场竞争能力大小，具有较为深远的意义。工业产品设计中产品概念设计需要设计师具备较高的专业素质以及设计经验，能够结合实际设计需求，将更多新鲜元素融入其中，设计出一个总体框架，在这个框架基础上，运用专业知识以及加工工艺，赋予工业产品更深次的内涵和性能，以求更好地满足消费者的个性化需求。
一、工业设计中产品概念设计概述
产品概念设计主要是指在明确任务目标后，通过一系列抽象化的功能结构，寻求适合的作用原理，寻求最为合理的设计方案，这一过程称为概念设计。而工业设计中产品概念设计是指从产品缺口到建立模型的过程中，不断进行分析和整合，对模型进行创造性的评价。总的说来，工业设计中一方面包含了大量数值计算性的工作，诸如计算分析、绘图以及填写表格等，另一方面是概念设计工作，主要是创造产品设计具体方案。概念设计贯穿于产品设计的各个环节，从市场缺口、到产品定位的模糊前期再到结构设计以及功能设计。在产品设计早期阶段，根据社会条件形成的市场需要和经济技术条件确定产品的模糊前期（sET因素），形成产品开发的模糊概念和定性分析，根据前期定位将产品功能需求和设计思路进行细化和求解，将内容展现为大致的设计框架，组成框架的模块和组件，来完成产品的设计方案。而设计师的概念设计贯穿整个过程，并对初步设计完成的设计方案进行造型构思，最后结合实际条件需求形成最终的设计方案。随后，将设计完成的方案分配到具体设计中，对方案中具体细节进行推敲，在这个过程中，需要充分考虑设计者的创造能力，自身学科知识储备以及设计经验的丰富，以及是否能够结合资料数据进行推理和决策，这样才能创造出更符合消费者个性化的设计需求。
概念设计并非是简单的传统意义上的方案设计，其内涵更为广泛、有深度，根据产品生命周期对产品功能进行创造、分解以及结构设计，是一个设计创造过程，同时也是一个实验求解过程，从而满足各项设计需求和指标，从多项设计方案中选择最为合理的设计方案。概念设计过程中，设计人员需要具备较高的专业知识和设计经验，能够与时俱进采用更为先进的设计方法和商用运作知识，才能更为全面地应对消费者个性化的设计需求。
二、工业设计中产品概念设计特性
其一，创新性。无论是工业产品设计还是其他产品设计，最突出的特点就是追求创新性，作为设计的核心要素，只有不断地进行创新才能得到性能优良，更富有竞争力的工业产品，从多种设计方案中选择一种最为合理的设计方案，吸收其他方案的优点，形成一种创新型设计方案。
其二，多样性。工业设计中产品概念设计的多样性特点主要表现在设计结果的多样化，以及设计思路多样化。根据设计事理学方法论，同一产品因其人、事、物、场的不同会形成不同的功能需求，因此在概念设计时会产生完全不同的设计思路，选择的设计方法同样存在明显差异。诸如在椅子的设计中，室内椅、室外椅、交通工具座椅、咖啡馆椅的设计概念会因椅子所处的环境和使用者的不同形成不同的解决思路。
其三，层次性。对工业设计中的产品概念设计主要反映在功能、载体结构方面，产品的功能定义和功能分解反映在功能层，结构修改和变异作用在结构层，将两种层面连接起来，从而形成产品的设计层次。无论是功能层还是结构层，自身具有一定的层次关系，层层递进，不同层次功能对应不同的层次结构。
三、工业设计中产品概念设计的一般方法和设计因素
（一）工业设计中产品概念设计的一般方法
产品概念设计时选择合理的设计方法，对于设计价值提升有着较为突出的作用，同时也能够体现出设计师自身的综合设计能力。一般情况下，工业设计中产品概念设计方法主要包括以下几个方面：其一，联想法，在工业产品开发过程中，可以在原有产品性能以及技术基础上进行联想，构思新产品的功能和形态，从而完成工业产品设计，同样可以在其他领域产品基础上进行联想，为工业产品设计提供构思基础；其二，仿生学法，通过对自然界的感悟来寻求设计灵感，观察某一种生物的结构和形态，将此类元素融入到工业产品设计中；其三，缩小和扩大法，将工业产品的局部设计点；其四，逆向思维法，设计师在设计过程中，主要是采用传统设计思维，可以通过对逆向思考产品原有的顺序或者设计方法，来获得设计灵感；其五，类比法，就某种产品而言，一经推出，市场可能会出现众多类似产品，通过对产品的设计比较，能够发现其他产品中创新的思维和方法，完善自身，设计出更为新颖的工业产品。
（二）工业设计中产品概念设计需要考虑的因素
功能因素。工业产品概念设计时需要充分考虑到产品的功能，只有功能得到创新才能吸引更多的消费者。功能是产品的实质性要求，消费者购买的并非是产品本身，而是产品所提供的功能。所以，在产品设计时以产品功能因素为核心，进行优化设计，提供可行的功能设计方案。
构成因素。产品概念设计需要考虑到产品构成要素，对这些构成要素进行分解和组合，取得最为优秀的产品，将其称之为优化过程。设计师在对各种元素进行优化组合，结合实际工业产品设计需求，形成最为合理的设计方案。由此看来，对产品构成要素进行设计有助于实现产品的优化。
形态因素。工业设计中产品概念设计过程中需要运用多种学科理论，涉及层面较广，结合实际设计需求进行设计，总的说来，设计师在产品概念设计过程中需要协调不同形态因素之间的关系，合理配置形态因素和知识，实现产品形态最优。
色彩因素。作为产品构成中不可或缺的组成部分，色彩因素的合理搭配往往能够带给人们更为强烈的视觉冲击，无形中影响着人们对于工业产品的客观评价。在工业设计中产品概念设计时，充分考量色彩因素，结合实际设计需求进行配置，有助于借助色彩来刺激消费者内心感知，感悟工业产品设计中的内涵，同设计师产生灵魂的共鸣，直观地感受到设计师想要通过工业产品来传递的思想和内容，为产品带来附加值，激发消费者购买欲望，赢得消费者的青睐，提升产品经济效益。
四、工业设计中产品概念设计
（一）概念设计阶段
工业设计中产品概念设计主要可以分为三个阶段，其一是概念产生阶段、选择阶段以及实现阶段，其中概念的产生阶段主要是指通过分析趋势、创新技术、经济条件等调研获得产品开发方向，形成模糊的产品设计方向，将所有设计思路梳理清楚，明确有待解决的问题，合适的设计方法。对于其中存在的问题有针对性的提出解决方案，在众多解决方案中选择最优的解决方案，即概念设计方案。其二，概念选择阶段，确立评判标准，从众多概念中选择切实可行的方案，其主要选择方式有外部决策、多数表决以及辩论等，在实际应用中较为切实有效。其三。概念实现阶段，将选择出来的概念设计方案制作出模型或者实际产品，实现概念设计。
（二）概念设计关键点
创造性思维。工业设计中产品概念设计中融入创造性思维是必不可少的，同时也是设计的灵魂关键，需要设计人员进行创造性思考，获得创新。所以，应注重强化培养设计人员创造性思维能力，不断完善自身专业设计能力和工作经验，将逻辑思维和形象思维巧妙结合在一起，创造出更为新颖独特的工业产品。
技术创新。在工业设计中产品概念设计中，技术创新具有至关重要的作用，其本质就是挖掘新鲜事物，提出更为新颖的设计理念，但是在多数情况下设计的产品无法满足人们日益增长的需求。技术创新是知识的积累和灵感的勃发，单一的技术创新并不具备实际应用价值，只有将创新技术实际应用在产品设计中，这种技术突破性创新才富有实际意义，提升产品经济效益。
应用虚拟现实技术。虚拟现实技术应用在工业产品概念设计中，有助于概念设计更好而满足市场需求，趋于市场化发展。为了能够更好地满足市场需求，虚拟现实技术能够为工业产品概念设计带来更大优势，当消费者面对一种虚拟的富有故事情境的产品，能够带给消费者一种直观的互动感受，加强设计师同消费者之间的共鸣，带来别样的感受。此外，这样的产品设计能够大大降低市场风险，为企业决策人提供更好的发展依据，提升市场竞争力。
高职工业设计实训课程的目的是培养设计人才，根据工业设计专业的特色特点和人才规格的标准改善教育体系。该系统包括理论课和实践课两门课程的相互渗透、影响，因此可以将此分为实习教育和实训教育两个方面的学习:
1．1实习教育
实习教育包括社会自己专业岗位的实践、生产实习和毕业顶岗实习。根据实习教育提高学生实际工作能力和自身的职业素养。学生可以在实习中了解自己相对应专业的知识，在从事自己工作的同时掌握好职位的分工流程、设计流程、工艺流程等专业知识。
1．2实训教育
实训教育是对于学生专业基础技能、工程化基础技能和综合的设计技能的加强和巩固，实训教育是整个高职教育的中心内容，贯穿于学生的教育过程之间，学校在课时的安排上实训教育应该占有一定的比例。
2．工业设计课程的构建
2．1工业课程设置的原则
2．1．1要与职业教育相对应
实训课程的设置要满足专业岗位能力需求，以人才规格和专业培养目标为起点，主要针对工业设计专业而言，培养德才兼备的创新型人才，要求具有明显的职业教学特点。因此，工业设计课程的设置要建立在对职业能力和职业素质结构分析的前提之下。
2．1．2要以培养专业技术的运用能力为首要目标
高职教育意义已经不仅仅局限于传统简单的理论教育和基本学科的普通高等教育，例如在工业设计教育上，要重点培养学生将现有的科学技术在进行工业设计制作后转变为具备一定功能的科学技术，使它成为能满足人们需要的工业产品。这必须要求学生具有鲜明的技术能力，因此在工业设计课程的设置中必须要将专业技能和技术运用能力结合起来，重点考核学生的实践能力。
2．1．3实用性
实训课程的设置要与社会贴近，在相仿的环境中学习对于我们在日后适应科学技术、社会经济发展有很大的帮助。分析企业在工业设计这一方面还存在什么样的问题，需要怎样的技术支持。在设置课程时要充分考虑到这一点，帮助学生在以后的工作中不会那么被动。
2．1．4质量监督控制
传统的质量监控主要是对在实践教学质量中各种的影响因素开展全面的管理，侧重于使用行政管理的方式。监控的内容为检查教学大纲、专业教育计划、课程规范等文件，经过定期的考察、诊断、奖惩等手段来达到质量监控的目标。传统的质量监控方法很可能流于形式，工业设计专业有着很强的创新性，大多数课程的评价标准有着很强的主观意识，不适合使用传统的监控方法。我们应该采用较为柔性化的监控方法，例如将监控系统有机的结合在课程体系中利用综合设计课程来监控主题设计课程，以设计课程来监督控制基础课程。
2．2工业设计课程的结构
2．2．1课程构建的首要环节
培养最基础的设计概念和基础的设计表达能力，详细的课程有:包含CAD、Photoshop的计算机辅助设计，重点的产品速写课程，基础的课程有着工业设计的概论、色彩、素描。经过基础课程的学习可以提高学生对于一些简单产品的设计能力，能够掌握二维软件的草图绘制和提高手绘草图的能力。
2．1．2课程构建的次要环节
培养对产品造型设计的技能，详细的课程有:重点课程快题设计、三维计算机辅助设计Rhino＆3Dmax、产品效果图设计、机械制造技术、接卸结构设计实训，通过该环节的课程学习能提高学生对一般产品的设计能力，学生能够掌握三维软件绘制效果图、利用自己所学的课堂知识推测设计思路的技能。
2．1．3课程构建的最后环节
目的是培养将设计理念工程化、现实化，提高自己综合设计的能力。主要的课程为:产品设计程序法、综合设计实训、PRO－E建模软件、CI设计、产品快速成型的工艺设计和程序设计等。通过该环节的学习学生对工业产品的外观设计和制造能力都有很大的提高，并且能够利用计算机等设备将自己的设计理念转变为实物模型，在产品设计到样机制造、外观包装、产品宣传的过程中，学生逐渐具备的综合设计能力。
3．结束语
关键词:建筑结构设计;设计图;注意事项
1建筑结构设计的基本内容
1．1建筑结构设计图的制定
建筑设计图主要包括整体建筑的风格、建筑物内部结构、上下水系统、通风管道、电气线路、消防系统等各方面的设计内容。可以适当吸取已成功方案的经验，对结构计算方式采取最优化选择。设计师应有效的利用专业知识，结合设计风格，把对整体建筑的各项要求，清晰的在建筑施工图上表达出来，这样才能把施工过程中出现的各种问题切合实际的解决。结构设施方案还应重视概念设计，制定最经济合理的结构分配。注重建筑结构的安全性能，体现多道防线的设计思路。在项目施工初期，设计人员应参与进来，对可能出现的结构分配不当等问题，作出及时修改，极大的避免返工现象或建筑成本的过高。
1．2建筑结构设计中结构选型的重要性
建筑结构型式的选择是建筑结构设计的最为重要的部分，是建筑物能否充分发挥其应有功能的重要基础，也是建筑结构设计中的一个重大课题。建筑结构设计的三大环节包括建筑结构选型、建筑结构构造和建筑结构计算，其中结构选型为首要环节，建筑结构计算为结构设计的基础。可以使用制造简易模型的方式来反应建筑结构的实际情况，方便对建筑结构的计算。最终方案的确定，不能简单的以结构参数等数据为主要依据，应对结构模型进行多次调整，选取最为合理的结构布置。
2设计中的注意事项
2．1地基结构设计应注意的事项
地基是承载所有地上建筑物的基石，关系着整体建筑的质量和稳定，也是实际施工的重点和难点所在。在地基结构设计中会出现很多问题:由于施工人员或勘测人员提供的相关数据不够准确，因缺乏地基相关的数据和施工设备的具体能效，导致地基设计图不完善，进而对地基的稳定性造成影响;设计人员没有对实际施工地点的地质、地形进行勘察，缺乏精准的地质数据，一定程度的降低了地基设计的实用性;设计人员本身因为缺乏相关设计经验或工作时的马虎，也会造成地基设计存在一定程度的误差。
2．2基础设计中的注意事项
楼板开大洞、不连续以及弱连接的问题，实在进行建筑结构基础计算时必须要注意的。对其内力分析和配筋计算时，可以采用弹性板的方式。分析计算高层建筑的重力荷载作用，和建筑结构移位时，可以采取相应的模型假设，起到补充计算的作用。采取科学合理的模型辅助计算，可以有效的减小建筑结构设计和实际施工过程中的误差数值范围。
2．3水平荷载
建筑结构在设计中应当在一定范围内控制水平荷载作用下的建筑侧移现象，以此保障整体建筑结构延伸性能够良好的得到保障。
2．4整体结构设计应注意事项
楼层建筑中最为常见的就是砌体结构。不同的砌体结构会产生不同的需要注意的问题。布置方式为底层框架砌体结构的混合承重结构，整体稳定性差，抗震能力也一般。混合结构建筑物的纵向强度要大于横向强度，抗震能力的强度取决于横向强度。所以，在如学校、医院、大型商场等公共场所建筑目标设计时，为有效的提高抗争能力，应增加横墙的稳定性，适当减少立柱梁的间距。
2．5调整薄弱层
在设计时，为确保建筑结构的整体强度和抗震性能，应对薄弱层进行的相应的调整。在转换层设定方面上，应对相邻楼层的分配值、抗侧力结构的承载能力进行预先计算统计，用最直接有效的方法进行优化处理。
2．6梁、板结构设计注意问题
梁、板结构作为建筑结构的主要部分，如果在梁高比板厚的扁梁结构上，给梁配筋应改为柱边弯距的方式。底板钢筋应采取双向双排的结构，阳角的辐射筋不需加入，这点需在设计图上明确标注。根据最新建筑设计规范规定，为减轻梁下部的集中荷载能力，需采用横向钢筋的方式。利用合适的变截面，将大挑梁外漏，来降低悬挑梁的施工难度。
2．7建筑高度以及高宽比的设计
高层建筑中控制侧向位移常常成为结构设计的主要控制因素，而且随着高度增加，倾覆力矩也相应迅速增大。因此，高层建筑的高宽比不宜过大。目前，建筑高度和高宽比的限值有了建筑规范的明确规定。合理的高宽配比，能使建筑的抗震能力得到有效的提高。
3提高建筑结构设计水平的措施
3．1建筑结构的设计应该严格遵守国家规范
伴随着时代的不停进步，人们物质生活水平的提高，新的要求也出现在了建筑结构的设计、建筑的整体质量和外表的观赏性和实用性加之舒适性上。基于这些我国出台了相应的建筑结构技术规范。在建筑结构设计时，相关单位和设计人员必须严格按照国家规定，保证设计质量，不断完善和改进设计方案，以满足新时期建筑结构的需求，进而创造更多的经济利益。
3．2提高设计人员自身素质
建筑结构设计人员必须保证，在工作时认真严谨，时刻保持创新思维，不断学习充实自己的专业基础，增强自身的设计水平。设计工程中，设计人员要大胆创新，充分结合当地的审美要求，认真全面的考虑建筑需求，保障整体工程的质量。
3．3加强监管审查力度
缺乏有力的审查和监管力度，会严重影响到整体建筑的质量。相关审查部门在对建筑结构设计图纸审查时，应充分结合建筑建设的目的，建筑的用途等方面。综合性的评价设计成果，结合相关建筑结构规范，对不达标设计进行指证，给出可行性建议，促使建筑结构设计行业的整体能力提升。
4结论
结合建筑结构设计在建筑行业的重要性，和能够有效的提高人们生活水平质量，保障人民生命财产的安全，满足时代的发展需要。相关监管部门应加强监管审查力度，提出科学性的评价和指证，提高设计人员的设计水平。设计人员要时刻提高自身素质，充分结合建筑实际需求，有力把控整体建筑质量，进而完善建筑体系结构。
参考文献
