研究机电产品的工业设计特征

所属栏目：工业设计论文
发布时间：2013-01-17 09:23:45  更新时间：2013-01-17 09:34:44

摘要：按照工业设计两极性的观点，机电产品的工业设计更多关注逻辑、实用、功能、人体工学、制造、材料和市场，因此其设计偏于理性，是一综合了人机工程学、美学和设计管理等多学科的复杂的设计活动，是在多学科知识综合运用的过程中实现的。而本文就对机电产品的工业设计特征进行了研究。

关键词：机电产品;工业设计;特征

1.机电产品的特征分析

机电产品的产品特征体现在其功能特征、用户特征和形态特征三个方面。

1.1机电产品的功能特征

功能是关于产品的工作的描述，机电产品工业设计的功能性是指一切设计都以满足功能为出发点。机电产品的功能特征可分为实用功能、经济功能、审美功能和象征功能三种。

1.1.1实用功能

机电产品强调功能的实用性，是具有强烈技术特征的产品。机电产品的实用功能是其作为生产工具存在的基本属性。

1.1.2经济功能

机电产品不同于一般的生活、娱乐等用品，产品购买者是企业，企业将其作为再生产、创造财富和增加竞争力的工具。

1.1.3美学功能

从作业者角度，美学功能是使产品更人性化和创造美好的作业环境，是在满足产品的实用功能和经济功能的基础上，用色彩、材料和表面装饰对外观进行设计，取得造型之美、色彩之美、材料之美、工艺之美、肌理之美，同时体现产品的个性和风格。

从企业角度，产品的美学功能代表了企业的形象和文化，同一企业的产品应具有统一的风格。

1.1.4象征功能

产品的象征功能是在视觉上和使用中得到的所有有关精神、心理、社会各方而的体验。机电产品的象征功能要素包括精密度、高效、现代感、先进性等，即体现机电产品作为不同于一般劳动工具所具有的技术先进性。

1.2机电产品的用户特征

机电产品的用户复杂，由人和企业构成，人包括作业人员、维护人员、维修人员和搬运人员，企业包括制造商、购买商和产出品购买商。而作业、维护维修和搬运人员是典型的产业用户，往往是训练有素，有高技术经验的人群。

1.3机电产品的形态特征

机电产品作为产业用品，其产品具有不同于其他类别产品的形态语言，机电产品通过外观来表现它可靠、科技和效率高的产品特征。

2.机电产品的形态分类

综合分析机电产品的外型特征，可将其分为三类:一类是独立机型，这类产品的工业设计涉及单一的整个形态，即单个完整设备，例如机床和加工中心。独立机型可分为立式车床、卧式车床、立式加工中心、卧式加工中心和龙门式加工中心;第二类是由具备独立功能的单元机组成的联合机，即由几个单个设备组合而成，形成车头加车身加车尾的形式，其中某一部分常常由相同或相似单一个体重复组成，设计时既要考虑单一个体创新的形态，同时又必须符合整体形态的内在统一特征要求，例如印刷机和纺纱机;第三类是无重复的单元机组成的联合机，即由单个设备组合而成，而且每个单体负责不同的任务，形态也各不完全相同，这种机器的工业设计难度相对较大，工作量也相对较多，如造纸机。

3.机电产品工业设计的特征目标与任务

综合工业设计的本质任务和机电产品的产品特点，可将机电产品的工业设计

任务归纳为以下三项。

3.1外观及与外观相关的结构设计

机电产品外观设计的美学标准是建立在满足功能的基础上，通过宜人的、整体的和人性化的造型语言来表达产品技术先进、品质可靠、高效、安全的内在品质。

机电产品的外观设计一方面从相当程度上要靠设计师个人的知识、经验和通过视觉化手段外化表现的技能。另一方面，由于机电产品注重功能性和制造成本的特点，其外观设计强调产品的结构性，即产品的外观受其内在结构的制约明显，且常常由外在的结构形式来表现其产品的功能。

3.2交互界面及交互方式设计

机电产品的交互设计目标是提高产品生产效率和提高作业者的满意度。因此，可将机电产品特征的交互设计任务分为交互界面设计及交互方式设计。交互界面设计的目的是增加作业者满意度，其发展趋势是考虑人的情感因素，情感因素的加入使产品与人之间的交互语言更为丰富，更为人性化。而交互方式设计是提高产品的可用性，提高产品的生产效率。

3.3解决稳定批量生产与产品多样化之间的矛盾

机电产品的工业设计强调将设计与制造紧密结合。动态多变的市场使产品生命周期缩短、更新加快、品种增加、批量减少、交货期缩短，因此，设计一方面要使产品适应多变的市场环境，创造差异化的外观，增加产品竞争力。另一方面由于机电产品的制造成本相对较高，以标准化、系列化和通用化为目标的批量化生产能大大减少生产成本，降低产品价格，是保证产品大规模定制的关键，但批量化生产容易带来的问题是产品外观单一。为了解决这两者间的矛盾，相关人员提出在保证稳定批量生产的基础上，满足变化市场的柔性设计和生产模式，并提出两种主要的解决方案:

(1)模块化:模块化使产品的部件如标准组件一样制造，而产品的特色是通过组件的合并与修改来取得，由于这些部件或组件是标准的，因此能以批量生产技术来制造，很多文献认为模块化是取得低成本顾客化的关键。模块化设计和制造将个性化与标准化结合，在满足企业不同需求的同时，减少企业投入，且方便企业制造系列化产品。

(2)成组技术:成组技术为了有效地组织多品种的中小批量生产，将相似的零件(形状、结构、加工工艺等相似)集合成组，并以“零件组”(或称零件族)为对象组织生产，从而得到接近大批量生产的效果。成组技术的应用保证某一或某些部分能大批量生产，产品特色通过变化某一或某些小批量生产部分获得。工业设计师通过重复利用或修改已有部件的外观，可大大减少新部件设计的工作量和时间，又由于新产品的设计有继承性，能保证产品质量和企业形象的稳定。

4.机电产品工业设计的设计要素

机电产品的工业设计特性体现在整个工业设计过程必须在满足基本功能的基础上进行，并满足其审美性、工艺性、可用性、情感体验、安全性、可维护性和经济性这七个要素中，机电产品设计的这七个要素陵驾于其他设计因素之上，且之间又具有互相限制和补充的关系。

4.1审美性

机电产品的外观是人们还没有使用产品之前，对产品的第一印象，是使用过程中影响作业者的态度和心情。

从美学角度，机电产品的外型既要符合人类传统的审美，也要满足购买商或制造商的企业风格，具有时代性。

4.2工艺性

工业设计的工艺性包括两个概念:用什么和如何实现，即表面材料的选用和加工工艺。选用何种材料和工艺不仅影响产品的功能和性能，也影响产品的外观，体现产品的先进性。材料的选择要考虑其强度、韧度、抗压能力、环境影响和成本等因素。

4.3可用性

机电产品的可用性是通过加入限制性因素，来引导作业者。交互过程中的限制性设计常常通过物理结构、形态语义或逻辑关系或三种方法皆有之对使用进行引导。

4.4安全性

机电产品工业设计的安全性分为四方面:(1)产品自身的安全性;(2)产品对环境的安全性;(3)人对产品的安全性;(4)产品对人的安全性

4.5可维护性

机电产品能否及时有效地进行维修和护理，直接影响产品本身的工作效率和使用寿命。由于机电产品每天要长时间运转，且工作强度大，工作过程中又容易产生飞溅液、粉末、切屑物等污物，因此要及时地除去污物、为运动部件加润滑油、加固松动部件等。大部分的机电产品成品装入工厂后，在正式投入使用之前要进行专人的调试，检查产品在运输过程中是否产生了问题，并使其更适合新的环境。

参考文献：

[1] 项占琴，现代机电产品设计，浙江大学，1999.

[2] 程能林，工业设计手册，化学工业出版社，2008.

[3] 王介民，工业产品艺术造型设计，第一版，北京，清华大学出版社，1995.