工业产品设计要点

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工业产品设计要点范文第1篇

关键词：绿色环保理念；工业机械；设计要点

工业化程度是衡量一个国家发达水平的重要标准，我国机械工业产品发展方兴日盛，为生活带来便利提高了生活质量。环境污染是工业发展过程中不可避免的问题，在经济全球化的快速进程下工业产品设计中加入绿色环保理念，提高能源利用率，是我国在今后工业设计发展中的重要指向方针。

1.绿色环保理念的内涵解析

1.1绿色环保理念

我国的自然资源总量大，种类较齐全。然而由于人口基数大，致使人均自然资源占有量大大低于世界水平。且由于近年来我国粗放式制造业的迅速扩张，盲目只追求数量的不科学发展模式导致环境污染问题及其严重，进入了环境压力的高峰。同时，环境污染又反过来成为阻碍社会发展的主要因素。所以加强对绿色环保理念的认知，环境保护能力的建设问题已经迫在眉睫。

绿色环保理念是指在设计生产的过程中坚持以节约能源和保护环境为核心，在满足生产成本、周期等因素的基础上，最大限度的降低产品对资源的消耗和对环境的破坏。并实现资源循环和反复使用，提高产品的效率。环保的已成为当今社会的重要话题，工业机械的设计更要秉承这一概念走可持续发展的道路。

1.2绿色环保理念与工业机械设计的关系

工业机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的依据，是决定机械性能的最主要的因素。设计师在理论知识、计算手段、材料和加工能力等的条件下，做出使用可靠、体积重量小、工作性能高和低成本的优化设计。我国传统的工业机械设计对环境污染和资源利用率问题考虑较少，再加上对后期工业废品处理的考虑不足，导致浪费了大量的自然资源。在全球化时代背景下，将绿色环保理念加入工业机械设计已成为工业发展的趋势和主流，设计是机械产品的源头。绿色环保理念应在产品概念的提出之时起就作为设计的一项重要考虑因素，避免造成污染后再治理导致的资源浪费。绿色环保理念与工业机械设计相辅相成，环保产品节能高效，又可继续推动更多工业机械的设计与研发，最终达成生态平衡与经济发展的良性循环。

2.绿色环保理念下工业机械设计要点

2.1设计环节的绿色理念运用

设计是产品从概念提出到最终产出的第一步，绿色机械制造要站在宏观的角度考虑，从源头上杜绝浪费与污染，实现绿色环保的目标。在传统设计理念下所设计出来的产品在最初的设计上很少考虑环境因素，一味追求眼前利益。这使得产品的后期使用想要不污染环境变得很困难，增加了尾气废水的排放难度。从长远看不仅提高了后期治理污染的成本，更对资源造成了不可逆转的浪费。将绿色理念运用到工业设计中，综合考虑环境资源因素，提高产品的科技含量，减轻使用过程中的成本，产品废弃后有效地回收利用，从头到尾秉承绿色环保的理念。

2.2设计材料的绿色理念运用

在产品的设计生产过程中，材料是决定产品环保性能的主要内容。工业生产的过程中，经常会使用含铅、汞等有害物质的特殊化学材料，或排放一氧化碳、二氧化硫等有害气体。因此在产品的材料选择上，应在满足产品正常工作的情况下，尽量选用化学性质稳定、防腐性强、环保可降解的材料，如石膏、滑石粉、木材等天然原料，或胶合板、环保性乳胶漆等低毒低排放型材料。目前已有再生高密度聚乙烯制成的植草路面砖；麻、绸布制成的环保墙饰；铝制塑料金属不生锈无污染复合管材等产品作为参考。

2.3设计过程的绿色理念运用

设计是制造的基础，合理的设计能保证机械产品制造的有序开展。设计者要深入了解产品设计、创造的基本原理，并在此基础上加入绿色环保理念对产品进行创新。不仅要使产品降低成本、提高性能，更要关注其使用周期和回收利用率。融入绿色理念后的产品，通过延长寿命减少对资源的消耗，回收工业垃圾变废为宝，从而实现环保的目的。

2.4积极进行设计创新

2.4.1技术革新

在当今时代的激烈竞争下，工业机械的设计同样也在进行翻天覆地的变化。工业产品应使用环保新型材料、建立绿色生产线、合理排放废弃物并将工业垃圾进行回收再利用，达到提高生产率，实现可持续发展的目的。如LED光源由于其不含铅、汞等环境污染物和工作寿命长的特点正逐步取代传统的钨丝灯泡。

2.4.2结构优化

我国很多传统重工业由于西方经济的冲击处于转型困难的停滞状态。其产能过剩是导致生态环境恶化的根源之一，对待这种大型企业应从实际情况出发，使内部各部分更加合理、完善，从而达到整体更加协调高效的效果。可借鉴新加坡裕廊岛从源头控制以及对废水进行二级处理循环利用的治污办法。

2.4.3资源循环

将使用后废弃的材料进行收集分类，再分解制成新产品，是提高能源利用率，减少浪费的高效方法。目前各国都提出了许多废物利用工艺的方法，如将垃圾分选加工制成煤的辅助燃料或燃料油；废弃烟尘中回收高价技术材料锗等。

3.结束语

目前我国正处在工业化快速发展时期，同时也是环境污染、资源消耗的高峰期，社会各界对环保问题日益关注与重视。机械工业的设计也要跳出传统的先污染后治理模式，将绿色环保理念贯穿其中，顺应时代要求，实现可持续发展。

参考文献：

[1]戚洪利，袁丰伟，李会暖.机电产品的绿色设计研究[J]，2005（06）.

[2]张海秀，刘晓叙.多维材料选择方法在绿色机电产品中的应用[J].机械设计与研究，2009（03）.

工业产品设计要点范文第2篇

绿色设计是指利用产品制造中经济性、环境协调性与技术应用等方面的信息，采用优化技术措施方式以提高产品的经济合理性、技术先进行和环境协调性的过程。将绿色设计理念引入到煤矿机械制造中，可有效提高煤矿机械开发产品的再利用性、可维护性和经济性，从而满足煤矿生产的低能耗、低污染、小体积要求。因此，加强有关煤矿机械绿色设计与制造工艺的分析，对于改善煤矿机械的制造水平与质量具有重要的现实意义。

1.煤矿机械的绿色设计

1.1.可回收性设计

可回收性设计是指在对煤矿机械产品进行设计时应全面考虑零部件及材料的处理工艺、处理方法、回收价值、回收可能性等问题，以尽可能完成对材料能源、零部件、资源的有效利用，从而最大程度的降低回收过程对环境影响的理念与方法。在产品可回收性评价体系中主要包括对产品级、材料级、零件级与部件级四个方面的回收和填埋级与能量级两层次上的环境污染分析，相应提出的产品回收性能指标与规范可以用于对产品设计进行指导。在煤矿机械可回收性设计中可先全面评估产品的回收价值与可回收性，利用评估结果制定相应的可回收性建议，以此为机械设计提供调整性分析。

1.2.材料选用

传统的煤矿机械产品设计中，在对材料选用时常关注材料的成本水平与技术性能，而不重视材料对环境的影响。而产品材料的环保性能将直接关系着机械产品的绿色程度，所以在材料选用时，应在材料符合规定功能标准的基础上尽量选择具有高环境兼容性的材料。在煤矿机械产品材料选用过程中应注意以下两个要点：（1）环境友好性，在选择材料时应尽可能选择环境兼容性高、低能耗、污染少、无辐射、无毒无害的材料；（2）可持续性，材料选择时应尽量考虑使用可回收材料和再生材料，材料应方便进行再制造、再利用或回收。

1.3.绿色CAD设计

现代工业产品设计中多采用CAD技术进行，在开展产品设计时，CAD技术能够根据提供信息量形成参数化的产品模型，并能依据模型分析产品的工艺特征、强度刚度、结构空间等。目前使用的CAD软件同时具有CAE技术功能，可以采用模块化方式对煤矿机械的工作环境进行真实模拟，从而进行抗冲击性、刚度、强度试验等。将CAD软件技术应用到煤矿机械绿色设计中，可建立并行设计平台，有效改善产品设计效率，提高零件模型在各部门间的共享水平，对于改善产品的绿色设计质量具有重要作用。

1.4.可拆卸性设计

可拆卸性设计是指在产品设计过程中，采用多种优化改进措施使产品的连续结构间能够方便维护、拆卸与制造，且在产品回收时仍能有效利用各部分零件的过程。拆卸是保证产品有效回收的重要手段，其设计质量的好坏将直接关系到材料的再制造与回收效果。由于煤矿机械产品结构复杂、体积较大、零件较多，在加工设计是应充分考虑其合理的结构要素，以改善机械产品的可拆卸性。

具体措施有：（1）注意在部件拆卸部位应尽可能降低紧固件的用量，以提高拆卸效率和方便性；最好采用一致的紧固件类型，以减少拆卸工具类型、优化拆卸流程； （2）由于煤矿机械产品的零件之间需要较多的连接构件，常用的有铆接、螺纹连接、搭钩式连接、销接、焊接、键连接等方式。采用合理的连接方式可有效提高产品的可拆卸性。在机械产品设计时应尽可能采用破坏性小的、简捷连接方式；在金属零部件间应采用键连接、销接、螺纹连接方式，以降低产品回收时的拆卸分离工作量（3）在选择制造材料时应尽量选用利用分类和分离的材料类型，并考虑材料之间的兼容性与材料种类；（4）在设计过程中应尽可能降低零件的用量和组合数量，减少拆卸时间、工作量和拆卸工具的复杂程度。

2.煤矿机械绿色制造工艺技术

2.1.煤矿机械产品的再制造

再制造技术的主旨在于全面提升废旧机电产品的性能，其以机电产品的寿命周期管理与设计作为主要依据，按照节能、优质、环保、节材、高效等基本原则，采用先进产业化生产技术手段，对废旧机电产品进行有效的改造和修复。再制造过程不仅仅是废弃品的再利用过程，其采用的表面工程技术既能准确改善产品尺寸，还能全面提高产品性能，且具有能耗低、利用率高、节能效果好等优点。再制造中所采用的关键技术主要有：废弃产品回收利用与高效拆卸技术、再制造零部件与废气零部件的寿命检测技术、表面工程技术、数字化成行平台关键技术、再制造部件检测与质量控制技术等。将再制造技术应用到煤矿机械零部件的制造中，可有效提升机械产品的环保、节材、节能优势。

2.2.虚拟制造

虚拟制造技术是一种集成生产管理、CAM、CAD的软件技术，其能够创造一种真实有效的建模与仿真环境，实现了产品装配、规划、制造、设计的计算机化发展，且能控制产品生产的基本过程，并提供虚拟企业、虚拟生产与虚拟开发等功能。在煤矿机械产品设计中采用虚拟制造技术可有效改善生产效率、提高生产效益。利用信息化技术建立有关切削刀具、切削用量的基本数据信息煤机数据库，并采用自动化技术对高速切削、硬切削、干切削等制造技术进行虚拟制造，可有效简化制造过程，改善机械产品制造效果。另外将虚拟技术与CAX技术相结合可充分提高产品制造的虚拟化程度、降低机械制造中材料与资源浪费、降低产品制造与设计周期等。

2.3.集成化技术

按照系统与集成优势对煤矿机械产品的绿色制造过程进行分析，将产品工艺设计与材料选用集成和产品使用与设计需求集成充分结合，重点考虑绿色制造过程的信息集成，从而形成具有环境影响评估、绿色设计、质量检测、制造过程分析等功能的集成式制造系统体系。

3.结束语

绿色设计与制造工艺水平的应用质量将直接影响着煤矿机械产品的整体质量和性能，因此，相关技术与设计人员应加强有关煤矿机械产品的绿色设计与制造技术研究，总结绿色设计要点及制造技术措施，以逐步提高煤矿机械产品的绿色设计质量。

参考文献：

[1]王昱.浅谈煤矿机械的绿色设计及制造[J].科技致富向导.2012，13（14）：74 75

工业产品设计要点范文第3篇

关键词：符号学原理；产品设计；创新

设计推动生产力的发展

设计首要任务是人类生活功能及精神需求上的满足，我国的海尔家电、联想电脑、李宁服饰等品牌的产品行销世界很多国家，但总体讲大多数产品模仿的多、原创少，以手机、汽车行业为例，做代工的多、做高端产品核心研发的少，这显然与我国世界第二经济体的身份不符。在世界经济与信息一体化的今天，产品技术上升的空间已很小，苹果帝国的缔造者乔布斯曾说过，“以前总是想着用更快的处理器来运行游戏，或者用更大的硬盘来存储照片。但现在，我们已经不太关注参数，而是把更多的目光投向了电脑的使用体验和外观设计。”乔布斯在创业之初就把设计置于苹果产品开发流程的核心地位，苹果公司1999年推出的iMac、2007年推出的iPhone、2010年推出的iPad，不但创造了销售奇迹，也为我们带来产品设计的视觉盛宴。苹果无疑是产品设计的领头羊，紧随其后的三星2012年营业额超过1000亿美元，韩国三星的总裁李健熙说：“企业的核心应体现在设计和创新力上，我相信这才是21世纪商业赢家的核心技能。”具有原创性的优秀的产品设计，可推动生产力的发展，是我国本世纪经济保持高效、持续性增长的助推器。创新是产品设计的核心也是难点，而相关的研究和讨论多围绕图形、元素、结构等，本文以跨学科的符号学原理为支点展开对产品设计研究，希冀为我国的产品设计作一份贡献。

符号学原理与艺术设计

符号是指具有某种代表意义的标识，即可使用某种媒介来替换，并来源于规定或者约定成俗。人们运用符号具有悠久的历史，远古洪荒时期没有文字，人们使用结绳以记事，以岩画表达狩猎的过程，作为现代文字的前身，古代苏美尔人的楔形文字和中国商朝的甲骨文，其实质就是承载信息传播功能图形符号。而符号学（Semiotics 或 Semiology）广义上是研究符号传意的人文科学，涵盖所有涉文字符、讯号符、密码、古文明记号、手语等，跨越哲学、语言学、心理学等多种学科。符号学研究主要分两大流派，即索绪尔的语言符号学和皮尔斯的实用主义符号学，瑞士语言学家索绪尔被公认为现代符号学的奠基人，他在其讲稿《普通语言学教程》中提出的语言言语、能指所指、组合关系与选择关系等要点都成为符号学理论的基本原理，被有关论文大量引用引用。他认为语言是最为重要的符号系统，“完全任意性的符号比其他符号更能实现符号化过程”。另一位是美国哲学家皮尔斯，其符号学理论主要由“符号代表物”“对象”“解释者关联构成，说明人类通过符号进行抽象思维并认识世界。德国哲学家卡西尔认为“人是符号的动物”，人不再生活在一个单纯的物理世界中，而是生活在一个符号世界里，语言、神化、艺术和宗教组成了这个世界（《人论》卡西尔2009）。显示了符号对于人类具有重要意义，正如麦琪.麦克纳布在《解码设计奥妙》所说我们的符号化能力，使我们能在二维空间中概念化地、巧妙地处理事物，或推测我们未曾有过的体验。

我们能在二维空间为尚未存在的东西建立模型，是指可视化，使情景概念化，能够预测和计划未来的事情。”，显示了符号学研究对于产品设计有着重要作用。20世纪50年代德国马克斯.本泽认为产品设计应根据三方面理论来进行：其一为结构学和工艺学理论，其二为传播学-符号学理论，其三为语用学或目的论原理。在他的主持下乌尔姆设计学院开展“作为符号的设计”的研究，首次将符号学理论应用于教学实践。符号学作为一种观念和研究工具，引起了设计师传统思维方式的深刻变化，并进而对工业产品、建筑、环境艺术设计等学科，进行符号学视野下的思考和创作。上世纪90年代台湾的杨裕富教授、国内的刘开济教授等提出了设计文化符码的建构模式，并总结了设计符号理论的基本原则，而上述专家所在的设计院校也相应开设了符号学方面的课程。

符号学原理与当代产品设计创新

能指即概念，而所指即声音形象，而在产品设计领域，能指即产品的形象，是由设计主题的外型表现、空间表现、表面处理和结构等，通过视觉、听觉等媒介，以韵律、色彩、质感等特质为人所把握，而所指则是其所反映出来的地域性和时代性特征。美国哲学家皮尔斯创立的实用主义符号理论，建立在逻辑学基础上，研究范围包括一切事物，因而对现代设计影响更大，他将符号分为三类，分别是图像符号、指示符号、象征符号，图像符号（icon）从意译讲翻译为模拟符号更为恰当，2002年IBM公司的“ ThinkPadTransNote”笔记本电脑吸取了文件夹的形式，在电子产品的功能设置上模拟人们传统的手动使用方式，将笔记本电脑和电子纸笔书写器组合起来，用户可以方便的书写、绘图、发送文件。造型简洁，语意明确，该设计获得了当年的德国IF设计金奖。德国的波尔舍博士于1933年以甲壳虫外形为元素，为德国大众设计了一款汽车，该车造型卡通，萌态可爱，穿行于城市的车水马龙中显得另类而不张扬，大家昵称为甲壳虫。2009进入中国市场的甲壳虫汽车已经是第三代，技术虽已多次换代但外形依然保持着家族本色。我们儿时常见的甲壳虫是七星瓢虫，红色的半圆形外壳，上面装饰着七个黑色的圆点，常依附在树叶和草丛中，设计师模拟了其半圆形的壳体作为汽车的外形，汽车前部椭圆形的大灯就象甲壳虫的两只明亮的眼睛。从符号学的角度分析，汽车的仿生化造型指代了甲壳虫的物理特性，唤起了消费者某种潜意识愉悦的情结，因此虽然该款汽车后座空间窄小且价钱昂贵，但仍占有相当的市场份额，这是因为汽车不仅具有交通运输的功能，还可以传达情感、诠释个性。指示符号（index）和他们的指代物之间存在着某种直接的或接近的关系，比如人的声音、身影表明了某人的存在，大门的位置提示了建筑物的入口位置。而交通标志也是一种指示符号，它的图形和当地的地理状况存在着关联。在产品设计中指示符号大量运用于彩电、空调、汽车等民用设备，方便了人们的生活。传统手机以通话为主，主要为凸起的数字按键，而现在的智能手机通过触摸具有指示性的图标，可实现无线上网、导航、摄影、视频聊天等。象征符号（symbol）即代表某一事物的符号，意义的识别完全依靠约定俗成产生某种观念的联想，如红玫瑰象征爱情，鸽子代表和平，而东方的巨龙代表千千万万黑头发黄皮肤的中国人。汉斯.威利设计的“普拉察”咖啡壶，以柔和曼妙的造型、洁白晶莹的质地创造出令人充满遐想的梦幻世界。蓝天、白云和沙滩和不断涌上岸边的浪花作为象征符号被设计师运用于创意中，在产品上体现为曲线的壶体和三条波浪形的纹饰曲线，装饰与造型完美的结合在一起。象征符号又具有社会约定性，以色彩为例，同样是红色在中国是喜庆祥瑞的颜色，白色一般用于丧事活动，因此中国民俗文化中将年轻人的婚嫁与老人的丧葬称作红白喜事；而在西方白色是圣洁而美丽的，多用于教堂的婚礼庆典。可口可乐是名副其实的世界性跨国品牌，大红的底色配上舞动的白色飘带，为中国人喜爱。但在进入中东国家时却受到了抵制，在阿拉伯本土文化中红色寓意着血腥和恐怖，容易引起消费者心理的不安，而绿色因是伊斯兰教先知头巾的颜色，受到人民的崇尚，也被称为国色，后来可口可乐公司改变销售策略，将底色改为绿色，以赢得当地消费者的青睐。因此企业在进行相应的产品开发时，必须注意不同民族和区域的社会约定，因为符号意义的读取会受到观者生活环境、受教育程度、人生阅历的影响。

符号编码是符号的重要概念，在语言符号学中符号是单词，在使用时必须按照需要和逻辑组合起来形成语句，称之为编码，而对编码的解读又称为解码。相对于索绪尔对符号表达的研究，皮尔斯更侧重于研究符号的认知、思维功能，通过范畴、隐喻、转喻、意向等方式建立符号与对客观世界的重构。而设计的编码指将源概念按照特定原则转换为一种可感知的特定设计符号。在产品设计中，符号语汇是设计师进行设计而运用的基本要素，他们大都具有各自独立的语意象征。符号编码也具有认知与导引的功能，如照相机的镜头和取景框、电脑的键盘与屏幕、门的把手与锁扣，不用看说明书，这些功能性符号就指向了产品的内容。而编码的差异性又造就了产品的个性，如宝马汽车的双肾式排气散热格栅，成为这款百年汽车品牌历久弥新的家族特征。

在编码时使用直觉模式可迅速将信息传达给观者，这种模式应该是人类本性的呼唤。

直觉模式将目标事物的相关信息以一种激发深层次兴趣、认知和回忆的方式编码，黄河九曲十八弯是奔涌的河水在广袤大地上勾画出的弧形；“春江潮水连海平，海上明月共潮生”描写了海水的平直。“大漠孤烟直，长河落日圆”比喻在黄河之上一轮红色的圆形太阳，曲线、直线和圆形、三角形是自然界中的最基本的图形，这些原生的图形符号可以说在人类诞生之前就已经存在，因此伽利略说书写宇宙的语言是数学，它的字母是圆形、三角形和其他几何图形。在比如人们向往光明、害怕黑暗。应该说这种符号暗喻存在于人体基因深处，麦琪.麦克纳布称之为原型符号，根据荣格的观点，原型先于时间存在，已融入我们的心智中。原型的能量对我们有深远的影响，他们影响到我们与世界的关系。①在产品设计中采用原型符号编码，可给观者直觉上的认同和好感。例如可口可乐瓶形采用曲线造型，与女人体的优美弧线相契合，达到了“即使是在黑暗中，仅凭手的触摸就可认出来。”的效果，可口可乐曲线瓶形与红色、飘带一起成为消费者心中的品牌烙印。再如圆形是我们赖以生存的地球的形状，也是孕育生命的卵细胞的形状，从圆心到圆周的每一点都是等距的，圆形也是完美没有缺憾。2008年北京奥运会圆形的“金包玉”奖牌，八月十五中秋节大家享用的月饼，都含有团聚、圆满的美好祝愿和心理暗示。

参考文献：

[1]卡西尔（德）.人论[M].李化梅译.北京：西苑出版社，2009.

[2]大卫.科罗（美）.视觉符号[M].李琪，程晓婷译.沈阳：辽宁科学技术出版社，2010.

[3]张凌浩 符号学产品设计方法[M].北京：中国建筑工业出版社 2011.

[4]麦琪.麦克纳布（美）.解码设计奥妙[M].罗小安译.杭州：浙江美术出版社，2011.

工业产品设计要点范文第4篇

关键词 理论教学 设计实践 设计调查

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.02.047

1 产品动因分析

首先，在教学过程中，我们需要选择一款产品作为载体，进行动因分析，找出关联因素，确定调查的任务目标。一件产品从实现上讲，与之相关联的因素应包括：人的愿景因素、文化因素、环境因素、技术因素、经济因素和与设计相关的约束因素，只有清楚了解到这些因素后，获得相关必要数据，才能迅速地感知用户的心理、生理需求。①

（1）人的愿景因素。人类发展到今天，不仅具有向往美好生活的需要和愿望，同时也具有抵御伤害、解决困难与困境的需要，因此今天的很多产品都致力于关注社会、人性的回归，关注人的情感、生命、健康，关注自然、人类、社会的和谐统一。对于人们的愿望和诉求，需要了解人们追求什么样的生活方式，例如哪些产品能够促进人们健康的生活，哪些产品符合中国人的审美观念，哪些产品在关注弱势群体，哪些产品属于防护与救援设备等。（2）文化因素。文化是一个国家、民族群体的生存、行动方式，它的核心体现在价值观念、道德准则和行为规范等无形层面上，其中，价值观念是最重要的，决定了一个人的世界观、人生观，是人类生存和发展的精神动力。当今社会，东西方文化价值观上的冲突直接影响了设计的体现，但是我们应立足于中国传统文化精髓，探索和规划未来的文化。（3）环境因素。“绿色、环保、低碳”是人类在总结工业化惨痛教训的经验基础上得出的未来社会发展的目标和任务。（4）技术因素。科学技术是现代工业产品开发的重要前提条件。因此，我们需要调查：哪些产品所利用的技术是先进可持续的，产品的技术含量有哪些，我们是否能够掌握产品的关键技术等等。（5）经济因素。经济因素是产品开发设计的一个重要原则和考量指标。就企业而言，以最少的成本获得最高的产品价值是一个永恒的目标。就社会和生态环境而言，降低不可再生资源和能源的消耗，降低生产制造的加工成本，减少制造污染，提高产品使用寿命，提高设计效率和生产效率，也是人类追求的目标。（6）约束因素。主要指一件产品开发制造要符合相关政策、法律、法规及国际、国家标准，知识产权专利约束标准等。ISO系列是人类在总结产品设计、制造过程中的标准。设计要符合这些标准，包括质量检测标准，设计标准，生产装配标准、使用标准、安全标准、人机标准等。

2 产品高品质因素调查

选定产品类型后，我们需从这个产品的高品质因素出发，去调查哪些产品是同行业同类中最好的品牌，这个产品最好的质量是什么，最好的特点是什么，只有找到这些因素，才能更好地实现设计的超越和创新。

产品的高品质因素一般有以下几点要求：（1）符合高标准。一般是指国际标准，例如ISO 9000；（2）拥有良好的企业文化。例如精益求精的能力，优秀的企业员工、良好的售后服务等；（3）高品质的技术，例如现有技术能持续多久，未来是否能对人类社会发展起到推动作用；（4）高品质的设计。所谓高品质，不仅强调设计合理、合情，符合人机工程学，更注重创意的纯正化、细节化，反对华而不实、纸上谈兵的表面堆砌，而产品的细节主要是指加工、设计细节，一件好的作品最能打动吸引人的地方往往就是它的细节，细节传达真情，影响品质； （5）可融性。是指产品能够符合用户的使用目的、任务和场景，减少由于使用不当而造成的维修问题；（6）文化品位要高。主要是从审美的角度，严重杜绝模仿、抄袭，倡导独立的风格和特性。

根据以上几点要求，通过对专家用户和普通用户进行有效定位后，进行访谈，列出访谈提纲，并根据访谈内容进行效度分析，总结访谈的收获和体会，然后根据李克特量表计算方法，构建产品一级、二级、三级高品质因素框架，加深对产品参数的了解，最后根据框架内高品质因素的排序进行问卷调查，准确定位调查人群，确保问卷的有效度，掌握一个好的产品应该具有的设计优点，为以后的用户行为调查和设计指南提供有效的引导，为提高人们的生活水平和质量提供合理的社会、经济价值。②③

3 产品用户行为调查

用户需求是产品设计最本质的目的，我们就要针对用户的行为方式、思维方式、愿望或期望、审美、使用环境、心理状况等要素，对产品进行调查，找出用户对产品的不满与挑剔，探索新的价值，建立企业―市场―用户之间的联系，满足用户需要。只有在前期大量积累设计所需的真实数据，探索社会和市场的发展趋势，才能清楚地知道产品开发的方向和目标，跳出以“自我为中心”的设计理念，建立科学务实的设计方法。

第一，我们要对用户的类型进行准确有效的定位。每个产品都有不同的用户群体，可能是大部分人也可能是很少一部分人。要想获取用户需求方式的突破口，就应该从社会未来的发展趋势入手，找到引领趋势的“先头部队”，才能正确把握产品的用户类型。一般用户类型可分为正常用户和非正常用户。正常用户指的是偶然用户、新手用户、普通用户、专家用户，从偶然用户逐步过渡到专家用户，获取的信息量越来越多，但是发现的问题却越来越少。非正常用户一般是指老年人、残疾人、病弱人群、婴幼儿等，为这部分设计产品时，更要清楚他们的生理、心理需求。

第二，我们要明确用户的需求动机，即目的。长期以来，人们都在追求自我实现的需要，寻求安全感、审美感、归属感等。一般来说，人类的需求包括：所固有的生长发展需要；人际之间各种互动关系引起的需要；能满足人特性及发挥人特点的需要；由于某种匮乏、缺失、危机引起的亟待解决处理时的需要。针对用户对产品的使用状况，我们需对用户在使用过程中的每一个具体行为进行调查，看用户在各个行为过程中遇到的问题。并且还要仔细观察用户在操作行为过程中的心理感受、认知变化以及随时间场合的变化不同需求的变化，以此来定位用户的基本需求因素，进行用户需求特征分析，找出产品能够满足用户需求所需具备的条件。

第三，用户的使用方式，主要通过用户的操作方式和认知方式来调查了解。首先，是用户在操作时所需要的行动条件：意图引导、操作引导、评价引导、非正常状态下的引导。其次，是用户的认知需要，所谓认知主要是指可确认性、可见性、可识别性。用户进行任何行动的第一步及最后一步的感知意图，决定人的意向，包含情感和视觉上的感知过程，感知的动作链是连续的，是每个人长期学习、生活所获得的知识库，经验、符号的形式等都能够影响人的感知。

4 产品的可用性调查

4.1 概念

可用性是指一件产品被容易使用的程度，也可以指在合适的环境下，由合适的人使用合适的产品。产品的可用性有三个指标：有效，主要是指精确性、完全性、可靠性；效率，主要是指达到目标所消耗的资源；满意度，主要是指使用的舒适度及可接受度。

4.2 调查方法

通常采用两种调查方法：一般分析法和情景分析法。情境演绎法由用户、场景、道具和任务组成，分析人与产品的互动过程，包括认知过程和操作过程，通过场景分析整个过程中的有效性和效率，使产品处在真实的环境中，减少或避免脱离现实的调查，让使用者自己发现问题所在，真实反映产品的可使用性和满意度。

在情景演绎中，要遵循人与产品的互动原则：产品要适合任务，支持用户有效地完成任务；产品能够进行“自我描述”，也就是常说的人和产品的互动，不言自明，让产品“会说话”；用户可控，不能让人被产品控制，应一直做到用户满意为止；用户期待，跟用户日常生活习惯、经验、特性相关；产品在人机系统上能够容错，用户在使用过程中由于某些突发或偶然的失误时，对安全性的要求不断提高；产品适合个性化定制，能够灵活多变，例如在人机上稍作修改就可以满足不同用户的个性需求，减少成本投入；人机系统能够引导和支持用户的使用，适合各种类型的用户进行学习和理解。

5 设计指南的建立

通过对产品的高品质、用户的行为以及可用性的调查及分析，最终得出用户的真实需求，根据需求列出设计要点和清单，根据清单列出产品的功能，确定产品的设计基准和开发的总目标，从而完成整个设计调查的流程和目的。

6 总结

通过近几年坚持不懈的理论改革与实践教学研究，我们基本上建立了较完善的教学方法、形式、内容及结构体系。在实际应用中，设计调查往往是企业总经理、总工程师、总设计师或设计总监经常要考虑的基本问题，具有长远全局的特点，首要目的是调查、发现、预防和改善与生活方式的规划以及与产品有关的社会问题、心理问题和环境问题。④现如今，工业设计在生产力中的作用日益凸显，因此，我们将继续深入研究与探索设计调查这门课程，更好地引导学生认真思考：如何通过设计去规划一个美好的生活？如何通过设计去改善人与人、人与社会、人与自然的和谐统一？

注释

① （美）Norman著.设计心理学[M].梅琼，译.北京：中国建筑工业出版社，2010.

② （美）Arlene Fink著.如何设计调查问题[M].黄卫斌，译.北京：中国劳动社会保障出版社，2004.

工业产品设计要点范文第5篇

关键词：高强度；钢板模具；热冲压水冷；设计要点

1高强度钢板热冲压水冷模具工作部分的设计介绍

1.1传统凹、凸模具工程出图设计

高强度钢材的模具设计应该按照热冲压水冷的常用处理方法进行，按照热冲压钢板的变形特点，进行模型凹凸区域的协调变形设计，有利于提升模具结构冲压处理中的热适应性。模具基本机构设计以凹模与凸模的契合设计为主，选择强度为120～140MPa的普通钢板作为凹模底座，并且由180～240MPa高强度钢板作为凸模板对整体结构进行磨削处理。传统的水冷模具设计上考虑机床冲压作业中的稳定性问题，其弯曲变形区域为开口向上的“V”字形，符合机床加工作业中的重力分布特点。在高强度钢板热冲压水冷模具设计处理中，产品设计应该满足工程出图的需要，根据钢板热冲压水冷特点，进行模具设计工程出图。高强度钢板冲压加工的难度比较大，为了确保钢板材料切削加工效率稳步提升，技术人员应该做好模具母体参数的分析工作，努力提升产品设计能力。

1.2创新型模具的协调变形设计

新型的冷成型改进模具设计在模型上方增加了压边圈，确保热冲压水冷模具在弯曲变形中不出现无规则变形问题。用它来处理260～300MPa的超高强度钢板与320～420MPa特高强度钢板的冲压作业，能够收获良好的冲击性能。新型的冷改进模具设计方法中凹模与凸模的弯曲变形区呈“Z”形，其变形量更加均匀。新型的冲压水冷模具设计强化了对于压边圈的使用和设计，确保高强度钢板在冲压处理时不出现滚动和不协调变形现象。热成型水冷模具设计中，其不同冲压区域的受力分析更加细化。凹模与凸模之间的弯曲变形为不规则形态，贴合了凹模与凸模在冲压中的变形轨迹，高强度钢板在加工作业中呈现出协调变形的特点。根据模具最终装配之后的状态进行模型试验，做好产品品质的检验工作，对于试模不合格的水冷模具应该进行返修处理。在钢板冲压水冷加工活动中，工厂设计人员应该考虑到水冷模具内冲压和淬火的技术难点，努力提升产品设计能力和模具设计能力。从保障模具制造加工工艺提升的角度出发，提升技术人员的机械加工能力和数控加工水平。在模具装配环节中，根据当前数控加工机床作业的特点，进行钳工操作方法的再调试作业。为了提高钢板模具成型设计质量，技术人员应该做好模具调试安装的细节管理工作，提升生产线中模具产品质量检验的准确性，对于大小不合格的部分进行切削处理。

2高强度钢板热冲压水冷模具温度控制

2.1前期阶段的温度控制设计

在前期准备阶段，技术人员应该根据钢板的加工要求进行裁板样式的选择，在落料阶段控制好始锻温度和终锻温度，认真做好加热处理。将常见的高合金钢锻造温度控制在合理的范围之内，其中，钢号Cr12的材料其加热温度平均为1100～1150℃之间，在冲压过程中根据成形要求控制好锻造温度。其中，始锻温度为1050～1100℃之间，钢材的终锻温度为850～900℃之间。钢号Cr12MoV的材料其加热温度平均为一千度左右，在冲压过程中根据成形要求控制好锻造温度,并且在冲压成形之后对模具进行保压定形处理。其中，始锻温度为1000～1050℃之间，钢材的终锻温度为840～880℃之间。钢号CrWMn的合金材料性能比较特殊，在热冲压水冷处理中应该做好后续处理工作。其中，根据钢板处理的模式特点，进行去氧化皮处理，并且根据激光切边处理的情况进行防锈处理养护。在高强度钢板冲压模具设计中，技术人员应该按照工程出图特点进行模具设计。在产品设计中分析后续的水冷冲压处理方式的工序实施方法，对模具安装的方法进行调试，从而做好模具返修处理工作。

2.2水冷管道成形工艺分析

对高强度钢板进行热冲压成型后水冷处理，需要严格按照钢板水冷模具成形工艺流程进行加工。做好钢板设计的前期准备工作，并且在冲压过程中做好温度控制的细节管理。根据高强度钢板使用类型进行分析，在后续处理中对钢板材进行二次加工，使其具备一定的使用价值。这种模具设计方法可以处理强度在1000MPa以上的热成型钢板材料，使其在热冲压水冷处理之后达到一定的屈服强度。这种模具设计中，技术人员更多地考虑不同加工作业区模型板块的受力情况，在温度的控制中，根据不同的模型设计特点，选择镶拼式冷却管道和钻孔式冷却管道，确保高强度钢板加工表面载荷作用分布合理。考虑到工业产品中钢板的抗拉强度与伸长率之间的关系，防止在热冲压水冷作业中出现疲劳极限问题。热冲压水冷模具的系统设计对于加工效果影响较大，考虑RDH对稳定后模具最高温度的影响，根据实际模具优化前后温度分布的情况，进行模具设计方案的优化。

2.3钢板热力耦合有限元分析

在高强度钢板热冲压水冷模具设计中，技术人员应该做好钢板材料热力耦合有限元分析工作，计算钢板热冲压中的速度场和温度场的收敛情况，利用有限元分析流程计算温度场第二近似值，从而计算出新的温度场。在模具设计的过程中，技术人员应该根据加工方式更新节点坐标和单元等效应变的相关参数。通过温度有限元方程计算初始温度率，使模具设计方案达到钢板变形设计的需要。高强度钢板热冲压湿冷模具的设计，需要根据设计要求合理进行抗拉强度选择，考虑到零件的快速成型加工需求，满足钢板热冲压模具加工处理的要求。以400～600MPa高强度模具冲压成型工艺设计进行分析，在下料之后技术人员需要对热冲压的时间进行控制，将热冲压机床的连续加热炉加热到AC3左右，使模具底板中的钢材原料充分奥氏体化。将预处理中的钢板材料快速移动到冲压机区域内，确保钢板材料实现快速合模和成形，高强度钢板保压冷却之后温度保持在100～200℃之间，确保热冲压成型之后模具内容物组织全部为马氏体。

3不同牌号高强度钢材的模具分块设计和参数控制

在高强度钢板材料的热冲压加工成形处理中，混合材料随室温冷却之后，技术人员可以采用激光处理的方法，对模具进行切边和冲孔加工作业。在高强度钢板模具设计中，技术人员应该考虑到不同牌号模具钢材的综合性能，根据钢材的可塑性特点，选择合适的钢板冲压加工方法。其中，ALVAR14牌号的钢材冲击性能较低，数值为2，延展性能数值为2，钢材在流入后凹模之后的成形的方式为压缩处理。这种牌号的钢材抗回火性能数值仅为1，热强度数值为1，HRC数值为40～47，在400℃加工环境中热导率数值为30。综合分析这种钢材的性能较弱，可作为一般强度类钢制零件的制造材料。QRO90SUPERME类钢材抗回火性能比较强数值为5，其热强度数值为5，HRC数值为46～50之间，热膨胀率数值为3，热导率（400℃）数值为33，材料的延展性数值为2.5，材料的冲击性能为2.5，此种高强度的钢板材料需要考虑回弹结果。根据冲压水冷加工作业中不同料厚的特点，分析钢板材料的屈服强度和抗拉强度，进行高强度钢板的加工处理。如果采用裸板材料进行加工处理，可以采用喷丸处理的方式，去除零件表面一层的氧化皮，在高强度钢板热冲压处理之后，冲裁模型受力状态将会更加均匀。22MnB5型号的钢板材料在下料之后，经过充分的加热处理之后，可以得到抗拉强度为1500MPa左右的零件。

4结语

高强度钢板热冲压水冷模具设计是一项系统性较强的工作，模具设计对于后期钢板加工产品的成型质量有重要影响。它需要综合计划部、技术部和制造部、保障部、质量管理部门的协调配合作业，才能够生产出符合数控机床作业要求的模板。技术部在产品建模中，应该做好前期的图纸设计工作，并且要编制工单和零件表示，制定具体的工序工艺卡，在冲压水冷模具设计中根据机加工及装配的方式，做好外形加工、标准件精密磨削处理等，确保水冷模具成形质量较高。

参考文献：

[1]张永亮,李雪刚,张鑫.高强度钢板热冲压成形研究与进展[J].汽车工艺与材料,2015,02:41-46+49.