工业及产品设计范文

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仿生设计理念起源于仿生学。这是把生物自然界的特点、原理应用于人类社会，解决人类问题的一门学科。仿生设计本质是对所有事物“形式”、“结构”、“颜色”、“功能”、“声音”等多方面的研究，将新方法新创意运用到设计中去，从而改变改善人们的生活。仿生设计研究的主要类别有形态仿生、功能仿生、结构仿生等。现代仿生设计由于其具有符合人们需求、独特的设计理念得到广泛的运用，而未来仿生设计将会秉承科学可持续的理念，探索和改善人与自然关系，促使人、自然和社会和谐统一，这也是仿生设计的发展趋势与最终目的。

一、仿生设计在工业产品设计中的应用现状

卢吉・科拉尼（德国著名设计师）曾说：“设计应该以大自然生命所呈现的真理为基础”，这句话显示出了自然界蕴含着无限的设计秘诀。而仿生设计就是人们长期研究探索大自然、学习模仿大自然的过程。经过经验的积累，通过科学家仿生学的相关研究理论，将仿生设计加入到工业设计中，以满足人们的精神需求和物质需求。 [1]应用于工业产品设计的仿生主要有以下几个方面。

（一）形态仿生。一些设计师在设计过程中会借鉴自然界动植物的形态，从而获得设计的灵感与理念，形态仿生是从自然界汲取生物形态灵感并建立在视觉效应上的设计，让产品更加适应市场需求。小到我们日常的风筝、鼠标――仿造鸟类、老鼠的形体加以进化而成，大到车辆中模仿鲨鱼身体的流线型设计的宝马还有模仿甲壳虫形态设计的大众甲壳虫汽车。而在众多形态仿生设计中，根据不同的仿生方法与仿生程度，可以将形态仿生分为具象形态仿生与抽象形态仿生。[2]

（1）具象形态仿生。具象形态仿生，顾名思义，就是直接模仿自然界生物的形象体态，设计出来的工业产品与此生物很相似，人们能直接轻易的辨别出来。当然，具象形态仿生并不是直接简单的仿照，而是运用夸张或者抽象的艺术手法对生物形态的特点进行归纳与概括，引起人们的联想与对产品的好奇心，使设计的新产品不仅要惟妙惟肖，而且要风格独到，具有创意。目前，具象形态仿生的例子更是数不胜数：2008年北京奥运会的鸟巢就是仿照真实的鸟巢而建；蜜蜂的蜂房已经被运用到许多领域，大小相同紧密相连的蜂巢连接在一起，具有节省材料、固定性强、空间占用少的优势，纸浆盒子就是模仿蜂房的构造用以运输包装禽蛋。

（2）抽象形态仿生。抽象形态仿生也是模仿自然生物的形态，却不仅仅是直观的模仿，此类仿生无法轻易被认出，但是经过描述解释，人们还是能够迷糊的辨认出所模仿的事物的大致轮廓，这是抽象形态仿生的主要特点。在抽象仿生的过程中，设计者要对模仿的事物进行概括与归纳，充分提取其主要特征，运用各种艺术手法与设计方式对所要模仿的内容进行处理与加工，将其从生物整体抽离出来，保留所模仿事物的特点与神韵，提高艺术美感，增加产品本身的吸引力与创新力。抽象形态防生不局限于模块化，重点在于如何抽象化、抽象到何种程度。[3]例如：LGWD-N12410D滚筒洗衣机就是一款采用了抽象形态仿生设计理念的产品，该机器采用了仿生的鱼尾提升筋，洗衣机运行时提升器就像鱼尾板波动衣物，给予衣物柔和而有力的拍打力，洗净衣物的同时降低磨损度。形态仿生广泛应用于服装、包装、工业以及其他各方面。这类产品易于让人们接受的，同时又具有新奇的吸引力，艺术来源于生活，设计师根据日常观察到的现象与生物特征，加以联想、创新，最终通过模仿与改进制造出别具一格的产品。

（3）意象形态仿生。意象形态仿生与具象形态仿生相似，都有对事物表面形态的模仿，但是此类仿生在对具体事物进行模仿的同时，还会赋予产品一种蕴含的含义与意境，人们通过产品的形态，不仅能够猜测出其所模仿的事物，而且可以体察出其中体现出来的内涵，所以，意象形态仿生不仅具有了所模仿生物的外在影子，还会让设计出的产品拥有一种特殊意象或者象征，这是仿生的高级阶段，对设计者的要求也很高，要求设计师不只拥有超凡的设计能力，而且还有多方面的知识及丰富的想象力。如此，设计师才能察觉所设计的产品与所模仿的事物之间的内在联系。例如：前面所提的奥运会“鸟巢”与水立方，两者结合充分体现出了“天圆地方”的中国传统文化理念。再有，文艺复兴时期，人体造像经常成为建筑的装饰，线条刚直的多立克柱往往象征男性，而相对柔美的爱奥尼柱则代表女子，两种柱经常出现于同一建筑中意味着阴阳平衡，天地合一，这些建筑修饰不仅仅使人联想起男女的形象，也代表了男性女性的性格特点，蕴含了特别的含义。

（二）功能仿生。功能仿生就是设计者利用生物的某种功能或者特性来制造工业产品。这需要科学家与设计师两者共同的努力。科学家要充分发挥自己特长，认准自己职能，将各生物的功能结构分析透彻、包括自然有机体的“形”、“色”、“音”、“动”和特征规律，认真研究总结成系统的理论，然后设计者通过掌握这些理论、结合市场需要来发明出实时的工业产品。当代工业产品设计不仅要满足质量与人们的使用需求，还要与人的精神心理相匹配。例如：光感闹钟，这是利用不同色彩具有不同功能，对人们心理产生不同影响的原理制造的。普通的闹钟是利用高分贝急促的声音叫醒人们，而此类产品是模仿天亮时分的色彩变化，利用慢慢变亮的鹅黄色柔光使人们渐渐适应周围环境，从而逐渐苏醒。设计师充分利用了视觉，制作出了符合人们生理要求适应人的生活经验的产品。

（三）结构与材料仿生。自然界生物除却外形和功能可以用于仿生之外，很多事物的结构也具有独特的用处，令人惊叹。例如前面所提到的蜂巢，除却可用于运输包装禽蛋之外，它的菱形结构不仅可以形成内部空间大的效果，并且蜂巢的材质质量轻，而且可以隔音。

随着科技进步，人们生活水平的提高，现代生活对科技进步的要求也与日俱增，许多新的科技产品都需要新型材料――仿生材料就是新型材料类型之一。自然界许多生物存在天然材料，明显优于人造材料。科学家及工业产品制造者可以通过研究生物的特点特征，可以制造现在市场需求的材料。例如：人工冷光就是利用萤火虫发光制造。还有一种自清洁玻璃，是利用荷叶表面多尺度结构和表皮生物蜡的存在起到清洁的目的而制成。荷叶表面是由很多密集排列的突起组成，它们之间存在纳米级的微小的空隙，而在此之上还存在更为细小的突起，形成双重的结构突起。水滴在荷叶上极易滚动，与此同时带走尘埃细菌，利用此材料制造超疏水性自清洁玻璃，在冬季，这种自清洁玻璃还有很好的防结冰作用。

二、仿生设计的发展前景

仿生设计具有交叉性、创新性与商业性相结合的特点，结合现代设计的整体趋势，仿生设计未来的发展前景具有三种特点：人文与技术相互融合，宏观与微观齐头并进，自然与人工和谐并存。

（一）人文与技术相互融合。现代仿生设计来源于仿生学和设计学，带有两种学科的特点，所以总体来讲仿生作品可以分为两种类型：一种是偏向于技术层面、注重实用；另一种是偏于自然，注重人文。未来现代仿生设计的发展趋势会呈现适度技术、人文交叉的情景。例如：2015年设计师Pedro Sanin设计了一款沙漠温情灯，利用了沙子流动的特性，灯光是暖黄色的与细沙相映成辉，充分加入了人文元素，使人感到温暖与安逸。另外，还有新型的松树形、笋形的落地灯的设计，这是一种形态仿生设计，松树、笋形状的设计预示着勃勃生机、节节高升，非常有人文特色（如图1）。

图1

（二）宏观与微观齐头并进。由于当代社会的发展，对仿生设计的需求越来越大，所以仿生设计不再局限于个别领域，而是在许多方面都有运用，把这些仿生原理与建筑学、机器人学、文化、娱乐等领域相结合。还包括文化仿生、产品界面仿生等。宏观与微观应用相结合，未来仿生设计会得到更广更全面的发展。例如，我国发明了一种高智能的仿人机器人，通过预算行为轨迹实现了机器人打乒乓球的突破。

（三）自然与人工和谐并存。现代设计的理念与思想重要的一点就是回归自然，保护自然。注重自然与人的和谐相处，使人类在物质与精神上都能接近自然、回归自然。例如：凯迪拉克Aera概念跑车设计的车门类似翅膀。在汽车设计中除了形态仿生之外，还有色彩防生。有一种丛林色彩汽车，就是因为设计者观察蝴蝶时发现变色蝴蝶，得到启发，运用特殊金属材料加入涂料，所以，从不同角度看汽车会有不同色彩，充分表达了人类向往自然、爱护自然的概念（如图2）。

参考文献：

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人类的造物活动，是以人类自身的创造性获取一种自然界中本来没有的功能形式，求得在自然中的主动生存，是最本质的文化现象。造物文化就是一种在物质文化和精神文化之间或之上未经分解的文化，带有原发性和综合性，是“本元文化”①。一部人类的文化史，无论在哪个地区和民族，都是从制造生产工具和生活用品开始的。人类在打制第一件石器作为工具的时候，完全是“实用先于审美”②、出于“劳动”、利于“生存”的实用目的。因此，从最早的意义上讲，造物活动是综合的、笼统的、实用的。但是，一般的人造物一旦作为物质出现，就会具有一定的实用功能；作为物质的存在，就会对人产生精神的影响。在“劳动”、“生存”的实用目的达到以后，人类就开始具有了“艺术”和“审美”的考虑，一般的人造物就上升为造物艺术。在长期的历史中，随着人类进行“艺术”和“审美”的考虑越来越丰富，人造物逐渐从中派生出、分离出了所谓的“纯艺术”，由此形成艺术文化，以致出现了“物质文化”和“精神文化”的分野。然而，造物文化作为原发性的“母型”并没有解体，而是沿着自身的轨迹发展。

大千世界，多样的造物艺术司空见惯。然而，当我们生活在一切需用之物齐全的环境里，无时无刻不接触的造物艺术的存在都被认为是天经地义的，于是我们便对它们视而不见，对这些人造物的“母型”地位也就漠视了：把这种造物艺术文化简单地归入“物质文化”，斥为工匠之作，并将其排除在艺术与美学之外。特别是我国自先秦以来，奉行形而上之道，以形而下之器为不齿。这种“重道轻器”的思想沿袭于历代，不仅大批艺人、工匠得不到应有的经济地位和社会地位，造物活动作为一项文化也没有在整体意义上得到相应的承认和重视。文人士大夫们甚至“坐而论道”：“虽小道，必有可观者焉；致远恐泥，是以君子不为也。”③这种“君子不为”，不知影响了多少人。

马克思指出：“直接的物质的生活资料的生产，因一个民族或一个时代的一定的经济发展阶段，便构成为基础，人们的国家制度、法的观点、艺术以至宗教观念，就是从这个基础上发展起来的，因而，也必须由这个基础来解释，而不是像过去那样做得相反。”造物艺术文化是艺术文化的基础和根源，又是艺术文化的一种特殊形态，两者相辅相成。造物艺术文化的不断积累，才使人类的艺术文化逐渐充实丰满，才将人类的文明高高托起。

人类创造了满足各种生活所必需的工具，最初是靠手，尽管往往是原封不动地搬用自然材料，但已经深深地刻上了人类的印迹。在保留着打击痕迹的人类第一件石器工具中，能够看出，人类经过漫长的岁月，创造出了最顺手的和最能发挥功能的造物艺术。如果“把具有目的，由人类创造出来的所有实体都可称为产品设计”④，那么，这个手工的造物艺术也可以笼统地称为工业产品设计。随着时代的发展、技巧的熟练，造物所使用的材料既有自然的，也有人工制造的。人类不仅能改变天然物的形态，而且能利用火使黏土烧结，改变材料的性质，从而开扩了工业产品设计的领域及性质，艺术的手段可以轻而易举地被体现，只不过当时工业的概念仍然是手工业。

在人类社会文明高度发展的过程中，工业革命开始以后，造物艺术伴随着大工业生产技术和艺术文化的不断融合，在20世纪初凝聚成为工业设计，并作为一门独立完整的现代学科得以确立，工业产品设计才具有了真正意义。

工业产品设计就是对工业产品的功能、材料、构造、工艺、形态、色彩、表面处理、装饰等诸因素从社会、经济、技术等方面进行综合处理，既要符合人们对产品物质功能的要求，又要满足人们审美情趣的需求。也就是在对工业产品进行外观设计时，不仅要研究工业产品制造的可能性、可操作性，同时还要研究形态表现的艺术性。这里的“艺术性”包括产品的造型、色彩、纹饰等与视觉效果相关的结构处理与纹理效果处理。

工业产品设计也是人类创造的物化形态，在成为一种造物艺术的同时，它也成为了一种视觉语言艺术。我们通常把通过眼睛体验到的美的东西称为“视觉艺术”或“空间艺术”，因此，造物艺术是一种视觉语言艺术。一般艺术都是由特定的语言形式来体现的，在这里，造物艺术的语言是人造物的具体形态、色彩、质感等，是可以通过视觉感受来鉴赏和识别的。工业产品设计，作为人类造物活动的延续和发展，同样是一种艺术文化，是艺术语言的一种表现形式。

前“全苏工业设计科学研究所”所长尤里·苏罗维夫曾把工业设计评价为人类的“第二文化”：“从属于文化，即由各种产品创造出来的‘第二文化’，反映了由社会经济体系、意识观念的差异和物质与精神之间的矛盾所产生的全部结果的复杂性以及冲突。将工业设计这一行为和其成果（产品）内潜的长处和短处，与社会经济的形式及其设计所适应的社会文化分开来考虑，这已是不可能的了。”因此，一方面，工业产品设计必须依赖具体的文化环境；另一方面，工业产品设计本身，也创造了文化。工业产品设计的本质，也就是用艺术的造型语言体现造物文化，是艺术质的造物文化活动。

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2产品设计竞赛课程的教学方法和教学设计

2.1教学方法

产品设计竞赛课程是一门实践课程，但它又有别于其他的实践课程，它没有固定的实践地点。但我院是独立学院，学生学习的自觉性较差，所以整个过程老师要监督和指导。故采用分散和集中结合的方式进行教学，两个比赛根据时间分开，学生分组完成，每组不超过3人。前半个学期开展红点比赛，后半个学期开展中国玩具和婴童用品创意设计大赛。做每个比赛时教师都要按照流程把学生集中到教师一起分析讨论，然后学生分散完成任务。

2.2教学设计

根据课程内容，为保证教学质量，课程按以下流程进行教学设计。1）进行主题分析，确定创意方向。集中两次课堂教学，进行大赛主题分析，了解相关的竞赛背景及各项要求，确定展开设计的切入点。重点在于分析历年获奖的作品从而有利于更直接把我竞赛的目标方向和评选特点。

2）关注生活，发现问题，确定设计主题，完成构想和创意。由于我院学生在技术、工艺和材料创新上难度大，故在设计时，设计的创新重点在对人的生活方式、生活状态以及生活行为的创新。好的设计必须为人服务。从众多的获奖作品中分析，发现合理巧妙以及别出心裁的解决生活问题的作品更容易受到评委认同。通过分散教学，学生按小组进行小组分析、课后调研，多关注生活，发现问题，确定设计主题，并完成设计构想和概念创意。

3）完成贴合比赛要求的构思草图方案设计构思草图方案是整个设计过程中最关键的环节。学生分组分散完成，在这阶段学生借助所学的工业设计方法进行草案设计，在这个阶段关键是贴合比赛主题，进行创新设计。构思草图方案每组必须有一定的数量（10个以上），并对每个方案进行分析讨论。

4）进行方案的优化和效果图表达根据设计定位、小组讨论，从构思草图方案中选择1～2个方案进行进一步优化。在这个阶段应考虑解决设计中的问题，综合考虑产品的结构、材料及工艺分析，完善设计方案，并借助计算机辅助设计工具进行效果图的表达。最后，根据竞赛主办方要求，完成合格的效果图和版面设计，并提交作品。

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文化是指在人类社会的历史实践过程中，所创造的物质财富和精神财富的总和。"是人类为了以一定的方式来满足自身需要而进行的创造性活动"。"社会的人是动物长期发展的产物。但是，只有当人不满足于坐享大自然的赐予，而开始亲自生产他所需要的消费品时，人类的文化史才开始了。"这种文化诞生于人类最初的"造物"活动之中，可以称之为"造物文化"。只是到了后来，生产力发展了，人的需要丰富了，文化的内涵就由简而繁、由单一到多样，文化的概念也随着文化学研究的深入而被赋予越来越复杂的内涵。但有一点，即人类文化是由一元向多元发展的，没有改变。

一部人类的文化史，无论哪个地区和民族，可说都是从制造生产工具和生活用品开始的。人类在打制第一件石器作为工具的时候，并不是出于"艺术"和"审美"的考虑，而完全是出于"劳动"，利于"生存"的实用目的。也就是俄国普列汉诺夫（1856-1918）提出的"实用先于审美"。因此，从最早的意义上讲，造物活动是综合的、笼统的、实用的。但是，一般的人造物只要一旦作为物质出现，就会具有一定的实用功能；作为物质的存在，就会对人产生精神的影响。在"劳动"、"生存"的实用目的达到以后，就开始了附加上"艺术"和"审美"的考虑，一般的人造物就上升为造物艺术。在长期的历史中，随着人类进行"艺术"和"审美"考虑的越来越丰富，人造物作为它原来的载体已不能充分满足了，便逐渐从中派生出、分离出现在所谓的"纯艺术"，由此形成艺术文化，譬如独立欣赏的绘画。以致出现了"物质文化"和"精神文化"的分野。然而，造物文化作为原发性的"母型"并没有被解体，而是沿着自身的轨迹发展。而此时的造物文化也就是造物艺术文化。

人类的造物活动，是以人类自身的创造性获取一种自然界中本来所没有的功能形式，求得在自然中的主动生存的开始，是最本质的文化现象。造物文化就是一种在物质文化和精神文化之间或之上未经分解的文化，带有原发性和综合性。张道一教授在造物艺术论中把这种兼具物质文化和精神文化而不可分离的文化称为"本元文化"。并在《跨世纪的造物艺术》一文中说：

"……一般的人造物，按照通常的说法，多称作为''''物质文化''''；它是相对于''''精神文化''''而言的。……严格地说，这方面的''''人造物''''，不能算作纯''''物质文化''''，而是带有文化的综合性，我称之谓''''本元文化''''。即在文化分为多元之前，一种最早的文化形态。随着社会的和生产的分工，文化由一元而分作多元，本元文化并没有被解体，而是同物质文化和精神文化并行发展。而且由于它同科技的发展同步，又合着生活的脉搏，一直保持着旺盛的生命力。如以陶瓷为例，从它的历史演变中不难看出，尽管技术变了，生活方式变了，它的制作、式样、用途也随之变化，而且能够看出各代陶瓷和品类式样上的风格差异，成为实用与审美的统一物，但上万年来并没有中断。由文化上的综合性，决定了它在艺术上和美学上的综合性。我们所要研究的''''造物艺术''''及其设计，正是指这一类的文化。"

作为本元文化的造物文化从其出现的时候就具有了实用和审美的双重社会功能。实用功能的发挥是个体的，而审美功能的发挥是整体的。

而造物艺术文化从它形成起就具有了造物文化的性质。前苏联学者卡冈认为，艺术文化从文化形态上是不同于物质文化和精神文化的特殊文化，由此，他将整个文化分为物质文化、精神文化、艺术文化三部分。物质文化是指从自然向文化的转化，包括物质生产的产品和方式；精神文化是指由精神生产创造的意识形态方面的文化，两者是互为的。而艺术文化则是这两种文化有机互融的结果。他认为："人的艺术活动的这种特殊的精神--物质完整性导致了：定形于艺术活动周围的艺术文化不能纳入精神文化的界限内，它在文化的空间中既区别于精神文化，又区别于物质文化，具有相对的独立性。而这就是说，艺术文化的内部结构具有特殊性，既区别于精神文化的结构，又区别于物质文化的结构，因为它由艺术活动本身的特性所决定。"这里卡冈所说的"艺术文化"就是造物艺术文化。

人类文化的发展，如今已是丰富多样，绚丽多彩。高尔基把大自然看成是"第一自然界"，而人类创造的文化是"第二个自然界"。他说："学者观察着，研究着一切存在在''''第一自然界''''里的现象，教人用这''''第一个''''的力量去创造''''第二个''''，教人关心自己的健康，延长自己的生命。艺术家观察着人的内心世界--心理。"他认为"三个人是创造文化的：学者、艺术家和工人。"艺术是文化的一个重要方面，它的品类更是错综复杂，几乎无法从同一个角度进行分类。一般的艺术，是"纯然"的意识形态，作用于人们的精神，起着认识、教育和审美的社会作用，是易于辨别的。但是也有的艺术门类，并不纯是意识形态，它以物质形态出现，同时又影响着人的精神，这就是造物艺术。造物艺术直接关系到人们的衣食住行，它既是物质文化又是精神文化，是适应着物质生产而发展起来的一种表现的艺术。造物艺术也就兼具了造物文化和艺术文化的特征。

大千世界中，多样的造物艺术已是司空见惯。然而，当我们生活在一切需用之物齐全的环境里，对这些无时无刻不接触的造物艺术的存在以为都是天经地义的。于是便视而不见、熟视无睹了，对这些人造物的"母型"地位也就漠视了，把这种造物文化简单化地归入"物质文化"，斥为工匠之作，并排除在艺术与美学之外。特别是我国自先秦以来，奉行形而上之道，以形而下之器为不齿。造物属于形而下的范畴，由此它从思想观念上和社会实践上都被纳入了世俗末流之中，这种思想影响于历代。正是我国这种传统的"重道轻器"思想的沿袭，在实践上强烈的社会需求促使工艺及产品大量介入人的生活，成为一种左右社会和人们心态的物质力量；而在人们观念上却又鄙视这种工肆之人的艺术劳动，不仅大批艺人、工匠得不到应有的经济地位和社会地位，造物活动作为一项文化也没有在整体意义上得到相应的承认和重视。中国古代文人士大夫们甚至"坐而论道"："虽小道，必有可观者焉；致远恐泥，是以君子不为也。"这种"君子不为"，不知影响了多少人。

马克思指出："直接的物质的生活资料的生产，因而一个民族或一个时代的一定的经济发展阶段，便构成为基础，人们的国家制度、法的观点、艺术以至宗教观念，就是从这个基础上发展起来的，因而，也必须由这个基础来解释，而不是像过去那样做得相反。"我们不能否认造物艺术文化的本质。造物艺术文化是艺术文化的基础和根源，又是艺术文化的一种特殊形态，是视觉艺术语言，是艺术语言的一种表现形式。两者相辅相成、相得益彰。造物艺术文化的不断积累，才将人类的艺术文化逐渐充实丰满，才将人类的文明高高托起。

我们知道，人类是自然的一部分。因为自然是一切生命存在的基础条件，人也不能离开自然而完全独立生存。人类的祖先就是这样作为自然的一部分而生活于自然之中。在这种状况下，人类的生存受到当时人们的意志难以改变的、复杂的法则的支配。在自然中固定着自己的位置，不能从自然的循环中摆脱出来。当时，人们依kao树木的果实、优裕的自然而维持生命，遇上严酷异常的自然灾害时，只有冻死、饿死。这样，自然对于人类的存在来说，是绝对的条件，同时，有时也威胁着人类的生存。为此，人类便开始努力，尽可能逃避不利的自然环境，创造出有利的环境以便更容易生存。人类变得有意志和自然相对抗了。拒绝由自然来摆布本身生存的一切，开始作用于自然而又改造自然，对此，人类在人和自然之间，创造出了应称为第二自然的人工环境，借此，从自然的直接的异动中逃避出来，开始调整人类和自然的关系，把自己生存的某部分掌握在人类自己手中。因为"动物仅仅利用外部自然界，单纯地以自己的存在来使自然界改变；而人则通过他所作的改变来使自然界为自己的目的服务，来支配自然界。"

因此，不管自然环境如何多变，随着创造出适应多种情况的人工环境，人类便可以在地球上的任何地方生存。人类创造了制服猎取物的武器，创造了满足各种生活所必需的工具。最初是kao手，尽管所用的材料也往往是原封不动地搬用自然的材料，但已经深深地刻上了人类的痕迹。在保留着打击痕迹的人类第一件工具的石器中，却能看出，人类经过漫长的岁月制造出了最顺手的和最能发挥功能的造物艺术。"可以把一切意识性的、物象化的、符合某种目的的物品都称为产品设计。若一般通俗地说明的话，即，把具有目的，由人类创造出来的所有实体都可称为产品设计"。这些造物艺术都是手工产品，因此，也可以笼统地称为工业产品设计。

可是，随着时代的发展，技巧的熟练，所使用的材料既有取自自然的，也有人工制造的。譬如说，制陶术的发明，是人造物由物理的性质向化学的性质扩延的一次大的成功。人类从此不仅能改变天然物的形态，而且能利用火对粘土的烧结，改变材料的性质。这是中国科技史上的一大发明。这一发明，是烧制出规整、饱满的陶器。从而开扩了工业产品设计的领域和及其性质，艺术的手段可以轻而易举的被体现，只不过当时的工业概念仍然是手工业。

在人类社会文明高度发展的过程中，工业革命开始以后，造物艺术伴随着大工业生产技术和艺术文化的不断融合，并在20世纪初凝聚成为工业设计，并作为一门独立完整的现代学科得以确立，工业产品设计才成其真正意义。

工业产品设计就是对工业产品的功能、材料、构造、工艺、形态、色彩、表面处理、装饰等诸因素从社会、经济、技术等方面进行综合处理，既要符合人们对产品物质功能的要求，又要满足人们审美情趣的需求。

也就是在对工业产品进行外观设计时，不仅要研究工业产品制造的可能性、操作时的可kao性、经济上的合理性、形态表现的艺术性等，同时还要研究工业产品对社会的价值，对环境的影响，对人的生理和心理的作用。这里的"艺术性"是一种综合性的概念，它不仅包括产品的造型处理、色彩处理、纹饰处理与视觉效果相关的结构处理、纹理效果处理，还包括人的触觉、听觉等综合感觉效果的处理。

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一、行业发展背景

（一）发展阶段

近几年，随着国家经济结构的调整及产业升级的推进，工业设计行业的发展受到了政府和企业的空前高度重视，国家和地方先后出台了一系列的相关政策与资助，行业发展速度从改革开放时的起步阶段逐步向快速发展阶段转变，对具有创新力的工业设计企业来说将迎来前所未有的全面发展良机。

（二）行业衍变

工业设计诞生于19世纪60年代西方工业革命社会分工体制的建立，发展于工业革命后社会化大生产阶段。由于工业设计发展前期主要的对象是产品，因此在很多情况下大家对工业设计的理解仍然为狭义的产品设计。但工业设计的本质是重组知识结构、产业链，以整合资源，创新产业机制，引导人类社会健康、合理、可持续生存发展的需要，2006年，国际工业设计学会再次对工业设计定义做出修订，认为“设计是一种创造性的活动，其目的是为物品、过程、服务以及它们在整个生命周期中构成的系统建立起多方面品质”，这里的设计已经不再是狭义的工业设计，而是系统的设计，其包括产品原创设计、生产转化实现、市场开发设计等全产业链的设计，其对象既可是“物”，也可是“事”。[1]

（三）发展意义及政策

工业设计是现代服务业的重要组成部分，其发展水平对经济结构调整起着重要的推动作用，也是企业竞争力提升的重要表现。改革开放已30余年，中国凭着劳动力成本的优势，加工制造产业得到了飞速发展，众多轻工业产品出口成为我国经济增长的重要引擎，但随着金融危机的出现，中国制造红利时代已逐渐消退，当下经济结构的调整与产业的升级迫在眉睫。

2010年，“大力发展工业设计”首次写入政府工作报告及“十二五”规划纲要，并提出促进工业设计从外观设计向高端综合设计服务的发展方向，同年，工信部等11部委联合印发《关于促进工业设计发展的若干指导意见》，指出大力发展工业设计，是创建自主品牌，提升工业竞争力的有效途径；是扩大消费需求的客观要求。2014年2月26日，国务院 《推进文化创意和设计服务与相关产业融合发展的若干意见》，指出推进文化创意和设计服务业发展，促进与相关产业深度融合，是调整经济结构的重要内容，有利于改善产品和服务品质、满足群众多样化需求，也可以催生新业态、带动就业、推动产业转型升级。从上述政策环境分析可以看出，工业设计行业的发展目前已提升至国家创新发展的重要战略层面，随着下游企业对其重视程度的不断提升，工业设计公司将迎来历史性的发展机遇。

二、行业特点

（一）行业具有高知识性、高创新性、高附加值

工业设计是以技术与艺术相结合为创作基础，它不同于传统的工艺美术设计。从工业设计的角度看，设计构思不仅要从一定的技术、经济出发，而且要充分调动设计师的审美经验和艺术灵感，从产品与人的感觉和活动的谐调中确定产品功能结构与形式的统一。工业设计必须把满足物质功能需要的实用性与满足精神功能需要的审美性完美地结合起来，并考虑其社会效益，这就构成了科学与艺术相结合的双重特征，行业整体表现出高知识密集型特点。

工业设计的本质是一种创造性思维的表达，创新是每一个设计师的灵魂。在目前市场化环境下，企业的核心竞争力已经不再仅仅表现在产品技术的创新升级，对产品外观、市场开发等环节的设计创新应用占比正逐步提高，通过设计创新引领技术创新。设计行业在产业结构中表现出较高的附加值属性。在产品原有价值的基础上，通过工业设计的有效创新，即可实现产品的新增价值，为销售推广提供强大的推动力，品牌价值得到有效上涨，进而帮助企业创造更高的营业收入及利润。

（二）商业模式特点

国内传统的工业设计公司在业务模式上多以项目委托服务方式为主。设计师根据客户的需求信息，提供创意方案并通过效果图的美化予以呈现，但实际上很多设计师的最初创意思维都会被客户反复的修改，最终导致设计师在产品研发中的角色更像是一名“美工”。该模式下的作品缺少知识产权保护，设计创意的真正商业价值很难体现。而现代的行业领先公司凭借其在某一行业领域的长期耕耘，对产品定位、生产转化、市场用户、品牌建立等产业链的系统化深入研究，其通常会与客户之间建立长期的战略合作关系，业务模式也从单一的项目委托服务发展成为年度产品设计服务，客户关系黏性度更强，并有效帮助客户在产品研发过程中规避潜在市场风险，甚至优秀的设计公司除了固定的年度服务收入外还可得到产品后期推广中的设计浮动奖励，设计在商业价值中的转换得到进一步诠释。

另外，国内具有创新力的工业设计公司还会将自主原创设计进行品牌产业化运作，包括前期的产品原创设计、中间的生产转化结构设计、后期的品牌营销推广设计等综合一站式产业设计，从而彻底打破传统工业设计公司单一盈利模式，将设计价值最大化。[2]

三、行业竞争格局

我国的工业设计企业主要有三种类型：专业的工业设计公司、个人工作室、工业设计集团化公司，其中工业设计集团化公司通过产业链的延伸，将设计服务与商业价值转化能力有效结合，使得企业的经营规模较大，市场竞争力表现最强；专业的工业设计公司一般业务模式较为单一，规模较小，凭借其专业的设计方法应用，市场竞争力较强；而个人工作室由于人员较少，多以外观设计为主，市场竞争力较弱。由于近几年来我国对于工业设计行业的重点扶持，使其得到了健康迅猛发展，尤其在长三角、珠三角地区一带，涌现出了多家优秀设计公司，随着该地区发达城市的经济带动，上述地区的设计产业圈积累了大量的国内外客户，将工业设计的产业提高到了一个新层次。

四、行业发展趋势

（1）体验设计理念。

体验经济时代的设计更加重视人的心理因素， 强调人机交互界面和产品使用中的情感体验， 以及通过产品和服务环境达到信息与情感的交流。形态和色彩设计要能够解读技术， 表达产品的性质和用法， 体现产品的内涵。形态、色彩、材质、肌理、表面处理、装饰、文字等综合构成工业设计的元素， 作用于人的视觉、触觉或听觉能引起愉悦的心理感受。[3] 产品精准的市场定位，来源于对上述设计元素的综合研究分析，未来的设计将会把感性的色彩变得更加理性。

（2）工业设计延伸。

工业设计的发展方向将不仅满足对产品本身进行设计，专业的工业设计师所具备的多元化知识性能够通过专业的市场洞察，在产品的营销、品牌策划、产业链优化等各个领域进行参与。这种设计理念将脱离产品的外观与功能设计，而发展为对产品周边环境的总体框架进行策划，将工业设计融入产品的各个环节当中，这也成了工业设计的未来发展方向。

五、结论

我国工业设计虽然面临着诸多的压力与挑战，但与此同时，这也是一种发展的契机，巨大的市场需求会带动着我国的工业设计产业健康发展，逐步提高到世界的高水平设计环境当中。20世纪的工业设计属于美国与德国，而我国在一系列行业政策引导下，可以期待“中国设计”与“中国制造”的完美融合，现代工业设计公司正逐步发展成为系统化的综合设计公司。

参考文献：

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二、国内外工业设计的现状

工业设计是随着政治、经济、文化和科学技术水平的发展而发展的，工艺的进步和新材料的开发是工业设计的基础，同时受艺术风格和大众的审美指引发展方向。工业设计为社会带来了不可估量的社会效益和经济效益，受到各行各业的重视，然而工业设计在国内外的发展状况各不相同。在国外，工业设计被有些国家强制推行并具有法律的制约，对于企业来说，他们积极利用工业设计带来的良好商机来增强竞争力，积极地进行产品的开发和设计，苹果公司在世界的影响力便是一个典型的例子。工业设计在世界上已经是各国加强竞争力的一个有效途径和平台。在国内，工业设计正在随着经济的发展而迅速的崛起，政府相当支持设计机构模式，专业的工业设计公司也在全国各地迅速发展，“中国制造”也在向“中国创造”一步步地迈进，我国的工业在国际市场中的竞争力也大步提高。

三、通信产品设计的现状

随着社会的发展和科技的进步，通信产品设计周期在大大的缩短，设备的操作性和功能越来越丰富，然而产品的外观设计却跟不上产品功能的步伐，设计单调而缺乏创新；厂家之间为了寻找捷径相互借鉴抄袭同类产品的外观和形式，国内的产品同质化现象愈发严重。相对于国内工业设计的发展，国外的产品外观和质量同步发展，在保证外形简洁新颖的同时还不断在材料上研发和创新，充分考虑人机工程学给消费者带来良好的操作体验，工业设计达到了很高的水平。于是越来越多国内的设计厂家纷纷开始抄袭国外产品的设计，导致中国的“山寨”产品日益增多。我国的工业设计的发展步伐便相对落后，工业设计的研究与发展也就迫在眉睫了。

四、工业设计在通信产品设计中的应用

现如今国内的通信产品的设计压力越来越大，企业大多以生存为目的，多数在仿制国外的产品。而要想设计出能够占有大的市场份额并且收到良好的社会效果的产品，要通过充分而深入的市场调研、设计定位、创意构思、设计效果图、模型制作等过程，每一个步骤都要进行详细的分析和实施。还要将原本的工程结构设计转化为工业设计，使设计充分的结合艺术元素和大众的审美，把产品的质量和外观统一起来，并充分考虑人机工程学、美学、设计心理学等设计因素，还需要充分了解符号语言、价值概念和市场营销的理论知识，最终才能得出一个完整的产品设计。在充满竞争力的通讯产品市场，企业需要改变“通信产品设计只需要在工程技术上寻求突破”的旧观念，要在产品的设计上寻求突破，将产品的内在技术和外观设计相结合，以用户需求为出发点，为用户而进行设计，只有摒弃旧观念，不断接触新的设计理念，才能设计出能够在消费市场占据一席之地的通信产品。

五、优秀产品分析

目前通信领域产生了好多优秀的产品，如苹果公司的通信设备。苹果手机的设计可以说是将米斯.凡德罗提倡“Lessismore(少即是多)”的观念充分运用，无论是iPhone、iPod还是iMac，在苹果的产品上看不到一个多余的按键，简单至极。苹果产品设计合理到位，从产品的选材，设备圆角的弧度，边缘的手感，精妙的icon设计，到看不见的底层效率、甚至包括灯光亮度颜色不那么重要的小角色都经过高标准和严谨的设计，力求每一个细节都能保持水准，并与整体协调。从线以及形状上可以说是现代主义设计，比如正四边形，比例控制良好的矩形，在此基础上引入圆角，引领了时代的风尚。苹果手机的设计外观简洁，功能强大，它不是在形式追随功能亦或是功能追求形式上面权衡，而是在二者之中取得了一个平衡点，使二者都能满足消费者的需求。苹果的设计并不局限于产品外观，它的每一个环节都为消费者的体验精心打造的，任何环节都不让顾客感到迷茫或失望，用户拿到产品后，不需要看说明书便知该如何使用，无论是小孩或老人，都可以在苹果手机上找到属于他们的使用方式，用起来得心应手。在此基础上，它每一次的推陈出新，对旧版本功能的改进，都为用户准备了超出预期的惊喜。消费者了解产品的存在，去购买商品，并在生活中使用，苹果手机是以“为用户进行设计”为目的来推出每一件新产品。正因如此，它才得以在全球畅销，深受用户喜爱。

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随着现代经济的高速发展，人们的生活方式丰富多彩。衣食住行都需要设计师，尤其是室内设计与产品设计，两者共同影响着人工环境的改变。室内设计与工业产品设计应该是互相包含，相互依存、彼此不可或缺的关系。另外产品设计作为室内设计过程中一个潜在的要素，将会从美学、工艺、造价预算等多方面影响整个设计。

一、室内设计与产品设计学科间的交叉点

室内设计是依据建筑物的使用特性、所处的环境以及相应的标准，使用建筑设计原理和技术手段，将建筑内部空间进行界定、围和、重构与再建，创造功能合理的室内环境。室内设计主要包括：室内空间的重新组织，室内空间界面的处理――对墙面、地面、顶棚等结构和表面的装饰处理，光环境的处理――采光、照明的设计，还有室内空间内置物的设计――家具、灯具等的设计与布置，另外，植物、摆设和用具等的相应配置。但是，产品设计是使用工业化的技术，并且以批量生产的产品作为设计对象，解决人与物之间的关系。产品设计与室内设计关系较为密切的产品主要包括以下几点：

1.室内家具产品

室内环境中的产品很多，设计师不能局限地了解材料产品，还要考虑到用户所处的使用环境和要增设的“产品”，因为当产品体积过大时，必然要与周围环境相互协调，其中最重要的产品就是家具产品。

室内空间环境中的各种“产品”对家具以及陈设物品的设计与选购都有着很大的影响，对室内空间的设计装修也起着主导影响。有些室内装修把界面装修放在次位而重视家具，认为家具是实用功能的主要部分，但如果家具的选配与室内空间设计的整体风格不符的话就会损坏装修效果。所以选配家具应该考虑与室内空间环境的相互影响。

室内家具产品包括与界面一体的家具。首先，固定家具，如壁柜等：其次，功能性实用家具，如床，沙发等：最后，装饰陈设家具，如屏风、隔断墙等。界面家具作为手工产品的一种，会与空间界面的环境同时进行制作；但界面家具的设计风格应该与界面环境相统一，并且空间造型与室内界面也要互相融合(如图1)，不足之处是手工艺的制作精度很有局限性。功能性家具方面，用户一般会选择去市场购买，现今，家具企业的机械化程度有了很大的提高，但是总用现代的技术加工过时的“手工艺时代的产品”，产品样式没有得到切实的创新。

1.室内家具产品对于空间功能的完善

室内家具产品对室内设计能起到弥补与润色的作用。由于室内设计过程中原空间界面所导致的功能性不足是可以由家具来弥补的。每个家具都处在特定的功能空间中，所以家具产品还可以组织室内空间。在特定的室内空间中，室内空间的平面布局是多样化的。假如某个空间形式比较杂乱，就可以使用家具对空间进行调整。家具能够将大空间分隔成几个小空间或者相对独立的空间。例如，分隔空间可以使用各种不同的空间隔断。中国古代时期，传统室内空间分隔的主要家具是屏风，直至今日屏风一直被人们创新并使用，屏风既能够满足各个区域间互不干扰，同时又具有便于移动，可以在不使用的时侯轻巧地撤掉形成一个大空间。(如图2)

2.室内家具产品对室内设计的丰富

一个好的室内设计能够营造出一个视觉中心，具有一定的视觉冲击力，能够明确地表达室内空间设计的主题。空间的变化有利于创造空间氛围，而不是对空间平面的简单布局。

(1)室内空间设计对家具产品的影响

营造室内的二次空间是室内设计的主要目的。家具与室内设计是不可分割的统一整体。在室内设计时，室内空间的大小是由外部建筑构架和环境决定的，任何界面都不可能根据设计方案随意更换。当今室内空间中使用的家具产品基本都属于批量化生产，家具的设计者只是单纯地设计某种风格或特点的产品，家具与具体的某个环境无法相呼应，因此室内设计师必须要考虑室内空间与家具之间的关系，关注家具产品的应用对室内设计的影响。

(2)门类产品

目前的门类产品以专业化、机械化的生产厂家为主，早已呈现百花盛开的状态。门类产品在满足功能以及工艺的基础上，其构造和样式是否与其它家具产品的环境相协调，也是很重要的一点。室内环境装饰产品的未来发展趋势要求，设计师在做设计的过程中，应尽力把市场调研细致到每一个构件产品上，这样既有利于最终的效果也有利于发挥各个产品构件之间的联系。

(3)五金件产品

五金件产品，是指门把手、合页、结构连接件等产品。此类产品不仅能提供明确的功能说明，其造型式样也是很重要的，装饰味也很浓厚，会使整个空间的细部造型变得精巧细致。

(4)卫浴橱具电器产品

卫浴产品主要包括：座厕、浴缸、洗面盆及各种挂钩等。厨具产品主要有：橱柜、消毒柜、灶具等。电器产品主要是指：电视机、电冰箱、微波炉等。在人们所居住的环境里，卫生间和厨房是两个功能性是最明确的独立空间，是最具普遍意义的。现代人们的生活方式，使市场上的电器产品日益增多。不同产品的选择和放置，同样也会影响空间的效果。(如图3)

(5)照明产品

室内空间中，灯具的选购和安装都是在最后实施，所以照明产品的选购与安装要谨慎，而且照明产品要依据室内空间环境的具体情况和使用功能来进行选择。

(6)陈设装饰品：如书画、雕塑、古玩、工艺品等。

由上所见，完整的室内设计包括室内空间界面以及满足人们功能需要的不同产品，在这过程中凝结着室内设计师与产品设计师的共同努力。室内设计师主要是对空间环境的组织和界面处理。如果从产品设计的角度来说，产品设计师以人的活动为出发点，满足一定的功能需求。例如，厨房里的橱柜，不仅可以储存收纳物品又可以满足人们的操作活动。因此，室内设计与工业产品设计在不同的学科领域里是相对独立存在的，但是两门学科在实际运用过程里却显现交叉性。

二、室内设计与产品设计的交叉关系

1.室内产品是室内设计的构成元素

室内设计的空间元素主要是包括三大界面、室内的产品和此环境的使用者。产品是一个相对变化的元素，它不仅是产品技术的符号，而且还有满足人们使用的功能。随着产品的变换，室内环境设计在造型和功能上都会随之发生变化。现在由于家用电器的发展迅猛，对住宅设计提出了更高的要求。产品是室内环境构成的元素，室内设计师应当综合地考虑设计。

2.产品与室内设计交叉呼应

所呈现的交叉性表现在很多方面。首先，室内设计与产品设计是不能相脱离的，室内设计也不能只考虑建筑空间的界面处理。其次，产品设计师在设计产品时，不仅要满足人的功能需求，还要考虑产品与室内的空间环境得协调性。不同的空间要配以不同的产品。因此，室内设计与产品设计这两个设计领域不是孤立存在的，而是交叉呼应的。

三、室内设计与产品设计的关系发展状况

1.室内设计和产品设计的深层合作

现代社会，人们已经步入了一种以个性化为特点的高情感需求的时代，呈现大量小批量生产加工的现象，并且以个性化设计生产为特征的消费时期。人们情感的需求要求室内空间各产品之间要相互协调并且体现个性化的特点。室内设计师应该依据设计过程中的的需要与产品设计公司及生产厂家密切联系，产品设计师也要密切关注室内设计的发展趋势，这样才能设计出顺应潮流的产品。实现室内设计与产品设计的深层合作。这是相对于体验经济到来而提出的，是室内设计与产品设计的发展趋势。

2.我国在室内设计与产品设计关系上的现状及对策

当今，室内设计与产品设计很主动地向对方渗透，但与此同时也呈现了某些消极的问题。比如，设计中抄袭现象和“免费设计”的运作模式在我国室内设计市场中尤其严重。由于室内与产品设计师本身知识的局限性，两者无法全面地考虑解决设计过程中出现的问题。

针对以上问题可以通过以下的措施进行适当的调整。比如，政府应当健全设计市场的竞争机制，创造良好的竞争机制与设计环境；高校艺术教育需要创新和改进教学体系和内容，加强与企业的密切结合，形成产、学、研的教育思路等。

四、结论

现代社会中，室内设计与产品设计的关系将里现越来越密切的趋势。未来的室内设计分工将会更加细致，一项室内设计工程不仅会由室内设计师、产品设计师共同完成，还会由建筑设计师或者其他工程师一起协作。中国现在的室内设计与产品设计的关系已经开始步入相互交叉的状态，两门学科的进一步发展需要市场、企业、艺术教育和两个领域中设计师们的相互合作。我们要健全艺术设计的市场机制、改变企业的经营模式以及创新设计教育的教学模式，使室内设计与产品设计的交叉发展的更顺利、更完善。

参考文献

[1]汤重熹，室内设计[M]高等教育出版社，2008.！

[2]黎志伟.室内设计中的制约与创新[J]装饰，2001，(2)

[3]权　华.家具设计与社会背景及室内环境[J]郑州轻工业学院学报(社会科学版)，2000，3：78-80.

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我国的设计教育从上世纪80年代到现在已经经历过了30多年的历史，设计教育的教学体系带着浓重的“现代主义色彩”，特别是造型基础课程基本是“三大构成”———平面构成、色彩构成、立体构成，这种理性的国际主义风格的工业社会教学体系，表现为忽视具象造型，画面机械、呆板、冷酷。对于工科类工业设计的学生来说，由于他们没有艺术基础，对这种抽象造型符号的理解和运用就很困难。当然，我们不能否认工业产品造型是以几何造型为基础的。这种形态构成教学模式从上世纪引入我国的设计教育中，曾对我国设计类教学中学生造型能力的培养起到了很重要的作用，但由于专业特色或专业侧重点以及认知对象不同，课程训练的内容和方法也有所不同。

工业设计专业在我国的历史不长，办学的教学环境也不尽相同，整个学科体系不健全、不完善。我们既不能把艺术设计专业形态设计课程的教学体系和方法简单移植到工业设计专业上，也不能把艺术类工业设计专业的形态设计课程直接复制到工科类工业设计专业中。工科类工业设计专业由于学生的特殊性，应该建立适应其自身特点的课程体系和教学方法。

工科类工业设计专业的学生和艺术类专业的学生相比，其优势在于具有良好的工程知识结构，普遍注重逻辑思维和理性认识，擅于学习技术类的课程，但我国教育的缺陷和学生自身学习的倾向导致了工科生的审美能力较差，没有很好的形象思维能力和空间造型能力。学生对于设计对象的造型、色彩、肌理等特征的观察和感知能力与艺术类专业的学生相比有着较大的差距，他们对学科知识的领悟能力、接受能力也参差不齐。不可否认，学生是否具有形象思维能力和审美情趣是其进行专业学习的必要前提，所以，如何培养和提高工科类工业设计专业学生的造型能力和审美能力就成为专业教学中越来越突出的问题。教师应在教学中寻找适合学生的学习方法，根据产品形态设计教学的目的，在教学理念、模式、内容上认真研究、探索、改革，以适应本专业的需要。美国艺术心理学家阿恩海姆在《艺术与直觉》中强调“：一切知觉中包含着思维，一切推理中都包含着知觉，一切观察中都包含着创造。”工科学生完全有塑造形象思维的能力，关键是应该用什么样的教学方法和模式去激发他们的创造思维，引导他们去思考，进而培养他们学习专业的主动性。

二、产品形态设计课程教学改革的路径

以太原理工大学工业设计专业为例。原来，形态设计课程由视觉传达专业的教师讲授，其讲授的内容更多的是注重平面设计或二维空间的抽象设计。这种传统的形态设计课程训练的内容和方法仅适应艺术设计专业的教学，课程内容与产品设计课程没有直接的关联。尤其是工科类工业设计专业的学生，认为形态构成课程中纯粹的点、线、面学习很抽象，一些基础训练有点脱离实际，这种现象使学生对形态设计课程失去了兴趣。怎样才能激发学生对形态构成课程的兴趣，又如何突出工业设计专业的特色，成为工业设计专业教学形态设计课程改革的初衷。

1.摆脱模式化训练，注重学生对点、线、面、体等设计元素的认知

如图1所示，以前的形态构成教学对点、线、面、体的训练过于模式化、平面化，在新的课程改革中要通过有针对性的“课题”设置，将训练结合在产品的形态设计过程之中，即把点、线、面、体的训练与产品形态的设计直接联系在一起。图2是课题“形体过渡”中学生的作业，训练的要素是让学生在产品形态的设计过程中体验或掌握点、线、面、体的构成原理，使学生直观地认识产品形态中的点、线、面、体。

2.通过对感性思维的表达，训练学生的感性思维能力

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二、产品设计深入阶段的造型设计

工业产品设计中的产品比例、材料、质感、产品色彩、产品结构是产品造型设计的主要关键设计要素，这些要素的表达，无疑是设计深入阶段的表达重点，表达比例更准确的方式是辅助工具（标尺、网格、参考线）的应用及相关参数设置。例如在做鼠标设计效果图时，先打开标尺，定义和文件一致的设计单位，打开网格及其设置，单位也调到一致，子网格调校为整数，可以借助辅助线找准中心、边界及出血位置，这样做好辅助设置后再打开吸附参考线、网格功能，可以开始精准绘图。工业设计的五大材料分别是金属、木材、陶瓷、玻璃、塑料。以金属为例，在表现的时候，常规方法就是添加杂色和动感模糊配合使用，具体数值要根据文件及材料粗糙程度而定，也需一定实践经验。同时，质感区别于材料，是人为赋予产品的表面肌理感觉，例如铝合金材料就可以有喷砂（哑光珍珠银面）、抛光（形成镜面）、拉丝（形成类似缎面效果）、电镀（覆盖一层其他金属）、喷涂（覆盖其他非金属涂层）等不同的肌理。每种不同肌理的表现是没有固定模式的，要靠平时经验积累，但基本方法是离不开各种滤镜的使用，包括内置和外挂滤镜，例如其中的拉丝肌理可以用杂色加动感模糊完成，喷砂可以白像素上填充杂色再光照通道再模糊。产品色彩可以通过拾色器赋给。最后还有结构设计方面，因为是三视图的效果图，涉及到结构问题可以参考产品造型设计初期效果图表现内容。

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0前言

在产品设计中，常见的设计方法是通过论证分析，得到产品的初步形态和参数，然后通过大量的实验进行性能测试，对产品进行逐步完善，是一种从无到有的过程。不过，这种设计方法的产品设计周期较长，而且成本偏高。最近几年，工业产品设计中提出了一种相对于传统正向设计的逆向设计，即从实物样本到数字模型的再设计和重构优化的过程，在提升产品外观质量，加快产品研发速度等方面有着良好的推动作用。

1逆向设计的具体流程

以某跑车油泥模型为例，对工业产品的逆向设计进行分析。模型参数为270mm×140mm，形状相对复杂，以油泥为主要材料，在外部喷涂有显像剂。GeomagicStudio软件支持曲面重构功能，软件本身在于其他三位软件进行数据的交互时，有着非常严格的要求，如果输出曲面无法满足设计需要，则需要在两个软件平台之间进行来回切换，而且无法实现实体及装配操作。与之相比，CATIA软件可以同时支持曲线以及曲面的逆向重构，本身多工作台混合式的建模环境决定了其不需要与其他软件进行数据信息的交换，逆向设计的基本流程为：在逆向设计中，首先需要利用三维激光扫描仪，对实物模型进行扫描，得到产品的各项参数，构建数字化模型，然后运用GeomagicStudio，对得到的数据进行预处理，向CATIA输送stl文件，开展曲线和曲面的重新构筑，生成CAD模型，为产品的优化设计和改进创新提供必要的支撑。

2模型数据获取及处理

在对实物模型进行扫描时，一般都会用到扫描仪，常用的包括激光扫描仪和光学扫描仪，这里选择ZS－canner600型三维激光扫描仪进行模型数据的获取。在实际操作环节，需要首先为模型贴上相应的标记点，其位置可以随意选择，不过必须确保以此扫描能够扫到至少4个标记点，可以通过制作辅助板的方式来配合标记点的粘贴。标记点粘贴完成后，在设置界面将扫描仪的扫描方式选择为“ScanPositioningTar－gets”，确保一次扫描能够将辅助板和模型上尽可能多的标记点扫描到，模型与辅助板的相对位置不变，根据扫描到的最初4个定位点，确定相应的坐标系。之后，将扫描方式更换为“ScanSurface”，在距离模型20－30cm左右的位置，确保可以清楚的看到激光线，然后保持扫描头匀速移动，使得其可以扫描到至少4个点。扫描过程中对于模型的放置并没有明确的要求，可以随意放置，通过调整视图来对扫描的结果进行观察，待模型全部扫描结束后，将数据进行归集，以stl格式的文件进行输出。这种扫描方式的操作相对简单，可以得到相对完整的模型数据，不需要进行数据的拼接，扫描效率可以保证。将扫描得到的stl文件输出到GeomagicStudio软件中，在菜单中选择“断开组件连接”，可以从所有点中选择与多数点云存在一定距离的点；而选择“减少噪声”，则可以减少扫描环节的噪声点，使得点的排列更加平滑。在数据预处理环节，GeomagicStudio还可以对模型的坐标系进行对其操作，为后续的模型重构奠定良好的基础。具体来讲，应该首先构建两个相互垂直的平面，将平面与全局模型的某个面进行对应，然后点击菜单中的“对齐到全局”，选择XY平面，然后浮动选择某个平面，通过“创建对”选项来创建匹配对。在显示中打开“全局坐标轴”，结合不同视图，能够对物体的位置进行查看，从而对坐标系摆正的准确性进行判断。

3基于CATIA平台的产品逆向设计

3．1数据输出与处理

以GeomagicStudio进行预处理后，可以得到模型的点云数据，利用CATIAV5的逆向点群编辑模块，可以对点云进行分析和处理，实现过滤与降噪。考虑模型本身的对称性，可以截取一般的网格面进行数据后处理。

3．2曲线构建

从跑车曲面的整体走势出发，配合曲率分析等相关工具，可以将模型分割成若干大的曲面，为后续的优化设计提供便利。曲线的构建保罗了特征线创建、点云截面线创建以及边界线创建三部分，在CATIAV5中，特征线的提取方法多种多样，比较常用的包括3D曲线、平面交线、曲线投影、交线曲线等，这里主要选择曲线投影和3D曲线来对模型外表面的线架进行创设。在进行曲线的构建时，对于不同的区域，应该采用不同的方法，创建不同的特征线，如果曲线较为复杂，则应该适当增加特征线提取的密度。

3．3曲线分析

在完成线架构的创建后，需要做好相应的光顺性检查，其主要目的是找出其中存在的坏点，在去除坏点的同时，也可以对曲线中的部分数据点进行修改和调整。可以打开CATIA自由曲面模块，选择其中的曲率分析工具，对曲线的曲率分布情况进行检查，利用长度不同的线段对曲线上的曲率分布状况进行表示，并以此确定曲线的光顺性。对照曲线曲率分布可以看出，构建完成的曲线在曲率上的变化相对均匀，不存在明显的拐点，符合光顺性的要求。而在充分保证曲线光顺性的前提下，还需要针对曲线的精度进行研究和分析。利用软件中附带的距离分析工具，可以对跑车模型中线的精度进行分析，分析结果显示，曲线的足最大误差为0．87mm，可以满足模型重构对于精度的要求。

3．4曲面重构

对于一个工业产品，其外形非常重要，影响着消费者消费体验。产品外观数字模型的构建通常是利用多个曲面，经延伸、过渡以及裁剪、合并后形成的，在这种情况下，每一个曲面的构建在逆向设计中都发挥着不容忽视的作用，其不仅需要能够满足光顺性以及精度方面的要求，还必须可以与相邻的曲面实现平滑连接，减少突兀性。事实上，不同的平面有着不同的特性，其生成方式也各不相同，如果单纯的采用某一种曲面的生成方法，想要实现对模型的重构是不可能的。因此，在曲线创建环节，需要将收集到的点云分割成若干份，根据每一份的特点，选择恰当的曲面生成方法，才能构建出满足相关要求的曲面。如果曲面的曲率变化较为均匀，可以利用CATIA软件中的四点缀面进行曲面的构建；反之，如果曲面的曲率变化不均匀，可以利用CATIA软件中的逆向曲面重构模块，选择其中的最佳拟合曲面功能，进行曲面的构建。

3．5质量评价

对曲面的精度进行检验，所得结果如图2所示。结合图2分析，本文构建的曲面与网格面之间的距离在0．001mm到0．986mm之间，误差值存在于允许范围内，表明重构曲面能够满足工业设计的要求。在对曲面的质量进行评价时，比较常用的方法包括曲率梳、斑马线、反射线、高光线等，以斑马线为例，其分布状况见图3。从图中可以明确，在面积较大的区域，斑马线的分布相对均匀，这也表明曲面光滑性良好，而在连接过渡区域，斑马线整体呈S型分布，可以满足G2连续的要求，因此从整体分析，重构得到的曲

3．6优化设计

在进行逆向设计的过程中，最为关键的环节，是曲线曲面的构建以及质量分析，一旦产品的曲线和曲面完成了重构，也就标志着可以以此为依据，针对工业产品进行重新设计，设计的对象不仅包括了产品的外形，还包括了整体的功能创新，以本文提到的跑车为例，基于重构模型，可以对车轮、标识、车窗、后视镜等细节进行优化设计。例如，跑车模型原本的车轮是对柱体进行简化后形成的，整体缺乏真实性，从强化跑车整体效果的角度，可以利用CATIA装配设计工作平台，对跑车的四个车轮进行优化设计，提升模型的真实性。

4结语

逆向设计是相对于正向设计而言，可以参照实物模型，通过数据采集和曲面重构，得到全新的数字化模型，从而对产品进行改进以及优化设计。本文提出了一种有效的模型点云数据获取及处理的方法，配合GeomagicStudio和CATIA，针对某跑车进行了逆向设计，结合曲线的光顺性检查和精度检查，以及曲面的精度与斑马线分析，得到了有效的分析结果，实践证明，本文提出的工业设计产品逆向设计方法有着良好的实用性，值得进行推广。

参考文献

［1］杨艳红，钟相强．工业设计中产品的逆向设计方法研究［J］．机械设计，2013，30（10）：102－105．

［2］李雄．基于Alias的逆向工业设计实践研究［D］．太原：太原理工大学，2012．

篇11

工业设计师在21世纪所担负的使命，比过去任何一个时期都更加艰辛，面对的问题更加繁杂：第一，需要了解“产品设计—生产—消费”的方法和过程；第二，能够有效的利用有限资源、使用可回收材料，用来减少一次性产品的消耗量；第三，还要从选择材料、结构功能、制造过程、包装方式、储运方式、产品使用和废品处理等各个方面，考虑资源利用和环境影响及解决方法。工业设计的造型由以往单调的机械化转变成语意化、人性化的设计，并追求简洁的造型，占用更少的空间，减少材料的消耗。同时使产品更加耐久，因此，绿色设计在需要设计师的理性的同时，更需要融入新科技，并获得广泛的社会性。绿色设计的推广也不能局限于工业设计师中，而应该飞入寻常百姓家。

2绿色工业产品的市场前景

尽管我国早于1993年就开始实行绿色标准制度，并制定了严格的绿色标志产品标准，但其实施情况并不能让人满意：上海（我国最大的工业和消费城市），每天产生好几十万个不能回收的一次性餐盒，大自然需要200年才能消化掉它们，常年累月同废水、废气等一起挤占着我们人类的生存空间。好在，越来越多的城市快餐盒已改成可溶解的材料，大型商场、超市也在积极推广布袋或纸袋的使用。而在国际市场合格的绿色产品更是企业的通行证，越是发达的国家，消费群体更能意识到蕴含在产品里面的生态价值，并接受它们。这对绿色设计提出了更高的要求，因为只有无公害、能耗低的产品才能被大众接受，才能被市场认可，方能走向市场。

篇12

工业设计包含内容广泛，从外观造型设计概念图产生，到结构模具设计，手板成型及后期产品工艺处理等，都是工业设计涉及的范畴。在一个产品研发周期内，究竟是产品结构设计重要还是外观设计重要，一直是结构设计师和工业设计师辩论的重点。

工业设计：产品设计者必须要以满足消费者的心理审美需求为前提，否则会影响消费者的购买欲望；从产品研发流程中可以看到，结构设计在产品外观造型设计之后，设计者只需满足产品外观审美即可。结构设计：要求高于外观设计，产品结构设计的合理性和规范性会直接决定此产品是否可以投入生产和使用；结构设计中以毫米为单位（并且都是保留小数点后两位）可见其精确性，一个小数点错误可能会导致生产的产品厚度增加（或减薄），从而导致产品不能契合（或者硬度不够无法使用）；结构设计在不受外观造型影响的情况下，需要多维度展现产品细节和功能特征，通过结构的优化设计从产品的材料和工艺上实现低成本、高质量。

笔者认为，不应该将工业设计和结构设计摆在排斥对立面，工业设计与结构设计之间不能错误理解为割裂关系，无论多么优秀的产品，必然是团队合作的结晶。如果工业设计师具有一定的产品结构设计知识，不仅有利于工业设计师和产品结构设计师之间的沟通，而且能优化工业设计师的技能，使产品设计更具可行性和实现性。

1 工业设计专业为何要学习产品结构设计

讨论到工业O计，一些机械设计（工业设计）专业的学生会特意说明自己非艺术类工业设计，以表明其在产品设计上的逻辑结构能力优于艺术类学生，而艺术类工业设计专业的学生则强调自己的艺术性，以突出在产品设计造型上的审美优势。实际上，产品结构设计和工业设计都不应该只做分内事，产品结构设计师需要外观细节处理能力，不能照本宣科的做结构，而工业设计师也必须要了解基础的结构形式和工艺，尤其是某些结构和特殊工艺对造型的限制，否则设计出来的作品只能纸上谈兵，无法成为真正的商品。

1.1 市场对未来工业设计师的要求

结构设计注重产品的材料、功能及可实现性，而工业设计注重外观效果，在设计工作中想要完全区分外观与结构，中小型公司是很难实现的。这些年针对工业设计上外观和结构之间表面对立关系，衍生出了CMF（色彩、材料、工艺）设计师职位，其主要职责为判断产品外观效果的准确性，是工业设计师和结构设计师之间的沟通桥梁，CMF设计师既能最大化实现ID设计师的外观审美要求，又能保证结构实现的可行性。目前在手机、家电、汽车行业等一些大型企业，基本都有自己的CMF设计团队，人员3～5个不等，10个以上CMF设计师的团队不多，但是能够构建CMF设计师团队的毕竟是一些大型企业，中国大部分中小型企业是少有意识和能力去组建。如何很好地在前期外观设计时考虑结构的可行性？很多小公司的工业设计师兼顾设计和结构，因此，市场就对工业设计师提出不仅有设计能力还要具备与产品结构沟通的能力。

1.2 工业设计师自身的素质需求

很多工业设计的学生毕业进入企业工作后，发现设计概念不错的作品被拒，排除产品外形设计上的设计经验不足外，另一原因是产品结构设计知识的缺失，导致设计作品在结构评估时就死于非命；或者有时一个好想法，例如产品上设计了一条很优美的弧线，等到结构设计出来时却发现完全没有感觉，原因可能是结构空间不足，弧度太大或因材料缩水性限制结构设计等等。如何避免此类事件发生呢？作为一名工业设计师不能仅仅把产品设计出来，还需要跟踪产品落地实现和关注市场反应；不只是设计产品的外部形态，还要有材料、形体构成、人机交互等方面的知识积累，只有预先考虑产品结构，才能增强产品设计实现的可能性，这就对工业设计师自身能力素养提出了新要求。

2 工业设计与产品结构设计关系认知

实际上工业设计和产品结构设计之间有着紧密关系，固定的结构功能和人机因素对造型有制约作用，但是也可在范围内调节结构布局，形成新的比例结构而实现不同的视觉美感。

2.1 设计上明显的区别特征

从产品开发流程上看，二者是新产品开发过程中的两个环节；从工作性能看，工业设计决定产品的外在审美，结构设计决定产品内在的质量优劣；从设计手段上看，工业设计常用PS、AI、3D等设计软件模拟产品，结构设计常用CAD、PROE、UG、CATIA、SOLIDWORK等设计软件分解产品细节。

2.2 设计流程上承接关系