（設(shè)計藝術(shù)學(xué)專業(yè)論文）加工中心外觀造型設(shè)計研究.pdf

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 科技進步和社會發(fā)展推動著人類不斷地追求更豐富的物質(zhì)生活和更高層次 的精神享受。對工業(yè)產(chǎn)品的選擇傾向上，人們己不再單純追求產(chǎn)品的功能完美性， 而越來越關(guān)注產(chǎn)品外觀的愉悅性以及操作的舒適性。工業(yè)設(shè)計已經(jīng)成為增強產(chǎn)品 = 競爭力的主要手段之一，在產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計中采用實用、科學(xué)的設(shè)計方法是提高 產(chǎn)品開發(fā)效率和開發(fā)成功率的有力保證。 本文針對目前常用工業(yè)設(shè)計方法的局限性，把面向用戶的設(shè)計思想用于產(chǎn)品 工業(yè)設(shè)計，對面向用戶產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計過程的具體步驟和方法進行了探討，并介紹 了應(yīng)用c a t i a 進行機床外觀造型設(shè)計的主要原理和功能：結(jié)合實踐闡述了c t i a 的一些使用功能，并以加工中心為例介紹了應(yīng)用c a r l a 進行機床外觀造型設(shè)計的 部分過程。同時，針對數(shù)控機床的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計進行研究分析和論述，提出對數(shù) 控楓床的外觀造型進行現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計的總體思想。強調(diào)在其設(shè)計中虛擬設(shè)計、綠 色設(shè)計、并行設(shè)計等新的設(shè)計方法的應(yīng)用；強調(diào)計算機輔助設(shè)計技術(shù)( 以c a t i a 為例) 的應(yīng)用；強調(diào)入、機、環(huán)境的協(xié)調(diào)等。對于數(shù)控機床外觀造型的設(shè)計提出 較為具體的程序和方法。 。 本文將以交大昆機股份有限公司的t h 5 6 5 0 加工中心為代表，利用現(xiàn)代工業(yè) 設(shè)計方法進行設(shè)計研究，為其提供科學(xué)、客觀的設(shè)計依據(jù)；并利用計算機輔助設(shè) 計方法，應(yīng)用現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計理論，對加工中心創(chuàng)新設(shè)計出具體的設(shè)計方案，并對 其建模、渲染制作出相應(yīng)的效果圖。 本文將通過理論研究、實例設(shè)計，總結(jié)出數(shù)控機床造型設(shè)計特征和方法， c a i d 的開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)及數(shù)控機床外觀質(zhì)量的評價原則和評價體系；對計算機輔 助工業(yè)造型設(shè)計( c a ) 的主要特點進行分析，并把c a d 應(yīng)用在數(shù)控機床的 外觀造型設(shè)計中，繪制三維造型效果圖，并對最佳方案進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。 關(guān)鍵詞：加工中心造型設(shè)計工業(yè)設(shè)計計算機輔助設(shè)計 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n de v o l u t i o no fs o c i e t y ，h u m a nb e i n g s a r ep u r s u i n gr i c h e rm a t e r i a ll i f ea n dh i g h e rs p i r i t u a le n j o y m e n t a st o t h ep r e f e r e n c eo fi n d u s t r i a lp r o d u c t s ，p e o p l en ol o n g e rs i m p l yc a r ef o r f u n c t i o n a lp e r f e c t i o no ft h ep r o d u c t s ，b u tp a ym o r ea t t e n t i o 琿t ot h e b e a u t yi nt h e i rd e s i g na n dt h ee a s eo fo p e r a t i o n i n d u s t r i a ld e s i g n i n g ( i d ) h a sb e c o m eo n eo ft h em a j o rm e a n st oi m p r o v et h ec o m p e t i t i v e n e s so fa c e r t a i np r o d u c t t oa p p l yp r a c t i c a l ，r e a s o n a b l ed e s i g n i n gm e t h o di sa g u a r a n t e et oi m p r o v et h ee f f i c i e n c ya n ds u c c e s so fp r o d u c td e v e l o p m e n t 。 t h i sp a p e rd e a l sw i t ht h el i m i t a t i o n so fc o n v e n t i o n a ld e s i g n f n g m e t h o d s a n di n t r o d u c e st h eu s e r - o r i e n t e dm e t h o d t h e n t h ea u t h e r e x p l o r e st h ed e t a il e dp r o c e d u r e sa n dm e t h o d si nu s e r o r i e n t e di n d u s t r i a l d e s i g n i n g ，a n dh ef u r t h e rd i s c u s s e st h em a j o rp r i n c i p l e so fm a c h i n et o o l d e s i g n e dw i t hc a t i a t h ep r a c t i c a lf u n c t i o n so fc a t i aa n dp a r to ft h e p r o c e d u r e si nd e s i g n i n gm a c h i n et o o lw i t hc a t i a a f t e rt h ea n a l y s i so f c o n v e n t i o n a ld e s i g n i n go fd i g i t a l l y - c o n t r o l l e dm a c h i n et o o l ，t h ea u t h o r a d v a n c e sh i s g e n e r a l i d e ao fn e w d e s i g n i n ga p p r o a c h t o d i g i t a l l y - c o n t r o l l e dm a c h i n et 0 0 1 t h en e wd e s i g n i n ga p p r o a c he m p h a s i z e s a p p li c a t i o no fv i r t u a ld e s i g h i n g ，g r e e nd e s i g n i n g , p a r a l l e ld e s i g n i n g ； i ta l s oe m p h a s i z e st h ea p p l i c a t i o no fc o m p u t e r a i d e dd e s i g n i n g ( c a d ) w i t h t h ee x a m p l eo fc 般i a ；b e s i d e s i ts t r e s s e st h eh a r m o n yo fh u m a n m a c h i n e a n de n v i r o n m e n t h e r i c ed e t a i l e dp r o c e d u r e sa n dm e t h o d si nd e s i g n i n gt h e o u t e rl o o k i n go fd i g i t a l l y c o n t r o l l e dm a c h i n et o o la r ep r o p o s e d t h i st h e s i sp a p e rt a k e st 5 6 5 0p r o c e s s i n gc e n t r eo fk u n m i n gm a c h i n e t o o lf a c t o r yf o re x a m p l e ，a n dw i t hm o d e r ni n d u s t r i a ld e s i g n i n gm e t h o d s p r o v i d e ss c i e n t i f i cb a s i sf o ri t t h r o u g hc a d ，t h ep a p e ra l s op r o p o s e s s p e c i f i cn e wd e s i g n i n gp l a n sf o rt h ep r o c e s s i n gc e n t r e ，d e s i g n sm o d u l e s a n dw o r k so u td e t a i l e dv i r t u a lp i c t u r e t h ep a p e rs u m m a r i z e sc h a r a c t e r i s t i c sa n dg e n e r a la p p r o a c h e so f 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要 d e s i g n i n gd i g i t a l l y c o n t r o l l e dm a c h i n et o o la n dt h ee v a l u a t i o no f d e s i g n i n gd i g i t a l l y c o n t r o l l e dm a c h i n et 0 0 1 i ta n a l y z e s t h e m a j o r c h a r a c t e r i s t i c so f c o m p u t e r - a i d e di n d u s t r i a ld e s i g n i n g ( c a i d ) ，a n d a p p l i e s c a i dt o d i g i t a l l y c o n t r o l l e dm a c h i n et o o ld e s i g n i n g ，t h e n p r o d u c e st h r e e 。d i m e n s i o n a lv i r t u a lp i c t u r ea n dw o r k so u tt h es t r u c t u r e d d e s i g n i n go ft h eb e s ts c h e m e k e y w o l ；1 lm a c h i n i n gc e n t e r ，m o d e l i n gd e s i g n ，i n d u s t r yd e s i 9 9 ， c o m p u t e r - a i d e dd e s i g n i n g 昆明理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下( 或 我個人) 進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi) 容外，本論文不合任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的砩浣成 果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在論文中作了明 確的說明并表示了謝意。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名： ) 弘氐 日 期：沙稗多月礦日 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 本人完全了解昆明理工大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即： 學(xué)校有權(quán)保留、送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱，學(xué)校可以公布 論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印或其他復(fù)制手段保存論文。 ( 保密論文在解密后應(yīng)遵守) 導(dǎo)師簽名： 趁塑車 論文作者簽名： 日邏壘魚縣劣旦 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 第一章緒論 1 1 論文選題的國內(nèi)外研究動態(tài)及現(xiàn)狀 1 1 1國外工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計的應(yīng)用研究 科技進步和社會發(fā)展推動著入類不斷地追求更豐富的物質(zhì)生活和墓高層次 + 的精神享受。對工業(yè)產(chǎn)品的選擇傾向上，人們己不再單純追求產(chǎn)品的功能完美性， 而越來越關(guān)注產(chǎn)品外觀的愉悅性以及操作的舒適性。因此產(chǎn)品設(shè)計已從傳統(tǒng)工程 制圖意義上的設(shè)計概念進化為工程設(shè)計和工業(yè)設(shè)計兩大分支。工業(yè)設(shè)計是在英國 工業(yè)革命之后逐漸形成的，自此，工業(yè)設(shè)計的發(fā)展一直與政治、經(jīng)濟、文化以廈 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，與新材料的出現(xiàn)、新工藝的采用相互依存，當(dāng)然也受 著不同的藝術(shù)風(fēng)格及人們審美愛好的直接影響。工業(yè)設(shè)計的思想和理論已經(jīng)成為 工業(yè)設(shè)計所處時代特征的反映，近年來，國外對產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計發(fā)展更是日 新月異，其核心競爭力的地位正在不斷的提升和鞏固。 1 1 2 國內(nèi)工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計的應(yīng)用研究 我國導(dǎo)入產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計已經(jīng)有2 0 余年，很長時間以來，主要在高校范圍和 學(xué)術(shù)圈內(nèi)進行。企業(yè)對于產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計發(fā)展較晚，而且起伏較大，地區(qū)間、行 業(yè)問差異較大。 我國的市場經(jīng)濟發(fā)展時間較短，工業(yè)設(shè)計發(fā)展空間較小；由于與發(fā)達國家仍 然存在較大的差距，國外的設(shè)計、技術(shù)隨著產(chǎn)品大量涌入，使得國內(nèi)的工業(yè)設(shè)計 沒有通過產(chǎn)品在市場上形成足夠的影響力，也影響了企業(yè)對于工業(yè)設(shè)計的認同； 而工業(yè)設(shè)計專業(yè)的畢業(yè)生，真正從事產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計的并不多，有相當(dāng)數(shù)量流失到 平面設(shè)計、室內(nèi)設(shè)計等領(lǐng)域。 近年來，隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和完善，國民經(jīng)濟的迅猛增長，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù) 的發(fā)展，人們生活水平不斷提高，消費者的需求已經(jīng)從數(shù)量消費逐步轉(zhuǎn)向質(zhì)量消 費、性能消費和感性消費，產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計不僅要求新穎、美觀、大方，而且要求 色彩符合現(xiàn)代審美、性能符合人機工程、產(chǎn)品符合市場化等要求。許多產(chǎn)品在投 入市場后不能達到預(yù)期的效果，究其原因，不外乎與產(chǎn)品的工藝、性能、材料、 可靠性、人機協(xié)調(diào)性以及前期的設(shè)計沒有將產(chǎn)品韻設(shè)計和用戶韻使用、商家韻市 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 場操作很好的結(jié)合起來有關(guān)，這些問題的解決都需要對產(chǎn)品進行現(xiàn)代王業(yè)設(shè)計。 我國加入w t o 以后，國內(nèi)市場的競爭更是日益國際化，一些企業(yè)和有識之士開始 把目光投向工業(yè)設(shè)計，采取切實的步驟擴大設(shè)計隊伍，健全設(shè)計組織。很多企業(yè) 成立了設(shè)計中心、設(shè)計公司、設(shè)計研究所或在海外設(shè)立了設(shè)計公司專門從事產(chǎn)品 的工業(yè)設(shè)計，產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計有了飛速的發(fā)展。 1 2 工業(yè)造型設(shè)計和計算機輔助設(shè)計 作為工程技術(shù)與美學(xué)藝術(shù)相結(jié)合的- - f 新科學(xué)工業(yè)造型設(shè)計，是現(xiàn)代工 業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中的一種現(xiàn)代設(shè)計方法。工業(yè)造型設(shè)計之所以在現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中 成為不可缺少的重要部分，原因在于它對提高產(chǎn)品的經(jīng)濟功能和精神功能有著十 分重要的作用。合理美觀的造型設(shè)計可以在市場競爭中吸引更多的用戶，爭取市 場占有率，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟價值。具有良好的外觀形態(tài)，宜人的色彩，舒適的表 面質(zhì)感的工業(yè)產(chǎn)品可以美化人們的生活和生產(chǎn)環(huán)境，豐富人們的精神要求，提高 生產(chǎn)效率。 隨著計算機技術(shù)特別是計算機輔助設(shè)計( c a d ) 技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機已經(jīng) 滲透到工程技術(shù)的所有領(lǐng)域。計算機輔助工業(yè)設(shè)計( c i d ) 是工業(yè)設(shè)計( i d ) 和 c a d 的有機結(jié)合，是質(zhì)的飛躍，不是簡單的相加或拼湊。應(yīng)用c a i d 技術(shù)可以縮 短造型設(shè)計周期，提高設(shè)計質(zhì)量，減少設(shè)計人員的工作量，在l , l k 造型設(shè)計領(lǐng)域 有廣泛的應(yīng)用前景。 1 - 3 ( 1 a i d 的主要特點 c a i d 技術(shù)比傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計具有無可比擬的優(yōu)越性，工業(yè)設(shè)計師掌握了它 就可以隨心所欲地表達構(gòu)思創(chuàng)意施展才智，它能提高產(chǎn)品整體設(shè)計質(zhì)量，強化產(chǎn) 品市場競爭能力，其主要特點如下： ( 1 ) 靈活性利用計算機這種魔杖般的工具，可直接在系統(tǒng)上進行創(chuàng)造性設(shè) 計，采用三維實體造型技術(shù)，作物體幾何造型，如形態(tài)構(gòu)成、色彩設(shè)計、材料編 輯、質(zhì)感描繪、實時旋轉(zhuǎn)變換，快速真實圖像生成輸出，多種造型方案的評判與 決策等?？珊啽愕剡M行修改，直到滿意為止。 ( 2 ) 高質(zhì)量三維空間軟件系統(tǒng)，集三維實體造型、靜態(tài)著色、復(fù)雜光照模 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 型、多媒體動畫創(chuàng)作于一體，產(chǎn)生的圈像生動、逼真，能達到“真假難辯無 中生有”的程度。設(shè)計手段的先進，保證了設(shè)計的高質(zhì)量。 ( 3 ) 高效率計算機能迅速將設(shè)計構(gòu)思形象化、對象化。不但可莉用數(shù)字化 儀等實現(xiàn)圖形等信息快速輸入，而且可利用繪圖機、打印機輸出設(shè)備，自動繪制 輸出設(shè)計圖像和圖形?？刹糠只蛉咳〈A(yù)想效果圖繪制、模型制作和產(chǎn)品攝影 等過程。提高設(shè)計速度、縮短設(shè)計周期。降低設(shè)計成本，使新產(chǎn)品迅速投放市場。 有統(tǒng)計說，c a i d 技術(shù)可以提高設(shè)計效率5 倍。 ( 4 ) 系統(tǒng)優(yōu)化。在造型設(shè)計中，可以綜合模擬設(shè)置配套環(huán)境、外表裝飾等相 關(guān)因素于一體；并在基礎(chǔ)圖庫上任意組合多種多樣設(shè)計方案評價優(yōu)選，能使設(shè)計 人員及早發(fā)現(xiàn)缺點與不足，更加合理與科學(xué)化真正實現(xiàn)“入機系統(tǒng)”的優(yōu)化設(shè) 計。 ( 5 ) 高水平c a i d 發(fā)展方向之一就是智能化。今后工業(yè)設(shè)計師利用基于知識 的專家系統(tǒng)，輔助信息管理系統(tǒng)，能像專業(yè)領(lǐng)域?qū)＜乙粯幼鳂I(yè)。實現(xiàn)設(shè)計的高水 平。 ( 6 ) 宜人性c a i d 技術(shù)能時時以。人”為服務(wù)中心，講求。 機環(huán) 境”完美和諧統(tǒng)一。利用“數(shù)據(jù)庫”、“圖形庫”和“知識庫”，能使產(chǎn)品或工 業(yè)設(shè)計充分反映人概工程學(xué)提供韻參數(shù)要求，貫徹相關(guān)宜人性、安全防護和環(huán)境 藝術(shù)等標準。 1 4 機床造型的演變 加工中心是在數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)上，根據(jù)多品種小批量加工工藝的要求，結(jié)臺當(dāng) 代新技術(shù)、新材料、新工藝和新韻機床功能部件以及入們發(fā)展了的新的審美意識 與需求，運用產(chǎn)品造型的形式美、色彩美、材質(zhì)美以及入機工程學(xué)的基本法則、 理論和現(xiàn)代設(shè)計觀念與技巧等多種高技術(shù)設(shè)計結(jié)合麗威的具有高精度、高速度、 高效率和高自動化的現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備。它不僅在結(jié)構(gòu)性能方面相對于普通機床發(fā) 生了根本的變化，而且在外觀造型設(shè)計的方面也形成了自身獨特的風(fēng)格與特點。 研究加工中一i l , 造型設(shè)計的特點，旨在提高加工中心外觀造型質(zhì)量，以求進一步提 高其在國內(nèi)外市場的競爭力與附加值，使產(chǎn)品立于不敗之地。 加工中心是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。隨著工業(yè)億革命的殲始，發(fā)展了機床： 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 計算機的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，又使機床發(fā)生了根本的變革，由傳統(tǒng)的機械化發(fā) 展到現(xiàn)代的自動化，進而發(fā)展到當(dāng)今的由數(shù)控技術(shù)發(fā)展起來的加工中心；功能和 結(jié)構(gòu)的變化又帶來了機床造型的變化。分析機床造型的演變，為設(shè)計具有時代特 色的加工中心造型提供了理論基礎(chǔ)。 最初的機床是由一個電機驅(qū)動或分組由幾個電機驅(qū)動，一根天軸把運動傳給 若干臺機床，即所謂的“天軸傳動”，完全是外露式的皮帶傳動。機床上所有零 件機械地集合在二起，單純滿足功能需要，總體布局凌亂、粗糙、丑陋、無暇顧 及外觀、色彩和人機關(guān)系，安全性能差。 隨著機床的變速機構(gòu)由皮帶輪傳動發(fā)展為齒輪傳動，整個機構(gòu)集裝于床頭箱 內(nèi)，機床的造型發(fā)生了根本的變化。2 0 世紀3 0 年代，流線型在世界上風(fēng)靡一時， 與空氣動力學(xué)無關(guān)的機床上也廣泛地應(yīng)用，直到4 0 年代前后，開始提倡包絡(luò)法 的設(shè)計原則，即外形跟著內(nèi)部結(jié)構(gòu)走，以曲線、曲面及大圓角過渡為基調(diào)。這種 造型給人們以圓潤、流暢、活潑、親切的感覺，為人們所喜愛。由于包絡(luò)設(shè)計法 使機床外表面曲線、曲面過多，。產(chǎn)生臃腫、笨拙的視覺效果，因此，5 0 年代機 床多采用直線為主的方形或方形小圓角過渡的造型風(fēng)格，受到了人們的青睞。6 0 年代至7 0 年代，機床的主體造型風(fēng)格增加了平面和直線要素，給人以挺拔、渾 厚、規(guī)整、均衡、莊重的感覺。從平面構(gòu)成中線的性格來講，垂直線剛強、單純、 直接；水平線平衡、安定、永恒。機床造型采用“水平線+ 垂直線”，與機床運動 部件的基本方向一致，從而加強了機床的動勢，達到方整、穩(wěn)定、簡潔的視覺效 果。符合時代的潮流。8 0 年代前后，方正之中又逐漸增加了梯形，這是由于過 分追求方直形而使機床的外形嚴肅有余而活潑不足，使人產(chǎn)生單調(diào)、貧乏的心理 狀態(tài)。9 0 年代機床的造型增加了斜面，線與線、面與面之間用小圓角過渡，給 人以有生氣、活力、輕巧之感。 由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝的出現(xiàn)，機床外形給設(shè)計者 以更大的選擇余地。在滿足機床功能的前堤下，機床的造型朝著簡潔、明快、協(xié) 調(diào)、統(tǒng)一、整體感強的方向發(fā)展。 1 5 加工中心的造型設(shè)計 數(shù)控機床加工中心具有高精度、高速度、高效率和高自動化且能適應(yīng)多品種 數(shù)控機床加工中心具有高精度、高速度、高效率和高自動化且能適應(yīng)多品種 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 小批量生產(chǎn)的顯著特點，故其發(fā)展受到國內(nèi)外企業(yè)界的高度重視，從而得以迅速 發(fā)展并巳成為現(xiàn)代機床發(fā)展的主流方向。國外加工中心大量進入中國市場，對我 國機床行業(yè)沖擊很大。作為生產(chǎn)和制造加工中心的廠，如何頂住國外的沖擊，重 要的是使國內(nèi)加工中心在性能、質(zhì)量、可靠性和外觀造型上縮小與國外的差距。 因此，在借鑒和研究外國先進技術(shù)、進一步改進和提高產(chǎn)品各項性能的同時，要 花大力氣在外觀造型設(shè)計上，在產(chǎn)品造型上形成自己的特色，給用戶留下深刻的 _ 第一印象，便可贏得用戶、贏得市場。 。 。 近年來，隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和完善，國民經(jīng)濟的迅猛增長，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù) 的發(fā)展，人們生活水平不斷提高，消費者的需求已經(jīng)從數(shù)量消費逐步轉(zhuǎn)向質(zhì)量消 費、性能消費和感性消費，產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計不僅要求新穎、美觀、大方，而且要求 色彩符合現(xiàn)代審美、性能符合人機工程、產(chǎn)品符合市場化等要求。許多產(chǎn)品在投 入市場后不能達副預(yù)期的效果，究其原因，不外乎與產(chǎn)品酶工藝、性能、材料、 可靠性、人機協(xié)調(diào)性以及前期的設(shè)計沒有將產(chǎn)品的設(shè)計和用戶的使用、商家的市 場操作很好的結(jié)合起來有關(guān)，這些問題的解決都需要對產(chǎn)品進行現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計。 我國加入w t o 以后，國內(nèi)市場的競爭更是日益國際化，一些企業(yè)和有識之士開始 把目光投向工業(yè)設(shè)計，采取切實的步驟擴大設(shè)計隊伍，健全設(shè)計組織。很多企業(yè) 成立了設(shè)計中心( 如美的) 、設(shè)計公司( 如海信) 、設(shè)計研究所或在海外設(shè)立了設(shè) 計公司( 如海爾、科龍等) 專門從事產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計，工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計 有了飛速的發(fā)展，其核心競爭力的地位正在不斷的提升和鞏固。 1 6 現(xiàn)代加工中心造型設(shè)計特點 加工中心造型設(shè)計是具有實用功能的造型，不僅要求以其形象所具有的功能 適應(yīng)人們工作的需要，而且要求以其形象表現(xiàn)的式樣、形態(tài)、風(fēng)格、氣氛給人以 美的感覺和藝術(shù)享受，起到美化生產(chǎn)環(huán)境，滿足人們審美要求的作用，因而成為 具有精神和物質(zhì)兩種功能的造型。 1 6 。l 加工中心形式與功能的統(tǒng)一 加工中心在設(shè)計程序上應(yīng)遵循“從外到里”的次序，即先根據(jù)技術(shù)要求等因 素進行整體造型設(shè)計，而后作內(nèi)部工程結(jié)構(gòu)設(shè)計，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)形式與功能的 完美統(tǒng)一，刨造出實用美觀召勺新穎產(chǎn)品。但傳統(tǒng)工程設(shè)計卻是沿襲“雙重設(shè)計” 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 1 日模式：把工程技術(shù)設(shè)計與外觀裝飾設(shè)計割裂開來，“從內(nèi)到外”先后進行，至 使產(chǎn)品技術(shù)功能與外觀形式兩層皮，形不符實，造型陳舊落后，設(shè)計出的產(chǎn)品擺 脫不了“傻大黑粗笨”的面貌。 1 6 2 加工中心形式的均衡與穩(wěn)定 以機床支撐底部的中軸面為基準使左右兩面的體量完全對稱，產(chǎn)生最強的均 衡感，造型感覺比較莊重。但在實際中要做到完全對稱是較困難的，因此在形體 量較輕的一方可采取增加圖形、色彩形體等方式來增加視覺重量以取得均衡。 機床都是底重頭輕是穩(wěn)定的，但外觀造型會給人們視覺穩(wěn)定性較差造成不穩(wěn) 定的傾倒感覺，此時可在下部涂裝重量感較強的色彩或利用表面材質(zhì)的光亮輕盈 與粗糙厚重的對比關(guān)系增加下部重量感來增強穩(wěn)定感。 1 6 3 加工中心形態(tài)的統(tǒng)一與變化 構(gòu)成造型形體大輪廓的幾何線型要大體一致，達到線型風(fēng)格的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。造 型體零件聯(lián)接所構(gòu)成的線型應(yīng)與主體造型風(fēng)格一致外，還應(yīng)將這些結(jié)構(gòu)線型按形 體與結(jié)構(gòu)關(guān)系盡可能豹簡化、規(guī)整，做到均齊一致，從而達到大方、簡潔、明快， 產(chǎn)生統(tǒng)一協(xié)調(diào)媳美感。產(chǎn)品色彩不宜過分單調(diào)，也不宣過分艷麗奪目與零亂，一 般采用大面積低純度的色彩統(tǒng)一全局，再選用小面積的高純度色彩使之活要變 化，采用中性色來聯(lián)系過渡，從而達至4 協(xié)調(diào)統(tǒng)一的目的。在統(tǒng)一中求變化，如線 型變化、方向變化、色彩變化、材質(zhì)變化，使造型活躍生動富有情趣，達到美感 要求。 1 6 4 加工中心形體的構(gòu)成 由分解的單一形體，由下而上逐個平穩(wěn)地堆砌組合構(gòu)成的形體，易獲形態(tài)穩(wěn) 定、形式變化多樣的造型；由分解的單一形體的線、面在水平方向上相互接合構(gòu) 成的形體，易獲得形態(tài)穩(wěn)定、均衡、組合多樣的造型；由相同的單一形體按水平 直線或折線、弧線、圓周等方式重復(fù)相接而構(gòu)成的造型，具有較強的節(jié)奏律感； 按一定規(guī)律減小( 或增大) 的多個單一形體連續(xù)組合而成的造型具有動勢感，形 體轉(zhuǎn)化自然；在較大的形體上懸空的貼附較小的而構(gòu)成的造型，則貼加的形體易 失去穩(wěn)定，但造型整體的穩(wěn)定性又決定所有組合形體量均衡穩(wěn)定。 形體組合之后為使形體間銜接密切、轉(zhuǎn)變自然、造型體感協(xié)調(diào)，在組合形體 6 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 - 之間采用不同形式的過渡方式( 斜面過渡、弧藏過渡、異形異面過渡、形體修棱 過渡) ，使新組合的形體構(gòu)成新的整體。 1 6 5 加工中心的色彩設(shè)計 加工中心是精密設(shè)備，色彩力求單純，一般2 3 色為宜，色彩越簡潔醒目， 整體感越強。主色常采用低純度明色調(diào)，配以小面積、較高純度色與華麗的光澤 色，既反映由旺中心精密的功能特征，又可以產(chǎn)生不太強烈的興奮感覺，給人以 高雅、明快、活躍的整體視覺效果。在色彩設(shè)計時，還要注意滿足企業(yè)形象的要 求。如果企業(yè)的產(chǎn)品已在用戶中獲得了信譽。那么對新開發(fā)的產(chǎn)品應(yīng)該盡力保持 和維護原來的主色調(diào)，滿足企業(yè)形象和產(chǎn)品質(zhì)量在用戶心目中經(jīng)久不衰的要求。 1 6 6 加工中心的高技術(shù)、高情感與通俗化 加工中心所具有的高稽度、自動化和能適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)的高技術(shù)特 點，創(chuàng)造了有史以來人類機械化生產(chǎn)的高效率和高效益。同時也帶給操作者最致 命的缺陷：缺乏情感缺乏通俗化。換句話說，不少加工中心設(shè)計，過分注重了高 技術(shù)的運用和多功能的要求，而忽視了現(xiàn)代人對加工中心設(shè)計越來越高的精神需 求和越來越強的個性表現(xiàn)。在高科技日新月異的當(dāng)今時代里，人們普遍要求作為 高科技生產(chǎn)的加工中心，除具有高技術(shù)外，還應(yīng)注入深厚的情感予產(chǎn)品，在設(shè)計 中勿忘給操作者更多的關(guān)心和更通俗方便的操作使用方法，使產(chǎn)品富于人性化， 令產(chǎn)品洋溢“熱情”，給操作者以神種精神。這對于工業(yè)設(shè)計師而言，無疑是一 種新的挑戰(zhàn)，但這也作為一個嚴肅的課題，被推到前所未有的顯要位置。 1 6 7 加工中心的高技術(shù)與人機工程學(xué) 對于特定的且有高技術(shù)含量的加工中心而言，宜人性設(shè)計不只局限在改善人 - 機環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、統(tǒng)一關(guān)系，還包擴：有利于滿足使用者審美上的追 求及心理上、精神上的需求。工業(yè)設(shè)計師必需把“為人而設(shè)計”的觀念貫穿于產(chǎn) 品設(shè)計的全過程，也就是以人為中心展開設(shè)計，著重研究“物”與“人”之間的 關(guān)系。 加工中心的宜人性設(shè)計應(yīng)遵循如下原則： ( 1 ) 應(yīng)注意遵循“形式服從功能”和“形式表現(xiàn)功能”的原則。設(shè)計應(yīng)以簡 潔的形態(tài)、醒目的色彩和富于人情味的線型表現(xiàn)內(nèi)涵高新技術(shù)的加工中心，摒棄 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 繁鎖的外觀造型與裝飾，強調(diào)“實用”與“美觀”、“技術(shù)”與“藝術(shù)”的高度結(jié) 合與統(tǒng)一，更要注意“物”與“人”的完美結(jié)合。設(shè)計不僅注意有形產(chǎn)品的設(shè)計， 使產(chǎn)品的操作變得更容易，而且更要注意使用者習(xí)俗等的“無形的設(shè)計”。 ( 2 ) 應(yīng)注意統(tǒng)一與變化的原則。設(shè)計應(yīng)強調(diào)在產(chǎn)品的形態(tài)設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計相 協(xié)調(diào)的原則下增加其色彩、表面質(zhì)感、線型和體量關(guān)系的變化，增加發(fā)光與亞光 材料的對比運用，通過種種因素的設(shè)計，以各種完美的構(gòu)成，使其在人的感知、 認識及操作過程中體察物的價值和高科技帶來的精神滿足感。 1 6 8 安全防護與環(huán)保問題 加工中心是一種高速、高效和高自動化的現(xiàn)代生產(chǎn)設(shè)備，對其精度、速度、 結(jié)構(gòu)強度與剮度以及使用的安全性、精度保證性等要求遠高于一般普通機床。因 此，加工中心除對運動部件和油、氣、液、電線、電纜等進行單獨防護外，出干 對整臺機床精度保持性、作業(yè)環(huán)境保護和人身安全防護性以及外部感觀質(zhì)量等因 素的考慮，多采用全封閉防護造型( 全封閉防護罩) 。全封閉防護罩可減少粉塵入 侵和防止鐵屑及潤滑冷卻液飛濺，有些還帶有隔聲降噪及機電安全連鎖功能，故 可明顯提高設(shè)備的精度保持性及環(huán)保水平。 加工中心全封閉防護罩占有其機床外觀形體的大部份面積，在一定程度上掩 蓋了機床的整個主體，因此，其造型風(fēng)格和外觀形體設(shè)計選定的機動性、靈活性 和自由性很大，無疑給工業(yè)設(shè)計師發(fā)揮創(chuàng)意，搞好加工中心的造型設(shè)計，提供較 大的空問與可能。但全封閉防護罩是一種龐大復(fù)雜的簿壁構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計、制 造安裝、拆卸和運輸?shù)碾y度較大，也是設(shè)計師深感棘手的問題。因此，在全封閉 罩具體設(shè)計時，應(yīng)著重注意以下幾點： ( 1 ) 為了裝拆和運輸?shù)姆奖?。加工中心的全封閉防護罩宜采用板塊結(jié)合式結(jié) 構(gòu)。 ( 2 ) 面積較大的板塊，內(nèi)側(cè)應(yīng)設(shè)置加強筋。所有板塊聯(lián)結(jié)部位，一般應(yīng)設(shè)置 在內(nèi)側(cè)，所有聯(lián)接螺釘，尤其是正面和兩個側(cè)面，均不許螺釘外露，以保證外觀 的平整、光滑和整體感。 ( 3 ) 在開合門的接縫處，務(wù)必設(shè)置迷宮式防漏結(jié)構(gòu)，并在適當(dāng)位置設(shè)置潤滑 冷卻液回流導(dǎo)槽。 ( 4 ) 在開合門上應(yīng)設(shè)置機電安全聯(lián)鎖裝置，確保人身安全。 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 0 7c a i d 在加工中心造型設(shè)計中的應(yīng)用 加工中心是在數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高度自動化的新型數(shù)控機床。是機 床中生產(chǎn)率和自動化程度最高的綜合性機床，典型的機電一體化產(chǎn)品，廣泛運用 于各種制造業(yè)中，它標志著一個國家制造業(yè)的技術(shù)水平。主要特點是：高技術(shù)、 多功能、高精度、高復(fù)雜性、多樣性、高可靠性、易維修性、封閉式、自動化、 高效率、宜人性和造型美等。加工中心的這些特點就決定了其獨特的造型設(shè)計特 點，就是要“造型美”。在機電產(chǎn)品中，加工中心的造型設(shè)計是具有典型性和代 表性的。因此，研究加工中心的c a i d 有著重大的理論價值和現(xiàn)實意義，它能使 加工中心造型設(shè)計達到形優(yōu)、色美、質(zhì)佳、宜人，令人滿意的程度。加工中心的 c a i d 優(yōu)點 3 ： ( 1 ) 形優(yōu)這里“形”是指機床的形態(tài)，形是造型的基礎(chǔ)。c a i d 能用三維 軟件，真實感實體造型技術(shù)，構(gòu)造、顯示和輸出生動逼真的機床形象圖。造型中 能很好地貫徹比例尺度、均衡穩(wěn)定、變化統(tǒng)一， 對比調(diào)和等美學(xué)法則；優(yōu)化總體布局、線形風(fēng)格、 整體效果與環(huán)境、色彩裝飾協(xié)調(diào)；符合人的審美 尺度；體現(xiàn)機床功能、結(jié)構(gòu)、材料和工藝特點； 做到科學(xué)與美學(xué)、技術(shù)與內(nèi)容的高度統(tǒng)一，實現(xiàn) 機床的“形優(yōu)”。 ( 2 ) 色美加工中心是精密設(shè)備，其色彩特 點是采用高明度低純度的主體色。配以小面積、 較高純度色與華麗的光澤色，既反應(yīng)加工中心精 密、精巧的功能特征，又可產(chǎn)生不太強烈的興奮 感覺，給人以高雅、明快、活躍的整體視覺效果。 c a i d 流程圖 c a i d 經(jīng)過上色處理、材料編輯、光源形成及自然現(xiàn)象和陰影處理生成機床豐富 的色彩，組成無窮的變化，實現(xiàn)加工中心造型的色彩美。 ( 3 ) 質(zhì)佳“質(zhì)”是指質(zhì)地質(zhì)感。機床質(zhì)感，也應(yīng)與內(nèi)在的質(zhì)量相匹配。 主要取決于面飾工藝及與色、形的優(yōu)化組合。如平面度、直線度、圓弧規(guī)整度、 鍍或漆的均勻度以及適度的表面裝飾等都會影響機床質(zhì)感，或精美細膩或粗丑毛 糙。c a d 通過貼圖、上色等技術(shù)處理，可以模擬多種多樣的質(zhì)地、紋理效果， 9 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 j e 常逼真動人。 ( 4 ) 宜人雖然加工中心采用機械手實現(xiàn)自動換刀。極大地提高勞動生產(chǎn) 率，把人從繁重的體力勞動中解放出來，但還是離不開人來操作，因此機床應(yīng)具 備宜人性，實現(xiàn)“八- 扭環(huán)境”的合諧統(tǒng)一。c a i d 能模擬生成、動態(tài)顯 示諸關(guān)系模型；模擬聲、光、色和振動等環(huán)境因素對人的影響，求取宜人的設(shè)計 方案，使機床好看好用，創(chuàng)造美好的生產(chǎn)環(huán)境。 ( 5 ) 高速度用c a i d 作機床造型設(shè)計，不僅效果好，而且效率高，壘部造 型設(shè)計任務(wù)都可通過計算機來快速完成。 ( 6 ) 動畫用三維動畫軟件，可動態(tài)模擬顯示，作運動干涉分析，系統(tǒng)仿 真。 加工中心造型設(shè)計是一項綜合性的工程，工業(yè)設(shè)計師必需掌握有關(guān)加工中心 造型設(shè)計的規(guī)律和特點，并在實踐中靈活運用，再與工程師相互配合，充分發(fā)揮 各自的設(shè)計優(yōu)勢，就能設(shè)計出具有高水平的加工中心外觀造型，使自己的產(chǎn)品在 市場上占有一席之地。 1 8 本論文所做的研究和工作 1 8 1 研究內(nèi)容 1 、針對工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計進行研究分析和論述，提出對工業(yè)產(chǎn)品進 行現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計的總體思想。強調(diào)在工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計中虛擬設(shè)計、綠色 設(shè)計、并行設(shè)計等新的設(shè)計方法的應(yīng)用；強調(diào)計算機輔助設(shè)計技術(shù)( 以c a t i a 為例) 的應(yīng)用；強調(diào)人、機、環(huán)境的協(xié)調(diào)等。對于工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計提出 較為具體的程序和方法。 2 、結(jié)合實踐；以交大昆機廠科技股份有限公司的t h 5 6 5 0 加工中心為例，利 用現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計方法進行設(shè)計研究，為其提供科學(xué)、客觀的設(shè)計依據(jù)。 3 、利用計算機輔助設(shè)計方法，應(yīng)用現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計理論，對加工中心創(chuàng)新設(shè) 計出具體的設(shè)計方案，并對其建模、渲染制作出相應(yīng)的效果圖。 1 8 2 設(shè)計方案 1 、進行調(diào)研，了解加工中心的工作原理，運行環(huán)境，設(shè)計要求，市場現(xiàn)狀 0 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 等。 2 、建立設(shè)計創(chuàng)意，運用現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計方法進行加工中心的設(shè)計。 3 、運用設(shè)計軟件c a t i a 建模，并對設(shè)計的加工中心進行分析評價。 1 8 3 預(yù)期結(jié)果 通過理論研究、實例設(shè)計，證明利用先進的現(xiàn)代設(shè)計方法對工業(yè)產(chǎn)品進行現(xiàn) 代工業(yè)設(shè)計，已經(jīng)成為一種主流和趨勢，產(chǎn)品研制人員的研制習(xí)慣和觀念也正在 發(fā)生著重大的革新；產(chǎn)品競爭在很大程度上已經(jīng)演化為產(chǎn)品設(shè)計的競爭，采用現(xiàn) 代工業(yè)設(shè)計，可以大大縮短研制周期，提高研制效率，減少研制成本，。將更大限 度的提升工業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力和市場適應(yīng)性，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計可以真正塑造工業(yè) 產(chǎn)品的核心競爭力。 1 9 小結(jié) 本章詳細敘述了選題的原因和理由，對其中重要的概念進行了初步闡述和解 釋，對課題開展的背景也作了適當(dāng)?shù)慕榻B，并對課題的開展作了嚴格的要求，提 出了預(yù)期的研究結(jié)果，為下一步展開課題研究和取得研究成果提供了良好的思路 和正確的方向。 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計 第二章現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計 2 1 引言 近年來，國外對產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計發(fā)展是日新月異，國內(nèi)的發(fā)展勢頭也十 分良好，但很長時間以來，主要在高校范圍和學(xué)術(shù)圈內(nèi)進行。企業(yè)對于產(chǎn)品的工 業(yè)設(shè)計發(fā)展較晚，而且起伏較大，地區(qū)間、行業(yè)問差異較大。 我國的市場經(jīng)濟發(fā)展時間較短，工業(yè)設(shè)計發(fā)展空間較??；由于與發(fā)達國家仍 然存在較大的差距，國外的設(shè)計、技術(shù)隨著產(chǎn)品大量涌入，使得國內(nèi)的工業(yè)設(shè)計 沒有通過產(chǎn)品在市場上形成足夠的影響力，也影響了企業(yè)對于工業(yè)設(shè)計的認同； 而工業(yè)設(shè)計專業(yè)的畢業(yè)生，真正從事產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計的并不多，有相當(dāng)數(shù)量流失到 平面設(shè)計、室內(nèi)設(shè)計等領(lǐng)域 而科技進步和社會發(fā)展推動著人類不斷地追求更豐富的物質(zhì)生活和更高層 次的精神享受。對工業(yè)產(chǎn)品的選擇傾向上，人們已不再單純追求產(chǎn)品的功能完美 性，麗越來越關(guān)注產(chǎn)品外觀的愉悅性以及操作的舒適性。因此產(chǎn)品設(shè)計已從傳統(tǒng) 工程制圖意義上的設(shè)計概念進化為工程設(shè)計和工業(yè)設(shè)計兩大分支。 工業(yè)設(shè)計是在英國工業(yè)革命之后逐漸形成的，自此，工業(yè)設(shè)計的發(fā)展_ 直與 政治、經(jīng)濟、文化以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，與新材料的出現(xiàn)、新工藝的采 用相互依存，當(dāng)然也受著不同的藝術(shù)風(fēng)格及人們審美愛好的直接影響。 產(chǎn)品開發(fā)包括產(chǎn)品戰(zhàn)略、市場調(diào)查、產(chǎn)品計劃、設(shè)計開發(fā)、技術(shù)設(shè)計、生產(chǎn) 和流通等階段。現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計的主要工作是在產(chǎn)品戰(zhàn)略、市場調(diào)查、產(chǎn)品計劃和 設(shè)計開發(fā)階段，同時貫穿整個開發(fā)過程。 通過搜集、分析和綜合相關(guān)數(shù)據(jù)，工業(yè)設(shè)計旨在提出用于對產(chǎn)品的功能、價 值與外觀進行最大程度匹配和優(yōu)化的概念和方法，并運用這些概念和方法完成匹 配和優(yōu)化工作，以同時滿足用戶和制造商的要求。工業(yè)設(shè)計的側(cè)重點放在產(chǎn)品中 同使用者的需求、性格和興趣直接相關(guān)的方面，比如產(chǎn)品的造型、色彩、材質(zhì)和 入機界面等。在對這些問題進行研究和設(shè)計的時候必然要考慮制造工藝、經(jīng)濟限 制、市場銷售和售后服務(wù)等因素。并盡最大努力有效的應(yīng)用材料和技術(shù)，滿足各 種常規(guī)設(shè)計要求。 產(chǎn)品和組織的識別，室內(nèi)設(shè)計和展示設(shè)計，宣傳和包裝從廣義上說也屬于工 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計 業(yè)設(shè)計的范疇。 狹義上的工業(yè)設(shè)計就是產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計。它主要關(guān)注產(chǎn)品的造型、色彩、材質(zhì) 和人機界面等。在提出概念和方法時，設(shè)計師主要運用美學(xué)、人機工程學(xué)、心理 學(xué)、生理學(xué)和社會學(xué)方面的相關(guān)知識和經(jīng)驗。 2 2 現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計方法 現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計已經(jīng)普遍認為是一個動態(tài)的設(shè)計過程，其中包括知識獲取和大 規(guī)模知識的應(yīng)用。目前，信息技術(shù)的滲透影響著設(shè)計技術(shù)的交革與發(fā)展，不僅為 設(shè)計技術(shù)的發(fā)展提供了條件，也對設(shè)計的技術(shù)和方法提出了要求；另一方面，現(xiàn) 代設(shè)計技術(shù)和方法和其他學(xué)科一樣，其內(nèi)涵與外延是變化的、動態(tài)的。所以說現(xiàn) 代設(shè)計技術(shù)和方法是以滿足上市產(chǎn)品質(zhì)量、性能、時間、成本價格綜合效益最 優(yōu)為目的，以計算機輔助設(shè)計技術(shù)為主體，以知識為依托，以多種科學(xué)方法及技 術(shù)為手段，研究、改進、宅q 造產(chǎn)品活動過程所用到的技術(shù)和方法群體的總稱。 一直以來，世界發(fā)達工業(yè)國家非常重視設(shè)計理論和方法的系統(tǒng)研究，并且隨 著設(shè)計方法學(xué)、優(yōu)化設(shè)計、計算機輔助設(shè)計、系統(tǒng)化設(shè)計、模塊化設(shè)計以及逆向 工程等一些新學(xué)科的發(fā)展，在工業(yè)產(chǎn)品的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的一些新技術(shù)，如并 行設(shè)計、相似設(shè)計、綠色設(shè)計、智能設(shè)計、模糊設(shè)計、虛擬設(shè)計、動態(tài)設(shè)計等也 在逐漸發(fā)展并且得到了廣泛的應(yīng)用。另一方面，隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā) 展和應(yīng)用，資源的共享和設(shè)計的互通越來越緊密：此外，企業(yè)也能夠?qū)κ袌鲎兓?做出快速反應(yīng)，從而有利于個體( 個體聯(lián)盟) 競爭實力的增強。 設(shè)計是一種創(chuàng)造性的腦力勞動，是設(shè)計者對理論知識，實踐經(jīng)驗和創(chuàng)造靈感 進行綜合的過程。成功設(shè)計的最終判據(jù)是用最少的社會投入滿足人類需要。按傳 統(tǒng)的設(shè)計方法進行設(shè)計，其結(jié)果在很大程度上取決于設(shè)計者的經(jīng)驗和靈感，因而 具有相當(dāng)大的局限性。應(yīng)用科學(xué)的設(shè)計方法可幫助和引導(dǎo)設(shè)計者有目的地掌握知 識，周密地考慮問題，加快設(shè)計進程和獲取最佳設(shè)計，使設(shè)計過程更加條理化， 更具創(chuàng)造性。現(xiàn)在，基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)明和將之轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品之間所用的時闖往往只有幾 個月，產(chǎn)品“面市時間”最短已成為所有廠家、商家關(guān)注的重點。計算機輔助方 法給現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)提供更全面和有力的支持，因而計算機的作用在現(xiàn)代設(shè)計方 法學(xué)中受到了更多的關(guān)注。 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計 在越來越強大的縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低制造成本的壓力下，在產(chǎn)品開發(fā)和 提高設(shè)計水平的工作中，科學(xué)的設(shè)計方法起著至關(guān)重要的作用，設(shè)計方法的研究 得到迅速發(fā)展，對設(shè)計方法的要求業(yè)越來越高，現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)越來越成為設(shè)計 環(huán)節(jié)中不可忽視的力量! 因此，現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計是在傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，融合產(chǎn)品設(shè)計理論、 美學(xué)理論、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、知識工程和管理科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)展而成的。 2 2 1 設(shè)計方法學(xué)的誕生 各國研究的設(shè)計方法在內(nèi)容上各有側(cè)重。但共同的特點都是總結(jié)設(shè)計規(guī)律， 啟發(fā)創(chuàng)造性采用現(xiàn)代化的先進技術(shù)和理論方法，使設(shè)計過程更加自動化、合理 化。例如：英美等西方國家偏重分析創(chuàng)造性開發(fā)和計算機在設(shè)計中的應(yīng)用。德國 的專家和工程技術(shù)人員著重研究設(shè)計進程、步驟和規(guī)律及進行系統(tǒng)化邏輯分析， 并將成熟的設(shè)計模式、解法等編成規(guī)范的資料供設(shè)計人員參考。日本則充分利用 國內(nèi)電子技術(shù)和計算機優(yōu)勢，在創(chuàng)造工程學(xué)、自動設(shè)計及價值工程方面取得了一 定成果，俄羅斯等國也在宏觀設(shè)計的基礎(chǔ)上提出了“新設(shè)計方法”等等?？傊?目的都是為了設(shè)計出更多質(zhì)高價廉的工程技術(shù)產(chǎn)品，以滿足人民的需求以適應(yīng)日 趨激烈的市場競爭。 綜上所述，在研究設(shè)計方法的基礎(chǔ)上最終誕生了“設(shè)計方法學(xué)( d e s i g n m e t h o d o l o g y ) 。簡言之“設(shè)計方法學(xué)”就是研究產(chǎn)品設(shè)計的程序、規(guī)律及設(shè)計中 思維和工作方法的一門新型綜合性學(xué)科。 2 2 2 設(shè)計方法學(xué)概述 設(shè)計方法學(xué)是一門多元綜合、新興交叉的學(xué)科、其涉及的知識面很廣例如 材料力學(xué)、理論力學(xué)、金屬材料、熱處理、機械原理、機械設(shè)計、金屬工藝學(xué)、 系統(tǒng)工程、計算機應(yīng)用、價值工程等學(xué)科。 設(shè)計方法學(xué)是為了尋求保證設(shè)計質(zhì)量、加快設(shè)計速度、減少和避免設(shè)計失誤 的方法和舉措，以適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求。它的發(fā)展將大大提高產(chǎn)品的設(shè)計水 平和生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品的競爭能力。因此，可將設(shè)計方法學(xué)理解為：研究設(shè)計中 的一般過程及解決具體設(shè)計問題的方法和手段。故有人將其稱之為“設(shè)計的設(shè) 計”。 設(shè)計方法學(xué)特別重視尋找可能實現(xiàn)各項功能要求的物理原理，并組合成很多 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計 設(shè)計方案，以供評價決策。這對沖破傳統(tǒng)局限以創(chuàng)新開拓新產(chǎn)品有重大意義。 ： ， y 設(shè)計方法學(xué)同時還體現(xiàn)了技術(shù)、經(jīng)濟、美學(xué)及人機工程學(xué)一體化和在生產(chǎn)活 動中市場、設(shè)計、制造及銷售一體化的原則。 設(shè)計方法學(xué)作為方法論，應(yīng)滿足如下的要求： ( 1 ) 應(yīng)適用于任何工程設(shè)計和產(chǎn)品設(shè)計，而不局限于某種行業(yè)； ( 2 ) 能促進發(fā)明創(chuàng)造和認識能力的提高，使之較容易找到最佳的解； ( 3 ) 可與其他學(xué)科的概念、方法和認識相協(xié)調(diào)； ( 4 ) 所獲得的解并不是特異的，應(yīng)較易轉(zhuǎn)用于其他技術(shù)產(chǎn)品的設(shè)計。 還需說明的是，設(shè)計方法學(xué)不主張單憑直覺和經(jīng)驗來設(shè)計而應(yīng)按設(shè)計規(guī)律 制訂的進程、方法和步驟進行設(shè)計。但這并不意味著忽略設(shè)計人員直覺和經(jīng)驗的 作用，即不應(yīng)該限制他們的聰明才智，相反應(yīng)使其得以充分的發(fā)揮。 設(shè)計方法學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科，也只有在實踐中才能真正顯示出它的 生命力和發(fā)展前景。 2 2 3 設(shè)計方法學(xué)的理論基礎(chǔ) 設(shè)計方法學(xué)是- - i 綜合性學(xué)科。系統(tǒng)工程是它的重要理論基礎(chǔ)，它把產(chǎn)品設(shè) 計及設(shè)計過程都當(dāng)作一個復(fù)雜的系統(tǒng)來進行分析和綜合。 所謂系統(tǒng)工程，它是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，采取定量的，或定性與定量相結(jié)合 的方法，從經(jīng)濟、技未和社會的角度來對個大系統(tǒng)作優(yōu)化分析和評價。運用系 統(tǒng)工程觀點，把產(chǎn)品設(shè)計理解為一項系統(tǒng)工程，進行分析、綜合、評價和決策。 這是設(shè)計方法學(xué)的一個主要的理論依據(jù)。 設(shè)計方法學(xué)的自然科學(xué)理論基礎(chǔ)，包括數(shù)學(xué)、力學(xué)、機械原理、機械設(shè)計、 優(yōu)化計算方法等，還需引入一些新的設(shè)計理論，如信息論、模糊論、相似論等。 設(shè)計方法學(xué)的社會科學(xué)理論基礎(chǔ)是工業(yè)經(jīng)濟學(xué)、價值工程學(xué)、決策理論、人機工 程等。由于產(chǎn)品設(shè)計是一項復(fù)雜