產品設計

一、親密性

所謂親密性就是把所有相關的東西放在一起，如果把多個具有相關性的東西放在一起，便可以得到更加全面實用的一件產品，甚至產生意想不到的效果。

二、對齊

設計中的所有元素都不應該是隨意放置的，它們的存在和位置都應該是有理由的有原因的。每個元素都應該與整體和單個元素之間具有某種聯繫，這樣就能形成一種和諧的美觀的視覺感受。

三、對比

對比的核心目的就是要形成主次關係，什麼是要優先傳遞的信息，什麼是次要的輔助的信息。

四、重複

重複是設計中一個非常重要的元素，它們能讓整個設計看起來更具有一致性，從而形成統一的設計表現形式。

產品設計反映着一個時代的經濟、技術和文化。

由於產品設計階段要全面確定整個產品策略、外觀、結構、功能，從而確定整個生產系統的佈局，因而，產品設計的意義重大，具有“牽一髮而動全局”的重要意義。如果一個產品的設計缺乏生產觀點，那麼生產時就將耗費大量費用來調整和更換設備、物料和勞動力。相反，好的產品設計，不僅體現功能上的優越性，而且便於製造，生產成本低，從而使產品的綜合競爭力得以增強。許多在市場競爭中佔優勢的企業都十分注意產品設計的細節，以便設計出造價低而又具有獨特功能的產品。許多發達國家的公司都把設計看作熱門的戰略工具，認為好的設計是贏得顧客的關鍵。

基本要求

一項成功的設計，應滿足多方面的要求。這些要求，有社會發展方面的，有產品功能、質量、效益方面的，也有使用要求或製造工藝要求。一些人認為，產品要實用，因此，設計產品首先是功能，其次才是形狀；而另一些人認為，設計應是豐富多彩的、異想天開的和使人感到有趣的。設計人員要綜合地考慮這些方面的要求。下面詳細講述這些方面的具體要求：

社會發展要求

設計和試製新產品，必須以滿足社會需要為前提。這裏的社會需要，不僅是眼前的社會需要，而且要看到較長時期的發展需要。為了滿足社會發展的需要，開發先進的產品，加速技術進步是關鍵。為此，必須加強對國內外技術發展的調查研究，儘可能吸收世界先進技術。有計劃、有選擇、有重點地引進世界先進技術和產品，有利於贏得時間，儘快填補技術空白，培養人才和取得經濟效益。

經濟效益要求

設計和試製新產品的主要目的之一，是為了滿足市場不斷變化的需求，以獲得更好的經濟效益。好的設計可以解決顧客所關心的各種問題，如產品功能如何、手感如何、是否容易裝配、能否重複利用、產品質量如何等；同時，好的設計可以節約能源和原材料、提高勞動生產率、降低成本等。所以，在設計產品結構時，一方面要考慮產品的功能、質量；另一方面要顧及原料和製造成本的經濟性；同時，還要考慮產品是否具有投入批量生產的可能性。

使用要求

新產品要為社會所承認，並能取得經濟效益，就必須從市場和用户需要出發，充分滿足使用要求。這是對產品設計的起碼要求。使用的要求主要包括以下幾方面的內容：

使用的安全性。設計產品時，必須對使用過程的種種不安全因素，採取有利措施，加以防止和防護。同時，設計還要考慮產品的人機工程性能，易於改善使用條件；

使用的可靠性。可靠性是指產品在規定的時間內和預定的使用條件下正常工作的概率。可靠性與安全性相關聯。可靠性差的產品，會給用户帶來不便，甚至造成使用危險，使企業信譽受到損失；

易於使用。對於民用產品（如家電等），產品易於使用十分重要；

美觀的外形和良好的包裝。產品設計還要考慮和產品有關的美學問題，產品外形和使用環境、用户特點等的關係。在可能的條件下，應設計出用户喜愛的產品，提高產品的欣賞價值。

製造工藝要求

生產工藝對產品設計的最基本要求，就是產品結構應符合工藝原則。也就是在規定的產量規模條件下，能採用經濟的加工方法，製造出合乎質量要求的產品。這就要求所設計的產品結構能夠最大限度地降低產品製造的勞動量，減輕產品的重量，減少材料消耗，縮短生產週期和製造成本。

技術任務書是產品在初步設計階段內，由設計部門向上級對計劃任務書提出體現產品合理設計方案的改進性和推薦性意見的文件。經上級批准後，作為產品技術設計的依據。其目的在於正確地確定產品最佳總體設計方案、主要技術性能參數、工作原理、系統和主體結構，並由設計員負責編寫（其中標準化綜合要求會同標準化人員共同擬訂），其編號內容和程序作如下規定：

1.設計依據（根據具體情況可以包括一個或數個內容）：

⑴部、省安排的重點任務：説明安排的內容及文件號；

⑵國內外技術情報：在產品的性能和使用性方面趕超國內外先進水平或產品品種方面填補國內“空白”；

⑶市場經濟情報：在產品的形態、型式（新穎性）等方面滿足用户要求，適應市場需要，具有競爭能力；

⑷企業產品開發長遠規劃和年度技術組織措施計劃，詳述規劃的有關內容，並説明進行設計時機上的必要性。

2.產品用途及使用範圍。

3.對計劃任務書提出有關修改和改進意見。

4.基本參數及主要技術性能指標。

5.總體佈局及主要部件結構敍述：用簡略畫法勾出產品基本外形，輪廊尺寸及主要部件的佈局位置，並敍述主要部件的結構。

6.產品工作原理及系統：用簡略畫法勾出產品的原理圖、系統圖，並加以説明。

7.國內外同類產品的水平分析比較：列出國內外同類型產品主要技術性能、規格、結構、特徵一覽表，並作詳細的比較説明；

8.標準化綜合要求：

⑴應符合產品系列標準和其它現行技術標準情況，列出應貫徹標準的目標與範圍，提出貫徹標準的技術組織措施；

⑵新產品預期達到的標準化係數：列出推薦採用的標準件，通用件清單，提出一定範圍內的標準件，通用件係數指標；

⑶對材料和元器件的標準化要求：列出推薦選用標準材料及外購元器件清單，提出一定範圍內的材料標準化係數和外購件係數標準；

⑷與國內外同類產品標準化水平對比，提出新產品標準化要求；

⑸預測標準化經濟效果：分析採用標準件、通用件、外購件及貫徹材料標準和選用標準材料後預測的經濟效果。

9.關鍵技術解決辦法及關鍵元器件，特殊材料資源分析；

10.對新產品設計方案進行分析比較，運用價值工程，着重研究確定產品的合理性能（包括消除剩餘功能）及通過不同結構原理和系統的比較分析，從中選出最佳方案；

11.組織有關方面對新產品設計的方案進行（A評價），共同商定設計或改進的方案是否能滿足用户的要求和社會發展的需要。

12.敍述產品既滿足用户需要，又適應該企業發展要求的情況。

13.新產品設計試驗，試用週期和經費估算。

技術設計

技術設計的目的，是在已批准的技術任務書的基礎上，完成產品的主要計算和主要零部件的設計。

1.完成設計過程中必須的試驗研究（新原理結構、材料元件工藝的功能或模具試驗），並寫出試驗研究大綱和研究試驗報告。

2.作出產品設計計算書（如對運動、剛度、強度、振動、熱變形、電路、液氣路、能量轉換、能源效率等方面的計算、核算）；

3.畫出產品總體尺寸圖、產品主要零部件圖，並校準；

4.運用價值工程，對產品中造價高的、結構複雜的、體積笨重的、數量多的主要零部件的結構、材質精度等選擇方案進行成本與功能關係的分析，並編制技術經濟分析報告；

5.繪出各種系統原理圖（如傳動、電氣、液氣路、聯鎖保護等系統）；

6.提出特殊元件、外購件、材料清單；

7.對技術任務書的某些內容進行審查和修正；

8.對產品進行可靠性、可維修性分析。

工作圖設計的目的，是在技術設計的基礎上完成供試製（生產）及隨機出廠用的全部工作圖樣和設計文件。設計者必須嚴格遵守有關標準規程和指導性文件的規定，設計繪製各項產品工作圖。

1.繪製產品零件圖、部件裝配圖和總裝配圖。

⑴零件圖：圖樣格式、視圖、投影、比例、尺寸、公差、形位公差、表面粗糙度、表面處理、熱處理要求及技術條件等應符合標準；

⑵部件裝配圖：除保證圖樣規格外，包括裝配、焊接、加工、檢驗的必要數據和技術要求；

⑶總裝配圖：給出反映產品結構概況，組成部分的總圖，總裝加工和檢驗的技術要求，給出總體尺寸；

2.產品零件、標準件明細表，外購件、外協件目錄。

3.產品技術條件包括：

⑴技術要求

⑵試驗方法

⑶檢驗規則

⑷包裝標誌與儲運

4.編制試製鑑定大綱：

試製鑑定大綱是樣品及小批試製用必備技術文件。要求大綱具備：

⑴能考核和考驗樣品（或小批產品）技術性能的可靠性、安全性，規定各種測試性能的標準方法及產品試驗的要求和方法。

⑵能考核樣品在規定的極限情況下使用的可行性和可靠性；

⑶能提供分析產品核心功能指標的基本數據。

⑷批試鑑定大綱還必須提出工藝、工裝、設備、檢測手段等與生產要求、質量保證、成本、安全、環保等相適應的要求。

5.編寫文件目錄和圖樣目錄。

⑴文件目錄包括：圖樣目錄、明細表、通（借）用件、外購件、標準件彙總表、技術條件、使用説明書、合格證、裝箱單、其它。

⑵圖樣目錄：總裝配圖、原理圖和系統圖、部件裝配圖、零件圖、包裝物圖及包裝圖、安裝圖（只用於成套設備）；

6.包裝設計圖樣及文件（含內、外包裝及美術裝潢和貼布紙等）。

7.隨機出廠圖樣及文件。

8.產品廣告宣傳備樣及文件。

9.標準化審查報告：指產品工作圖設計全部完成，工作圖樣和設計文件經標準化審查後，由標準化部門編寫的文件，以便對新設計的產品在標準化、系列化、通用化方面作出總的評價，是產品鑑定的重要文件。標準化審查報告分樣品試製標準化審查報告和小批試製標準化審查報告。

項目的前期溝通

前期溝通是項目立項的前提和資料輸入來源，必須和客户就設計方向、設計內容、設計風格等進行深入地探討和溝通。俗話説：磨刀不誤砍柴工，只有前期細緻的工作才能保證日後項目的順利運行。

市場調查

市場調查是產品日後能與市場相融合的必不可少的一環，只有抱着從零開始的態度，認真地分析市場上成功與失敗的案例，才能取長補短，做出既有新的創意又迎合市場的設計來。

產品分析，產品定位，產品決策，產品策劃是產品實現產業化的核心。無法實現產業化的設計，純粹廢品。

概念設計

此階段工作的核心是創意，設計公司將前一階段調查所得的信息資料進行分析總結，提出具有創新性的解決方案。提出概念，創意和設想，進行工作者環境，效率以及使用界面方面的調查，從而進一步完善改進創意

外觀設計

設計公司對其創意的可行性加以論證，並通過優化，協調該產品在外觀、顏色、細節、特性以及功能等方面的複雜關係，從而使該創意更具可操作性。然後完成外觀模型以及概念設計原型的製作，最後運用三維輔助設計完成具體的設計工作，製做出樣品

結構設計就是通過3D軟件設計好產品的內部結構，並確定零件的材質、表面狀態、結構強度以及模具優化等等工作，並確定生產中所需的規格和技術，測算材料和製造成本，配合好相關供應商進行下一步的生產工作。

電路設計

電子電路設計通常面對的是電路系統沒有標準化的比較簡單的電器設計，這類產品一般的用量不會特別大，但是如果能把電子電路設計做好做完善，那麼對產品的實用性和產品價值方面就有了很大程度的提升了。

軟件設計

軟件設計主要指的是人機交互界面和產品控制軟件。而通常不包括增值類的軟件，例如：工具軟件，遊戲等等。軟件設計在產品中的價值我們只需要對照NOKIA和APPLE的產品就能明顯的感覺出來，NOKIA的產品偏實用，而APPLE的產品有着無與倫比的娛樂性和人機交互體驗，而這些都跟龐大的軟件設計團隊有着直接的關係。

試產跟蹤

跟產的目的是在結構件的第一次試裝配中能更快速、更全面的發現並解決出現的問題，從而加快整個項目運行的速度，確定產品加工工藝。

無論做什麼樣的工作，總結和分析永遠是有效而必須的。工業設計的反饋可以通過客户的銷售部門和售後部門來獲取，也可以通過小範圍的市場調查來獲取，具體使用什麼樣的方法則取決於項目的重要性，以及當時具體的情況。

組合設計（又稱模塊化設計）是將產品統一功能的單元，設計成具有不同用途或不同性能的可以互換選用的模塊式組件，以便更好地滿足用户需要的一種設計方法。當前，模塊式組件已廣泛應用於各種產品設計中，並從製造相同類型的產品發展到製造不同類型的產品。組合設計的核心是要設計一系列的模塊式組件。為此，要從功能單元，即研究幾個模塊式組件應包含多少零件、組件和部件，以及在組合設計時每種模塊式組件需要多少等。

當今，在面臨競爭日益加劇、市場分割爭奪異常激烈的情況下，僅僅生產一種產品的企業是很難生存的。因此，大多數製造廠家都生產很多品種。這不僅對企業生產系統的適應能力提出新的要求，而且顯然要影響產品設計的技能。生產管理的任務之一，就是要尋求新的途徑，使企業的系列產品能以最低的成本設計並生產出來。而組合設計則是解決這個問題的有效方法之一。

計算機輔助設計是運用計算機的能力來完成產品和工序的設計。其主要職能是設計計算和製圖。設計計算是利用計算機進行機械設計等基於工程和科學規律的計算，以及在設計產品的內部結構時，為使某些性能參數或目標達到最優而應用優化技術所進行的計算。計算機製圖則是通過圖形處理系統來完成，在這一系統中，操作人員只需把所需圖形的形狀、尺寸和位置的命令輸入計算機，計算機就可以自動完成圖形設計。計算機輔助設計常用軟件：Alias、Rhino、Autocad、Pro/E、CATIA、Solidworks、UG NX、CAXA等。

面向可製造與可裝配的設計是在產品設計階段設計師與製造工程師進行協商探討，利用這種團隊工作，避免傳統的設計過程之中“我設計，你製造”的方式而引起的各種生產和裝配問題以及因此產生的額外費用的增加和最終產品交付使用的延誤。書籍參考由機械工業出版社出版《面向製造和裝配的產品設計指南》。

▲需求原則：產品的功能要求來自於需求。產品要滿足客觀的需求，這是一切設計最基本的出發點。不考慮客觀需要會造成產品的積壓和浪費。客觀需求是隨着時間、地點的不同而發生變化的，這種變化了的需求是設計升級換代產品的依據。客觀需求有顯需求和隱需求之分，顯需求的發展可導致產品的不斷改進、升級、更新、換代；隱需求的開發會導致創造發明，形成新穎的產品。

▲信息原則：設計過程中的信息主要有市場信息、科學技術信息、技術測試信息和加工工藝信息等。設計人員應全面、充分、正確和可靠地掌握與設計有關的各種信息。用這些信息來正確引導產品規劃、方案設計與詳細設計，並使設計不斷改進提高。

▲創新原則：設計人員的大膽創新，有利於衝破各種傳統觀念和慣例的束縛，創造發明出各種各樣原理獨特、結構新穎的機械產品。

▲系統原則：每個機械產品都可以看做一個待定的技術系統，設計產品就是用系統論的方法來求出功能結構系統，通過分析、綜合與評價決策，使產品達到綜合最優。

▲收斂原則：為了尋求一個嶄新的產品，在構思功能原理方案時，採用發散思維；為了得到一個新型產品，則必須綜合多種信息，實行收斂思維。在發散思維基礎上進行收斂思維，通常都會取得很好的效果。

▲優化原則：這屬於廣義優化，包括方案擇優、設計參數優化、總體方案優化。也就是高效、優質、經濟地完成設計任務。

▲繼承原則：將前人的成果，有批判地吸收，推陳出新，加以發揚，為我所用，這就是繼承原則。設計人員悟性地掌握繼承原則，可以事半功倍進行創新設計，可以集中主要精力去解決設計中的主要問題。

▲效益原則：設計中必須講求效益，既要考慮技術經濟效益，又要考慮社會效益。

▲時間原則：加快設計研製時間，以搶先佔領市場。同時，在設計時，要預測產品研製階段內同類產品可能發生的變化，保證設計的產品投入市場後不至於淪為過時貨。

▲定量原則：在方案評選、造型技術美學、產品技術性能、經濟效益等的評價，都儘量採用科學的定量方法。

▲簡化原則：在確保產品功能前提下，應力求設計出的產品簡化，以降低產品成本，並確保質量。在產品初步設計階段和改進設計階段，尤應突出運用這個基本原則。

▲審核原則：要實現高效、優質、經濟的設計，必須對每一項設計步驟的信息，隨時進行審核，確保每一步做到正確無誤，竭力提高產品設計質量。

感性工具設計要充分利用現代人機工學和美學的成果，科學地增加產品設計中感性因素。

(1)通過恰當的人與工具之間關係設計來體現產品的感性。如良好的工具把柄設計使對受壓不敏感的手掌和拇指與食指間的“虎口”處來承受力的衝擊，logo網指出，這樣可以避免因長時間使用工具而引起手指麻木與刺痛感，並減小了局部壓力強度;有些工具的握柄上做了指槽，這種固定了手指位置的指槽反而會影響操作的靈活性。“恰當”的人機工學設計不僅令人視覺舒適而且“手感好”。

(2)通過選擇合適的造型材料來增大產品的感性成份。在選擇材料製作產品與人直接接觸的部件時，不能僅以材料的強度、耐磨性等物理量來做評定，而且還應從所選材料與人情感關係的遠近作為尺度來評價。研究指出，與人類情感最密切的材料是生物材料(如棉、木等)，其次是自然材料(石、土、金屬、玻璃等)，然後才是非自然材料如塑料材料。一般來説，與人類越接近的東西，越令人感到親切，更多一份感性因素。

(3)通過研究現代人的審美方式來表現產品的感性。產品之美可以體現產品的使用過程中由合理的人機關係而產生的內在美和由外觀形態產生的外在美。人的審美觀是在不斷地變化的，產品的外在美更是如此。“造型優美”其豐富的內涵也包括了變化中的審美因素，比例與尺度、對比與均衡、韻律與節奏等美的規律都是人們在勞動中通過與產品視覺形象的和。諧化為審美因素。瞭解現代人不斷變化的審美觀有利於把握產品中的感性因素。

(4)通過對物的生命現象與形態關係的研究來探索產品感性產生的原因和表現的方法。物體的美感往往體現於該物體的形態是否富有生命力，物體形態的生命力實際上是物體本質的外泄形式。

產品設計是一個集藝術、文化、歷史、工程、材料、經濟等各學科知識的綜合產物。產品設計主要協調產品與人之間的關係，實現產品人機功能和人文美學品質的要求。包括人機工程、外觀造型設計等，並負責選擇技術種類，並協調產品內部各技術單元、產品與自然環境，產品技術與生產工藝間的關係。

從產業形態上來看，工業設計服務業可體現為內部設計服務部門、工業設計諮詢公司與工業設計師個人工作室三類。前兩者是設計行業發展到一定程度的成熟產物，而中國的大部分中小型設計公司都還只是停留在工作室的階段，有些行業已經出現了大範圍的低端競爭，這也使得設計行業的發展在一定程度上受到了限制。而反觀芬蘭，從森林機械到搞科技產品，工業設計都有着十分廣闊的領域，芬蘭企業使用工業設計的程度平均達到41%，在傳統產業到達80%，芬蘭所有的出口企業都有自主設計的產品。據芬蘭工商業聯合會發佈的《芬蘭人力資源市場現狀》報告估計，芬蘭從事工業設計的人口約為4.5萬人，而芬蘭人口一共約543.5萬，也就是説設計人員約佔芬蘭總人口的0.828%。

中國的產品設計總體水平與發達國家還差距甚遠，企業的重視程度不足，公眾的認識也存在偏差。作為“世界工廠”的中國，自主設計和品牌能力依舊薄弱，缺乏相應的資金投入和產業扶持政策。

典型的產品設計過程包含四個階段：概念開發和產品規劃階段、詳細設計階段、小規模生產階段、增量生產階段。

概念開發和產品規劃

在概念開發與產品規劃階段，將有關市場機會、競爭力、技術可行性、生產需求的信息綜合起來，確定新產品的框架。

這包括新產品的概念設計、目標市場、期望性能的水平、投資需求與財務影響。在決定某一新產品是否開發之前，企業還可以用小規模實驗對概念、觀點進行驗證。實驗可包括樣品製作和徵求潛在顧客意見。

詳細設計階段

詳細設計階段，一旦方案通過，新產品項目便轉入詳細設計階段。該階段基本活動是產品原型的設計與構造以及商業生產中的使用的工具與設備的開發。

詳細產品工程的核心是“設計--建立--測試”循環。所需的產品與過程都要在概念上定義，而且體現於產品原型中（利用超媒體技術可在計算機中或以物質實體形式存在），接着應進行對產品的模擬使用測試。如果原形不能體現期望性能特徵，工程師則應尋求設計改進以彌補這一差異，重複進行“設計--建立--測試”循環。詳細產品工程階段結束以產品的最終設計達到規定的技術要求並簽字認可作為標誌。

小規模生產的階段

小規模生產的階段，在該階段中，在生產設備上加工與測試的單個零件已裝配在一起，並作為一個系統在工廠內接受測試。在小規模生產中，應生產一定數量的產品，也應當測試新的或改進的生產過程應付商業生產的能力。正是在產品開發過程中的這一時刻，整個系統（設計、詳細設計、工具與設備、零部件、裝配順序、生產監理、操作工、技術員）組合在一起。

增量生產

小規模生產的階段。在增量生產中，開始是一個相對較低的數量水平上進行生產；當組織對自己（和供應商）連續生產能力及市場銷售產品的能力的信心增強時，產量開始增加。