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产品工程设计范文1
Abstract: Product design and development quality is the core competitiveness of enterprises. Product design determines the innate quality, and design determines the cost of products. Product design and development phase is the best prevention stage of the process operations, therefore, companies should pay special attention to design and development phase, using the best design programs to produce customer and business double satisfactory product.
关键词:设计与开发;先天质量;预防措施;最佳设计方案
Key words:design and development;innate quality;preventive measures;the best design program
中图分类号:F274文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)23-0054-01
0引言
产品的工艺设计与开发在整个设备生产运营过程中起着十分重要的作用。
首先弄清设计开发的概念。设计和开发概念是:将顾客、法规等要求转换为规定的产品图样及质量特性和产品实现过程规范的一组过程。这里包括将产品的要求转换为设计要求,并确定实现设计要求的原理方案、结构方案、参数及容差的过程,即全部产品设计过程。
在整个产品生产运营周期中,设计和开发的影响是及其深远的,不仅会影响设计阶段本身的结果,而且会对后续的加工、装配、使用、销售和服务带来巨大的影响,企业在贯彻ISO9000标准中,特别是在贯彻ISO9001标准时,在整个质量体系要求的20个要素中,要算“设计控制“这个要素的工作量最大,几乎要占贯彻ISO9001标准的20%以上。从中,也不难知道设计控制在质量管理中的地位和重要性。设计和开发的作用如下。
1企业经营的核心
产品的设计和开发水平的高低,直接关系着企业的发展前途和命运。生产的设备所呈现的技术水平、质量水平、生产效率及利润,首先取决于产品设计阶段。特别是对于工程项目来说,其成败关键在于设计阶段。由此可见,设计在企业发展中有着举足轻重的地位。产品设计质量的好坏,直接关系到产品的市场竞争力。
2产品设计质量决定了产品“先天质量”
产品生产运营过程包括:设计、开发、生产、安装和服务。设计和开发在产品质量形成过程中,处于最初阶段。最终产品质量的优劣、能否满足顾客需求首先取决于设计和开发的质量。产品的设计和开发包括市场调研、研究和开发、设计、制定规范、试验验证、审核确认等环节,是实现产品更新换代,提高产品质量水平的前提。究其对产品质量的影响,按美国著名的质量管理专家朱兰的理论,约有80%左右的质量问题是可以在设计阶段发现并予以消除。产品质量(包括内在质量和外观质量)“先天不足”必然导致“后患无穷”,不仅会影响到产品本身质量,还会直接影响到生产管理秩序和企业的经济效益。因此,设计和开发过程中的质量管理,应是质量管理的起点,是质量管理体系在产品实现过程中的首要一环。对设计开发阶段严格加以控制,把质量问题的隐患尽可能在设计阶段就加以排除,确实是解决产品先天不足的上上策,是产品顺利生产、热销的关键,是企业”质量求效益”的有力保证,同时也是“预防为主,不断改进“的现代质量管理思想的体现。虽然在设计和开发过程中,通过周密策划、严格控制力求避免“先天不足”,但实际上,对于一些超出现有经验的产品,技术上难度大的产品,一时不能完全控制住的现象是相当多的。这就要求设计相关人员及时研究产品标准、规范与客户要求的差异,研究本企业与国内外同类产品的差异,及时修订标准及规范,以最大限度地满足客户的需求。
3产品设计开发决定产品的成本
据统计,产品成本的70%~80%取决于产品设计。对于工程项目和大量生产的产品来说,真可谓“设计一条线,落笔千万金”。设计所采用的原理方案简易与复杂;结构的合理性;标准化、通用化、系列化水平;容差的合理确定;能耗、材耗水平;材料价值及其利用率等都直接影响着产品成本。设计过程中,既不能一味的追求质量而不考虑成本,也不能只考虑节约成本而不考虑质量,这都是客户所不希望和接受的。这就要求设计人员不断研究质量水平与成本水平之间的关系,寻求最佳折衷方案,以满足质量要求的低成本满足客户的需求,达到双赢的效果。
4优良产品设计开发是最重要的预防措施
产品质量的好坏,设计开发是关键。在设计和开发过程中,发现质量缺陷越早越好,问题发现的越早付出的代价越小;问题发现的越晚付出的代价越大。
产品设计过程中的预防是最经济、最有效的预防。然而,要做好这种预防除了丰富的经验之外,尚需全面开展FMEA(失效模式及影响分析)活动。特别是采用新的原理、新结构、新材料、新工艺时,应经过充分的验证和试验,需要格外慎重,做到万无一失。
为了得到优良的产品设计,得到最优方案是关键。如何得到最佳设计方案呢?这就要求从以下几方面着手进行。首先要加强设计的评审工作。设计评审是设计控制过程的一部分,是设计控制的一个重要手段,是为了能及时发现和纠正设计中存在的缺陷与不足,设计评审是早期预防系统的一个重要组成部分。实践证明,现代产品发生的故障中,最严重的缺陷往往都产生于设计本身造成的先天不足。为了尽可能地把设计缺陷消除在设计过程之中,提高设计质量,必须运用设计评审这样一种有效的控制手段,以利于及早采取纠正和改进措施。设计评审可以在设计过程的任何阶段进行,在任何情况下该过程完成后都应进行。在设计的适当阶段,约有计划地对设计结果进行正式地评审,并形成文件。每次设计评审的参加者应包括与被评审的设计阶段有关的所有职能部门的代表,需要时也应包括其他专家。这些评审记录应予以保存。
总之,产品设计的作用是相当重要的,这里只简单的阐述了几个方面。实现满足客户要求的设计方案不是唯一的,如何获得最佳设计方案是关键。最佳设计方案要从技术经济角度综合考虑,以实现产品预期的技术经济指标。可以引用成熟的方法来优化各种参数和容差,发挥集体智慧、团队精神以及专家系统的建立来解决原理方案和结构方案设计问题。设计优化可以在满足产品质量要求的前提下,努力提高产品质量,降低产品成本,从而达到客户与企业双赢的最佳效果。
参考文献:
产品工程设计范文2
关键词：产品生命周期管理；工业设计流程；并行工程；手机设计
中图分类号：TB47 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2012）02-0-02
引言
随着计算机技术和创新管理的发展，以往串行的工业设计流程已远不能应对激烈的市场竞争，如何使工业设计在产品创新中发挥更大作用变得十分重要。二十世纪九十年代以来，产品并行工程设计和PLM等概念的提出为工业设计发展有重要意义。国内外专家认为PLM的发展促进工业设计信息化，但是，多数并行工程的研究应用在产品开发过程中，工业设计作为产品开发的一个独立环节，又参与整个开发过程，因此工业设计流程也随着PLM的发展而变化.有必要对基于PLM的工业设计各个环节的运行做深入研究。手机作为主要通讯工具，如何在PLM的背景下缩短产品生命周期、应对变幻莫测的市场变化十分必要。
一、产品生命周期管理对工业设计的影响
1.文献综述
2002年美国咨询公司CIMdata对PLM从三层含义来诠释其对促进信息化的重要性。即PLM是一种策略、一种理念和一系列软件[1]。国内学者曹阳提出了综合利用并行工程和工业设计使能技术，整合工业设计串行过程，重构工业设计并行过程的新思路。刘国豪[2]认为加强工业设计融入先进管理技术系统的深入研究，优化和重构工业设计流程，有利于充分发挥工业设计在产品集成开发中的作用。关于PLM对产品开发的影响，国内外学术界已经取得了一定的成果，但是单独把工业设计拿出来研究的还不多，不够深入。
2.产品生命周期管理的含义及定位
随着信息技术的发展，产品生命周期管理已经逐渐被企业接受并蓬勃发展。产品生命周期管理(PLM)是一种支持产品全生命周期信息的创建、管理和应用的技术。它强调对产品生命周期内跨越供应链的所有信息进行管理和利用。产品生命周期管理是一个发展很快、比较新的领域，对它的定义也有不同的理解。美国著名咨询公司CIMdata在2002年了一份PLM报告，对PLM进行定义：(1)PLM是一种商业战略，即与产品创新有关的信息技术总称；(2)PLM是一种理念，即对产品从创建到到使用，再到最终报废等全产品生命周期的数据信息进行管理的理念；(3)PLM是软件产品，这些软件不仅针对产品开发过程中的数据进行管理，同时也包括产品数据在生产、营销、采购、服务和维修等部门的应用。
3.并行工程的含义以及国内外发展状况
由于产品生命周期管理强调对全生命周期的管理，各个部门的对接变的十分重要，所以并行工程成为现代工业设计的发展方向。1988年美国国家防御分析研究所完整地提出了并行工程(CE―Concurrent Engineering)的概念，即“并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法。要求产品开发人员从一开始就考虑到产品全生命周期内各阶段的因素。并强调各部门的协同工作，最大限度地减少设计反复，缩短设计、生产准备和制造时间。
目前，并行工程已经在国外得到广泛应用，如飞机、计算机、机械以及电子类产品。相对国外，中国的并行工程发展较晚，20世纪90年代，并行工程引起政府和学术界的高度重视。我国在实施新一代CIMS工程时，863主题专家组织相关专家进行研究和技术开发，使我国在并行工程的理论研究、技术开发等方面赶上世界先进水平。
工业设计贯穿整个产品生命周期，无论是前期的用户调研和概念设计，还是新产品的造型等工业设计都发挥着重要的作用。工业设计并行工程不仅可以缩短产品生命周期的时间，而且可以最大限度的减少资源浪费。工业设计和产品生产的各个环节发生对接。
4.PLM对工业设计的影响
现代的工业设计流程需要适应新管理和新技术的要求，因此工业设计是新产品开发的重要环节。这主要是有几个因素构成，先进的技术在发展；客户的需求在变化；产品生命周期在缩短，研究表明[3]，在过去50年间，产品生命周期已经缩短到原来得四分之一，新产品不再有五到十年的生命周期，甚至已经出现上市一代，储存一代，开发一代的趋势；还有就是来自国内外的激烈竞争。由于各个阶段和各部门的并行，使产品可能出现的错误尽早修正，避免在产品生命周期后期才发现不足，节省成本、人力等，使产品生命周期时间缩短。
工业设计的信息化离不开PLM的发展。设计师团队将通过PLM系统交换和共享产品数据和思路，协同完成设计工作。产品生命周期管理(PLM)、产品数据管理(PDM)、产品主模型(PMM)的共同作用使产品生命周期的时间缩短。所有用户可以通过PMM软件完成他们的技术任务。PMM贯穿整个产品生命周期，产品生产的所有数据都包含其中。产品主模型的功能可用于用户研究、概念设计、产品设计、工艺设计、产品制作、市场分析、环境分析、使用分析等等。工业设计师、工程设计师、软件工程师、广告设计师等能够在异域空间端对端地共享产品主模型技术。不同部门的工作人员并行，通过对数据信息的管理尽早发现、修改错误，达到缩短产品生命周期的目的，同样有益企业对成本的控制。
二、现代工业设计流程
1.传统的工业设计串行过程
串行工程是把整个产品开发全过程细分成很多步骤，每个部门和个人都只做其中的一部分工作，而且是相对独立进行的，工作做完以后把结果交给下一个部门。即从需求分析、产品结构设计、工艺设计一直到加工制造和装配是―步步在各部门之间顺序进行。传统的工业设计串行过程把用户调研、概念设计、模型设计、工艺制作、生产制造、产品上市分为先后顺序(如图1)，各个环节几乎没有对接。工业设计的串行过程以远不能适应当今的市场。罗伯特.库伯认为速度产生竞争优势和较高的盈利能力，而且速度意味着较小的意外。串行的工业设计会造成材力、财力和人力的浪费。造成用户调研和设计环节的脱节。
图1 传统的工业设计串行过程
2.PLM背景下的工业设计
工业设计从用户调研到产品上市，可以分为六个环节。用户调研应贯穿整个产品生命周期，各阶段表现其不同的特征，制定出需求分析报告，由PDM软件整理出的数据共享到虚拟的产品主模型中，通过PDM提供的数据和其它部门进行并行，缩短产品生命周期的时间，提高效益。概念设计要和用户设计沟通，根据用户调研的结果和数据进行概念设计，包括新产品的可行性、使用环境、材质、控制成本等，在产品主模型中可以和各部门交流，制定可行性分析报告，尽早发现问题，进行质量监管，缩短产品生命周期的时间。3D建模阶段需要使用专业的工业设计软件，如3DMAX、PRO/E、RHINO、ALIAS、CAD等。制定3D模型评估报告和结构设计进度计划表。同时，工业设计软件需要和PLM、PDM、PMM协同工作。详细设计，3D建模之后由设计评审反馈给建模，建模要与结构设计评审和硬件设计评审及时沟通，考虑操作性和审美因素等，制定结构设计评审记录和硬件设计评审记录。通过对3D模型和结构设计的修改以及硬件设计、软件设计的沟通实施模型设计。模型设计需要通过结构设计的评审和模具制作验证，对其进行修改，制定结构设计内部和外部的记录以及模具制作进度表。生产制造受质量监管和成本控制，上市后的销售直接反馈给生产制造。整个工业设计流程与结构设计、硬件设计、软件设计并行，并以PLM、PDM、PMM为基础，使工业设计每个环节与其它团队尽可能并行且以数据为依据、文档记录，及时对其数据和信息管理，提高产品质量，缩短产品生命周期时间，增加市场竞争力(如图2)。
图2 PLM背景下的工业设计流程图
三、PLM背景下的手机设计开发研究
随着信息技术、计算机技术、网络技术的发展，手机的发展趋势表现为产品生命周期缩短、更新换代速度换代速度加快、顾客需求多样化、个性化。以前由于技术受限制，串行的手机设计延长了生命周期的时间，现代的手机设计流程可分为两种：第一种是ID，即工业设计；第二种是MD(结构设计)，第一种更有利于企业和设计公司抢占市场。由于以往工业设计和结构设计之间存在矛盾，造成开发时间变长，成本随之增加。
手机设计由多个部门和人员构成，并且有相关技术做支持，包括产品生命周期管理(PLM)、产品数据管理(PDM)、产品主模型(PMM)，手机设计制造流程大致可分为工业设计、结构设计、硬件设计、软件设计、项目管理、资源开发部、质量监管。工业设计中的几部分(市场调研、概念设计、模型设计、工艺设计、试产准备、产品上市)与结构设计、硬件设计、软件设计并行。项目管理、资源开发部和质量监管要贯穿整个设计过程。项目管理的任务是管理项目的进度和协调各部门的关系，资源开发部发掘新材料，保证材料充足，手机开发流程必须是一个质量保证的过程。尽可能的使各部门之间的并行来达到最大限度缩短产品生命周期的时间。
结语
随着传统的工业设计串行过程模式自身弊端的暴露和信息技术、计算机技术、网络技术的发展，基于PLM背景下的并行工程等先进技术和理念必然会代替之前的串行工业设计流程。PLM影响下的工业设计流程已经不仅需要和设计团队对接，更要适应市场的需求；再者，PLM不仅是一种技术，也是一种理念，对它的深入研究有利于从根本上发挥工业设计在产品创新中的地位。基于PLM的工业设计流程研究有利于缩短产品生命周期的时间，实现工业设计流程中的各部门对接，以此来提高市场竞争力。
参考文献：
[1]贾红雨,张力,杨兰.产品生命周期管理系统效益评价系统研究[J].现代制造工程,2009(03):136-140.
[2]刘国豪.基于并行工程的工业设计流程构建[J].装饰,2010,206(06):82-83.
[3]罗伯特.G.库伯.新产品开发流程管理:以市场为驱动[M].北京:电子工业出版社,2010:7-8.
作者简介：刘国豪（1967-），男，河南信阳人，教授，从事设计管理和设计文化方向研究。
产品工程设计范文3
关键词：工业工程 产品设计 总体实训
工业工程是目前世界上被大家认可的可以有效地提高生产效率和经济效益的把生产技术与科学管理有效地结合起来的一门相对边缘的学科。它涵盖了管理工程、制造工程和系统工程的相关内容。伴随着世界现代工业的飞速发展，工业工程专业的课程体系也得到了不断的完善，所含内容逐渐丰富。但随着学科的不断扩充，教学内容越来越广泛，工业工程专业高速发展带来的弊端也日益凸显，尤其突出的就是实践环节薄弱，实际经验不足。这些弊端不能仅从高校单方面的角度来解决，而应该联合企业共同探求实际可行的方案。
1 工业工程专业培养目标
工业工程专业以制造业为对象、制造业信息化为背景，培养具备综合应用现代制造工程、现代管理理论、信息技术应用和系统工程方法的知识、素质和能力，培养适应现代企业对生产管理和信息化建设需求，富有责任心、主动性和创造力的，知识面宽、适应能力和沟通能力强，具有解决制造领域复杂问题能力的、既懂技术又会管理的高层次复合型人才。工业工程专业的学生首先应具有较扎实的自然科学基础，以及较好的人文、艺术和社会科学基础，而在素质和技能方面，应具备基本的工程素质，能够看懂工程图纸，并运用机械工程的基本理论和方法解决简单产品的设计、工艺问题。另外，还应掌握包含在工业工程学科里面必需的系统工程、制造工程和管理工程等学科的基础理论和基本技能。在具体实施企业方案时，应能够灵活应用工业工程专业的基本理论和方法，解决企业在生产、物流和仓储管理的实际问题。
2 《产品结构设计》的课程设置规划
本课程作为工业工程专业的一门实践性强的专业核心课程，其主要任务是学习产品功能的设定、常用材料的种类和特性以及加工工艺、产品结构设计的原则以及与产品造型有关的通用结构设计知识，使学生掌握与产品设计相关的基本知识，具有产品结构设计的基本技能，能够完成简单产品设计中从功能定义到材料选择以及最终的结构设计。
2.1 本课程的知识模块包括：①产品材料与表面处理工艺常识；②塑料件结构设计的基本原则；③钣金类产品结构设计基本原则；④模具基础知识；⑤产品结构布局设计；⑥产品典型结构。其目的是使学生掌握结构设计的基础知识，培养学生的三维空间想象能力，在实际应用中培养学生的新产品开发以及应用计算机绘图的能力。
2.2 课程的重点内容包括：①常用塑胶材料基本知识；②常用金属材料基本知识；③常用表面处理知识；④产品结构设计总原则；⑤产品结构关系分析与结构绘图的基本要求。
3 《产品结构设计》课程的教学思路
3.1 选用教材。目前还没有适合工业工程专业使用的《产品结构设计》教材，所以国内普遍做法是选用产品结构设计方面教材，暂定的教材是黎恢来编写的《产品结构设计实例教程》。该教材将作者十几年的产品结构设计经验总结而成，系统、精细、全面地介绍了产品结构设计知识及设计全过程，明确了产品结构设计的概念和岗位职责，并通过讲解一款电子产品的全套产品结构设计的整个过程，帮助学生融会贯通，更加高效地学习和掌握实用技巧。
3.2 教学内容。依据工业工程专业的整体人才培养方案和教学大纲的具体要求，将《产品结构设计》分为六大模块，每个模块里面包括若干的章节，各章节之间既自成体系，又互相有衔接，条理清晰，通俗易懂。①“产品材料与表面处理工艺常识”模块，主要介绍注塑工艺理论、常用塑胶材料和金属材料基本知识，以及注塑件、钣金件表面处理方法。塑胶的定义及分类方面，介绍ABS、PS、PP、PVC等的应用范围、注塑模工艺条件和化学和物理特性，重点是使学生了解注塑件的常见问题分析及解决，比如缩水、飞边、熔接痕、顶白、塑胶变形等。金属材料方面，介绍一些金属的特性和应用范围，比如不锈钢、铝、铜、镍和锌合金。常用表面处理知识方面，主要涉及塑料二次加工的基本知识，学生需要了解丝印、移印、烫印、超声波焊接、喷涂、电镀和模内覆膜等表面处理工艺。②“塑料件结构设计规范”模块，重点介绍塑料件在设计和修改阶段需掌握的通用设计规范，比如塑料件的料厚、脱模斜度、圆角设计，能够分析塑料件的加强筋、孔、支撑面的使用范围。在细节部分，应了解塑料件文字、图案、螺纹和嵌件设计。③“钣金件结构设计规范”模块，介绍钣金类产品设计的工艺要求，包括冲裁、折弯、拉伸、成形工艺，并且让学生了解压铸类产品结构设计的工艺要求。在此模块的教学中，应引入企业实际产品案例进行讲解，以便于学生更好地掌握钣金件的设计规范。④“塑料模和钣金模基础知识”模块，介绍塑料模和钣金模的基本类型及典型结构，包括模具概述，模具的分类、注塑机介绍等，重点讲解的是注塑模结构里面的浇注系统、顶出系统、排气系统和行位与斜顶，以及二板模和三板模之间的区别和应用，以“实用、够用”为度，学生只需了解典型的模具结构，不需要进行后期的模具设计。⑤“产品结构布局设计”模块，主要介绍壳体形状结构、密封结构、卡扣结构、螺钉柱结构、螺纹连接结构和嵌件连接结构等知识，以及各个特征的定义、作用和设计原则，特别是特征在使用时的相互配合关系。拓展知识方面，要了解塑料零件自攻螺柱及通过孔设计规则，以及模具设计与产品结构设计之间的联系。⑥“典型产品结构”模块，重点介绍目前国内普遍使用的三大产品（电子产品、家电产品和电动产品）的典型结构设计知识。每类产品选取一款经典的已批量的产品作为蓝本，深入解剖结构知识在产品设计的运用。比如电子产品选手机为代表产品，讲解手机产品各零部件的结构、前壳与底壳的止口设计、LCD屏限位结构设计和电池固定结构设计，以及内藏摄像头结构设计。家电产品则以电吹风为例，学生要掌握电吹风的功能、材料、结构工艺性等，了解CAD软件在电吹风设计中的应用，能对产品塑料件进行结构分析。在此过程中，还要掌握项目管理方面的知识。
3.3 教学方法。在教学中，提倡基于工作过程为导向的项目化教学，理论教学与实践练习相结合，增加实践课时的比例，培养产品设计的实践能力。教师引导学生建立实用合理的知识结构，强化学生的自觉体验和掌握知识的迁移能力，淡化理论和实践的界限。在基础知识够用的前提下，采用任务驱动教学法、项目教学法，通过在具备多媒体教学设施的校内实训基地开展新产品和新工艺的开发工作，使学生体会具体产品的外观造型和结构设计过程，提高学生的综合应用能力和实际应用能力。
4 《产品结构设计》在工业工程专业总体实训的具体应用
在面向制造业的工业工程专业总体实训里，结合各校的实际情况，以典型产品的流水线装配设计为主体，总体实训内容分为五个阶段：前期的准备环节、产品设计与组装环节、生产线装配改善环节、三维系统模拟环节、总结交流环节。在这些实训中，可以实现“教-学-做”一体化的行动教学，让理论和实践紧密结合，从而使学生在知识和技能上达到双重提高；另一方面，可以锻炼学生的综合专业知识运用能力，提高团队协作能力，也有利于提升学生的实际动手能力，更好地让学生参与企业模拟项目，融入企业生产实践。在产品设计与组装环节，教师把学生分成六人左右的项目组，根据企业的某一个典型产品布置项目任务书。学生综合考量校内实训基地的实际条件和设备，运用产品结构设计的知识，共同完成项目。在此过程中，教师可以对新产品提出具体的要求，比如产品的结构尺寸不能过大，必须与生产线相匹配；结合人因工程学，运用动作分析和双手操作分析，在工艺上要符合车间的零部件装配顺序，有利于工序和工位的确定；新产品各零部件的装配要牢固可靠，可以满足多次拆卸而不容易损坏；产品的价格应合理，要用最少的成本做出符合客户要求的产品；考虑试验的可行性和零部件的可修改性。
参考文献：
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产品工程设计范文4
【关键词】生态设计；产品设计；产品生态设计
设计活动是为了创造更加美好的生活。然而，工程机械企业产品所引发的高消费、高能耗、高排放却违背了设计的根本目的。为了人类未来的生活可持续性，人们开始提倡保护自然资源、保护环境、绿化环境。在设计界，更加提倡人与自然、人与环境的和谐设计。美化环境、保护环境、节约能源成为设计中需要考虑的重要因素。有人称之为“循环再生”设计，表明设计不仅仅是为产品设计而设计，也要为人类和自然的和谐生存设计。所以，生态设计的理念由此应运而生。
1.生态设计涵义
生态设计也称之为生命周期设计，即利用生态学的思想，在产品生命周期内优先考虑产品的环境属性。除了考虑产品的性能、质量和成本外，还要考虑产品的回收和处理，同时也要考虑到产品的经济性、功能性和审美等因素。在以往的设计意识驱动下，人们一味追求更新、更好、更高级的产品，这种产品以刺激消费为动力，以市场需求为目标，追求给人类创造的财富和利润。在这种价值观念的驱使下，设计的产品往往能耗很高、污染严重、寿命很短，无视后续的产品生产及使用过程中的资源消耗以及对环境的影响。但是，随着人们环保意识的提高，人们逐渐认识到设计对环保所起的重要作用，与环境友好的生态设计成为关注的焦点，从重新发现简朴，节制复杂性，优先使用来源充分、易再生、对人类和环境无害的材料，设计寿命长的产品，在未来产品设计中真正意义上实现生态设计。
2.工程机械产品设计理念的演变历程
2.1传统工程机械产品设计理念
产品设计是一个将人的某种目的或需要转换为一个具体的物理形式或工具的过程。传统的工程机械产品设计理念，是以人为中心，以满足人的需求和解决问题为出发点，无视后续的产品生产及使用过程中资源和能源的消耗以及对环境的污染。传统的工程机械产品设计一般包括产品功能需求分析、产品规格定义、设计方案实施、参考产品评价4个阶段。主要考虑的因素有：市场消费需求、产品质量、成本、制造技术的可行性等，很少考虑节省能源、资源再生利用以及对生态环境的影响。
2.2工程机械产品绿色设计理念
为确保人类的生活质量和经济的可持续发展，自20世纪80年代以来，旨在保护环境的“绿色”行动在世界各国纷纷兴起。“绿色设计”、“绿色产品”、“绿色制造”等新概念、新理论、新方法层出不穷。工程机械产品绿色设计是指在工程机械产品的设计意识、设计定位及设计方法等问题上，将生态意识、环境因素融入到整个设计理念中，即在产品生命周期内，优先考虑产品的环境和资源属性，以减少对环境的污染和资源的耗费。
2.3工程机械产品生态设计理念
由于绿色设计的局限性，现代意义上的生态设计成为设计时尚。这种设计在产品生命周期内优先考虑产品的环境属性，除了考虑产品的性能、质量和成本外，还考虑产品的回收与处理，以及产品的经济性、功能性和审美等因素，从而设计出对环境友好又能满足人的需求的产品。在具体实施上就是将工程机械产品生产过程比拟为一个自然的生态系统，对系统的输入与产出进行综合平衡，而在这一平衡过程中需要进行整个寿命周期分析，即产品全生命周期分析，从而设计出安全可靠且具有耐久性的产品。
3.工程机械产品生态设计的方法
3.1注重产品的性能。在产品满足设计功能的前提下，在制造、使用过程中材料、能源消耗得越少越好，对环境影响越小越好。对环境的影响包括：对空气的影响、水的消耗量和对水的污染、对土壤的影响、制造和使用时的发热和能量的消耗、废物再生可能性、使用寿命等等。这就是说除了高性能质量外，生态产品还要求产品的生态质量，产品制造过程中的生态制造以及回收处理的生态化。对我国工程机械来说，主要时要求产品排放低、能耗小。
3.2选择对环境友好的材料。以来源充分自然生长的、对人体无害的、节省能源的材料来满足产品功能的需要，以最少的用料实现最佳的效果。TBM PS/2E微机的零部件百分之百可以回收重新利用，被称为绿色PC机。1994年德国公司Foron设计了无氟冰箱，它采用简单碳氢化合物丙烷、丁烷作为制冷剂，首先使压缩机把它液化，然后让它汽化吸热，这种冰箱减少了70%的能耗，达到了既对环境无害又节约能源的双重功效。
4.我国工程机械企业如何开展产品生态设计
4.1将产品生态设计纳入到国家发展、企业战略管理层次中。产品的生态设计涉及全世界的生态环境，最关键的是得到国家、企业领导的认可和支持。只有将产品生态设计纳入国家发展、企业战略管理层次中，才能真正提高产品环境绩效。主要原因是致力于长期的生态产品设计战略可以较早地发现未来可能出现的环境机会和威胁，还可以提高企业的环境绩效和企业竞争力。
4.2注重企业内部合作。产品生态设计是一个系统工程。产品设计部门是生态设计的关键，但采购部门选购材料，生产部门生产产品，营销部门最终销售产品，这些部门都对产品的环境绩效起着不同的作用。目前，我国工程机械企业和其他行业企业应该重视生态设计中各个部门之间的合作，如研发部门提出的设计方案需要得到企业内部其他各个部门的认可并提出意见。只有这样，才能保证生态设计的成功实施并切实有利于提高企业产品的环境绩效，提升企业的绿色形象和国际竞争力。
产品工程设计范文5
关键词：工程机械；产品形态；设计
1.工程机械产品形态分析
1.1 材质分析
在对工程机械产品形态设计之前进行材质分析是十分重要的一步，因为只有充分了解材质的特性，才能选择合适形态将材质的性能完全表现出来，同时在另外一个方面如果利用比较良好的材质就可以在很大程度上使工程机械产品设计以最简约的方式充满艺术性。
1.2 工程机械产品功能分析
只有完全了解产品的功能才能有根据地对产品进行设计，才能从根本上选择与产品功能相适应的形态，才能保证设计出来的形态不脱离产品功能而存在。
1.3 线形与色彩分析
工程机械产品的形态设计中的色彩设计不仅仅要满足使用者的审美要求，美观大方，同时还要与工程机械产品的使用环境相协调，只有这样才能在最大程度上发挥工程机械产品的功能与使用效果，甚至还有可能给使用者带来超值感受。同时在产品形态设计中还要分析机械产品的线条特征，尽量在线条设计时做到静中有动、直中有曲的形式美。
2.工程机械产品形态设计原则
合理的工程机械产品形态设计应该是在保证产品基本使用功能的基础之上，使其制造成本最低，因此工程机械产品的形态设计必须要遵循一定的原则。首先工程机械产品的形态设计必须要严格符合国家的产业发展政策和有关法令法规。
人性化设计原则，工程机械产品是一个与使用者、使用环境息息相关的产品，在实际的使用中，产品所发挥的功能、带给使用者的心理体验会直接影响用户对其设计的评价，因此产品形态设计中应该以用户为中心，确保设计出的工程机械产品完全符合“以人为本”的设计原则。
3.工程机械产品的形态设计方法分析
3.1 计算机辅助形态设计技术
3.1.1形态造型特征设计技术
形态造型特征设计技术是一种高层次的辅助设计方法，它将不同类型的形态实现方法、构成方法以及造型风格表现方式进行有效调整，结合专业化描述词汇给设计师提供专业的造型工具。同时进一步促进计算机辅助设计技术更好的应用于形态设计方面。
3.1.2草图设计技术
草图设计技术是为了满足工业设计师手绘习惯发展的一种造型技术。它缩小了传统CAD系统与工业设计之间的差距，草图设计技术的重心主要体现在两方面：（1）人机交互技术，在设计系统的过程中进行有效的模拟设计手绘。（2）草图重建技术。目前，在国内外已经出现了基于草图的CAD系统。通常情况下，草图设计技术是建立在CAD造型平台的几何模型上，给设计师提供了网格的草图板，设计师可以根据其中的比例关系来勾画各种造型曲线，同时在自定义选项获取特征线和平面形。
3.1.3自由曲面设计技术
现代产品形态设计的风格逐渐趋向简洁与人性化，自由曲面造型得到广泛的应用，计算机辅助形态设计也开始注重它的发展。目前自由曲面设计技术是LAID的重点研究之一，它主要采用的是曲面特征设计（SurfaceFeatureDesign），在曲面特征设计中包括基本表面、移动特征和串通图形。
3.1.4线型设计技术
所谓线型设计技术就是要遵循在工业设计中的美学原则，按照一定线型组织方式来组织线型，从整体上来协调各部的效果，确保整体造型的美观。线型的设计在选取线型和布置上对造型有很大的影响，线型的设计在产品造型设计中具有重要的作用，是不可缺少的重要组成部分之一。
3.2 工程机械产品形态设计法则
3.2.1人机工程法则
人机工程学的范围与很多理论学科都有重要的联系，他的领域很大，很多企业非常重视这门学科，在市场信息的发展过程中，如果产品比较容易好进行运转，所以他的地位非常重要。因此可以说这门科学是许多公司的重要理论依据，以此为方向，提高自身的企业内部产品的质量和企业的整体的舆论和评价。在工业的市场发展中，两者的相互作用是最主要的原因，这样可以提高产品质量和工作能力，实现高效的运行。
3.2.2形式美法则
在整个的人类社会前进过程中，有一个人们所共同认可的理念：尽管每一个时代的背景不一样，文化理念不一样，对美的概念也有不同的认识。不过这个审美原则是一直没有变化的，保持固定的。我们可以借鉴这个原则应用于机械的审美设计。有位名人说过，有生命的物体通过相互竞争从而实现层次，主要原因是整体的大趋势是保持原则的，所以说整个规划不会出现大的变化，成为标准。
3.2.3工程机械产品形态设计中的视错觉的应用
由于人眼的特殊结构，再加上人在观察事物时总是受到形、光、色的相互干扰以及周围环境因素的制约，因此就产生了视错觉。在设计中，无论是平面还是立体，经常遇到视错觉现象，因此视错成了设计中一个注目的问题，有意识地利用这些视错觉，往往能取得意想不到的效果，其中在工程机械产品的形态设计中常应用到的有分割错觉、大小错觉、凸凹错觉、光渗错觉等。
3.2.4工程机械产品的色彩设计
色彩作为视觉审美的核心，深刻地影响着人们的视觉感受和情绪状态。人类对色彩的感觉最强烈、最直接，印象也最深刻。产品的色彩来自于色彩对人的视觉感受和生理刺激，以及由此而产生的丰富的经验联想和生理联想，从而产生复杂的心理反映。在工程机械产品的色彩设计中要考虑到功能和安全因素、企业文化和理念因素、产品形象要素、环境色彩因素等的影响。
4.结束语
值得注意的是，工程机械产品的形态设计要设计法则，在满足功能要求、设计美学、人机工程学等前提下，运用现代的观念去改造和提炼，将它们有机结合起来，创造出形态美观，功能良好，具有特色和差异化的产品。
参考文献：
产品工程设计范文6
关键词：产品设计、易用性、合理性、以人为本、高效
中图分类号：J524文献标识码：A文章编号：1005-5312（2012）15-0197-01
一、易用工程概念
易用工程即产品的易用性，国际标准组织（ISO）对它的定义是：“在特定的环境中，特定的使用者实现特定的目标所依赖的产品的效力、效率和满意度”。因此，易用性是一种以用户为中心的设计概念，其重点在于让产品的设计能够符合用户的习惯与需求。通俗的说，产品的易用性体现在是否好用上。
易用工程在设计中充分考虑到了人的价值，坚持以人为本的设计原则。无论什么产品，设计都要充分考虑它的整个生命周期中，用户如何使用才更方便更合理，用户在使用过程中，产品要合乎客观规律，合乎人的生理、心理需要, 使人更正确、迅速、舒适、有效地使用产品。正如美国设计家普罗斯所说的：人们总以为设计有三维: 美学、技术和经济，然而更重要的是第四维：人性。产品的易用性则充分体现了设计的人性关怀。
二、易用工程体现以人为本的设计思想
设计师本身也是消费者，因此设计师自己与消费者需求的结合，已成为产品设计的一个重要支撑点。闭门造车是设计中人性化体现的桎梏,设计师应该逐步转换自己的设计思维,真正做到为人而设计，这就需要设计师抛弃自命不凡的个性体验, 真正把用户作为上帝深入到用户中去了解他们的真正需求，这样才会设计出简洁易用的产品。
另外，易用工程以人为本的思想还体现在对特殊人群的关怀上。我国的人口总量和人口结构化决定了我们的社会中存在着大量的残疾人和老年人群体，在社会发展过程中他们所面临的困难和带来的各种社会问题日益突显出来，解决这些问题需要全社会的共同努力，这也正是工业设计本身所承担的任务之一。
三、易用工程的属性
（一）易学性：指用户很容易能掌握如何使用产品。现在市场上的老年人手机，按键非常大而且显而易见，背部有紧急呼叫按键，老年人对新事物认知能力较差，所以这样的手机对于老年人而言非常易懂。
（二）高效性：使用有效并且能很快实现预期目标。沃尔沃公司设计的设备L220G轮式装载机荣获了2011年红点设计大奖，其特别之处在于装载机的燃油高效性及高产能设计，并且拥有了更强的液压系统。产品同时兼顾易操作性和燃油高效性。
（三）容错性：操作过程中允许出现错误，并能简单快速的纠正，不影响产品使用。
（四）满意度：用户对产品表示满意并乐于使用。如图四，优秀的游乐场充分考虑到儿童的爱玩的性格特点，提供了丰富多彩的游乐项目，给使用者带来了很高的满意度。
四、实现易用的设计原则
（一）易见
易见就是单凭观察，用户就能知道产品的状态和该产品供选择可以采取的行动。产品本身就能够说明问题，产品中位置和操作方法应该是自然、显而易见的关系，能够使客户一看就明白产品的各项功能。例如使用者在想如何操作变化无常的现代计算机和其它电子产品而遭遇麻烦，这不是使用者的错，而是设计人员的错，这是设计上出现了问题。
（二）映射
每个人的脑子里，都储存有大量的知识，这些知识对高效的使用产品一样非常有用，在环境中，这些知识当第一次遇到时非常有用。例如，关于饮水机的两个水龙头，大多数人不假思索就知道红的是热水，蓝的是冷水。这就是产品的设计与我们大脑里已形成的火是红的，水是蓝的映射。
（三）反馈
反馈对于产品的易用性至关重要。通过不断的的反馈，让用户明白自己的操作的结果。如果没有反馈用户便会琢磨自己的操作是否能产生预期的效果。例如，Windows操作系统中沙漏的图标，让我们用户一眼就明白当前的状态是需要等待，而不至于等得不耐烦去恶意敲击键盘，屏幕显示“正在……中，请稍候”远比图像一动不动的要好。因而易用性设计是产品设计的生命之源,是企业竞争取胜的关键,它既能提高产品的竞争力,更能突出产品中的人性化特征。
参考文献：
[1]Donald Norman .设计心理学[M].北京：中信出版社,2003 ,23.
[2]Donald Norman . 情感设计[M].北京：电子出版社,2005 ,8.
