前言：中文期刊网精心挑选了产品设计的基本概念范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
产品设计的基本概念范文1
关键词：产品语意；设计符号学；产品设计
中图分类号：J524 文献标识码：A
文章编号：1005-5312（2012）24-0164-01
一、产品语意的由来
“产品语意学”的产生主要来源于“符号学理论”。符号是什么？长久以来，人类因为生存的需要，在实践中一直在不断地寻找各种观念、情感和信息的交流和表达形式，比如原始的绘画、文字、音乐等，自然而然形成了某些有意义的特殊媒介物，这个有意义的媒介物其实就是符号，比如我国古代的甲骨文、太极图等都是一种符号形式。
设计符号，是符号的一种，是设计信息和设计观念的物质载体，是一种综合交叉的文化表现形式。设计符号采用象征和隐喻的手法来传达信息。通常来讲，我们可以将设计的元素和手段等看作设计符号，通过对这些元素的加工与整合，实现传情达意的目的。符号学，就是研究符号系统的科学，它主要分为三个组成部分，即语形学、语意学和语用学。符号学是与众多学科、领域复杂的交织在一起，是一门跨学科的科学。产品语意学就是属于符号学在产品设计中的应用，而产品语意学中的“语意”实质上就是研究在产品设计当中，设计符号与其象征意义之间的关系。
二、产品语意的概述
（一）产品语意的定义
何谓产品语意？“产品语意学”这一概念于1983年由美国宾西法尼亚大学的克里彭多夫、德国的布特教授明确提出，并在美国工业设计师协会（IDSA）所举办的“产品语意学研讨会”中予以定义：“产品语意学乃是研究人造物体的形态在使用情境中的象征特性，以及如何应用在工业设计上的学问”。它突破了传统设计理论中将人的因素都归纳入人机工程学的简单操作，扩宽了人机工程学的范畴；突破了传统人机工程学中只针对人的生理与物理方面的研究，将设计因素渗透到人的心理与精神层面。
（二）产品语意的价值与意义
产品自身就是构成一个完整的符号系统，是传递信息、表达意义的符号载体，让人类更好的沟通和相互理解。产品语意有两种传达方式一种是明意传达另一种是暗意传达，也就是直接传达与间接传达。它将这两种方式融入到产品设计中，来传达产品的文化内涵，从而提高产品的价值。直接传达即人类对产品的直接感受，以汽车为例：它不仅仅是一种代步、运输的工具，它还是一种极度奢侈，象征身份的物品。直接感受就是这个汽车是可以开的。
间接传达即人类对产品联想起的其他有意义有价值的东西。汽车可以是身份的象征，我们把汽车有分为几类，比如有商务车，它适合商务人士它是适合各类用户使用的多功能车；越野车，适合喜爱运动的人士，早期，它象征着军人的身份。现如今，它便成为了越野爱好者的最爱等等，这都是汽车所传递的隐含意义。
三、产品语意在产品设计中的体现
中国的家具设计有着非常悠久的历史，人们对家具的设计依旧有着浓厚的兴趣。家具设计中，人们都会想到把传统图形符号的应用融入其中。传统图形符号凝聚的是一定时期文化的精华，具有深厚的思想内涵。我国传统图形延续数千年，历经时代、环境的改变而发展，已经沉淀出无数的华章，而大浪淘沙，堆积到今天已经是层层叠叠。就拿回字纹来说把，回字纹演变到现在，已经不再是一个单纯的造型艺术，更上升为一种文化，一个民族的符号。
基于传统家具设计的案例，深入研究我国传统图形符号，我们也设计出了一些优秀的产品。回纹是家具设计中常用的一种辅助纹样，在现代家具设计中的应用也比比皆是的，如几案圈足，床头柜面雕刻的回纹，等等。
产品语意的表达方式全部在这款椅子中表现了出来。它给我们的直接感觉就是一把可以坐的椅子，它的功能就是用来做；同时，它又向我们传递出了关于中国文化的信息。中国“回纹字”的文化渊源，让我们不联想，中国“回纹字”有着怎么样的历史，又有着什么样的发展与变化。它在中国文化中起着什么样的作用。中国的文化博大精深，回纹字给了我们这样的启发，同样其他的文化也影响着我们的设计思维，例如，“中国结”和“鼎”文化等等。
产品语言可以让产品与众不同，传达自己独特的信息。通过对产品语意的概念进行分析，了解了产品语意的基本概念，建立了产品语意在设计中的框架，在设计产品的过程中要注意产品语意的功能。
产品设计的基本概念范文2
关键词：机械产品；布局设计；建模
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1672-3198（2009）03-0264-02
1 设计约束
产品设计是一个有限约束的综合过程，其中一系列相关约束共同构成设计环境的约束系统，是支撑产品生命周期中各个视图的问题解空间。约束C是表示设计变量和设计域的一种关系。它作用于设计过程，并最终影响设计结果。设计约束可以表示为C={X，A}，其中X是与设计相关联的约束变量，具有和设计参数相同的属性和功效，是约束系统和设计之间联系的桥梁；A表示约束的属性，包括约束范围、作用、大小和类型等。约束可分为系统约束与环境约束两类，其中系统约束分为功能约束和结构约束，是贯穿整个设计过程的主要约束路线，而环境约束是指在产品设计过程中所采用的设计手段，方法与设计规则。根据约束所起的作用及其内部属性，又可将约束分为：功能约束、结构约束、关系约束和选择约束。将其形式化表达为如下四元组：C=［Cfn，Cs，Crs，Co］T，其中，Cf表示功能约束类的变量及其约束；Cs表示结构类的变量及其约束；Cr表示关系类的变量及其约束；Co表示选择类的变量及其约束。在设计信息和约束的抽象中，由于设计信息的多样性和复杂性，需要将约束进一步细化。
Cf={Af，Ff}；Cs={Es,Ss};Cr={Fr,Sr};Co={Lo,So}。
其中，Af表示与功能属性相关的约束，表明产品实现的功能；Ff表示与功能行为相关的约束，表明产品具体能实现的行为。Es表示与产品相关配套设施构成的环境结构形式；Ss表示产品本身的详细形状结构约束形式。Fr表示从功能到结构的关系约束；Sr表示从结构到功能变量之间的约束关系。Lo表示逻辑类约束；So表示选择类型约束。具有多种约束变量的约束系统较为复杂，为了便于约束管理和约束运算，将其进行层次划分，约束分层表达将约束分为上层、中间层和下层，这是一种自顶向下的设计思想。其中，上层约束由产品设计过程的前两个阶段需求分析和概念设计中相关信息导出；下层约束表示的是后续定位在零件结构的详细设计视图中的相关信息；而中间层约束主要表达布局设计信息。
2 基本概念
根据布局设计过程中联接与定位的先后关系，将布局方法归纳为如下三种：（1）先定位后联接。先布置各个设计单元，即先将参与布局的设计单元大致位置固定。然后，再根据产品需求分析视图和概念设计视图中所得到的要求，进一步细化定出较为具体的设计单元之间的联接方式，例如，圆柱旋转副、棱柱移动副、球体旋转副等。（2）先联接后定位。先确定设计单元之间的联接方式，然后再考虑其相互位置关系。（3）联接定位。这种方式将定位和联接先后顺序模糊化，即介于上述两种方法之间。联接方式先不严格固定，同时兼顾设计单元之间的相互位置关系，继而最终确定出布局联接定位关系，得到设计单元的布置方式。
3 求解方法
传统的优化求解方法，如罚函数法、复合形法、约束变尺度法、随机方向法、简约梯度法、可行方向法等，都有较为广泛的应用。然而，随着问题规模和复杂程度的逐渐增大，传统优化方法易出现局部最优解等的局限性，为此许多研究人员提出了新的算法。目前研究较多的有专家系统技术，人工神经网络方法以及各种智能启发式算法，例如遗传算法、模拟退火算法和禁忌搜索法等。
4 设计要求
通常布局设计有一定的布局目标和要求，用DR表示。布局设计要求属于产品设计约束中的环境约束，它包括产品空间体积最小，布局密度尽可能大，产品的重心尽可能低，产品装配性好，装配路径的花费经济以及布局设计中的其它限定要求和描述等。
5 布局设计模型
在详尽分析了布局设计所涉及的各种因素的基础上，本文用布局设计模型来描述装配设计阶段的布局设计过程，简称布局模型，并将其形式化表示为如下的四元组：LDM=［DU，LC，LS，DR］T。其中，DU为设计单元；LC为布局约束；LS为求解方法；DR为设计要求。
6 产品多层次表达
从产品发展的全生命周期过程来看，可以得到产品的多层次表达。如下图所示，产品从需求分析阶段到后期行为阶段是一个特征演化过程。同时，诸多特征在各阶段相应视图的层次变化中都具有继承性和不完备性，并且将随着设计过程的细化和推进而逐步趋于完备。其中，由于产品的形态结构可塑性强，用户消费心理、产品的美观性、宜人性等因素在设计中摆在相当突出的地位，因而需求分析阶段的相关特征不容忽视。而功能特征、设计要求则是设计过程进化的动力所在。设计过程的特征演化主要表现在概念设计、布局设计和详细设计阶段特征的产生、继承、变异、抽象、派生、映射以及后期行为阶段的消亡等几个方面。设计方案的选择和循环往复主要发生在这些特征之间。
概括起来，多视图特征在设计过程中主要表现出下列特点：
①分类层次性。设计过程中的特征多视角性主要涉及三个方面，即功能需求、结构特性和制造特点。每类特征又可根据设计过程不同环节的需求进一步细化，形成分类层次结构，最底层即为实际工程应用中面向不同环节的基本元素。
②相互依赖性。在产品的概念设计阶段基本确定产品的功能需求；在具体化设计阶段，根据产品的功能要求，确定产品的结构特性；在详细设计（工艺设计或可制造性分析）阶段则根据产品的结构及功能，产品的批量、技术经济要求及现有的生产条件、包括人员素质，管理方式，制造环境和经验习惯等，确定产品的制造特点。同时，结构设计必须顾及产品的功能性和工艺性，这表现为特征间的反馈性。设计过程的循环反复，正是因果性和反馈性之间协调和统一的具体表现。
③关联多重性。同一功能可以由不同的结构来实现。同一结构又可以表现为不同的功能。如―个外回转面，既可能是一个支承面，也可能是一个导向面，同样，―个导向功能既可由圆柱结构，也可以用槽结构来实现。此外，同一结构特征可以用不同的工艺加工方法来形成；反之，不同的工艺方法可以实现相同的产品功能和结构。这一特点要求设计，制造过程中不断对功能、结构和制造间进行协调和优化。
④表达同一性。尽管特征有功能、结构和制造的多方面含义。其属性类型及其值域也多种多样，但其基本的作用对象都是构成特定形状结构的几何形体，任何的特性归根到底都可具体化为形状的特性以及相应的几何生成方法。
参考文献
［1］郭万林.机械产品全生命周期设计［J］.中国机械工程，2002，（7）.
产品设计的基本概念范文3
关键词：互换性与测量技术 教学改革 实践教学
中图分类号：G40 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）04（a）-0038-02
《互换性与测量技术》是高等院校机械类专业一门重要的技术基础课程，是专业基础课学习向专业课学习的一门过渡课程，它介于设计课程与工艺课程之间，是产品设计实现生产的重要技术语言，本课程具有要求实践性强和综合性强的特点。
目前有些高校采用在教学中带领学生到工厂参观学习的方式，以充实和加强课程内容与生产实践关系的认识和理解[1]，对于学生来说确实是一次到企业锻炼和学习的好机会，但是这样的实践教学一般时间有限，让每人都动手的可能性比较小，而且组织实施过程中存在一定的困难，不是每个学校都具有这个条件。
1 课程要求及教学现状
《互换性与测量技术》课程要求是建立互换性、标准化与计量的基本概念；掌握有关标准的基本术语及定义及合理选用公差与配合的原理和方法；能正确在图样上标注；熟悉典型几何参数测量的基本原理和方法；具有正确使用通用计量器具以及处理测量结果的能力。
该课程一般安排在大二上学期，授课周期一般为半学年左右，教学安排一般为每周一次课（2学时），其中包含约4学时实验。
1.1 学习方法的转变
该课程是机械类专业学生接触到的第一门专业技术基础课程，由于缺乏相关专业理论和经验，再加上学习专业课程的方法和基础课程有差异，所以课程要到达的教学目标和学生的学习现状在一定程度上存在矛盾。
1.2 课程要求与课时分配的矛盾
该课程理论授课一般分配30学时左右，由于学时较少，很难在这么短的时间内将课程知识点全部讲解清楚完整，主要讲解技术测量基础、尺寸的公差与配合、形位公差、表面粗糙度、尺寸链等内容，而且讲解重点在基本概念、基本理论和基本测量方法等方面。对于公差与配合的选用一般以课本例题讲解为主，学生接触的实际应用较少，无直观感受，而在产品设计中公差与配合的合理选用将直接影响产品的质量。
1.3 课时分配周期较长
授课周期长，而每周课时量一般为2学时，由于每次课间隔时间较长，学生对教学内容的记忆延续性较差，课前重新回顾不仅占用了时间，而且周而复始会形成恶性循环，导致课程教学慢于教学周历要求，甚至课程内容讲授不能按计划完成。
1.4 课程实践分配较少
该课程实验学时一般为4学时，实验内容少。而本门课程是一门实践性很强的课程，学生理论课学习中得到的概念、符号及选用原则等均需在实验或实践中得到灵活应用，而这4学时实验远不能满足学生动手能力的培养，以及理论与实际相结合的教学培养要求。
1.5 考核形式单一
该课程考核通常采取闭卷考试形式，学生为应对考试，学习的重点在记教材知识点、公式，背概念等，对实验教学不重视，不能将理论知识与具体实践相结合，导致学习不够深刻，最后往往在毕业设计期间就暴漏出了问题。
2 实践教学与理论教学并重的教学改革思路
根据课程教学要求，调整教学计划，将课程分为理论教学和实践教学两个模块，分别设立学分，独立考核[2]。课程实施时实践教学与理论教学相互应，同步进行，实践要依附于理论，理论要到实际中去应用。
理论教学可以安排该课程总课时数的2/3，着重讲解基本概念、基本理论和基本测量方法。实践教学在相应理论课程后交错开展，也单独设立学分。比如尺寸公差与测量部分，理论课上任课教师对尺寸公差理论知识和测量器具的使用及测量方法进行详细讲解，课后由实验室提供具体的工件和相应的测量器具，学生分批自主进行测量，独立制定实验方案、步骤，处理数据，并写出实验报告及总结。实验教师通过观察，适时给予实验指导和监督，根据学生完成情况由实验指导教师给出评价。这样既可以进一步巩固课堂知识，理论和实践结合，又大大提高了学生实际动手能力，增强了学生的学习兴趣。理论课程可以通过闭卷的形式考查学生对理论知识掌握的情况，而实践教学部分则可以对学生每次实验的情况或通过综合测量等方式进行考查。
3 实践教学实施方案
公差与技术测量实验室是基于机械专业基础课《互换性与测量技术》，为提高学生的实践动手能力，以掌握和巩固基本公差理论和技术测量知识，掌握通用计量器具的正确使用及实验规范、数据处理和实验方法等所建设的实验室。教学改革思路的实现主要就是着力于实验室充分开发利用及开放管理，改革了以前实验课上教师指导、演示为主，学生观察模拟为辅的枯燥实验模式，将学生的主观能动性充分调动起来，充分发挥他们自己的才能，根据理论知识自己寻找测量方法、制定实验步骤、处理数据等，最终完成检测项目。
实施时可根据实验室接待能力及授课学生人数，分组分批进行。实践教学部分划分为两个阶段：
第一阶段：单一测量。本阶段是学生在学完相应理论课后到实验室进行测量，这些测量项目主要有：孔和轴尺寸测量，各种形位误差测量，表面粗糙度测量，螺纹参数测量及齿轮测量等。比如，理论课讲到形位公差的代号、标注、公差带及形位误差的测量方法和控制等基本理论知识后，学生即可在课后到实验室进行相应实验项目的检测，通过实验操作领悟理论知识，避免了死记硬背，而且还可以举一反三，发现问题，开拓思路。同时也对两次理论教学课进行了有效的衔接，避免两次理论课间跨度较长造成的遗忘问题，节省了下次课程回顾上次课程内容的时间。
此外，在第一阶段中，为防止学生分批实验过程中产生抄袭，在实验室对每一测量项目都准备多种测量工件，在实验前由学生随机抽取。
第二阶段：综合测量。收集校工厂或企业里不同类型的产品设计要求、产品图纸、产品样件（含合格品及不合格品），分组编号作为综合测量检查的样本。在课程阶段性学习后，将学生分小组，对提供的产品样件依据产品图纸要求进行检测，检查各处尺寸、公差、粗糙度等是否符合图纸要求，判断样件是否是合格品。同时对提供的产品图纸依据产品设计要求进行审查，判断设计图纸是否满足产品设计要求。最终要求提供一份产品样件、产品图纸的检测审查报告，需对样件的每一个检测项目，列明检测方法、所用检测器具、检测值等；同时对图纸的各项设计标注值，列明其是否与设计要求相符合的判断依据。
指导教师对检测报告进行审阅，发现学生在这一阶段出现的理论知识理解和掌握不到位的问题，对于普遍存在的问题进行集中讲解，最后将正确的检测检查报告发给学生，让学生进行比较改正。通过这一阶段的教学培养，学生课将课堂的知识融会贯通，锻炼了运用知识的能力，达到了教学目的，接触到了实体产品，与企业实际工作相吻合，可为以后参加工作打下良好基础。
4 结论
《互换性与测量技术》是一门实践性很强的课程，课程教学过程中应该始终与实践紧密联系。本教学改革可达到高等教育的培养目的，满足机械专业对课程的基本要求。通过教学改革不仅使学生克服了由于生产实践知识和经验缺乏的障碍，而且通过实际操作提高了学生的学习兴趣，培养了学生独立思考问题和解决问题的能力，提高了学生综合运用知识的能力，加强了理论与实际的结合，取得了良好的教学效果。同时实践教学主要借助实验室来完成，一般的院校都有该课程方面的实验资源，在实施上也较容易达到。
参考文献
产品设计的基本概念范文4
为此，加强产品设计阶段的质量控制方法及技术的研究和实践，是提高产品整体质量水平，优化和降低整体质量成本的最好途径。本文首先在产品质量概念的基础之上明晰了产品设计质量的概念，提出产品设计质量控制层次模型，结合该模型，对当前典型的现代产品设计质量控制技术与方法的研究现状进行了综述，最后，总结了研究中存在的不足，并对后续研究作了初步的展望。逐步完善，从而对产品质量进行控制。
为了对产品设计阶段的质量进行全面有效的控制，首先必须明确控制对象，即描述清楚产品设计阶段质量内容与表现形式。虽然关于质量控制的研究文献很多，但质量的概念还没有得到有效的定义，为此不少研究机构与学者对产品质量、设计质量的定义进行了相关的研究，试图解决上述问题。
在产品质量定义方面，典型的研究如下：iso9001：2000标准给出的定义，产品质量即一组固有特性满足要求的程度；欧洲质量标准din55350给出的定义，产品质量即产品属性和特征满足给定要求的程度。此外，哈佛大学商学院davida.garvin教授提出的产品质量的8维框架概念，丹麦技术大学工程设计研究所教授mikkelmorup提出的2类质量论，即q和q。
产品设计质量是产品质量在设计阶段的实例化，在这方面典型的研究如下：欧洲著名工程设计专家hubka.v提出了9种影响产品设计质量的因素，即顾客需求、技术体系、设计过程、设计人员、质量保证工具、技术知识库、设计过程的管理、设计环境和设计人员使用的过程及方法；我国学者谢友柏院士从设计的观点认为，产品质量是从属于功能的，质量特性依附于产品设计特征之上，没有功能就谈不上质量，质量是实现功能的程度和持久性的一种度量；美国知名质量管理专家dr.gavinfinn提出，产品设计阶段的质量，是通过图纸和产品设计技术文件等的质量体现出来，度量的一般标准为：实现功能需求的充分性几何数据的准确性和设计数据对下游需求的适配性等；挪威科学技术大学的einarj.aa教授提出从概率的角度来定义设计质量，即设计对象满足规范的概率，q设计=p概率设计对象满足规范根据系统设计方法、公理化设计方法和功能-行为-结构演进设计方法，产品设计阶段可以描述为：将需求在一定的约束条件下，分阶段依次映射为功能模型、结构模型，最后生成工程图纸和产品说明书，产品参数状态依次为需求参数、功能描述参数、结构描述参数和结构特征参数等。从上可以看出，产品设计的实质是设计参数状态和特征属性的变化，产品设计参数是产品设计信息承载的主体。为此，在结合产品质量和产品设计质量概念相关研究基础之上，论文从便于设计质量控制的角度给出设计质量的概念：即产品设计阶段质量特性满足产品功能和性能约束等要求的程度，度量程度的标准是各级设计的输入，度量的形式为设计输出/设计输入，其中质量特性是产品各级设计参数向质量控制视图映射的集合，产品所有质量特性的集合构成产品数据的质量视图，它们是质量控制应用领域操作的主要对象。
在明晰产品设计质量概念的基础之上，为了对其进行不同层次的有效控制，同时便于系统地分析其控制策略和方法，提出如下的产品设计质量控制层次模型，如图1所示。...
从图中可以看出，对产品设计质量的控制可以从质量表现层、质量特性层和设计参数层等不同层次进行控制。质量表现层通过控制和消除质量问题的具体表现形式来达到，典型表现形式为功能波动、功能失效和设计错误等来保证产品设计质量，它属于产品设计质量控制的最外层；质量特性层通过控制决定和影响产品质量的质量特性来实现对产品设计质量的控制和保证，质量特性是产品的固有特性[10]，可以从需求和各级产品设计参数中提取。它属于产品设计质量控制的中间层；设计参数层通过直接控制设计要求所关心的相关产品属性的设计参数，对其相关特性进行控制，达到对产品设计质量进行控制和保证的要求。它属于产品设计质量控制的最下层。随着人们慢慢意识到产品设计质量的重要性，如何使其得到有效的控制引起了学术界和工业界的广泛关注，在iso9000系列质量控制与管理标准体系的影响下，出现了一些实践证明行之有效的产品设计质量控制技术与方法。这些技术与方法在产品设计质量控制层次模型中分布如图2所示。
从上图中可以看出，这些技术和方法都从某个控制角度对产品设计阶段的质量进行控制，其中：失效模式与影响分析侧重从识别、分析和消除潜在功能失效来提高产品可靠性；田口方法侧重于通过增强设计方案的稳健性来提高产品质量，即提高产品抵抗制造和使用过程等外界环境因素波动的能力；产品设计波动风险管理法侧重于从总体上识别、评估和消除产品的关键特性的波动风险；设计过程防错法侧重于预防和控制设计阶段的错误来减少质量损失；质量功能配置侧重于优化产品定义，将顾客需求转化为工程要求，将顾客需求配置到设计当中去；六西格玛设计从质量改进的角度出发，以识别、优化和验证ctqs（criticaltoqualitycharacteristics，质量关键特性）为主线来提高产品设计质量；设计评估侧重对产品设计阶段性结果进行评估，评价其是否有能力满足相应的设计要求和设计约束，评估结论作为是否转入下一阶段设计的主要依据；产品属性及早确定方法[36]-[38]侧重于从预防设计缺陷负面影响，改进产品设计过程中分析计划，尽早对产品设计缺陷进行分析，确定产品属性，来保证产品设计质量；保质设计侧重于从总体上提出一套方法和工具来保证产品设计阶段的质量，由于质量概念的模糊性和广义性，保质设计正在成为一种集成dfx（designforx，面向产品全生命周期的设计）工具的集成框架。下面对六西格玛设计、保质设计、产品属性及早确定方法、产品设计波动风险管理和设计过程防错法等产品设计质量控制典型的技术和方法进行简要综述。
六西格玛设计（designforsixsigma，dfss）的初始思想起源于产品公差设计，随着实践的不断深入，渐渐地人们把这种思想应用到产品的参数设计、结构设计、功能设计和产品定义阶段等产品设计全阶段，渐渐地形成了贯穿于产品设计阶段的一套理论方法体系。六西格玛设计提供了一套识别、分析和转换产品开发过程中各级ctqs（criticaltoqualitycharacteristics，质量关键特性）的流程、工具和方法。iddov（identify（识别）、define（界定）、develop（展开）、optimize（优化）、verify（验证））流程是大家公认的适应于制造业的六西格玛设计流程。美国著名六西格玛设计专家subir.chowdhury对iddov流程各个阶段的详细内容和支持工具和方法进行了总结，其中包括：全面质量管理工具、设计控制工具和可靠性设计工具等。关于六西格玛设计方法的研究主要分为六西格玛设计流程以及和现有设计过程的融合、工具方法的使用集成和dfss项目实施方法等方面。
保质设计（designforquality，dfq），又名面向质量的设计，其概念产生于20世纪八十年代末，它是面向质量的产品设计方法学，其基本思想是将质量保证措施与设计过程有机的结合在一起，将产品质量需求和质量特征融入到产品设计过程中，确保产品设计质量，缩短设计时间，降低设计成本。dfq是一种新兴的理论，正在不断地发展和完善。hubka认为：dfq就是建立一个知识系统，它能为设计者实现产品或过程的要求质量提供所有必须的知识；m．morup博士把质量分为q和q两类：q-外部质量，指顾客能感受到的质量，即最终产品所体现的特征、特性；q-内部质量，指企业内部为实现q而进行的一切生产活动的质量，如采购、设计、生产、装配等质量，并基于全面质量管理pdca（plan-do-check-action）环提出了dfq的基本活动单元：制定目标、质量合成与质量评价决策构成。其中，规划单元制定各阶段的质量目标，合成单元采用各种设计方法进行两类质量的目标，评价决策单元以各阶段的质量目标为基准，对各设计方案进行分析对比，对产品的质量进行验证与择优，保质设计过程实际就是在质量两类论的基础上，以基本活动单元为手段，设计相应的内部质量q来保证外部质量q的过程；在国内，浙江大学机械系教授吴昭同和余忠华教授对保质设计策略和方法、保质设计中方案评价及其关键技术和基于知识的保质设计专家系统进行了研究。
产品零件尺寸和工艺的波动是影响产品质量的主要原因之一，田口（taguchi）和戴明（deming）为此给出了大量的论据，sixsigma作为一套系统的通过消除波动来提高质量的方法的成功也证实了这一点。为此，为了改进产品设计过程，麻省理工学院机械工程系教授annac.thornton在分析对19家企业22种工业实践调查结果的基础上，提出了一套基于关键特性的消除产品设计过程波动及其影响的方法和工具：产品设计阶段波动的波动风险管理框架（variationriskmanagementframework，vrm），为企业在设计阶段进行系统的质量控制提供一套有效的方法。vrm是一个持续识别、评估和降低波动风险的过程，波动风险是制造过程影响产品最终质量和失效成本的概率。它由三部分构成：识别潜在风险（identification）、评估相关风险（assessment）和通过控制策略降低风险等（mitigation），此外，这些过程还需要基础支持系统的支持（supporting），支持系统包括：文档管理、供应链管理和管理层支迟基于随着产品设计过程的进展，设计自由度逐渐下降，更改成本越来越高，产品属性相关知识逐渐增加的思想，为了缓解产品后期开发的时间和成本压力，德国慕尼黑工业大学(universityoftechnologymunich)ralfstetter教授等人提出了产品属性及早确定方法（earlydeterminationofproductproperties），尽早对产品设计缺陷进行分析，确定产品属性，来保证产品设计质量。在“由设计更改所导致的设计过程重复所引起的产品开发时间和成本可以通过早期阶段合理的应用分析来减少”的基本假设下，产品属性及早确定方法主要通过在产品设计早期增加分析过程来实现，分析过程包括：澄清任务、分析策划、性能分析和执行，由此来实现产品设计过程中的知识由低信息度向高信息度演变，辅助设计人员进行决策。为了便于工业应用，udolindemann等人开发出参数检查模板工具来支持整个分析过程，并在宝马（bmw）汽车公司进行应用研究，取得了较好的效果在日本丰田汽车公司的工业工程师shigeoshingo提出的poka-yoke（error-proofing，防错）方法的基础之上，美国stanford大学的manufacturingmodelinglaboratory首次提出了设计过程防错法的概念，针对当前设计错误的管理还停留在依靠设计评审和考评表进行反应式的被动管理的现状，他们提出一套主动预防性的设计过程错误预防方法（designprocesserror-proofing），对产品设计过程中的错误进行有效的管理，尽量减少设计错误和设计错误所带来的损失。设计过程防错法主要过程为：定义设计错误；识别错误；分析错误；预防错误。定义设计错误阶段给出设计错误即影响产品功能特征、成本和开发时间的事件集合；识别错误阶段识别出潜在的设计错误。选定目标过程，收集相关信息，分析找出设计过程的关键任务，找出可能存在的设计错误，并填写设计过程错误fmea表；分析错误阶段对识别出来的错误进行分类和分级。首先进行分类，分为知识错误、分析错误、通信错误、执行错误、更改错误和组织错误等。然后利用顾客权重错误公共指数（customerweightederrorcommonalityindex）分析对设计错误进行分级；预防错误阶段寻找相应的错误预防方法利用错误共性指数（errorcommonalityindex）找出错误基本原因，找出主动预防错误的方法。
在以上综述的基础上，总结出当前产品设计质量控制研究中存在的以下不足：
1、缺乏系统性的设计质量控制与保证理论方法研究。由于产品设计阶段质量控制问题没有制造、生产阶段那样明确和具体，目前还处于基于质量管理体系的质量表现层控制和基于设计评估的设计参数层控制相脱离的发展探索阶段，还没有形成一套以质量特性层为核心的独立的产品设计质量控制理论方法，产品设计质量控制理论基础亟待增强；
2、对新的设计模式下质量控制与保证方法的研究不足。并行设计和协同设计等新的产品设计模式为产品设计阶段质量控制提供支持的同时，也提出新的需求，如何建立和开展这些新的产品设计模式下的质量控制方法体系，已经成为制约产品质量水平进一步提高的“瓶颈”；③缺乏相应的软件系统支持。随着产品设计和开发过程和工具的数字化和自动化水平不断提高，为了支持该阶段的质量控制，必须开发出相关的产品设计质量控制软件和工具，并和产品数据管理（productxatamanagement，pdm）/产品全生命周期管理（productlife-cyclemanagement，plm）等产品设计开发平台进行集成。相应软件系统支持的缺乏已经成为制约该领域发展的绊脚石。在现有研究的基础之上，为了弥补当前研究当中的不足，本文对产品设计质量控制后续。
产品设计的基本概念范文5
关键词：轻工产品 造型设计 设计材料 适用性 色彩形态 外观造型
1 、工业产品造型设计的基本概念
工业产品的造型设计是由于现代科学技术的不断进步和社会经济文化的日益丰富而逐渐形成的一种可以反映出现代全新设计理念的设计体系。工业产品造型设计是指将先进的科学技术、各种文化艺术以及社会经济的综合应用结合为一体，以消费者的生理需求和心理需求为首要出发点，并设计出具有较高的产品质量和较大市场竞争力的现代化工业产品。它主要以产品的设计为核心，使人们最大限度的获得需求，并对产品进行认同。它不仅可以改变人们单调的生活方式，而且提高了人们的生活质量和水平。
2、尺寸的适应性
产品设计中，尺寸与尺度是最基本和核心的要素。产品本身是为人使用的，是服务于人的，所以，产品设计中的尺度，必须符合人体生理、心理尺度，以便使人使用起来更加舒适。即在产品设计中尺寸的确定必须坚持与人的尺寸（心理尺度及生理尺寸）相适应的原则。
例如椅子的高度要与人体小腿的高度相适应，桌子的高度要与人体坐姿状态下肘部高度相适应（图1），显示器的高度及角度要与使用者操作状态下水平视线的高度相适应。
此外使用者的心理尺度也是产品设计尺寸确定需要考虑的一个因素，一件产品带给使用者的使用体验应该是愉悦的，然而这种愉悦感不是简单的人体尺寸的适应性能够达到的，而更应该注重使用者的心理尺度，例如，公共设施的设计中，要考虑到使用者之间的心理安全尺度，因此要在尺寸的确定上考虑使用者心理上的安全需求，从而为使用者预留一定的心理空间。
3、 产品造型设计的材料
产品造型设计首要要素是与产品造型存在很大关系的设计材料，设计材料作为产品造型的基础和根本，一个合格的产品造型设计不是单单的产品形态上的设计，同样包括造型设计能不能达到设计的目的，材料的选择能不能满足产品的功能。
例如，用于高温环境中的产品与用于常温环境中的产品在设计材料选择上就应该不同。作为一个合格的产品设计师在进行产品造型设计时就应该综合考虑如何选择设计材，材料的加工工艺，成型技术的应用，这些要素会直接影响到产品的外观，在目前科技高速发展的背景下，设计材料也日新月异，材料的特性及材料的加工方式越来越多，这就要求产品设计师要掌握各种不同材质的特性及加工方式。
在产品造型设计过程中，设计师惯用的手法是采用材质本身的质感完成功能与美观结合，例如，材质的冷暖（不锈钢与木材的结合）、材质的软硬（皮革与金属的结合）、材质的光滑与粗糙（橡胶与玻璃的结合）等，这样的设计在我们现实生活中时常可以发现。作为优秀的设计师必须掌握设计材料的选择原则：
3.1 从产品的功能和性能方面出发
有的产品造型对设计材料要求比较高，有的产品造型对设计材料要求比较低，这些要求设计师从材料的寿命、物化性能、加工工艺等方面综合考虑选择合适的材料。
材料的适应性（满足使用者触觉需求，感情需求）材料质感与产品设计密切相关。设计材料以其自身的固有特性和质感特征传达给我们不同的信息和判断。人们通过视觉或触觉的生理刺激而对不同的材料产生不同的质感。由于材料之间自然属性的差别，每一种材料都会呈现出不一样的表面质感。
选择合适的材料才能够体现出产品应有的形态美及工艺美。只有正确地运用产品材料质感的传达功能才能准确地表达设计产品的功能性，从而使产品更好地服务大众的生活。
从传统的石材、木材、金属及玻璃材料到现代的纳米材料、光纤、记忆材料等，都创造出了一代代经典的耐用又耐看的产品。除此以外，不同的材料质感及不同的加工工艺会令消费者在使用产品的过程中产生不同的心理体验。因此材料质感同时还扮演着传达感情的中介和情感寄托的载体。
3.2 从产品的视觉表现因素而定
如对产品形态要求，有的材料加工成型简单，有的材料加工不容易成型。例如，金属加工相对而言难以曲面成型，所以我们很少看到运用金属加工成多曲面的成品，而塑料作为产品造型设计的主要设计材料，它加工相对简单通过模具能出复杂的曲面，故目前看到的复杂曲面产品几乎全是塑料制品，这就是为什么塑料成为了工业造型设计的第一设计材料。
忽略产品的功能和性能，单纯从产品的视觉效果来看，同一产品可以选用不同的材质，然后通过后期的处理可以达到相同效果。这就是产品造型设计的要素二色彩的美观作用。
4、 产品形象色彩
色彩在产品形象设计中起到非常重要的作用，在视觉传达中它更快速、更感性和更直接，它通过消费者的感官直接将设计师的设计信息传达给消费者，对消费者是否想占有产品起到根本的作用。
色彩在产品造型设计中主要通过使用涂料来获得，包含在产品成型加工过程中添加颜料和后期的涂装。色彩在产品造型设计中发挥的作用主要有保护材料和对产品造型的装饰，在工业造型中，很多产品的造型采用金属和塑料，金属材料在外界环境中的作用下，很容易被氧化、侵蚀和腐蚀，塑料材料长期受到阳光的照射而老化、变脆、很容易被破坏，因此，作为造型设计的主要设计材料，金属和塑料都要通过
涂料来保护，以到达延长产品使用寿命的目的。
工业产品造型的美观程度除了产品造型形态外，色彩的运用对产品造型美观程度起到很大的作用，色彩在现代产品造型设计中已经成为人类情感的需求，它美化产品，美化人类心理，所以在产品造型设计过程中，要很好的利用色彩，灵活多样的色彩组合设计，使得一款产品对消费者而言有了更多的选择，从而，增加了产品的竞争力。
色彩的手法主要有刷涂、擦涂、喷涂、浸涂、淋涂、电泳涂、粉末涂等，不同的涂装方法在产品形象设计中形成和产生不同的视觉，例如：刷涂工艺，工效较低，涂装效果较差，表面色彩附着力弱，容易剥落；喷涂工艺，产品的表面色彩着色比较均匀细腻，色彩附着力弱，容易剥落；浸涂工艺使产品表面色彩光滑，但由于加工工艺的原因，涂料上色不均匀，有波纹状；淋涂工艺能使产品表面色彩质感厚重；电泳涂装工艺可以使产品的涂装色彩产生较强的附着力，获得细致、精密、光亮的表层外观；粉末涂工艺可以使产品的色彩具有与电泳涂装工艺相同的具有较强的附着力，还可以出一些其他涂装工艺达不到的效果，例如，增加产品表面的粗糙度等。
4.1产品造型设计中的色彩选择原则
满足产品功能的需求，例如校车为了强调安全，选用黄色作为主色调，黄色鲜明，在很远处就能引起人的注意；满足人机工程学，色彩设计应使操作者心情愉快、有安全感，我们就要从人机出发，考虑使用者在使用过程中的心情，如色彩搭配不当，很容易造成较差的效果。
例如，医疗设备，很多场合是要为病人提供相对平静的心态所以很多医疗器械是白色或蓝色，如果采用红色会造成病人心情紧张反而不利于治疗；满足产品使用环境的要求，产品是在一定的环境中使用的，从产品系统设计角度出发，我们的设计就必须与环境相协调，但不是一味的不考虑产品的实际使用环境，单独对产品进行设计，毕竟产品要被使用才能实现设计的价值。
产品设计的基本概念范文6
关键词：锅炉设计 强度设计 研究
前言
目前，随着社会的进步，经济的快速发展，锅炉设计中的地位也随之提升，在一些锅炉制造厂中，锅炉设计人员及锅炉检验人员需要一些认知。
一、锅炉强度设计的含义
强度设计：在这里不仅仅是几个计算公式的问题，而是指一种设计思想，一种与产品设计紧密相连的强度设计，或者说是以力学原理和强度计算为核心技术的产品设计。锅炉强度设计这个命题体现了以下两个特点：
1.1这里所说的锅炉强度设计，不只是指受压元件，而是指锅炉的所有受力结构，其中包括计算非常复杂的支承锅炉的钢结构。有些设计者在讲锅炉强度的时候，主要是讲受鹾元件，而对其他的受力结构则讲得很少。就整个锅炉设备来说，除了受压元件之外，需要进行强度设计的地方很多。特别是电站锅炉，它是一种在高温高压作用下的结构复杂、体积庞大的热能动力设备，任何部件的失效和破坏都会造成严重后果。
1.2这里不是采用强度计算的提法，而是采用强度设计的提法。
目的就是强调强度计算本身就是设计的内容。在国外，特别是美国和日本有时就直接把产品的强度计算称为产品设计。不论从国外的情况看，还是从我国的实际经验教训看，都说明在锅炉的设计中所要解决的技术问题，归结起来就是两个，一个是性能设计，一个是结构强度设计。
二、锅炉强度设计的概括
2.1 锅炉强度设计的相关技术知识
2.1.1 受力构件材料的选用和数据的选取。对强度设计来讲，对材料的关心主要是下列几个方面。①抗氧化温度和最高允许使用计算壁温。②合金元素对钢材性能的影响。③材料强度标准值的制定及其随温度的变化。④钢材的无塑性转变温度与水压试验温度的确定。⑤制造工艺中的温度选取及其对强度设计的影响。
2.1.2 强度理论的基本概念。强度这一名词代表材料或构件对于荷载的抗力。一般它是指对断裂的抗力，但有时塑性变形过大也能破坏构件或结构物的正常工作。所以有必要考虑塑性变形，大多数情况是不允许构件或结构整体达到屈服状态。强度理论的目的是从简单受力状态的实验结果去建立复杂受力状态的强度条件，在工程上常用的有四个强度理论。
①第一强度理论--最大拉应力理论，所建立的强度条件是断裂的
强度条件。②第二强度理论--最大伸长变形理论，所建立的强度条件也是断裂的强度条件。③第三强度理论--最大剪应力理论，所建立的强度条件是塑性条件，在塑性理论中叫屈雷斯加（1ksca）条件。④第四强度理论--歪形能理论，所建立的强度条件也是埋性条件，在塑性理论中叫米赛斯（Mises）条件。一般而言，第一、第二强度理论适用于脆性材料，第三、第四强度理论适用于塑性材料。
2.1.3 安全系数与许用应力。有了材料强度的标准值，就可以根据安全系数求出强度设计中所用的许用应力。材料强度的标准值和安全系数都是由相关专家和权威单位确定的，具有很严格的科学性和很强的法律性。它是锅炉强度设汁的最主要的基础。材料强度标准值是根据大量的试验数据统计并考虑所规定的可靠度和可靠度的置信度所确定的数值。安伞系数一般由两部分组成，一部分是指对于不能预料的可能损害结构的各种因素的一个准备。另一部分是针对结构的重要性而加的一个系数。对静强度的安全系数，对稳定的安全系数，对疲劳的安全系数，对寿命的安全系数，对断裂力学量的安全系数是不相同的。各种规范、各个国家对安全系数的取值也不尽相同。
2.2 受压元件的常规设计
一般都有标准可循，不必多讲。但要知道，受压元件一般涉及到圆筒壳、球壳、圆板、矩形板四种力学构件，从力学上讲是一个很大的范围。而且某些方面也要用到更高深的理论。要想对受压元件的强度问题深入掌握就必须深入学习和掌握板壳的理论问题。
2.3调峰机组的疲劳寿命设计
这是一项技术性很强的工作，所涉及到的内容如下。①应力分析设计法的一般概念。②种类应力的计算。③荷载谱的确定，这是一项很复杂的工作，也是疲劳设计的基础工作。④设计疲劳曲线的制定或选用，这又是一项疲劳设计的基础工作。
2.4 锅炉吊杆的计算
锅炉吊杆是一个结构系统，由许多环节组成，对每一个环节都必须认真地设计才能真正保证吊杆的安全。所涉及到的内容如下：①按不利情况进行荷载的统计与分配，这是一项非常复杂非常基础非常重要的工作。②吊杆螺母的强度设计。一个重要的思想是吊杆螺母的旋合长度应大于普通紧固件螺母的旋合长度。这里推荐吊杆螺母高度m≥1。③吊杆及其螺纹端的强度设计。其中吊杆要按最高温度部位进行设计。④吊杆环头的强度设计。要用到环的理论。⑤销轴的强度设计。⑥吊耳及连接焊缝的强度设计。其中吊耳也要用到环的理论。⑦安装调整规范。这是一项必不可少的工作，没有适当的安装凋整过程是不能保证吊杆的安全的。
2.5 刚性梁的强度设计
所涉及到的内容如下：①炉膛压力的确定及刚性梁的受力计算。要注意煤粉炉与循环流化床锅炉的不间。②角部连接结构的强度设计。③刚性梁的强度和刚度计算。强度的要求是刚性梁不得产生塑性变形。刚度的要求是不能引起炉膛的大变形和炉墙的损坏。
2.6 锅炉构架的强度设计
这是一项工作量很大的专门技术工作，一般不和其他结构的强度设计混一起，但对整合锅炉而言，理应也是锅炉强度设计的一项重要内容。对锅炉构架的整体强度刚度计算现在都是采用专门的软件，但在设计概念上有许多理论问题需要设计者掌握，才能做出正确的设计。特别是抗震问题和结构与构件的稳定是锅炉构架强度设计的重点和难点。
2.7 焊接接头的强度设计
这是锅炉各种结构强度设计的蕈要一环，需要认真对待。对焊接接头的强度设计主要掌握以下几项内容。①焊接接头的工作应力分布和工作性能。②基本假设。③焊缝尺寸。④荷载计算。⑤焊缝的承载能力不能低于连接件的承载能力；连接件的承载能力不能低于被连接件的承载能力。这是一条重要法则。
三、正确地认识计算机的作用
作为一种工具，计算机及其应用程序是非常重要的，它可以大大提高设计速度和计算的准确度，有些强度问题，必须用计算机才能完成。但是要真正发挥计算机程序的作用。首先必须具备足够的专业知识，在产品设计中许多问题是要靠清晰的理论概念来判断的。就是计算机计箅的结果是否合理，也要靠理论概念来判断。有些设计概念本身就是采用计算机计算的前提条件，而不是算出来的。比如锅炉构架中框架梁的布置、水平支撑的布置、垂直支撑的布置、大板梁支撑的布置等不能仅仅根据程序计算所得实际应力的大小来确定，而必须预先达到结构整体稳定的设计要求。在这种情况下，低应力杆，甚至零应力杆的存在是完全必要的。应当明确指出，许多结构计算程序，对稳定问题的反映是不够充分的。而锅炉构架的强度设计，恰恰是稳定问题起着决定性的作用。认为只要有了程序，没有专业理论基础知识就能搞好强度设计，是一个极大的误会。
