产品设计的研究方向范例6篇

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产品设计的研究方向

产品设计的研究方向范文1

【关键词】翻转课堂;慕课;课程设计;案例分解

翻转课堂,就是在信息化环境中,教师提供以教学视频为主要形式的学习资源,学生在上课前完成对教学视频等学习资源的观看和学习,师生在课堂上一起完成作业答疑、协作探究和互动交流等活动的一种新型的教学模式[1]。翻转课堂模式对传统的课程设计产生巨大的冲击,本文尝试借鉴翻转课堂理念在课程设计理念、内容、实践方式上进行了创新性设计模式,并将该模式用于《产品逆向设计》课程设计中[2]。

1 课程案例(项目)描述

1.1 案例(项目)内容简介

根据车载多用途物品架前期采集的激光点云数据,完成物品架各零件的逆向造型设计及物品架的装配、效果图与零件数据格式的转换。以“车载多用途物品架” 为载体,经整合教学内容等教学化提炼与处理后,设计工作任务。以实现产品逆向设计技能掌握,同时融入工业产品设计理念,逆向造型与图形处理技术。

1.2 案例(项目)选择理由

该案例具有典型的代表意义,案例是由多个零件组合而成,其零件结构典型、能较全面地覆盖产品造型设计知识的应用;案例工作量适当,可操作性强,易于学生掌握。通过本案例的学习可以使学生掌握逆向设计软件的操作,以及提升产品造型设计的能力。能使学生更加直观地掌握UG软件界面和操作步骤,使学生生动、形象地掌握逆向反求工程技术的精髓与实际操作技能。

2 课程设计案例结构

课程设计案例包含以下三个子项目,每个子项目对应相应的任务,将案例分解后以子项目为任务驱动教学。

2.1 子项目一

车载多用途物品架模型测量数据导入。对应任务的内容有:车载多用途物品架产品拓朴结构及功能分析;车载多用途物品架测量数据的导入。

2.2 子项目二

车载多用途物品架零件实体模型创建。对应任务的内容有:饮料锁扣模型创建;支撑架实体模型创建;锁扣实体模型创建;烟灰盒实体模型创建;活动壳实体模型创建;底座实体模型创建;外壳实体模型创建;活动盒实体模型创建;烟灰架实体模型创建。

2.3 子项目三

车载多用途物品架实体模型装配与格式转换。对应任务的内容有:车载多用途物品架实体模型装配;车载多用途物品架实体模型的格式转换与导出。

3 课程组织与实施

课程以大案例贯穿整门课程,将案例分解后以子项目为任务驱动教学,让学生实现自主学习,体验学做一体的新教学模式。

课程的教学方法主要采用大案例的分解,把“车载多功能物品架”分解为9个零件,即饮料锁扣、支撑架、锁扣、烟灰盒、活动壳、底座、外壳、活动盒、烟灰架,完成以上9个零件的逆向设计,并制定相应的教学任务,让学生在完成任务中掌握逆向设计技术中需要掌握的曲线造型、曲面造型与实体造型相关技能。在学生学习的过程还将融入先进的工业设计理念与图形处理技术等。

4 教学活动设计

本课程的慕课网络课程已在超星慕课网站上,本慕课课程只需连接上校园网就可以打开,在教学过程中,学生通过使用个人学号进行注册,选择相应的班级,选择相应课程,就可以开始使用网络课程中的教学资源进行相关学习活动[3]。

4.1 课前准备活动

4.1.1 教师活动

(1)分析教学目标,制作学习任务单。教师设计的学习任务单有效地组织起“翻转课堂”,帮助学生在课前明确自主学习的内容、目标和方法,以表单为呈现方式的学习路径文件包,学生根据个人需要有一个自定进度的学习,即让每个学生按照自己的步骤学习,取得自主学习实效。

(2)制作教学视频和课件并。视频和课件是教师通过对教学目标的分析,通过视频和课件的形式把知识传递给学生。教师通过网络教学平台组织和呈现教学视频和课件教学资源。

(3)布置针对性课堂练习。课堂练习是教师针对教学视频和课件中所讲的知识,为了加强学生对学习内容的巩固并发现学生的疑难之处所设置的,教师可以通过学生所做的练习的反馈情况时刻了解学生实际的学习情况[4-5]。

4.1.2 学生活动

(1)根据教师给出的学习任务单,进行相应的学习活动。如观看视频及学习课件等,在观看教学视频和课件的过程中,学生遇到不懂的地方可以做笔记,把自己不懂的问题带到课堂,这样学生可以完全掌控自己学习的步调。

(2)做针对性课堂练习。学生通过做适量的课堂练习,发现自己的疑难之处,在学习过程中记录自己遇到的难题,可以通过教学平台自己的难题,或者等上课时在课堂中提出问题,同学之间也可以进行互动,彼此交流收获,进行互动解答[6]。

4.2 课中教学活动

在课中教学环节中,教师不仅提供教学视频以及其他资源,检查学生学习视频和课件情况,还提供在线辅导。学生提出疑难问题,教师答疑解惑,师生之间充分互动交流。在对课前视频中知识点再度梳理的基础上,补充板书和电子文档等的学习资源,满足学生多方面的学习需要,并根据网络中学生集中反馈的问题进行集体讲解,排除大部分学生的疑点和难点。学生可以通过报告会、展示会、辩论赛或者小型的比赛等形式交流学习心得、体会,经过独立探索和合作交流后,完成个人或者小组的成果,在此过程中享受学习所带来的乐趣,并发现自己的不足,吸取他人的优点[7]。

4.3 课后学习反思

课后教师和学生通过慕课网站及其他方式留言互动,共同讨论本次课的相关主题内容,进一步学习反思。教师根据反馈的效果对课程进行进一步的优化设计,如课前学习资源的增减,课堂教学活动的顺序的安排,教学活动时间的长短等,以提高本课程教学(下转第64页)(上接第47页)效果[8]。

5 结语

本研究以《产品逆向设计》课程为例,开发了“车载多用途物品架”的课程案例,构建了大案例一案到底的课程案例结构,研究了慕课网络平台的课程实施与教学组织,构建了基于翻转课堂理念的教学活动设计。

【参考文献】

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[6]翻转课堂理念的课程设计与开发[D].广西师范学院,2016,6.

产品设计的研究方向范文2

伴随着信息技术的发展,产品的展示方式从单一的现实展示逐步转向了由电子图文、三维动画等多种虚拟展示方式共同组成的多元化领域。虚拟展示方式的出现,拓展了用户获取展示信息的渠道,也规避了实际展示方式信息获取滞后、费时费力等缺点。但这些常用的虚拟展示方式并不能为用户创造互动空间,为受众在空间中提供参与性以及娱乐性。

虚拟现实技术以其3I特性(沉浸性、交互性、多感官性)为展示设计师提供了一种两全其美的选择。产品虚拟现实展示不仅兼具其他虚拟展示的优点,还能为用户提供交互功能,让用户在操作中获取有效的产品信息。

产品特性与产品虚拟现实展示

展示的核心内容离不开展品自身的特性,而展示技术的运用、展示空间的布置等都应服务于展品特性的表达。与其他展示形式一样,产品虚拟现实展示的最终目的无非是将产品的亮点以及产品的特性更好的展现给用户,让受众有效的获取产品信息。所以,分析展品的展示特性是虚拟现实展示中不可或缺的步骤。

产品的特性由其属性的特点决定。根据表现形式的不同,产品的属性主要分为文化属性、功能属性、商业属性、外观属性等内容。其中功能属性包括产品的主要功能、附加功能和部件操作方式等;外观属性包括产品造型、色彩以及涂装;商业属性包含产品的性价比、售后服务等方面的内容;而文化属性则包含产品的造型寓意、研究价值等等(见图1)。

用户需求及产品虚拟展示内容框架构筑

没有用户就没有市场。在产品展示中,不同用户群体对产品信息的需求也不同。例如,产品的消费群体在产品展示中偏向于获知产品的外观、性能、价位、质量以及售后服务等属性;而产品的操作者则偏向于了解产品的部件功能、操作方式等方面的内容。

交互设计之父Alan Cooper在《About Face3――交互设计精髓》中提出了以目标为导向的交互设计方法。书中强调交互设计应以用户需求为目标导向,用最有效的形式完成满足用户的需求的交互系统。这种方法在一些面向用户的产品展示中也已经得到了应用。

MINI是宝马(BMW)大家族中具备年轻活力的子品牌。我们可以从MINI产品的官网以及汽车专业销售网站的内容设置中看到,面对不同的用户需求,网站的内容设置也会随之不同。MINI官网的主要访客是MINI产品的爱好者、潜在消费者,他们其中的大多数人对MINI产品以及品牌抱有浓厚的兴趣,或许已经拥有了该品牌的产品。所以,MINI的官网的展示主体是MINI产品的亮点(产品造型、保养售后等)和MINI品牌活动(MINI车队的赛事预告等),而并没有将产品的价格、配置等信息放置在页面的主要位置。

对比而言,易车网之类的汽车销售网站,主要的访客是汽车的消费群体,这一人群最关心的是汽车的价位以及性能。所以在易车网上,主要的展示内容是汽车的价位、性能以及销售等信息,如图3。

挖掘机产品虚拟展示系统内容框架设定

本文作者在一款小型液压挖掘机虚拟现实展示系统的开发过程中,对用户进行了需求分析,并且结合挖掘机自身的产品特性,运用以目标位导向的方法对系统的内容框架进行设定。

该系统展示的对象是小型挖掘机,系统的内容定位是挖掘机的模拟操作,所以展示内容主要涉及产品的功能属性。系统的用户定位是挖掘机产品的操作学习者以及操好者,设计目的是让用户通过系统操作了解挖掘机的基本操作方式。

本文作者通过产品市场及实地调研发现,挖掘机产品的操作方式与人们日常接触的交通工具在操作方式上有较大区别;其运行的功能部件包括左右操作手柄、左右行驶操作杆、油门、刹车六个部分。操作者必须协调操作这些部件才能准确地完成挖掘任务。而且,由于挖掘机具备回转运行的特性,挖掘机的工作方向也是影响挖掘机操作的重要因素。当挖掘机处于正向操作时,所有工作部件操作是符合常规标准的;而当挖掘机处于转向操作时,所有操作都是反向的。为了防止由于方向不同产生的误操作,在每次挖掘机启动之前,驾驶人员都要检查挖掘机的方向是否正向。

根据挖掘机产品以上的操作特性,结合用户的展示需求,本文作者将展示内容分为挖掘机工作结构及功能介绍(以下简称内容1)、挖掘机工作注意事项(以下简称内容2)以及挖掘机工作模拟(以下简称内容3)三部分。系统展示的主体内容是内容3,其中主要包括用户的操作体验以及挖掘机工作场景的模拟。而内容1、内容2则作为系统展示的辅助及必备内容。在每次系统启动时首先都会进入内容2,提醒用户在操作之前进行整车安全检查。用户在体验过程中可以随时调用内容1模块,通过提示完成对挖掘机的操作。挖掘机虚拟现实展示系统内容框架见图4。

结语

以用户需求为目标导向,产品特性为展示核心的方法不仅适用于产品虚拟现实展示的内容设定,在产品虚拟现实展示的其他环节也同样可行,例如交互方式的选择等。现阶段,产品虚拟现实展示还存在着一些不足,但这些并不能否定其用户参与性强、信息展现全面的优点。在设计师今后的不断探索完善中,产品虚拟现实展示必将向人性化、智能化发展,产品虚拟现实展示也将成为产品展示的主要形式之一。

产品设计的研究方向范文3

关键词 产品设计 交互设计 人性化

中图分类号:TB47 文献标识码:A

0 引言

高新科技目前已经成为世界的主导力量,大量的自动化机器越来越多地走进生活。交互设计的概念产生于20世纪80年代,是“以人为本”的人机交互技术。交互设计从人机工程学独立出来,重新作为一门专业研究,更加强调从人的心理需求以及行为需求为出发点来设计产品。其目的是为了实现产品有用、易用、提高效率、更新技术等。如今的平板电脑、智能手机、智能家电等是交互设计的一个重要载体。

简单的说,交互设计是这样的一种行为,即通过人工制品、环境和系统的行为,以及传达这种行为的外形元素的设计与定义。从用户角度来说,交互设计是一种如何让产品更加易用,有效而让人愉悦的技术,它致力于了解目标用户和他们的期望,了解用户在同产品交互时彼此的行为,了解“人”本身的心理和行为特点。

交互设计是信息社会主流设计的重要模式或方式之一。设计再也不是停留在形式建构层面的简单设计。伴随着物质文化生活的日渐丰富,大工业化产品不单单追求造型和功能的方面,款式虽然琳琅满目,却依旧满足不了人们对于个性的需求。现今社会的青年一代,崇尚小众文化,追求的是产品在使用过程中享受功能,享受使用的方式,追求情感,这是用户的心理需求。这个需要设计师通过一些简易的外形建设产品与人之间的交流方式或者是改变与人交流的习惯。比如我们日常生活中使用的电子类产品Ipad、Iphone、ATM机、电子书等设备,无一不是通过建立人性化的设计之后跟人进行交流的。

1 国外交互设计的应用现状。

在上个世界90年代的时候个人电脑和互联网技术就已经发展和普及了。而目前,国外交互设计思想和交互式产品设计正向有形的实体产品设计与开发领域渗透。国外高校的交互设计研究往往走在产业界之前,建树层出不穷。比如说,美国的麻省理工学院、卡耐基-梅隆大学、英国皇家艺术学院等高校,都在开展交互式产品设计方面的相关研究,设立了专门的交互设计方面的专业或研究方向。著名公司如微软、苹果、IBM、飞利浦、诺基亚、三星西门子和 IDEO 等都设有专门的用户体验研究中心,将交互设计作为未来公司产品研发的重中之重。

国外交互设计已经与视觉设计、产品设计等专业领域有密切的联系,发展相对比较成熟。

2 国内交互设计的应用现状

在我国交互设计在国内企业和高校的发展刚刚起步,像搜狐、网易、腾讯、百度、联想等这样的大企业已经有自己的交互设计研究,并结合自己的产品特点开展了有针对性的研究。

国内最早创办交互设计专业的大学是香港理工大学。大陆高校中有国内交互艺术与设计领军的清华大学、江南大学、浙江大学、中山大学等都纷纷开设了交互设计专业或者交互设计研究方向,为我国培养了第一批交互设计人才。其中清华大学早在 2005 年就率先成立了信息设计专业,并开启了交互设计教学的探索之路。

总的来说,国内的交互设计发展相对落后,但是近年来,随着国家对文化创意产业战略的提升和对数字信息产品的自主创新的重视,用户体验设计、UI 设计和交互设计等理论和实践开始成为国内许多大学艺术设计教育的内容。目前,中国的产业界正在由“中国制造”向“中国创造”迈进,包括手机、电脑在内的大量电子信息类产品在中国生产并且在中国设计,所以对交互设计的深入研究对于提升我们国家在产品设计领域的技术研发能力有着重大的意义。

3 交互设计的体验活动发展规模日趋扩大

首届中国交互设计体验日于 2010 年 12 月 9 日至 12 月 15 日在广州举行,围绕“赢在互动”这一主题,各种活动相继举行,包括交互设计作品展览、交互装置体验、5 场专家演讲、2 个圆桌会议、18 个业界实战工(下转第88页)(上接第85页)作坊、5 天系统的交互设计教育工作坊、Touch Me 主题晚会等各种形式的交流会。参会企业超过 200家,高校 30 多所,参会人数超过 1000 人。活动聚集了众多的交互设计领域的专家;还有来自众多企业的人士;并有贯穿首尾的“开放式体验”,交互设计爱好者不仅可以免费欣赏 3C 产品、应用软件、互联网及电子商务产品、服务设计、信息设计五大门类的交互设计作品,还可亲身感受和体验用户体验设备、交互装置,更有机会参加知名企业的交互设计专场招聘。

产品设计的研究方向范文4

关键词:CAD技术;机械领域;优缺点;应用与探索

引言

CAD是一款的绘图软件,其全名叫计算机辅助设计。目前在当代的机械设计领域得到广泛的应用。设计者可以通过CAD软件在电脑上进行设计绘图,从而将人们从繁琐的图纸设计中解放出来。由于计算机科技的推广普及,以及计算机功能的集成化、计算机质量的大幅提升,同时计算机处理数据能力的拓展,使得CAD技术从处理早期的平面问题发展到如今的空间问题处理,且向着高集成、多接口、高规范的道路前进着。[1]在CAD技术应用过程中,不仅很大程度提高了机械设计领域的发展,同时其自身的功能也在此过程中也得到不断的完善。

1 CAD技术的基本概述

CAD是一款非常受欢迎的绘图软件,被广泛地应用于各个行业领域当中去,深受各个行业的喜爱。CAD技术的广泛应用,不仅大幅度的提高了各个行业的工作效率,而且还很大程度上提高了设计的质量。目前,CAD应用最为广泛的领域是机械设计。CAD在被各行各业领域应用的同时,既促进了CAD自身功能的不断完善又提高了相关设计人员的专业设计水平。由于CAD可以进行编制作用,故CAD拥有较高的自动化程度,从而既可以很大程度缩减人们在设计时所耗费的大量时间又可以操作具有简便性。

2 优点

2.1 CAD使机械设计更加精准,更有可靠性

三维机械设计既可以赋予颜色、体积、重心等多种信息给设计对象,还可以针对对象的几何特征进行描述,从而达到对所要设计的对象的几何特征和物理模拟更加准确、更加全面可靠,进而能够充分表达设计者头脑中的想象的实体。

2.2 用CAD进行装配零件的过程中可以更加便于观察和检测

在生产一个产品之前需要先把各个零件装配起来。而当我们在利用CAD进行零件装配的过程中,我们可以直接利用CAD的资源查找器,CAD的资源查找器可以很快给予显示,从而可以很大程度节省我们的时间和精力。若在利用CAD进行零件装配的过程中发现有不当之处,CAD的资源查找器就会立刻进行检查,发现问题后立即对每个零件进行适当的调整,从而保证设计的合理性。同时我们在机械设计中可以利用CAD进行运动仿真,从而使我们能够看到机器运动的全过程。CAD除了能够观察之外,还可以对产品进行相关的检测,从而降低机械设计过程中因忽略某些因素而导致设计失败的几率。

2.3 CAD可以使机械设计师在设计过程中节省更多的时间,从而将更多的精力和时间放到产品设计当中

当我们在进行机械产品设计的过程中,我们可以利用CAD三维设计中的布尔运算等功能对我们头脑中所想象机械产品的外形轮廓进行设计,从而使我们在设计过程中节省更多的时间,让我们将更多的精力和时间放到产品设计当中。除此之外,三维CAD系统具备高度转型的设计能力,可以通过快速重构的形式来获得一种新型的机械产品。[2]

2.4 符合人的设计过程的思维方式

CAD三维实体模型能够直接建立反映产品真实几何形状。机械设计师在设计时可以将更多的时间和精力去构想头脑中所要设计的机械产品的空间结构以及尺寸要素等。同时通过CAD三维实体模型,可以将头脑中的实体的立体图在CAD的三维空间里可以直接观察,从而可以和他人进行交流探讨,相互学习。

3 缺点

(1)CAD基本是用来出工程图标注之类的,进行三维建模,使得设计不是特别直观。

(2)CAD其本身不适合作三维建模,因为用它作的三维图(立体图)形,不能进行修改其形位尺寸,如要修改它得重^来过。

(3)CAD智能化不高,比如CAD画了一条线不能修改长度了,修改其形位尺寸完全是静态的,不能建立系列零件的零件表及配置,不能使相似零件可得多种尺寸的零件,如法兰、轴承等,画出一个不能得到系列性的法兰、轴承等。

(4)不能进行应力分析、运动模拟……软件自身的功能不仅被其他智能化软件所包含,而且还被超越如solidworks包含了CAD的功能,因为solidworks内含工程图功能,可以代替CAD。solidworks还可以做钣金,3D建模,有限元分析等一些工业设计的技术功能。

4 结束语

在当代,计算机电子科学技术得到了巨大的发展,各种机械产品正逐步向智能化迈进,AutoCAD广泛应用于工程图样的绘制以及机械设计领域当中。利用CAD可以绘制各种建筑专业的施工图,在我国当代的发展起到了重要的推动作用。虽然我国各个领域都在不同程度上采用了CAD技术,但与发达国家还有一定的差距,先进的技术是发展生力的强大动力,我们应该与时俱进,加大对CAD技术的学习应用和发展。

参考文献

[1]廖奇.CAD技术在现代机械设计中应用分析[J].军民两用技术与产品,2016(20).

[2]李浩.基于CAD在机械设计中应用的探索性研究[J].建筑工程技术与设计,2016(34).

作者简介:李孟克(1996-),男,汉族,学士,研究方向为机械设计制造及其自动化。

党建国(1993-),男,汉族,学士,研究方向为机械设计制造及其自动化。

产品设计的研究方向范文5

(衢州职业技术学院机电工程学院,衢州 324000)

摘要: 在大批量定制模式下,客户定制的产品结构、功能上个性化程度高。ETO产品设计项目规划涉及人力、资源、时间等多种资源的调度与配置,资源配置过程中涉及的约束量多,有效地进行资源配置难度系数高。通过建立企业ETO项目资源模型,引入基于优先级的资源配置算法,并结合企业资源分配的优先级规则,对ETO项目进行资源优化配置,提升ETO产品设计项目资源配置效率。

关键词 : 产品设计;资源调度;ETO;优先级

中图分类号:TH12 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)26-0020-03

基金项目:衢州职业技术学院科研项目:基于Matlab的纯电动汽车充电桩控制系统优化设计(QZYZ1404),基于模糊控制的纯电动汽车复合电源功率分配策略研究(QZYY1417);衢州市科技局项目:基于热成像技术的汽车空调故障诊断研究(20121058)。

作者简介:方晓汾(1985-),男,浙江衢州人,硕士,研究方向为数字化设计等;罗方赞(1981-),男,浙江衢州人,硕士,研究方向为机械设计等;徐建亮(1984-),男,浙江衢州人,硕士,研究方向为机电一体化等。

0 引言

随着传统的制造模式转型升级,大批量定制(Mass Customization,MC)模式下的生产制造型企业,更注重于如何快速满足客户个性化需求的产品订单。ETO(Engineering to Order)项目主要是以项目的形式对产品定制设计过程进行管理,有利于缩短产品的交货期,降低产品研发成本。针对复杂工业产品定制,企业通常采用项目化组织来完成项目[1],基于ETO的产品设计项目开始于任务需求分析与描述,并综合考虑企业内部的技术研发能力、资源配置、时间周期、人员、设备等多个因素。通常这一类项目都处于多项目并行的环境下,项目之间的关联性较大,人员、设备等资源配置常出现相互制约现象[2]。因此,企业在面向大批量定制模式下的ETO项目执行过程中需要有较高的多项目、多层次、多任务处理能力与资源平衡配置能力。

ETO项目在项目管理过程中涉及到产品的整个生命周期管理,其各类数据量及数据关系非常复杂[3]。其项目管理从时间、成本、资源三个维度进行,甘特图(Gantt Chart)、关键路径技术(Critical Path Method,CPM)、计划评审技术(Program Evaluation and Review Technique,PERT)技术得到广泛应用。关键链缓冲管理(Critical Chain Buffer Management,CCBM),以及粒子群优化算法(PSO)、蚁群算法、遗传算法等各类改进算法逐渐应用于项目管理过程中,Eppinger[4]优化设计任务粒度大小,改进任务分解策略,对整个产品设计项目进行重新优化分割。鲁玉军[5]将设计项目分解的任务节点重新配置开始时间、结束时间,增加其并行度,从而压缩整个项目周期。苏少辉通过对模块化程度较高的产品结构进行分析与建模,提出基于产品族的项目规划方法[6]。许有良等[7-8]则考虑了制造型企业中多个产品设计开发项目中多个资源的初步配置。

ETO项目资源配置应充分考虑相关项目时间进度、资源配置、任务结构树等多重因素,故其项目资源配置过程所涉及参数、变量、关系都比较复杂,难度系数高,效率偏低,导致效果不佳。在项目资源配置过程中引入基于优先级的资源配置方法,考虑多ETO项目并存,优化资源分类,协调多种资源,提高ETO项目资源配置效率。

1 企业ETO项目资源模型

在大批量定制模式下,企业接到ETO产品订单后,依据客户个性化的产品性能需求与技术要求,由企业进行初步的技术方案协调,之后企业根据新的技术方案确定项目范围,并进行项目规划,从而以项目形式组织设计过程。由于ETO产品通常比较复杂,其产品设计是一个涉及多个学科的协同化过程,期间还涉及分散在异构环境下设备、数据、多种技能人员、时间、知识等多种资源环境的动态变化。

在项目规划过程中,项目任务分解时就需要对每个任务节点的资源配置。而实现合理资源配置的前提是对资源需求量进行正确估计。企业中存在的类似项目或者任务的历史数据,为当前项目的工作分解结构、各任务节点的资源需求量估计提供了依据与可能。

结合相似的产品开发项目经验,参考相似的项目数据,可估计出项目分解的任务节点资源量,一般来说,具体操作如下:第一步估算开发工作量,通常该过程包括概念设计、初步设计、详细设计、解决方案四个步骤;第二步是估算管理工作量。通常一个项目的工作量80%以上用于开发,20%以下用于管理,此数据依据企业的实际情况可做调整。应用随机方法(Stochastic Approach)也是估计工作量的一个有效方法,它是基于经验数据进行的,该方法通过采用类似任务节点的相关数据,拟合频数分布曲线,从而估算出目前任务节点的工作量。

b=最坏情况下,完成任务节点需要的工时数;

m=最有可能情况下,完成任务节点需要的工时数;

a=最优化情况下,完成任务节点需要的工时数。

采用随机方法,计算工时的标准差

根据计算出w即为当前项目中任务节点的资源需求r(t)。企业资源模型对项目成败至关重要,建立基于优先级的资源匹配算法对任务节点的资源配置,可合理地支配不同类型的资源。ETO产品设计项目任务节点资源需求具有较强的唯一性,不同的项目对资源的类型、资源量需求不同。

2 ETO项目资源配置算法

ETO项目的规划采用基于优先级的资源配置算法,按资源优先级RR(t)排序,有利于多种资源之间的利用率平衡。项目规划过程中对资源配置之前,需要根据企业资源约束关系建立相应的约束规则集,运用算法(图1)逐次迭代,从而完成对每个任务节点的资源量的计算和配置方案。

基于优先级的资源分配算法流程为:

Step1:输入项目分解节点集{Node},判断节点集中的节点类型,是否为叶子节点,若不是叶子节点则进入Step6;若是叶子节点则按照节点优先级排序,选择优先级序列高的叶子节点,初始化时间t为当前时间t0,进入Step2;

Step2:计算叶子节点ri(t)与t时间段多项目环境下资源的剩余量R(t),此处资源剩余已考虑可替换资源集等;

Step3:若在此阶段资源充裕,则可确定节点的时间序列<S,C>,随之分配资源,进入Step5;

Step4:若在此阶段资源不被满足,则需要延迟Δt,重新计算资源需求是否被满足,若仍不被满足则继续延时,直到满足资源为止,进入Step3;

Step5:判断是否为最后的叶子节点,若是最后叶子节点,则表示叶子节点资源配置完成,则进入Step6;若不是最后叶子节点则进入Step2;

Step6:若节点不是叶子节点,则选择其子节点集,当叶子节点遍历完成之后开始对非叶子节点进行遍历累计计算,逐次计算,完成进入Step7;

Step7:判断节点集节点是否为最后任务节点,若不是最后节点,进入Step6,若是最后任务节点则表示资源配置完毕。

3 ETO项目资源配置应用

A企业根据客户定制NE型矿山输送设备,此类产品属于典型的ETO产品,根据订单中客户需求(对装载量、提升效率等),企业的项目经理以项目的形式对订单进行技术范围、交货周期的初步分析,再根据项目范围、项目周期对项目进行分解。例如项目的设计环节需要来自不同领域的设计人员制定相应的方案设计、技术设计、施工设计等,同时需要不同的资料、不同的知识等资源类型,配置资源难度较大。

企业项目经理分配资源过程基于经验统计数据估算出资源的需求量,再采用多种优先规则集,通过资源配置算法遍历优先规则的算法,实现对优先规则集的有效应用。NE型矿山输送设备定制设计过程包括选型参数初步选择、估价与商议、签订合同与技术协议、机械主体设计、控制系统设计等10个主要的任务节点。根据基于优先级的资源配置算法,根据预先设置的约束规则集,再对任务节点和子节点进行遍历,表1实验显示,项目执行周期总体可以缩短22%,有效减少项目周期时间。资源的利用率提升46%,能比较明显地提高资源利用率。

4 结论

基于优先级的资源配置算法主要包括基于经验统计数据的估算模型确定每个任务节点的资源需求量,结合客户订单参数、多项目执行环境信息、完成类似项目经验数据等设置的规则集,并采用基于优先级的资源配置算法对ETO产品多设计项目中的每一个任务节点进行资源分配,可使得整个项目规划过程中更好地实现资源配置。

ETO产品设计项目在规划过程中,合理高效地对资源进行配置尤为重要。本文引入基于优先级的资源配置算法,考虑多ETO项目并存,优化资源分类,协调多种资源等因素,强调资源分配过程中的规则应用。在大批量定制模式下,NE型矿山输送设备这类产品定制设计通常以项目形式组织,应用基于优先级资源分配算法可提高ETO项目规划过程中资源配置效率。

参考文献:

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[6]Esther Gelle,Boi Faltings. Solving Mixed and Conditional Constraint Satisfaction Problems[J]. Constraints, 2003 (2).

产品设计的研究方向范文6

关键字:产品设计;人机工程;问题;发展展望

一 相关概念

所谓产品设计中的人机工程学,也就是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、 劳动心理学等学科的研究方法,对人体结构特征和机能特征进行研究,提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数。在设计和制造时,都必须把“人的因素”作为一个重要条件来考虑。显然,在设计中研究和运用人机工程学的理论和方法就成为工业设计师所面临的新课题。

二 国内外产品设计中人机工程学研究现状概述

人机工程学是一门新兴的边缘科学,它在产品设计中的应用变的越来越重要。它起源于欧洲,形成和发展于美国。提起人机工程学首先要介绍德雷夫斯。德雷夫斯是人机工程学的奠基者和创始人。他出版了第一本人机工程学的专著。德雷夫斯坚持产品设计应该考虑人使用的高度舒适,并提出了产品设计应该遵循人机工程学原理。他出版了著作《人体度量》,从而为产品设计领域奠定了人机工程学的基础。英国是最早开展人机工程学研究的国家之一。目前,人机工程学已应用于英国产品设计的各个部门。1955年德雷夫斯出版了专著《为人的设计》,该书收集了大量的人体工程学资料,从而为工业设计领域奠定了人机工程学这门学科。在这一阶段,德国、美国先后成立了人机工程学会,德国的工业设计协会人类工程学研究所、美国的哈弗大学等都展开了不少人机工程学方面的研究工作,人机工程学原理也被许多产品设计师所采用。怎么使这些产品能够最大可能地适应人的使用要求,变成产品设计中非常迫切的问题。人机工程学与产品设计的联系在80年代以来有一个重大的发展,越来越多的设计师开始把人机工程学研究出来的成果应用到产品设计中。

在中国,人机工程学的研究在20世纪50年代开始即有些零星的开展。中国工业设计大师柳冠中先生最先在国内提出人机工程学的教育体系。此后在1989年又成立了中国人类工效学学会,再在1995年9月创刊了学会会刊《人类工效学》季刊。20世纪90年代,许多大学的设计院校开设了人机工程学专业课程,同时作为产品设计师必须修读的课程。2002年1月,丁玉兰教授编著了《人机工程学》这本专著,主要讨论了产品设计与人机工程学的关系,为今后的产品设计提供了人机工程学的理论基础。当前,随着我国科技和经济的发展,人们对工作条件、生活品质的要求正逐步提高,对产品的人机工程特性也会日益重视。产品设计师提出了“以人为本”、“人体工学”的设计作为产品的卖点,也正是出于对这种新的需求取向的意识。

三 产品设计中人机工程研究内容

产品设计中人机工程学研究内容包括:人的特性的研究、机器特性的研究、环境特性的研究、人一机关系的研究、人一产品关系的研究。而在产品设计中,人机工程学研究的内容主要是包括人机界面设计,控制台和控制室的布局设计,医疗设备,座椅的设计与舒适性研究,办公室和办公设备设计,家用产品舒适性设计等。通过数据研究来确定产品的尺寸和比例。这些尺寸和比例主要基于人类的生理尺寸和使用习惯。在产品开发阶段,会把人机工程学研究的数据应用到产品设计中,使其符合人们的使用要求。

四 目前产品设计中人机工程学研究存在的问题

由于产品的不断更新,人的身体需求和心理因素随着社会的发展也在不断变化。那么产品设计中的人机工程学研究还是存在许多问题。若说“人性化产品”是与“人”合为一体的产品设计,“人机工程因素”则是设计工业产品时的人机界面所必须考虑的因素。由于中国的人身体测量数据和国外是不同的,那么一些产品不能直接引用国外的。工业设计师指出,就电脑的相关部件和设备而言,如键盘、鼠标等输入装置,不同的使用者有不同的使用习惯。所以目前存在的问题是没有考虑人之间的差异性。导致了产品设计的统一性。

应该考虑不同地域,不同年龄段,不同职业背景,不同学历的人群对产品的不同需求。而目前的人机工程学研究数据单一化,这是目前存在的问题。要更加细分人机工程学研究的数据。同样是手机的设计,针对年轻人和老年人两个不同的消费群体,其人机因素的侧重点就大不一样。对于年轻人而言,小巧、功能多样就成为设计的重点。而对于老年人,由于受到视力下降、动作减慢、反应不灵敏生理因素的影响,在设计时,就要将按键和屏幕设计得适当大一些,按键的功能尽富简化。产品设计者应使自己设计的产品在各种条件下都美观大方、全耐用、使用方便,保持良好的人机关系。

五 总结

由于人类社会和技术环境的复杂性的不断提高,因而产品设计与人机工程学研究的结合成为必然的选择。人机工程学作为应用性学科,与人的工作生活息息相关,设计生产出更加人性化、高效能的设备、工具和日常生活用品是努力的目标。以发展的眼光看,基于产品设计的人机工程学的发展会更好的造福人类。人机工程学作为一门边缘学科,在其发展过程中,不可避免地要借鉴人体科学、生物科学和心理学等相关学科的研究方法,并利用本学科的学科特点,结合产品设计的特点,逐步建立和完善一套独特的研究方法,以探讨人,产品,环境三要素之间的复杂关系。

参考文献

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