工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)原理

1、第2章 工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)(shj)原理2.1 系統(tǒng)化原理(yunl)2.1.1 概 述 系統(tǒng)論是美籍奧地利理論生物學(xué)家貝塔朗菲首創(chuàng)的一門邏輯和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)。系統(tǒng)論首先從對理論生物學(xué)、非平衡態(tài)熱力學(xué)和控制器的具體規(guī)律的研究上升到對復(fù)雜系統(tǒng)一般規(guī)律的研究，再上升到對一切系統(tǒng)的共同規(guī)律的研究。當(dāng)然，系統(tǒng)論發(fā)展到今天已不僅僅限于此，而成為各個(gè)領(lǐng)域的革命性的新方法論。1共八十三頁（1）整體性整體性是系統(tǒng)論思想的基本出發(fā)點(diǎn)，即把事物整體作為研究對象。各種對象、事件、過程等都不是雜亂無章(z lun w zhng)的偶然堆積，而是一個(gè)合乎規(guī)律的、由各種要素組成的有機(jī)整體。（2）綜合性 系統(tǒng)論方法的目標(biāo)是通

2、過辯證分析和高度綜合而使各種要素相互滲透、協(xié)調(diào)而達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的最優(yōu)化。綜合性有兩方面含義：一是任何系統(tǒng)都是一些要素以特定目的而組成的綜合體，如建筑就是功能、環(huán)境、技術(shù)、人文、藝術(shù)等組成的綜合體；二是對任何事物的研究者必須從它的成分、結(jié)構(gòu)、功能、相互聯(lián)系方式等方面進(jìn)行綜合系統(tǒng)考察。2共八十三頁（3）最優(yōu)化 所謂最優(yōu)化，就是取得最好的功能效果，即達(dá)到選擇(xunz)出解決問題的最好方案的目的。最優(yōu)化是系統(tǒng)論思想和方法的最終目標(biāo)。根據(jù)需要和可能，在一定約束條件下為系統(tǒng)確定最優(yōu)目標(biāo)并運(yùn)用一定數(shù)學(xué)方法等而獲得最佳解決方案。3共八十三頁2.1.2 系統(tǒng)(xtng)化設(shè)計(jì)的理念 現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的系統(tǒng)(xtng

3、)化設(shè)計(jì)是把產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、市場銷售 3個(gè)方面作為一個(gè)統(tǒng)一的整體考慮，并運(yùn)用系統(tǒng)(xtng)工程的方法進(jìn)行系統(tǒng)(xtng)分析和系統(tǒng)(xtng)綜合，從而使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作更有效、更合理地推進(jìn)和展開。（1）產(chǎn)品定向開發(fā) 任何一件新產(chǎn)品的定向開發(fā)都要根據(jù)市場需求、社會(huì)環(huán)境的狀況及企業(yè)本身的財(cái)力、物力、人力和技術(shù)條件確定。同時(shí)，產(chǎn)品開發(fā)又是一個(gè)專業(yè)群體的工作，絕非少數(shù)人或一個(gè)部門能夠完成的，而是需要各部門（調(diào)查、管理、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、決策、銷售等）協(xié)同工作。4共八十三頁（2）產(chǎn)品定位設(shè)計(jì) 當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的目標(biāo)確定之后，就要由設(shè)計(jì)部門根據(jù)各種資料進(jìn)行產(chǎn)品的定位設(shè)計(jì)，即實(shí)施具體設(shè)計(jì)。在此階段，工作的重

4、點(diǎn)是對與產(chǎn)品有關(guān)的各種因素作詳細(xì)分析，包括對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)(jigu)、生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行綜合研究，以探求實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的最佳方案。5共八十三頁2.1.3 系統(tǒng)化設(shè)計(jì)目標(biāo)的確定 在開發(fā)一種新產(chǎn)品之前，先要進(jìn)行需求分析、市場預(yù)測、可行性分析，確定設(shè)計(jì)參數(shù)和制約條件，最后作出詳細(xì)的設(shè)計(jì)要求表，作為設(shè)計(jì)、評價(jià)和決策的依據(jù)。（1）需求識別 任何產(chǎn)品的開發(fā)都是從某種需求的識別開始的。這種需求可能由用戶(yngh)提出，也可能由設(shè)計(jì)、經(jīng)營人員分析得出。 （2）調(diào)查研究 為了使產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)有充分的客觀依據(jù)，必須進(jìn)行調(diào)查研究，掌握可靠的信息。只有全面科學(xué)的調(diào)查研究，才是正確決策的前提和基礎(chǔ)。調(diào)查應(yīng)包括以下內(nèi)容：6共八十三頁1

5、）市場調(diào)查 市場調(diào)查包括市場的現(xiàn)實(shí)需求、潛在需求及發(fā)展趨勢，產(chǎn)品的銷售對象及可能銷售量，用戶對產(chǎn)品的功能、用途(yngt)、形態(tài)、色彩、使用維護(hù)、包裝及價(jià)格等方面的要求，與之相競爭產(chǎn)品的種類、優(yōu)缺點(diǎn)和市場占有情況，競爭企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營實(shí)力和狀況等。2）技術(shù)調(diào)查 技術(shù)調(diào)查包括實(shí)用科技成果、新材料、新工藝、新技術(shù)狀況，專利情報(bào)、行業(yè)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)情報(bào)，有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)，與之相競爭產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)分析，競爭企業(yè)的新產(chǎn)品開發(fā)動(dòng)向，等等。7共八十三頁3）社會(huì)調(diào)查 社會(huì)調(diào)查是面向企業(yè)生產(chǎn)的社會(huì)環(huán)境及目標(biāo)市場所處的社會(huì)環(huán)境，包括有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策（如產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策、環(huán)境保護(hù)(hunjng boh)政策及安全法規(guī)等），

6、產(chǎn)品的種類、規(guī)模及分布，社會(huì)風(fēng)俗習(xí)慣，消費(fèi)水平、消費(fèi)心理、購買能力等。通過綜合調(diào)查，明確要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品總的發(fā)展趨勢，本企業(yè)在國內(nèi)外同行業(yè)中的位置，從而作出決策。8共八十三頁（3）設(shè)計(jì)要求 在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，提出產(chǎn)品開發(fā)的可行性報(bào)告，一般包括以下內(nèi)容： 產(chǎn)品開發(fā)的必要性，開發(fā)產(chǎn)品的種類、壽命周期、技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析(fnx)，銷售對象、銷售情況預(yù)測。用戶對產(chǎn)品功能、用途、性能、形態(tài)、色彩、價(jià)格、使用維護(hù)等方面的要求，有關(guān)產(chǎn)品的國內(nèi)外水平、發(fā)展趨勢。為了開發(fā)該產(chǎn)品需解決的設(shè)計(jì)、制造工藝、產(chǎn)品質(zhì)量等方面的關(guān)鍵技術(shù)問題。 投資費(fèi)用、開發(fā)進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)效益的估計(jì)和預(yù)算。 現(xiàn)有條件下開發(fā)的可能性

7、及準(zhǔn)備采取的有關(guān)措施。9共八十三頁10共八十三頁2.1.4 系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方案的選擇 （1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)人員所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是以一定技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)社會(huì)特定需求的人造(rnzo)系統(tǒng)。它是人機(jī)環(huán)境大系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，也稱為產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)。與產(chǎn)品密切相關(guān)的、并給產(chǎn)品設(shè)計(jì)以一定約束的人的因素和環(huán)境條件因素稱為產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)的約束條件。11共八十三頁（2）功能分解 產(chǎn)品系統(tǒng)是由互相聯(lián)系的不同層次的諸要素(yo s)組成的。為了更好地尋求實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，可將系統(tǒng)的總功能分解為比較簡單的分功能。同時(shí)，為了使輸入量和輸出量的關(guān)系更為明確，轉(zhuǎn)換所需的手段更為單一，一般分解到能直接找到解法的分功能（常稱功能元）為止。通

8、常按照解決問題的因果關(guān)系來分析分功能。12共八十三頁13共八十三頁（3）分功能求解 分功能求解是在功能分解及最終確定分功能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步尋求實(shí)現(xiàn)分功能的基本手段、工作原理及其結(jié)構(gòu)形式。（4）方案綜合與優(yōu)化 方案綜合與優(yōu)化就是將系統(tǒng)中的各分功能進(jìn)行合理(hl)組合，以得到多個(gè)方案，然后從中尋求最優(yōu)秀的整體方案。14共八十三頁15共八十三頁2.2.1 人性化概述 任何一件產(chǎn)品都是為了滿足人的需要而設(shè)計(jì)的，因此，在產(chǎn)品塑造過程中任何觀念的形成均以人為基本出發(fā)點(diǎn)、把人的因素放在首位。人性化觀念的形成可追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代。中國古代的儒家學(xué)說中就有人本主義思想。西方文藝復(fù)興時(shí)期人本主義思想更得到了發(fā)展。隨著

9、資產(chǎn)階級哲學(xué)思想在資本主義興起以來的發(fā)展，“人性”“人本”等主題更加成為重要(zhngyo)的內(nèi)容。2.2 人性化原理(yunl)16共八十三頁2.2.2 人性化的設(shè)計(jì)觀 產(chǎn)品的人性化設(shè)計(jì)是現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的大趨勢。由于任何工業(yè)產(chǎn)品都是為人設(shè)計(jì)的、都是供人們使用的，因而產(chǎn)品最終的命運(yùn)(mngyn)要視產(chǎn)品與人關(guān)系的協(xié)調(diào)程度而定。概括地說，人性化設(shè)計(jì)觀念的要點(diǎn)及其引申的原則大致包括以下方面： 產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須為人類社會(huì)的文明、進(jìn)步作貢獻(xiàn)。 以人為中心展開各種設(shè)計(jì)問題，克服形式主義或功能主義錯(cuò)誤傾向，設(shè)計(jì)的目的是為人而不是為物。把社會(huì)效益放在首位，克服純經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。17共八十三頁以整體利益為重，克服片面性，

10、為全人類服務(wù)，為社會(huì)謀利益。 設(shè)計(jì)首先是為了提高人民大眾的生活品質(zhì)，而不是為少數(shù)人的利益服務(wù)。 注意研究人的生理、心理(xnl)和精神文化的需求和特點(diǎn)，用設(shè)計(jì)的手段和產(chǎn)品的形式予以滿足。設(shè)計(jì)師應(yīng)是大眾的服務(wù)員，要有服務(wù)于人類、獻(xiàn)身于事業(yè)的精神。設(shè)計(jì)是提升人類生活質(zhì)量的手段，其本身不是目的，不能為設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)。要使設(shè)計(jì)充分發(fā)揮協(xié)調(diào)個(gè)人與社會(huì)、物質(zhì)與精神、科學(xué)與美學(xué)、技術(shù)與藝術(shù)等方面關(guān)系的作用。 充分發(fā)揮設(shè)計(jì)的文化價(jià)值，把產(chǎn)品同影響、改善和提高人們的精神文化素養(yǎng)、陶冶情操的目標(biāo)結(jié)合起來。18共八十三頁用豐富的造型和功能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)需要和文化需要，提高產(chǎn)品的人情味和親和力，以發(fā)揮其更大作用。

11、 把設(shè)計(jì)看成是溝通人與物、物與環(huán)境、物與社會(huì)等的橋梁和手段，從人產(chǎn)品環(huán)境社會(huì)的大系統(tǒng)中把握設(shè)計(jì)方向，加強(qiáng)人機(jī)工程學(xué)的研究和應(yīng)用。用主動(dòng)、積極的方式研究人的需求，探索各種潛在的愿望，“喚醒”人們美好的追求，而不是充當(dāng)被喚醒者去被動(dòng)地追隨(zhu su)潮流和大眾趣味，從而把設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性和主動(dòng)性發(fā)揮出來。19共八十三頁 用主動(dòng)、積極的方式研究人的需求，探索各種潛在的愿望，“喚醒”人們美好的追求，而不是充當(dāng)被喚醒者去被動(dòng)地追隨潮流和大眾趣味，從而把設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性和主動(dòng)性發(fā)揮出來。 人性化的設(shè)計(jì)觀念總是把設(shè)計(jì)放在改造自然和社會(huì)、改造人類生存環(huán)境的高度加以認(rèn)識，因此要使產(chǎn)品盡可能具備更多的易為人們識別和接

12、受的信息，提高(t go)其影響力。人民是歷史和社會(huì)的主人，超脫一切的人性化根本上是不存在的，因此在設(shè)計(jì)中要排除設(shè)計(jì)思潮中一切愚昧的、落后的、頹廢的、不健康、不文明的因素。20共八十三頁 注意正確處理設(shè)計(jì)的民族性問題，繼承和發(fā)揚(yáng)民族精神、民族文化的優(yōu)良傳統(tǒng)，從而為人類文明作出貢獻(xiàn)。 人性化的設(shè)計(jì)觀念是一種動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)哲學(xué)，它并不是固定不變的，隨著時(shí)代的發(fā)展人性化設(shè)計(jì)觀念也需要不斷(bdun)地加以充實(shí)和提高。 設(shè)計(jì)的重要任務(wù)之一是使人的價(jià)值得到發(fā)揮和延伸。 時(shí)時(shí)處處為消費(fèi)者著想，為他們的需求和利益服務(wù)，同時(shí)協(xié)調(diào)好消費(fèi)者、生產(chǎn)者、經(jīng)營者相互之間的關(guān)系等。21共八十三頁2.2.3 人性化設(shè)計(jì)觀念應(yīng)考慮

13、的主要因素 在用人性化設(shè)計(jì)觀念探討人、產(chǎn)品(chnpn)與環(huán)境的關(guān)系時(shí)，影響產(chǎn)品(chnpn)在人性化的設(shè)計(jì)創(chuàng)造上所應(yīng)考慮的因素，大體有以下幾方面的因素應(yīng)加以重點(diǎn)考慮動(dòng)機(jī)因素、人機(jī)工程學(xué)因素、美學(xué)因素、環(huán)境因素、文化因素等。（1）動(dòng)機(jī)因素 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是滿足人的需要，即是問題在先，解決問題的設(shè)計(jì)在后。人類生存必然會(huì)遇到各種各樣的問題，也有許許多多的需求，產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是為滿足人類的某種需要而產(chǎn)生的。22共八十三頁23共八十三頁按美國著名社會(huì)心理學(xué)家馬斯洛的觀點(diǎn)，人的需要層次可分為以下 5 個(gè)層次（見圖 2.4）：生理的需要。主要是指人類免于饑餓、口渴、寒冷等的基本需求。 安全的需要。是指使人免

14、于危險(xiǎn)和感到安全的需求。 愛和歸屬的需要。是指人免于孤獨(dú)、疏離而加入集體，接受別人的愛和愛別人的需求。 尊嚴(yán)(znyn)的需要。是指要求受人尊敬、有成就感等需求。 自我實(shí)現(xiàn)的需要。是指人要求發(fā)揮自己潛能、發(fā)展自己個(gè)性、要求表現(xiàn)自己的特點(diǎn)和性格等需求。24共八十三頁1）生理需求 生理需求是人們生活、生產(chǎn)、勞動(dòng)、工作中必要的需求，不能滿足這種需求就會(huì)給人帶來困難以至無法生活和工作。2）心理需求 審美需求、歸屬需求、認(rèn)知需求和自我實(shí)現(xiàn)的需求都屬于理性需求范圍。產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的造型美觀、精致等一些使人賞心悅目的要求(yoqi)，就是出于這方面的考慮。為滿足這種需求，對設(shè)計(jì)的要求(yoqi)是很高的。3）智

15、能需求 智能需求是一種無形的但卻對人有重要意義的需要。智能需求主要是指信息、知識、理論、方法、技術(shù)等方面的需求，這些也都是人類生活所必需的內(nèi)容。25共八十三頁（2）人機(jī)工程學(xué)因素 人性化設(shè)計(jì)觀念首先考慮的是人們需求的動(dòng)機(jī)因素，其次即是人與產(chǎn)品之間的關(guān)系因素，這方面的因素就是人機(jī)工程學(xué)因素。無論是工程設(shè)計(jì)或是工業(yè)設(shè)計(jì)都必須研究(ynji)人機(jī)工程學(xué)，它不僅可幫助工程師選擇最好的機(jī)械裝置和結(jié)構(gòu)，而且可影響產(chǎn)品設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)。26共八十三頁在具體設(shè)計(jì)中要考慮的人機(jī)工程學(xué)因素主要包括以下方面： 運(yùn)動(dòng)學(xué)因素。即研究動(dòng)作的幾何形式，探討產(chǎn)品操作上的動(dòng)作形式、人的操作動(dòng)作軌跡以及與此有關(guān)的動(dòng)作協(xié)調(diào)性和韻律

16、性等。動(dòng)量學(xué)因素。即研究動(dòng)作及其產(chǎn)生動(dòng)量的問題(wnt)，如水龍頭把手和打火機(jī)的設(shè)計(jì)等。 動(dòng)力學(xué)因素。主要討論產(chǎn)品動(dòng)態(tài)操作上所需花費(fèi)的力量、動(dòng)作的大小等。 美學(xué)因素。主要指在形態(tài)設(shè)計(jì)方面如何滿足人的精神審美要求。 心理學(xué)因素。主要探討操作空間和動(dòng)作等對人的安全感、舒適感、情緒等方面的影響。27共八十三頁（3）美學(xué)因素美學(xué)是一種研究和理解“美”的學(xué)問。對于產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言，美學(xué)因素是指以人為主要對象評判產(chǎn)品美的水準(zhǔn)及其塑造美的方法，其中涉及人的視覺、聽覺、觸覺及其感受的對象。視覺感受和視覺美的創(chuàng)造(chungzo)。 審美觀和美感表現(xiàn)。 聽覺感受和聽覺美的創(chuàng)造(chungzo)。 觸覺感受和觸覺美的

17、創(chuàng)造(chungzo)。 美的媒介及其美學(xué)特性的發(fā)揮。 美的形式。 美感沖擊力和人的適應(yīng)性。 美學(xué)法則和方法等。28共八十三頁（4）環(huán)境因素 通常環(huán)境對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響包括微觀和宏觀兩個(gè)層次。所謂微觀層次，是指產(chǎn)品使用的實(shí)際環(huán)境，它對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響往往是顯性的。所謂宏觀層次，是指從更大的方面看產(chǎn)品所處的特定的時(shí)空(sh kn)，它對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響一般是隱性的，如法律、法規(guī)、社會(huì)狀態(tài)、文化特點(diǎn)等的影響。1）形式方面 人們生活中的實(shí)際環(huán)境是隨著時(shí)代發(fā)展而變化的。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)，特別是與人關(guān)系密切的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)使人有意識或無意識地感受到產(chǎn)品與環(huán)境的協(xié)調(diào)。29共八十三頁2）物理方面 從物理方面考慮的環(huán)境

18、因素主要是指產(chǎn)品與人的操作(cozu)環(huán)境的關(guān)系問題。產(chǎn)品在使用時(shí)必然受到照度、溫度、濕度、聲音及其他物理因素的干擾和影響，從而對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提出各種應(yīng)予以考慮的問題。30共八十三頁（5）文化因素 在人們生活的環(huán)境中存在的一切有關(guān)事物，包括衣、食、住、行等方面的產(chǎn)品甚至交通標(biāo)志、傳播媒體及一切器物設(shè)施(shsh)等，即形成了我們生活的整個(gè)環(huán)境。在這個(gè)大環(huán)境中，有形的物理環(huán)境對產(chǎn)品設(shè)計(jì)有顯性影響，其中又有一些無形的、隱性的影響因素，如人們的傳統(tǒng)、習(xí)俗、價(jià)值觀念等可列為文化因素加以討論。文化因素也是環(huán)境因素的一個(gè)重要方面。31共八十三頁2.2.4 人性化設(shè)計(jì)的表現(xiàn)形式 設(shè)計(jì)師通過對設(shè)計(jì)形式和功能等方

19、面(fngmin)的人性化因素的注入而賦予產(chǎn)品以人性化品格，從而使產(chǎn)品具有情感、個(gè)性、情趣和生命。產(chǎn)品的人性化設(shè)計(jì)的表現(xiàn)形式有以下 5種：（1）產(chǎn)品造型的人性化設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)中的造型要素是人們對設(shè)計(jì)的最重要的關(guān)注點(diǎn)，設(shè)計(jì)的本質(zhì)和特性必須通過一定的造型而得以明確化、具體化和實(shí)體化。（2）產(chǎn)品色彩的人性化設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中，色彩必須借助和依附于造型才能存在，必須通過形狀的體現(xiàn)才具有具體意義。色彩一經(jīng)與具體的形狀相結(jié)合，便具有極強(qiáng)的感情色彩和表現(xiàn)特征，從而具有強(qiáng)大的精神影響力。32共八十三頁（3）產(chǎn)品材料(cilio)的人性化設(shè)計(jì) 現(xiàn)代設(shè)計(jì)師常在工業(yè)設(shè)計(jì)中采用或加進(jìn)自然材料(cilio)，通過材料(cilio

20、)的調(diào)整和改變而增加自然情趣或含情脈脈的情調(diào)，使人產(chǎn)生強(qiáng)烈的情感共鳴。20世紀(jì) 80年代德國設(shè)計(jì)師為發(fā)育遲緩兒童設(shè)計(jì)的學(xué)步車曾獲國際工業(yè)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。（4）產(chǎn)品功能的人性化設(shè)計(jì)好的功能對于一個(gè)成功的產(chǎn)品設(shè)計(jì)來說十分重要。人們之所以對產(chǎn)品有強(qiáng)烈的需求，就是想獲得其使用價(jià)值功能。如圖 2.6所示為為殘疾人設(shè)計(jì)的坐便器。33共八十三頁34共八十三頁（5）產(chǎn)品名稱的人性化設(shè)計(jì) 借助于語言詞匯的妙用(mio yn)給產(chǎn)品一個(gè)恰到好處的命名，往往是設(shè)計(jì)人性化的“點(diǎn)睛”之筆。如同寫文章一樣，一個(gè)絕妙的題目能給讀者以無盡的想象，讓人心領(lǐng)神會(huì)而怦然心動(dòng)。如圖2.8所示為不燙手的杯子。35共八十三頁36共八十三頁可靠

21、性是衡量系統(tǒng)或產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素之一。所謂可靠性，是指系統(tǒng)、產(chǎn)品或元件、部件等在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成(wn chng)規(guī)定功能的能力?！耙?guī)定的時(shí)間”是可靠性定義中的重要前提。2.3.1 可靠性指標(biāo)及其量值 （1）可靠度產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率定義為可靠度 R（t），失效的概率定義為不可靠度 F（t）。它們都是時(shí)間的函數(shù)?？煽慷扰c不可靠度為互逆事件，因此由概率定義得2.3 可靠性原理(yunl)37共八十三頁（2）失效率 失效率是指工作到某時(shí)刻尚未失效的產(chǎn)品在該時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的概率，用（t）表示(biosh)。失效率的觀測值為在某時(shí)刻后單位時(shí)間失效的產(chǎn)品數(shù)

22、與工作到該時(shí)刻尚未失效的產(chǎn)品數(shù)之比。（3）平均無故障工作時(shí)間 平均無故障工作時(shí)間（MTBF）是指對于可以修復(fù)的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品在它使用壽命期內(nèi)的某個(gè)觀察期間累計(jì)工作時(shí)間與故障次數(shù)之比。38共八十三頁（4）有效度 有效度是指在某個(gè)(mu )觀察期內(nèi)，產(chǎn)品能工作時(shí)間對能工作時(shí)間和不能工作時(shí)間之和的比。它可表示為39共八十三頁2.3.2 影響系統(tǒng)可靠性的因素 （1）系統(tǒng)完成的功能容量和精度（主要功能參數(shù)變動(dòng)范圍）功能增加，使系統(tǒng)復(fù)雜化，導(dǎo)致可靠性下降。功能參數(shù)精度要求高，也將降低系統(tǒng)的可靠性。（2）系統(tǒng)工作要求的壽命和外界條件干擾 可靠性即意味著要在全部外界條件變化和干擾下正常進(jìn)行工作并完成系統(tǒng)功能。

23、 （3）組成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和元件的質(zhì)量 系統(tǒng)是由許多分系統(tǒng)、子系統(tǒng)和元件組成的，它們的可靠性及相互間的構(gòu)造關(guān)系(gun x)影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。要保證一定的可靠性，往往需要在質(zhì)量、成本、功率、備份等方面付出一定代價(jià)，故可靠性問題實(shí)際上也需要考慮優(yōu)化。40共八十三頁2.3.3 提高產(chǎn)品(chnpn)可靠性的途徑 產(chǎn)品(chnpn)不可靠多由使用過程中產(chǎn)品(chnpn)失效而引起。一件具體產(chǎn)品(chnpn)均由各種零件和部件組成，零部件失效即會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)失效，其中有主要失效、致命失效和次要失效之分。提高可靠性的途徑主要有 3個(gè)方面，即設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工和使用維修。從設(shè)計(jì)方面來看，主要有以下 3方面。（

24、1）人機(jī)系統(tǒng)綜合考慮 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮人與機(jī)的特性，搞好功能分配，同時(shí)要考慮輕便、靈活、舒適宜人、不易失誤等，而且要考慮到環(huán)境因素。41共八十三頁（2）簡單性與冗余性辯證分析 一般而言，系統(tǒng)越簡單越可靠，但也并不盡然，有時(shí)過于簡單反而不可靠，如省略了聯(lián)動(dòng)、互鎖、保險(xiǎn)、限位等機(jī)構(gòu)系統(tǒng)就不安全。當(dāng)然，也不是越復(fù)雜就越可靠，只要有必要冗余性即可，片面追求“復(fù)雜新穎(xnyng)”以示“高級水平”的做法是不可取的。（3）原材料與零部件有機(jī)選配 原材料與零部件也并非一定越高級越好，主要取決于部位的重要性和特性，含油軸承在高速輕便旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中的可靠度要比滾針軸承高。42共八十三頁2.3.4 產(chǎn)品可靠性的設(shè)計(jì)步驟

25、 可靠性設(shè)計(jì)的步驟如下所述： （1）明確可靠性級別的主要指標(biāo) 可靠性級別的主要指標(biāo)包括：系統(tǒng)的可靠性級別和要求；系統(tǒng)的工作環(huán)境條件；運(yùn)輸、包裝、庫存等方面的情況；易操作性、易維修性、安全性要求；高可靠零件明細(xì)及其試驗(yàn)要求；薄弱環(huán)節(jié)的核算；制造和裝配的要求；管理、使用、保養(yǎng)、修理的要求。（2）可靠性預(yù)測 可靠性預(yù)測包括：以往的經(jīng)驗(yàn)和故障數(shù)據(jù)；今后的發(fā)展和評估意圖；預(yù)測值與期望值接近的可能性；獲得高可靠性的方法；薄弱環(huán)節(jié)的消除(xioch)和新生薄弱環(huán)節(jié)；提高可靠性的裕度和協(xié)調(diào)各種參數(shù)；故障率的預(yù)測；對維修性和備件的預(yù)測。43共八十三頁（3）可靠度分配 可靠度分配包括：整系統(tǒng)與分系統(tǒng)可靠性的關(guān)系，

26、即分系統(tǒng)對總系統(tǒng)可靠性的貢獻(xiàn)度；分系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)間表和負(fù)載譜；滿足可靠度的費(fèi)用；把可靠性分配到重要零件及組件上；修正誤動(dòng)作的方案；保證可靠性的試驗(yàn)。（4）制訂設(shè)計(jì)書 制訂設(shè)計(jì)書包括：設(shè)計(jì)方案的綜合權(quán)衡因素；設(shè)計(jì)方法自身的可靠性；試驗(yàn)方案和計(jì)劃(jhu)：選擇設(shè)計(jì)方案；提出保證可靠性的設(shè)計(jì)書（包括系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)和重要零件的可靠性設(shè)計(jì)等）。44共八十三頁美是人類在物質(zhì)的和精神的生存環(huán)境中表現(xiàn)出來的一種天性，是一種社會(huì)和物質(zhì)文化現(xiàn)象，它的歷史與人類一樣久遠(yuǎn)。有史料記載的對美的表達(dá)和研究，在我國始于春秋時(shí)期的孔子，在歐洲則始于公元前 6世紀(jì)（相當(dāng)于我國西周時(shí)期）古希臘的畢達(dá)哥拉斯、柏拉圖和亞里士多德，他

27、們都對美有過論述。2.4.1 產(chǎn)品(chnpn)造型的形式美法則 形式美是指構(gòu)成事物的外在屬性（如形、色、質(zhì)等）及其組合關(guān)系所呈現(xiàn)出來的審美特性，它是人類在長期勞動(dòng)中形成的審美意識。在產(chǎn)品(chnpn)造型設(shè)計(jì)中必須遵循這些規(guī)律并加以靈活運(yùn)用。任何藝術(shù)作品離開形式美，它就會(huì)失去魅力、不能起到感染人的作用。2.4 美學(xué)(mixu)原理45共八十三頁（1）統(tǒng)一和變化 統(tǒng)一和變化是對立統(tǒng)一規(guī)律在藝術(shù)上的體現(xiàn)，是造型中比較(bjio)重要的一個(gè)法則。46共八十三頁（2）比例和尺度1）比例 比例是指造型的局部與局部、局部與整體之間的大小對比關(guān)系以及整體或局部自身的長、寬、高之間的尺寸關(guān)系，一般不涉及具體

28、量值。實(shí)踐中運(yùn)用(ynyng)最多的是黃金分割比例，此外還有均方根比例、整數(shù)比例、相加級數(shù)比例、人體模度比例等。黃金比和黃金比矩形 如圖 2.12所示，將一直線線段 l分成長短兩段，使其分割后的長段（x）與原直線（ l）之比47共八十三頁48共八十三頁49共八十三頁根號矩形根號矩形又稱平方根矩形，其特點(diǎn)是矩形的寬長之比分別為 等一系列比例形式所構(gòu)成的系數(shù)(xsh)比例關(guān)系。50共八十三頁整數(shù)比例 整數(shù)比例是以正方形為基本單元而組成的不同的矩形比例。具體為 12，13，1n等長方形。這種比例具有明快、均勻(jnyn)的美感，在造型設(shè)計(jì)中工藝性好，適合現(xiàn)代化大生產(chǎn)要求，在現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中使用

29、廣泛。但比例大于 13的一般較少采用，因?yàn)樗鼈円桩a(chǎn)生不穩(wěn)定感。51共八十三頁2）尺度 所謂尺度，是以人體尺寸作為度量標(biāo)準(zhǔn)，對產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)衡量，表示造型物體體量的大小以及同它自身用途相適應(yīng)的程度。概括地說，尺度即是指產(chǎn)品與人兩者之間的比例關(guān)系。尺度與產(chǎn)品的物質(zhì)功能(gngnng)有關(guān)。如機(jī)器上的操縱手柄、旋鈕等，其尺度必須較為固定，因?yàn)樗鼈儽仨毰c人發(fā)生關(guān)系，其設(shè)計(jì)要與人的生理、心理特點(diǎn)相適應(yīng)，由此確定其尺度。產(chǎn)品尺度可在產(chǎn)品物質(zhì)功能允許范圍內(nèi)調(diào)整。良好的比例關(guān)系和正確的尺度對于一件工業(yè)產(chǎn)品而言都是重要的，但首先解決的應(yīng)該是體現(xiàn)物質(zhì)功能的尺度問題。52共八十三頁（3）對稱和均衡對稱平衡法則來源于自

30、然物體的屬性，是動(dòng)力和重心兩者矛盾統(tǒng)一產(chǎn)生的形態(tài)。對稱和平衡這兩種不同(b tn)類型的安定形式，也是保持物體外觀量感均衡、達(dá)成形式上穩(wěn)定的一種法則。53共八十三頁54共八十三頁55共八十三頁（4）穩(wěn)定和輕巧 人們在使用產(chǎn)品時(shí)在心理上總是希望是安全的，因此，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中首要的問題是要求產(chǎn)品在工作狀態(tài)是安全和穩(wěn)定的，穩(wěn)定也是一種美的表現(xiàn)。穩(wěn)定和輕巧感同以下因素有著密切關(guān)系：物體重心。物體重心高，給人以輕巧感，而重心低的形體則給人以穩(wěn)定感。 接觸面積。接觸面積大的形體具有較強(qiáng)的穩(wěn)定感，接觸面積小的則有輕巧感。 體量(t lin)關(guān)系。尺寸巨大的體量(t lin)、封閉式體量(t lin)特別是由上

31、而下體量(t lin)逐漸增加的造型形體具有穩(wěn)定的感覺；小的體量(t lin)、開放式體量(t lin)都可以取得輕巧的效果。56共八十三頁結(jié)構(gòu)形式。對稱結(jié)構(gòu)形式具有穩(wěn)定感，均衡結(jié)構(gòu)形式具有輕巧感。 色彩及其分布。材料質(zhì)地。不同的材料質(zhì)地能產(chǎn)生不同的心理感受(gnshu)。形體分割。形體分割包括色彩的分割、材質(zhì)的分割、面的分割和線的分割等。不論哪種分割，其主要作用是將大面積（大體積）產(chǎn)品表面分割成幾個(gè)部分，使產(chǎn)品產(chǎn)生變化、輕巧和生動(dòng)感。57共八十三頁（5）節(jié)奏和韻律1）節(jié)奏 節(jié)奏是客觀事物運(yùn)動(dòng)的屬性之一，是指一種有規(guī)律的、周期性變化的運(yùn)動(dòng)形式。它反映自然和現(xiàn)實(shí)生活中的某種規(guī)律，如人的心跳和呼吸

32、、音樂等。在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中，節(jié)奏的美感主要是通過線條的流動(dòng)、色彩的深淺間斷、形體的高低、光影的明暗等因素作有規(guī)律地反復(fù)、重疊，從而引起欣賞者生理感受并進(jìn)而引起心理感情(gnqng)活動(dòng)。2）韻律 韻律是一種周期性的動(dòng)作有規(guī)律的變化或重復(fù)。它有在節(jié)奏基礎(chǔ)上賦予情調(diào)的作用，使節(jié)奏具有強(qiáng)弱起伏、悠揚(yáng)緩急的情調(diào)。因此，節(jié)奏是韻律的條件，韻律是節(jié)奏的深化。58共八十三頁連續(xù)(linx)韻律。造型要素（如體量、線條、色彩、材質(zhì)）有條理地排列稱為連續(xù)(linx)韻律。如圖2.25所示為一個(gè)要素?zé)o變化地重復(fù)。59共八十三頁漸變韻律。造型要素按照一定規(guī)律作有序的變化稱為漸變韻律。如圖 2.26所示，它呈現(xiàn)一種有

33、階段的、調(diào)和的秩序。漸變是多方面的，有大小的漸變、間隔的漸變、方向的漸變、位置的漸變、形象的漸變或色彩、明暗的漸變等。交錯(cuò)韻律。造型要素按照一定的規(guī)律進(jìn)行交錯(cuò)組合而產(chǎn)生的韻律稱為交錯(cuò)韻律。如圖2.27所示，其特點(diǎn)是造型要素之間對比度大，可給人以醒目作用，是標(biāo)志設(shè)計(jì)中常(zhngchng)采用的一種表現(xiàn)手法。起伏韻律。造型要素使用相似的形式作起伏變化的韻律稱為起伏韻律。這種韻律動(dòng)態(tài)感較強(qiáng)，運(yùn)用得好可以獲得生動(dòng)的效果，其中起伏曲線的優(yōu)美程度十分重要。60共八十三頁61共八十三頁（6）對比和調(diào)和 對比和調(diào)和的法則在自然界和人類社會(huì)中廣泛存在著。它們在同質(zhì)的造型要素(yo s)間討論共性或差異性。有對

34、比，才能在統(tǒng)一中求得變化，使相同事物產(chǎn)生不同的個(gè)性；有調(diào)和，才能在變化中求統(tǒng)一，使不相同的事物取得類似性。工業(yè)產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)一般而言常在以下 5個(gè)方面構(gòu)成對比與調(diào)和的關(guān)系： 線型的對比和調(diào)和。線是造型中最富有表現(xiàn)力的一種構(gòu)成要素。形的對比與調(diào)和。形的對比主要表現(xiàn)為形狀對比，如方圓、凹凸、上下、高低、寬窄和大小的對比等。62共八十三頁63共八十三頁色彩的對比和調(diào)和。不同的色彩、明度、純度都可形成對比，由此也可產(chǎn)生出冷暖、明暗、進(jìn)退(jntu)、擴(kuò)張與收縮等的對比。材質(zhì)對比和調(diào)和。在統(tǒng)一形體中使用不同的材料可構(gòu)成材質(zhì)對比。主要表現(xiàn)為人造與天然、金屬與非金屬、有無紋理、有無光澤、粗糙與光滑、堅(jiān)硬與柔

35、軟等。材質(zhì)對比雖然不會(huì)改變造型形體，但由于它具有較強(qiáng)的感染力因而可使人們產(chǎn)生豐富的心理感受。虛實(shí)關(guān)系的對比和調(diào)和。虛，指的是產(chǎn)品透明或鏤空的部位，虛可給人以通透、輕巧感。64共八十三頁（7）主從和重點(diǎn) 主是指產(chǎn)品的主體部位或主要功能部位。對于設(shè)計(jì)來說，主是表現(xiàn)的重點(diǎn)部分，是人的觀察中心。從是指產(chǎn)品的非主要功能部位，是局部和次要的部分。采用形體對比、突出重點(diǎn)。如用直線(zhxin)襯托曲線、用簡單形體襯托復(fù)雜形體、用靜態(tài)形體襯托動(dòng)態(tài)形體等。采用色彩對比、突出重點(diǎn)。如用淡色襯托深色、用冷色襯托暖色、用低明度色襯托高明度色等。采用材質(zhì)對比、突出重點(diǎn)。如用非金屬襯托金屬、用輕盈材質(zhì)襯托沉重材質(zhì)、用粗糙

36、材質(zhì)襯托光潔材質(zhì)等。65共八十三頁采用線的變化（如射線）、動(dòng)感或透視感強(qiáng)的形式，引導(dǎo)視線集中一處以形成視覺(shju)中心。 將需要突出表現(xiàn)的重點(diǎn)部分設(shè)置在接近視平線的位置上。66共八十三頁（8）過渡和呼應(yīng) 過渡是指在造型物的兩個(gè)不同形狀或色彩之間采用一種既聯(lián)系二者又逐漸演變的形式，從而使它們之間相互協(xié)調(diào)，取得和諧、統(tǒng)一的造型效果。產(chǎn)品的造型多是通過連續(xù)漸變的線、面、體和色彩而實(shí)現(xiàn)過渡的。 （9）比擬和聯(lián)想比擬是指比喻和模擬，是事物意象(yxing)之間的折射、寄寓、暗示和模仿。聯(lián)想是指由一種事物到另一種事物的思維推移和呼應(yīng)。簡言之，比擬是模擬，而聯(lián)想則是它的展開。67共八十三頁比擬和聯(lián)想的造

37、型方法有以下 3種：模仿自然形態(tài)的造型。這是一種直接以美的自然形態(tài)為模特的造型方法。 概括自然形態(tài)的造型仿生。抽象(chuxing)形態(tài)造型。抽象(chuxing)形態(tài)造型是指以點(diǎn)、線、面、體構(gòu)成的抽象(chuxing)幾何形態(tài)作為產(chǎn)品造型。用這種造型方法創(chuàng)造出產(chǎn)品的形態(tài)與客觀事物毫無共同之處，無法直接引起比擬和聯(lián)想。68共八十三頁2.4.2 產(chǎn)品造型的技術(shù)美要求 技術(shù)美是指科學(xué)技術(shù)與美學(xué)藝術(shù)相融合的新的物化(whu)形態(tài)，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)在美學(xué)領(lǐng)域的重要分支。技術(shù)美是物質(zhì)生產(chǎn)領(lǐng)域的直接產(chǎn)物，它所反映的是物的社會(huì)現(xiàn)象。技術(shù)美的研究同其他美學(xué)研究存在著共性，同時(shí)因受產(chǎn)品物質(zhì)功能和經(jīng)濟(jì)、技

38、術(shù)條件等因素的制約又具有自身特點(diǎn)。69共八十三頁歸納起來，技術(shù)美的基本內(nèi)容主要有以下 5個(gè)方面： （1）功能美 功能美是指產(chǎn)品良好的技術(shù)性能所體現(xiàn)(txin)的合理性，也是科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展對產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的要求。技術(shù)上的良好性能是構(gòu)成產(chǎn)品功能美的必要條件，它所反映的是人的社會(huì)現(xiàn)象。（2）結(jié)構(gòu)美 結(jié)構(gòu)美是指產(chǎn)品依據(jù)一定原理而組成的具有審美價(jià)值的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)是保證產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)物質(zhì)功能的手段，材料是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。70共八十三頁（3）工藝美 工藝美是指產(chǎn)品通過加工制造和表面涂飾等工藝手段所體現(xiàn)出的表面審美特性。工藝美的獲得主要依靠制造工藝和裝飾工藝兩種手段。制造工藝主要通過機(jī)械精整加工而表現(xiàn)出加工痕

39、跡和特征。（4）材質(zhì)美 材料美是指選取天然材料或通過人為加工所獲得的具有審美價(jià)值的表面紋理，其具體表現(xiàn)形式就是質(zhì)感美。質(zhì)感按人的感知特性可分為(fn wi)觸覺質(zhì)感和視覺質(zhì)感兩類。 （5）舒適美 舒適美是指人們在使用某產(chǎn)品的過程中通過人機(jī)關(guān)系的協(xié)調(diào)一致而獲得的一種美感。71共八十三頁72共八十三頁2.5.1 商品化設(shè)計(jì)理念 產(chǎn)品最終總是要成為商品而進(jìn)入市場流通的，因此必然會(huì)受到市場經(jīng)濟(jì)(sh chn jn j)規(guī)律的制約。尤其在商品市場激烈競爭的情況下，一個(gè)企業(yè)能否生存和發(fā)展在某種意義上講主要取決于兩個(gè)方面：一是它所生產(chǎn)的產(chǎn)品是否為社會(huì)所需、真正為社會(huì)所接受；二是它能否從中獲得利潤。這兩方面的

40、關(guān)鍵即是產(chǎn)品。2.5 經(jīng)濟(jì)性原理(yunl)73共八十三頁（1）加快產(chǎn)品更新速度 任何一種產(chǎn)品的市場生存周期都是有限的。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和設(shè)計(jì)方法的普及和發(fā)展，隨著消費(fèi)者生活水平的提高(t go)和價(jià)值觀念的變化，加之市場的激烈競爭，產(chǎn)品的市場生存周期越來越短，變化速度日趨加快。（2）提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)價(jià)值 產(chǎn)品設(shè)計(jì)價(jià)值是通過產(chǎn)品的綜合設(shè)計(jì)質(zhì)量滿足人們需求和愿望的能力即消費(fèi)者的滿意程度來體現(xiàn)的。換言之，一種產(chǎn)品能否贏得市場、能否獲得利潤，其成功的焦點(diǎn)即是消費(fèi)者的需求。74共八十三頁（3）制訂有效的營銷策略 產(chǎn)品的營銷策略是指根據(jù)市場消費(fèi)特征所制訂的決策方針、銷售計(jì)劃和實(shí)施手段。制訂有效的營銷策略主要考慮以下 3種因素：銷售對象。銷售對象包括不同銷售地區(qū)和不同層次的消費(fèi)者，因此要因地、因人制宜地對不同市場投入不同的產(chǎn)品。銷售時(shí)機(jī)(shj)。銷售時(shí)機(jī)(shj)是指銷售策略的時(shí)間因素。任何一種商品在市場上的生存周期都要經(jīng)過初入期、成長期、成熟期和衰亡期。競爭因素。75共八十三頁2.5.2 價(jià)值工程 價(jià)值工程是指在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，以研究產(chǎn)品