产品设计

原则
一、亲密性
所谓亲密性就是把所有相关的东西放在一起，如果把多个具有相关性的东西放在一起，便可以得到更加全面实用的一件产品，甚至产生意想不到的效果。
二、对齐
设计中的所有元素都不应该是随意放置的，它们的存在和位置都应该是有理由的有原因的。每个元素都应该与整体和单个元素之间具有某种联系，这样就能形成一种和谐的美观的视觉感受。
三、对比
对比的核心目的就是要形成主次关系，什么是要优先传递的信息，什么是次要的辅助的信息。
四、重复
重复是设计中一个非常重要的元素，它们能让整个设计看起来更具有一致性，从而形成统一的设计表现形式。
意义
产品设计反映着一个时代的经济、技术和文化。
产品设计的重要性
由于产品设计阶段要全面确定整个产品策略、外观、结构、功能，从而确定整个生产系统的布局，因而，产品设计的意义重大，具有“牵一发而动全局”的重要意义。如果一个产品的设计缺乏生产观点，那么生产时就将耗费大量费用来调整和更换设备、物料和劳动力。相反，好的产品设计，不仅体现功能上的优越性，而且便于制造，生产成本低，从而使产品的综合竞争力得以增强。许多在市场竞争中占优势的企业都十分注意产品设计的细节，以便设计出造价低而又具有独特功能的产品。许多发达国家的公司都把设计看作热门的战略工具，认为好的设计是赢得顾客的关键。
设计要求
基本要求
一项成功的设计，应满足多方面的要求。这些要求，有社会发展方面的，有产品功能、质量、效益方面的，也有使用要求或制造工艺要求。一些人认为，产品要实用，因此，设计产品首先是功能，其次才是形状；而另一些人认为，设计应是丰富多彩的、异想天开的和使人感到有趣的。设计人员要综合地考虑这些方面的要求。下面详细讲述这些方面的具体要求：
社会发展要求
设计和试制新产品，必须以满足社会需要为前提。这里的社会需要，不仅是眼前的社会需要，而且要看到较长时期的发展需要。为了满足社会发展的需要，开发先进的产品，加速技术进步是关键。为此，必须加强对国内外技术发展的调查研究，尽可能吸收世界先进技术。有计划、有选择、有重点地引进世界先进技术和产品，有利于赢得时间，尽快填补技术空白，培养人才和取得经济效益。
经济效益要求
设计和试制新产品的主要目的之一，是为了满足市场不断变化的需求，以获得更好的经济效益。好的设计可以解决顾客所关心的各种问题，如产品功能如何、手感如何、是否容易装配、能否重复利用、产品质量如何等；同时，好的设计可以节约能源和原材料、提高劳动生产率、降低成本等。所以，在设计产品结构时，一方面要考虑产品的功能、质量；另一方面要顾及原料和制造成本的经济性；同时，还要考虑产品是否具有投入批量生产的可能性。
使用要求
新产品要为社会所承认，并能取得经济效益，就必须从市场和用户需要出发，充分满足使用要求。这是对产品设计的起码要求。使用的要求主要包括以下几方面的内容：
使用的安全性。设计产品时，必须对使用过程的种种不安全因素，采取有利措施，加以防止和防护。同时，设计还要考虑产品的人机工程性能，易于改善使用条件；
使用的可靠性。可靠性是指产品在规定的时间内和预定的使用条件下正常工作的概率。可靠性与安全性相关联。可靠性差的产品，会给用户带来不便，甚至造成使用危险，使企业信誉受到损失；
易于使用。对于民用产品（如家电等），产品易于使用十分重要；
美观的外形和良好的包装。产品设计还要考虑和产品有关的美学问题，产品外形和使用环境、用户特点等的关系。在可能的条件下，应设计出用户喜爱的产品，提高产品的欣赏价值。
制造工艺要求
生产工艺对产品设计的最基本要求，就是产品结构应符合工艺原则。也就是在规定的产量规模条件下，能采用经济的加工方法，制造出合乎质量要求的产品。这就要求所设计的产品结构能够最大限度地降低产品制造的劳动量，减轻产品的重量，减少材料消耗，缩短生产周期和制造成本。
设计程序
技术任务书
技术任务书是产品在初步设计阶段内，由设计部门向上级对计划任务书提出体现产品合理设计方案的改进性和推荐性意见的文件。经上级批准后，作为产品技术设计的依据。其目的在于正确地确定产品最佳总体设计方案、主要技术性能参数、工作原理、系统和主体结构，并由设计员负责编写（其中标准化综合要求会同标准化人员共同拟订），其编号内容和程序作如下规定：
1.设计依据（根据具体情况可以包括一个或数个内容）：
⑴部、省安排的重点任务：说明安排的内容及文件号；
⑵国内外技术情报：在产品的性能和使用性方面赶超国内外先进水平或产品品种方面填补国内“空白”；
⑶市场经济情报：在产品的形态、型式（新颖性）等方面满足用户要求，适应市场需要，具有竞争能力；
⑷企业产品开发长远规划和年度技术组织措施计划，详述规划的有关内容，并说明进行设计时机上的必要性。
2.产品用途及使用范围。
3.对计划任务书提出有关修改和改进意见。
4.基本参数及主要技术性能指标。
5.总体布局及主要部件结构叙述：用简略画法勾出产品基本外形，轮廊尺寸及主要部件的布局位置，并叙述主要部件的结构。
6.产品工作原理及系统：用简略画法勾出产品的原理图、系统图，并加以说明。
7.国内外同类产品的水平分析比较：列出国内外同类型产品主要技术性能、规格、结构、特征一览表，并作详细的比较说明；
8.标准化综合要求：
⑴应符合产品系列标准和其它现行技术标准情况，列出应贯彻标准的目标与范围，提出贯彻标准的技术组织措施；
⑵新产品预期达到的标准化系数：列出推荐采用的标准件，通用件清单，提出一定范围内的标准件，通用件系数指标；
⑶对材料和元器件的标准化要求：列出推荐选用标准材料及外购元器件清单，提出一定范围内的材料标准化系数和外购件系数标准；
⑷与国内外同类产品标准化水平对比，提出新产品标准化要求；
⑸预测标准化经济效果：分析采用标准件、通用件、外购件及贯彻材料标准和选用标准材料后预测的经济效果。
9.关键技术解决办法及关键元器件，特殊材料资源分析；
10.对新产品设计方案进行分析比较，运用价值工程，着重研究确定产品的合理性能（包括消除剩余功能）及通过不同结构原理和系统的比较分析，从中选出最佳方案；
11.组织有关方面对新产品设计的方案进行（A评价），共同商定设计或改进的方案是否能满足用户的要求和社会发展的需要。
12.叙述产品既满足用户需要，又适应该企业发展要求的情况。
13.新产品设计试验，试用周期和经费估算。
技术设计
技术设计的目的，是在已批准的技术任务书的基础上，完成产品的主要计算和主要零部件的设计。
1.完成设计过程中必须的试验研究（新原理结构、材料元件工艺的功能或模具试验），并写出试验研究大纲和研究试验报告。
2.作出产品设计计算书（如对运动、刚度、强度、振动、热变形、电路、液气路、能量转换、能源效率等方面的计算、核算）；
3.画出产品总体尺寸图、产品主要零部件图，并校准；
4.运用价值工程，对产品中造价高的、结构复杂的、体积笨重的、数量多的主要零部件的结构、材质精度等选择方案进行成本与功能关系的分析，并编制技术经济分析报告；
5.绘出各种系统原理图（如传动、电气、液气路、联锁保护等系统）；
6.提出特殊元件、外购件、材料清单；
7.对技术任务书的某些内容进行审查和修正；
8.对产品进行可靠性、可维修性分析。
工作图设计
工作图设计的目的，是在技术设计的基础上完成供试制（生产）及随机出厂用的全部工作图样和设计文件。设计者必须严格遵守有关标准规程和指导性文件的规定，设计绘制各项产品工作图。
1.绘制产品零件图、部件装配图和总装配图。
⑴零件图：图样格式、视图、投影、比例、尺寸、公差、形位公差、表面粗糙度、表面处理、热处理要求及技术条件等应符合标准；
⑵部件装配图：除保证图样规格外，包括装配、焊接、加工、检验的必要数据和技术要求；
⑶总装配图：给出反映产品结构概况，组成部分的总图，总装加工和检验的技术要求，给出总体尺寸；
2.产品零件、标准件明细表，外购件、外协件目录。
3.产品技术条件包括：
⑴技术要求
⑵试验方法
⑶检验规则
⑷包装标志与储运
4.编制试制鉴定大纲：
试制鉴定大纲是样品及小批试制用必备技术文件。要求大纲具备：
⑴能考核和考验样品（或小批产品）技术性能的可靠性、安全性，规定各种测试性能的标准方法及产品试验的要求和方法。
⑵能考核样品在规定的极限情况下使用的可行性和可靠性；
⑶能提供分析产品核心功能指标的基本数据。
⑷批试鉴定大纲还必须提出工艺、工装、设备、检测手段等与生产要求、质量保证、成本、安全、环保等相适应的要求。
5.编写文件目录和图样目录。
⑴文件目录包括：图样目录、明细表、通（借）用件、外购件、标准件汇总表、技术条件、使用说明书、合格证、装箱单、其它。
⑵图样目录：总装配图、原理图和系统图、部件装配图、零件图、包装物图及包装图、安装图（只用于成套设备）；
6.包装设计图样及文件（含内、外包装及美术装潢和贴布纸等）。
7.随机出厂图样及文件。
8.产品广告宣传备样及文件。
9.标准化审查报告：指产品工作图设计全部完成，工作图样和设计文件经标准化审查后，由标准化部门编写的文件，以便对新设计的产品在标准化、系列化、通用化方面作出总的评价，是产品鉴定的重要文件。标准化审查报告分样品试制标准化审查报告和小批试制标准化审查报告。
设计步骤
项目的前期沟通
前期沟通是项目立项的前提和资料输入来源，必须和客户就设计方向、设计内容、设计风格等进行深入地探讨和沟通。俗话说：磨刀不误砍柴工，只有前期细致的工作才能保证日后项目的顺利运行。
市场调查
市场调查是产品日后能与市场相融合的必不可少的一环，只有抱着从零开始的态度，认真地分析市场上成功与失败的案例，才能取长补短，做出既有新的创意又迎合市场的设计来。
产品策划
产品分析，产品定位，产品决策，产品策划是产品实现产业化的核心。无法实现产业化的设计，纯粹废品。
概念设计
此阶段工作的核心是创意，设计公司将前一阶段调查所得的信息资料进行分析总结，提出具有创新性的解决方案。提出概念，创意和设想，进行工作者环境，效率以及使用界面方面的调查，从而进一步完善改进创意
外观设计
设计公司对其创意的可行性加以论证，并通过优化，协调该产品在外观、颜色、细节、特性以及功能等方面的复杂关系，从而使该创意更具可操作性。然后完成外观模型以及概念设计原型的制作，最后运用三维辅助设计完成具体的设计工作，制做出样品
结构设计
结构设计就是通过3D软件设计好产品的内部结构，并确定零件的材质、表面状态、结构强度以及模具优化等等工作，并确定生产中所需的规格和技术，测算材料和制造成本，配合好相关供应商进行下一步的生产工作。
电路设计
电子电路设计通常面对的是电路系统没有标准化的比较简单的电器设计，这类产品一般的用量不会特别大，但是如果能把电子电路设计做好做完善，那么对产品的实用性和产品价值方面就有了很大程度的提升了。
软件设计
软件设计主要指的是人机交互界面和产品控制软件。而通常不包括增值类的软件，例如：工具软件，游戏等等。软件设计在产品中的价值我们只需要对照NOKIA和APPLE的产品就能明显的感觉出来，NOKIA的产品偏实用，而APPLE的产品有着无与伦比的娱乐性和人机交互体验，而这些都跟庞大的软件设计团队有着直接的关系。
试产跟踪
跟产的目的是在结构件的第一次试装配中能更快速、更全面的发现并解决出现的问题，从而加快整个项目运行的速度，确定产品加工工艺。
市场反馈
无论做什么样的工作，总结和分析永远是有效而必须的。工业设计的反馈可以通过客户的销售部门和售后部门来获取，也可以通过小范围的市场调查来获取，具体使用什么样的方法则取决于项目的重要性，以及当时具体的情况。
设计方法
组合设计
组合设计（又称模块化设计）是将产品统一功能的单元，设计成具有不同用途或不同性能的可以互换选用的模块式组件，以便更好地满足用户需要的一种设计方法。当前，模块式组件已广泛应用于各种产品设计中，并从制造相同类型的产品发展到制造不同类型的产品。组合设计的核心是要设计一系列的模块式组件。为此，要从功能单元，即研究几个模块式组件应包含多少零件、组件和部件，以及在组合设计时每种模块式组件需要多少等。
当今，在面临竞争日益加剧、市场分割争夺异常激烈的情况下，仅仅生产一种产品的企业是很难生存的。因此，大多数制造厂家都生产很多品种。这不仅对企业生产系统的适应能力提出新的要求，而且显然要影响产品设计的技能。生产管理的任务之一，就是要寻求新的途径，使企业的系列产品能以最低的成本设计并生产出来。而组合设计则是解决这个问题的有效方法之一。
计算机辅助设计
计算机辅助设计是运用计算机的能力来完成产品和工序的设计。其主要职能是设计计算和制图。设计计算是利用计算机进行机械设计等基于工程和科学规律的计算，以及在设计产品的内部结构时，为使某些性能参数或目标达到最优而应用优化技术所进行的计算。计算机制图则是通过图形处理系统来完成，在这一系统中，操作人员只需把所需图形的形状、尺寸和位置的命令输入计算机，计算机就可以自动完成图形设计。计算机辅助设计常用软件：Alias、Rhino、Autocad、Pro/E、CATIA、Solidworks、UG NX、CAXA等。
面向对象设计
面向可制造与可装配的设计是在产品设计阶段设计师与制造工程师进行协商探讨，利用这种团队工作，避免传统的设计过程之中“我设计，你制造”的方式而引起的各种生产和装配问题以及因此产生的额外费用的增加和最终产品交付使用的延误。书籍参考由机械工业出版社出版《面向制造和装配的产品设计指南》。
基本原则
▲需求原则：产品的功能要求来自于需求。产品要满足客观的需求，这是一切设计最基本的出发点。不考虑客观需要会造成产品的积压和浪费。客观需求是随着时间、地点的不同而发生变化的，这种变化了的需求是设计升级换代产品的依据。客观需求有显需求和隐需求之分，显需求的发展可导致产品的不断改进、升级、更新、换代；隐需求的开发会导致创造发明，形成新颖的产品。
▲信息原则：设计过程中的信息主要有市场信息、科学技术信息、技术测试信息和加工工艺信息等。设计人员应全面、充分、正确和可靠地掌握与设计有关的各种信息。用这些信息来正确引导产品规划、方案设计与详细设计，并使设计不断改进提高。
▲创新原则：设计人员的大胆创新，有利于冲破各种传统观念和惯例的束缚，创造发明出各种各样原理独特、结构新颖的机械产品。
▲系统原则：每个机械产品都可以看做一个待定的技术系统，设计产品就是用系统论的方法来求出功能结构系统，通过分析、综合与评价决策，使产品达到综合最优。
▲收敛原则：为了寻求一个崭新的产品，在构思功能原理方案时，采用发散思维；为了得到一个新型产品，则必须综合多种信息，实行收敛思维。在发散思维基础上进行收敛思维，通常都会取得很好的效果。
▲优化原则：这属于广义优化，包括方案择优、设计参数优化、总体方案优化。也就是高效、优质、经济地完成设计任务。
▲继承原则：将前人的成果，有批判地吸收，推陈出新，加以发扬，为我所用，这就是继承原则。设计人员悟性地掌握继承原则，可以事半功倍进行创新设计，可以集中主要精力去解决设计中的主要问题。
▲效益原则：设计中必须讲求效益，既要考虑技术经济效益，又要考虑社会效益。
▲时间原则：加快设计研制时间，以抢先占领市场。同时，在设计时，要预测产品研制阶段内同类产品可能发生的变化，保证设计的产品投入市场后不至于沦为过时货。
▲定量原则：在方案评选、造型技术美学、产品技术性能、经济效益等的评价，都尽量采用科学的定量方法。
▲简化原则：在确保产品功能前提下，应力求设计出的产品简化，以降低产品成本，并确保质量。在产品初步设计阶段和改进设计阶段，尤应突出运用这个基本原则。
▲审核原则：要实现高效、优质、经济的设计，必须对每一项设计步骤的信息，随时进行审核，确保每一步做到正确无误，竭力提高产品设计质量。
感性因素
感性工具设计要充分利用现代人机工学和美学的成果，科学地增加产品设计中感性因素。
(1)通过恰当的人与工具之间关系设计来体现产品的感性。如良好的工具把柄设计使对受压不敏感的手掌和拇指与食指间的“虎口”处来承受力的冲击，logo网指出，这样可以避免因长时间使用工具而引起手指麻木与刺痛感，并减小了局部压力强度;有些工具的握柄上做了指槽，这种固定了手指位置的指槽反而会影响操作的灵活性。“恰当”的人机工学设计不仅令人视觉舒适而且“手感好”。
(2)通过选择合适的造型材料来增大产品的感性成份。在选择材料制作产品与人直接接触的部件时，不能仅以材料的强度、耐磨性等物理量来做评定，而且还应从所选材料与人情感关系的远近作为尺度来评价。研究指出，与人类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、金属、玻璃等)，然后才是非自然材料如塑料材料。一般来说，与人类越接近的东西，越令人感到亲切，更多一份感性因素。
(3)通过研究现代人的审美方式来表现产品的感性。产品之美可以体现产品的使用过程中由合理的人机关系而产生的内在美和由外观形态产生的外在美。人的审美观是在不断地变化的，产品的外在美更是如此。“造型优美”其丰富的内涵也包括了变化中的审美因素，比例与尺度、对比与均衡、韵律与节奏等美的规律都是人们在劳动中通过与产品视觉形象的和。谐化为审美因素。了解现代人不断变化的审美观有利于把握产品中的感性因素。
(4)通过对物的生命现象与形态关系的研究来探索产品感性产生的原因和表现的方法。物体的美感往往体现于该物体的形态是否富有生命力，物体形态的生命力实际上是物体本质的外泄形式。
服务范围
产品设计是一个集艺术、文化、历史、工程、材料、经济等各学科知识的综合产物。产品设计主要协调产品与人之间的关系，实现产品人机功能和人文美学品质的要求。包括人机工程、外观造型设计等，并负责选择技术种类，并协调产品内部各技术单元、产品与自然环境，产品技术与生产工艺间的关系。
产业背景
从产业形态上来看，工业设计服务业可体现为内部设计服务部门、工业设计咨询公司与工业设计师个人工作室三类。前两者是设计行业发展到一定程度的成熟产物，而中国的大部分中小型设计公司都还只是停留在工作室的阶段，有些行业已经出现了大范围的低端竞争，这也使得设计行业的发展在一定程度上受到了限制。而反观芬兰，从森林机械到搞科技产品，工业设计都有着十分广阔的领域，芬兰企业使用工业设计的程度平均达到41%，在传统产业到达80%，芬兰所有的出口企业都有自主设计的产品。据芬兰工商业联合会发布的《芬兰人力资源市场现状》报告估计，芬兰从事工业设计的人口约为4.5万人，而芬兰人口一共约543.5万，也就是说设计人员约占芬兰总人口的0.828%。
中国的产品设计总体水平与发达国家还差距甚远，企业的重视程度不足，公众的认识也存在偏差。作为“世界工厂”的中国，自主设计和品牌能力依旧薄弱，缺乏相应的资金投入和产业扶持政策。
设计流程
典型的产品设计过程包含四个阶段：概念开发和产品规划阶段、详细设计阶段、小规模生产阶段、增量生产阶段。
概念开发和产品规划
在概念开发与产品规划阶段，将有关市场机会、竞争力、技术可行性、生产需求的信息综合起来，确定新产品的框架。
这包括新产品的概念设计、目标市场、期望性能的水平、投资需求与财务影响。在决定某一新产品是否开发之前，企业还可以用小规模实验对概念、观点进行验证。实验可包括样品制作和征求潜在顾客意见。
详细设计阶段
详细设计阶段，一旦方案通过，新产品项目便转入详细设计阶段。该阶段基本活动是产品原型的设计与构造以及商业生产中的使用的工具与设备的开发。
详细产品工程的核心是“设计--建立--测试”循环。所需的产品与过程都要在概念上定义，而且体现于产品原型中（利用超媒体技术可在计算机中或以物质实体形式存在），接着应进行对产品的模拟使用测试。如果原形不能体现期望性能特征，工程师则应寻求设计改进以弥补这一差异，重复进行“设计--建立--测试”循环。详细产品工程阶段结束以产品的最终设计达到规定的技术要求并签字认可作为标志。
小规模生产的阶段
小规模生产的阶段，在该阶段中，在生产设备上加工与测试的单个零件已装配在一起，并作为一个系统在工厂内接受测试。在小规模生产中，应生产一定数量的产品，也应当测试新的或改进的生产过程应付商业生产的能力。正是在产品开发过程中的这一时刻，整个系统（设计、详细设计、工具与设备、零部件、装配顺序、生产监理、操作工、技术员）组合在一起。
增量生产
小规模生产的阶段。在增量生产中，开始是一个相对较低的数量水平上进行生产；当组织对自己（和供应商）连续生产能力及市场销售产品的能力的信心增强时，产量开始增加。