产 品 系 统 设 计 产产产产 品品品品 设设设设 计计计计 （2 2 2 2） 概概概概 述述述述 一. 课程目的，内容及要求 本课程包括综合（系统）设计的概念，现代设计的系统化特征，设计概念和方法，设计案例分析和评价，综合（系统）设计表达方法等内容。 继产品设计（1）的单纯设计和改良设计专项以综合（系统）设计为中心的教学。通过学习认识产品的外围相关因素，基于对发明时的概念的认识与探讨，对产品产生、原理、工作过程、功能、关系等因素进行总体分析和研究。通过典型课题的设计和实践提高设计的能力。二. 课程设计命题产品系列化设计 要求：运用组合设计、变换设计、模块化设计、模块设计、模块组合等相关的系列产品设计方法，设计出成套系列、组合系列、家族系列、单元系列等类型的系列化产品。绪绪绪绪 论论论论 0.1 0.1 现代产品设计系统观现代产品设计系统观 产品设计是一个过程系统，而且从属于更大的系统。0.2 0.2 现代产品的系统化特征现代产品的系统化特征 以工业化手段、以机械化分工作业的可互换式生产方式进行生产和制造。0.2.1 0.2.1 产品信息化产品信息化0.2.1.1 0.2.1.1 产品制造正步入信息化时代产品制造正步入信息化时代0.2.1.2 0.2.1.2 产品的发展方向趋向信息化产品的发展方向趋向信息化 a.多功能化 b.复合化 c.短小轻薄化 d.智能化 e.精神化0.2.1.3 0.2.1.3 产品开发设计信息化产品开发设计信息化新设计方法的出现：并行设计第一章第一章第一章第一章 产品系统设计产品系统设计产品系统设计产品系统设计 1.1 1.1 系统的基本概念系统的基本概念英文“system”一词，来源于古希腊语，是由部分组成整体的意思。通常定义为：由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体。日本1967年JIS定义：许多组成要素保持有机的秩序，向同一目的行动的东西。1.2 1.2 产品系统的概念产品系统的概念1.2.1 “1.2.1 “个个”与与“集集”的关系的关系个与集是统一辩证的关系。1.2.2 “1.2.2 “个个”与与“集集”的方法的方法工厂生产商品举例。1.2.3 “1.2.3 “种种”与与“类类”的概念的概念种品种（下位概念） 类大于种类分类、归纳（上位概念）1.3 1.3 产品设计系统产品设计系统1.3.1 1.3.1 设计方法的构成设计方法的构成产品设计是一种综合性的方法系统。包括有机联系的要素：a. 明确设计目标和方向的方法b. 为达到目标的途径c. 为达到目标的策略手段d. 为达到目标而必须运用的工具和手段e. 为有效运用工具所必须遵循的程序方法1.3.2 1.3.2 产品设计的过程系统产品设计的过程系统产品设计在整个产品战略中处于中下游的位置，但与所列出的所有领域有着不同程度的关联，其中产品企划和产品开发是更上一级系统，产品设计系统要从属于产品开发系统。1.4 1.4 设计方法系统模式设计方法系统模式1.4.1 O-R-O1.4.1 O-R-O模式模式客体（要素）联系（结构）产出（功能）系统模式1.4.2 1.4.2 串行模式串行模式将设计过程中的各个环节视为系统的要素，而要素之间的构成关系是按照一定顺序进行的，所构成的系统即为串行系统。这种系统模式是以强调行动、行动之间的关系以及行为之间的顺序为特征的，往往也用流程图进行表现，所以也成为流程图示。1.4.3 1.4.3 并行模式并行模式并行模式就是对产品及相关过程进行继承、并行设计的系统化的设计模式。相对于串行模式，并行模式更具有可靠性。并行模式避免了时空顺序关系造成的制约。第二章第二章第二章第二章 产品设计要素解析产品设计要素解析产品设计要素解析产品设计要素解析 2.1 2.1 功能要素功能要素功能是指产品所具有的效用，并被接受的能力，产品只有具备某种特定的功能才有可能进行生产和销售。产品实质上就是功能的载体，实现功能是产品设计的最终目的，功能的承载者是产品实体结构。2.1.1 2.1.1 功能分析功能分析产品功能分析是从技术和经济角度分析产品所具有的功能。通过功能分析可以从产品结构分析转向产品功能分析。2.1.1 .1 2.1.1 .1 功能定义功能定义功能物体效用的谓语宾语第二章第二章第二章第二章 产品设计要素解析产品设计要素解析产品设计要素解析产品设计要素解析 2.1.1 .2 2.1.1 .2 功能分类功能分类a. 按需求性质分类使用功能和精神功能b. 按功能重要性分类主要功能和附属功能c. 按需求分类必要功能和不必要功能d. 按需求满意度分类不足功能、过剩功能和适度功能e.按照功能相互关系分类上位功能、下位功能和同位功能2.1.1 .3 2.1.1 .3 功能整理功能整理功能整理是验证功能定义正确与否的手段。通过功能整理，建立功能系统，根据功能系统确认不同级别的功能领域，再根据功能领域确定部件的设计，使产品设计更有针对性、合理性和可行性。2.1.2 2.1.2 产品功能设计产品功能设计具体实现功能目标的设计过程就是功能设计。功能分析是以抽象的手段进行功能开发，而功能设计则是以具体的形式进行载体设计。2.2 2.2 结构要素结构要素结构是产品功能的承担者，产品结构决定产品功能的实现。结构既是功能的承担者，又是形式的承担者。2.2.1 2.2.1 产品结构的多重含义产品结构的多重含义2.2.1 .1 2.2.1 .1 外部结构外部结构外部结构是通过材料和形式来体现的。一方面是外部形式的承担者，同时也是内在功能的传达者。2.2.1 .2 2.2.1 .2 核心结构核心结构核心结构是指由某项技术原理系统形成的具有核心功能的产品结构。2.2.1 .3 2.2.1 .3 系统结构系统结构系统结构是指产品与产品之间的关系结构。2.2.1 .4 2.2.1 .4 空间结构空间结构空间结构是指产品在空间上的构成关系，也是产品与周围环境的相互联系、相互作用的关系。2.3 2.3 人因要素人因要素2.3.1 2.3.1 生产者生产者这里所指的生产者即是生产流程中的各种角色的“人”。人在生产过程中所发挥出来的效率和质量，将关系到产品的成败。2.3 .2 2.3 .2 营销者营销者营销活动中，人的能动性至关重要。设计时必须要根据营销活动的特点考虑产品与营销者之间的匹配关系。2.3 .3 2.3 .3 使用者使用者人能否适应产品，并正确、有效地使用产品，要取决于产品本身是否匹配于人的身心。2.3 .4 2.3 .4 回收者回收者回收方式中的行为：分解分类堆积运输防止污染2.4 2.4 形态要素形态要素2.4.1 2.4.1 形态的概念形态的概念形态指事物在一定条件下的表现形式。形态与造型：造型是外在的表现形式，反映在产品上就是外观的表现形式。形态既是外在的表现，同时也是内在结构的表现形式。2.4 .2 2.4 .2 形态的意义形态的意义形态是产品与功能的中介。产品语意学 将研究语言意义的方法用于产品设计时，便有了产品设计语意学的概念。诠释设计的形态形态与识别形态与操作形态与使用形态与环境形态与记忆2.4 2.4 形态要素形态要素2.4 .3 2.4 .3 形态的表现形态的表现2.4 .3 .1 2.4 .3 .1 功能主义设计及形态的表现功能主义设计及形态的表现所谓功能主义的设计，就是运用构成的手法控制形态语言，这种抽象程度极高的形态语言所表现的产品形态，往往使人们难以用感性去理解所表现的既定的概念。2.4 .3 .2 2.4 .3 .2 新的形态表现新的形态表现从功能性的表现转向语意性的表现，从客观到主观，从技术到理论，从理性到感性，从世界性到地域性的形态表现已经成为不可回避的潮流。联想的形态引用的形态象征形态触感形态新古典主义、新功能主义无根源的形态2.5 2.5 色彩要素色彩要素2.5 .1 2.5 .1 产品色彩的意义产品色彩的意义与视觉相关的产品形式中包含着三大要素：形、色、质（材料）。在某些情况下，色的重要性大于形和质。2.5 .2 2.5 .2 产品色彩设计产品色彩设计2.5.2.1 2.5.2.1 色彩与形态色彩与形态色彩与形态的表现手法：a. 同一产品造型，用不同的色彩进行表现，形成产品纵向系列。b. 对同一产品形态用不同色彩进行各种分割。c. 用同一色系，统一不同种类，不同型号的产品。d. 以色彩区分模块，体现产品的组合性能。e. 以色彩进行装饰，以产生富有特征的视觉效果。2.5.2.2 2.5.2.2 色彩与功能色彩与功能2.5 2.5 色彩要素色彩要素2.5.2.2 2.5.2.2 色彩与功能色彩与功能色彩与功能的关系：a. 以色彩结合形态对功能进行暗示。b. 以色制约和诱导行为。c. 以色象征功能2.5.3 2.5.3 色彩管理色彩管理设计色彩管理的目的：a. 对异地生产的产品和部件进行色彩标准化。b. 对互换式生产方式下的产品进行色彩控制。c. 企业形象战略的需要。2.6 2.6 环境要素环境要素2.6 .1 2.6 .1 产品生命周期产品生命周期从设计的角度看，产品生命周期有传统产品生命周期和绿色产品生命周期之分。绿色产品生命周期主要包括：a. 原材料投入阶段b. 产品的规划、设计与生产制造阶段c. 产品的销售和使用阶段d. 产品维护和服务阶段e. 废弃、淘汰产品的回收、重新利用阶段2.6 .2 2.6 .2 绿色产品设计的特点绿色产品设计的特点a. 绿色设计扩大了产品生命周期b. 绿色产品设计必须是一个并行的过程，而传统设计则是一个串行的过程c. 绿色设计考虑的是环境需求，所以是从源头做起d. 绿色设计可以使产品在整个生命周期中能耗最少e. 绿色设计可以减轻甚至消除产品生命周期的末端压力。2.6 2.6 环境要素环境要素2.6 .3 2.6 .3 绿产品设计的方法系统绿产品设计的方法系统绿色设计所要达到的产品绿色化目标，并不只是在某一个环节上加以注意便可，而是要在产品整个生命周期的各个阶段、各个环节上都具有绿色意识。第三章第三章第三章第三章 产品系统设计方法产品系统设计方法产品系统设计方法产品系统设计方法 3.1 3.1 前期准备前期准备在进入设计程序之前，首先必须解决两个关键性的问题：一是经营方针，二是开发体制。3.2 3.2 产品企划、概念确定产品企划、概念确定产品企划是在经营方针下的项目方案的基础上展开的，是整个设计的重要阶段，它完成的优劣，将影响设计最终的结果。3.2.1 3.2.1 市场调查和分析市场调查和分析a. 探索产品化的可能性b. 通过对调研结果的分析发现潜在需求c. 形成具体的产品面貌d. 发现开发中的实际问题点e. 把握相关产品的市场倾向f. 寻求与同类产品的差别点，以树立本企业特有的产品形象g. 寻求生品化的方向和途径重点问题：重点问题：重点问题：重点问题： 探测消费倾向探测消费倾向在进入市场调查之间，首先要把握所开发产品的背景情况，即对现时的消费环境要有一个定性的分析。探测产品需求探测产品需求通常探测产品需求及消费者的意识，并无固定的方式，要根据所开发产品的特性和开发目标来进行选择。例如：调查问卷法，访谈法。探测市场倾向探测市场倾向这一阶段主要是对所开发产品的相关设施、商品进行调查分析。方法：坐标法1. 建立一个由X轴和Y轴构成的概念框架，分别在轴两端配置反义关键词。2.必要时对轴上的关键词进行置换。要点：1.要准确设定表示市场倾向的关键词。2.产品分布越接近周边，属性越明确；越接近中心，属性越模糊。3.2 3.2 产品企划、概念确定产品企划、概念确定3.2.2 3.2.2 产品构思及开发定位产品构思及开发定位经过市场调查、市场分析，找到了需求所在和新旧产品方向之后，就要进入具体勾画产品形象阶段。a. 将调查所获得的与产品相关的各种信息罗列出来。b. 在这些罗列出来的产品设想中，对有深入价值的构思进行判断。3.2.3 3.2.3 产品概念和企划产品概念和企划所谓企划，就是为达到目标而提出构想，并且付诸实施的过程。这里的企划就是对新产品的用途、性能、功能、形状等未知情况，以及生产方式、产量、流通途径，商品化等未知条件作出决定。3.2.4 3.2.4 设计概念设计概念所谓设计概念，即基于特定的产品使用对象或特定意义，将产品的使用方法、机构、形式、色彩等构想具体化。设计概念的构想要参考市场调查和产品概念的立案过程。3.2 3.2 产品企划、概念确定产品企划、概念确定3.2.5 3.2.5 产品企划定案产品企划定案3.2.5.1 3.2.5.1 产品形式产品形式产品概念及设计概念定案后，便要进入具体的产品化的阶段。前面所表示的用途、功能、性能、形状等是产品化的条件。3.2.5.2 3.2.5.2 产品企划书产品企划书产品要进入生产阶段，首先要将产品化的概要整理成企划书。企划书除了包括产品概念、设计概念、功能和形状外，还应包括市场调查的概要、开发成本、开发日程等。3.2.5.3 3.2.5.3 产品企划评价产品企划评价对产品企划的评价要从市场、技术、生产、流通等4个方面进行。3.3 3.3 造型设计造型设计造型设计阶段的实际任务就是通过产品造型构思（草图），完成预想图和概念模型，逐步将产品形象具体化。同时要对造型的各个侧面进行设计，如功能、构造和人机工学等。3.3.1 3.3.1 造型研究造型研究3.3.1.1 3.3.1.1 概念和造型概念和造型通常可以用各种方法将产品概念、设计概念与具体造型统一起来，可以通过收集各种能够反映消费趋势的信息，进行倾向探测。3.3.1.2 3.3.1.2 功能、构造与造型功能、构造与造型在考虑造型时，功能及构造的问题不容忽视。通常产品功能和构造直接影响产品造型，但有时为了创造出新的造型，又必须改变功能和构造。3.3 3.3 造型设计造型设计3.3.2 3.3.2 色彩研究色彩研究色彩是产品设计中至关重要的因素，色彩可以改变产品造型的感觉以及形成心理上不同的感受。色彩计划同样要根据产品概念和设计概念来设定。基于产品的概念，必须符合“何人”、“何地”、“如何”使用的原则。3.3.3 3.3.3 造型设计与人体工学造型设计与人体工学关于操作性的问题，必须从人体工学角度进行研究。所谓人体工学角度，就是考虑人的动作和视觉特性，从心理上、知觉上、物理上求得产品与人之间的调和。这是设计让消费者使用方便的产品所不可缺少的技术。3.4 3.4 设计定案设计定案3.4.1 3.4.1 评价过程评价过程营业和技术方面的全面评价：a. 是否符合市场需求b. 对市场和消费者的诉求是否有效c. 与竞争对手的产品是否形成差别d. 是否强化了企业形象技术方面的评价：a. 设计方案对产品功能和构造产生了多大程度的影响b. 设计上所提出的功能和构造在技术上是否能够解决c. 有无制造上的问题d. 制造成本3.4 3.4 设计定案设计定案3.4.2 3.4.2 评价模型评价模型对设计的评价，不能只停留在外观形象上。除了操作触感、质感等感觉方面的问题外，机构、构造上的问题及以后在生产上的问题等，都必须加以探讨。这就必须借助于能再现材质质感的精密模型来进行。这种忠实再现设计形象的产品模型，就是评价模型。3.4.3 3.4.3 商品化商品化设计定案阶段，在设计评价的基础上，还要进行商品化作业的研究。商品化作业，既是对产品名称、标志、识别系统以及进行促销的各个环节进行运作，产品样本和展示也在考虑范围之内。3.5 3.5 设计与生产转化设计与生产转化由设计向生产转化阶段的重要工作就是根据已定案的造型进行工艺上的设计和原型制作。3.5.1 3.5.1 模型制作模型制作将设计形象转化为产品形象时，必须利用模型手段。在设计定案阶段所进行的设计评价和最终承认的是工作模型和生产模型。向生产转化时的生产模型，是从各个方面对产品进行模拟。3.5.2 3.5.2 实现产品造型的生产技术实现产品造型的生产技术a. 重视相关技术的作用b. 关于金属气压成型技术3.6 3.6 进入市场进入市场促销就是提升产品价值，构筑产品形象。把产品概念以及企业的理念，准确地传达给消费者，塑造产品形象。包装、样本、广告、展示会的推出，也是形成产品形象的重要环节。第四章第四章第四章第四章 产品系列化设计产品系列化设计产品系列化设计产品系列化设计 4.1 4.1 产品系列化的概念产品系列化的概念 产品是一个系统，系列产品是一个多极系统。 如果说产品是功能的载体，那么产品系列化就是产品功能的复合化。系统：由若干要素以一定的结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体。系列化设计：就是产品功能的复合。在整体的目标下使若干个产品功能具有以 下特性。a.关联性：产品功能之间具有因果关系和依存关系。关联性：产品功能之间具有因果关系和依存关系。b.独立性：系列产品的某个功能可独立发挥作用独立性：系列产品的某个功能可独立发挥作用c.组合性：系列产品中的不同功能相匹配，产生更强的功能。组合性：系列产品中的不同功能相匹配，产生更强的功能。d.互换性：系列产品中的功能可以进行互换，以产生不同的功能互换性：系列产品中的功能可以进行互换，以产生不同的功能4.2 4.2 产品系列化的类型产品系列化的类型4.2.1 成套系列成套系列以相同功能、不同型号、不同规格的产品构 成系列。4.2.2 组合系列组合系列以多个具有独立功能的、不同的产品，组成一个产品系列，即为组合系列。4.2.3 家族系列家族系列也有组合系列的特点，即由独立功能的产品构成的系列4.2.4单元系列单元系列以不同功能的产品部件为单元，各单元承担不同角色，为满足整体目标而构成的产品系列。4.3 4.3 系列产品设计方法解析系列产品设计方法解析4.3.1 组合设计组合设计就是将某些要素在纵横方向上进行组合或将某个要素进行扩展，构成更大的产品。4.3.1 .1 功能组合功能组合将若干个不同功能的产品组成一个系列，在购买或使用时具有可选择性；在主题上是一个整体，在使用上具有灵活性。4.3.1 .2 要素组合要素组合商品要素在某个目标下的系列组合4.3.1 .3 配套组合配套组合即要素的横向组合：将不同的、独立的产品作为构成系列的要素进行组合。4.3.1 .4 强制组合强制组合将功能上、品种上没有任何关系的产品组合到在一起，或形成单件产品或构成系列。4.3.1 .5 情趣组合情趣组合借用人们的希望、友好、祝愿、友谊、幽默、时尚追求等富有人情、和生活情趣的内容，通过形象化的造型或附加造型方法，组合到系列产品中去。4.3.2. 4.3.2. 变换设计变换设计变换设计变换设计：通过改变产品要素的设计：通过改变产品要素的设计变换设计优点：变换设计优点：A、适应性强、适应性强B、快速反应、快速反应C、低成本、低成本变换设计应具备的条件：变换设计应具备的条件：A、通用性、通用性B、标准化、标准化C、系列化、系列化4.3.2. 4.3.2. 变换设计变换设计4.3.2.1 4.3.2.1 纵向变换设计纵向变换设计纵向变换设计:通过一组功能相同、属性相同、结构相同或相近，而尺寸规格及性能参数不同的产品系列设计。4.3.2.2 4.3.2.2 横向变换设计横向变换设计横向变换设计:在产品基本形态的基础上进行功能扩展，派生出多种相同类型的产品。4.3.2.3 4.3.2.3 多向变换设计多向变换设计多向变换设计:以相同性能或通用部件构成不同类型的产品。4.3.2.4 4.3.2.4 相似变换设计相似变换设计相似变换设计:纵向变换设计的另一种方式，重点在于构成相似系列产品。设计中注意：a、充分考虑通用部件 b、考虑可互换部件的位置 c、考虑接合部分的合理性4.3.3. 4.3.3. 模块化设计模块化设计定义：定义：将产品的某些要素组合在一起，构成一个具有特定功能的子系统，将这个将产品的某些要素组合在一起，构成一个具有特定功能的子系统，将这个子系统作为通用性的模块与其他产品要素进行多种组合，构成新的系统，子系统作为通用性的模块与其他产品要素进行多种组合，构成新的系统，产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列产品，这就是产品的模块产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列产品，这就是产品的模块化设计。化设计。系列产品中的模块：系列产品中的模块：是一种通用件，也可以看作是具有一定功能的零件、组件或是一种通用件，也可以看作是具有一定功能的零件、组件或部件。部件。模块系统的优点：模块系统的优点：A、利于产品的更新换代，发展系列产品。、利于产品的更新换代，发展系列产品。B、缩短设计周期、缩短设计周期C、降低成本、降低成本