工业设计专业教学中的系列造型设计方法研究

[摘要]对工业设计专业教学中的系列造型设计方法进行了理论研究。介绍了系列造型设计方法的概念、内容和关键技术。在结合产品造型设计教学案例的基础上，对工业设计专业教学提出了一种新的思路。

[关键词]工业设计；系列造型设计；教学案例

[中图分类号]　G642.4　[文献标识码]　A　[文章编号]　1005-4634(2011)01-0062-03

0　引言

目前市场上的产品创新性、外观造型、宜人性、环保性等因素越来越受到人们的重视，在竞争中占据突出地位。这种趋势促使企业在着手进行新产品开发时把面向产品的创新性、外观造型、人机工程等的设计提到一个新的高度，从而也迫切要求对工业设计的研究能有进一步的突破，以提高企业形象、产品设计水平和市场竞争力。高等教育教学改革的关键在于充分发挥学生在学习中的主体地位，工业设计专业的系列造型设计方法教学就是为学生能够主动建构产品外观造型知识而制定的。教师在充分了解学生设计的基础上以系列造型设计教学为统领，改变传统设计教学中的外观造型设计方法，以学生为中心，通过设计作业的训练与检查及时发现问题，在不断更新认知结构的基础上促进教学，引导学生创新设计，更好地推进素质教育。针对工业设计专业学生普遍存在的设计作品与设计理论严重脱节的现状，采取产品系列造型设计方法进行案例收集分析，由浅入深、逐步展开，从课程开始阶段的设计案例的图片收集和整理，到自主创新设计训练。在设计实战的实践阶段，根据产品系列造型设计方法，使学生能够充分掌握产品造型设计的流程，提高实践应用能力。产品创新设计必须紧密地结合快速变化的市场需求来进行，随着科技的发展，产品之间的技术差异正在逐渐缩小，加速产品创新和品牌设计在中国日益被重视。工业设计不仅仅设计产品的外观，还要有产品的寓意，要赋予产品文化和品牌的内涵。在产品设计中，创新和风格持续都是很重要的。产品系列造型设计的目的就是快速提高制造水平，满足工业产品设计的不同需求。

1　系列造型设计概念

系列造型设计是一套产品源自于一个共同的设计平台。为特定的设计目标设计的系列产品通常具有以下特点：潜在的用户、功能、大小、形状或材料等。产品系列造型设计主要涉及两个方面：设计类别和产品设计平台。设计类别是发展产品平台架构的方法，是在参数变化基础上开发的各种产品。产品设计平台是一个成功的产品造型系列造型设计的关键。通过增加、减少或以一个或多个模块的平台进行新产品造型的开发。产品系列造型设计是产品设计的一种战略，可以使企业在较短的时间里定制全球市场，同时保持生产效率是制造业企业成功的关键。产品设计是一个迭代和完善的过程。人们总是可以在新产品中找到某些从旧的产品中继承的设计元素，在一些典型的产品中，其零部件和组件有一个稳定的结构，可通过配置、集成、优化、转移和删除部件和组件来构成新的产品。此外，每个产品所提供的文化内涵，包括国家的文化、企业文化和产品的文化等，对追踪特定公司的产品系列造型都是非常重要的。

2　系列造型设计内容和结构

尽管目前已有一些产品系列造型设计方面的研究，但仍然缺乏对产品系列造型设计中涉及到的，如市场、文化和品牌的研究。这些方面的研究将会对产品设计评价具有重要的影响。因此一个品牌的具体设计方法将是产品设计的核心，对于工业设计而言，产品系列造型设计包含市场调研，企业文化，品牌的继承，产品设计，心理学分析和计算机技术应用等，产品的组成元素，部件和组件是层次结构和元素、部件的集合构成产品，见图l。

设计元素包含在集合和部分零件之中，继承自上而下。对于产品爿在产品系列造型结构中用

3　系列造型设计方法

从产品语义学的语法层和语义层等多方面提取产品系列造型的显性和隐性特征，找出系例产品继承和变化的设计元素，这是研究系列产品造型的关键，对于产品外观设计具有重要意义。系列造型设计方法包含以下内容。

创建一个具体的系列造型设计产品并进行编码。这是产品概念设计的重要环节。通过研究用户和设计师自身的特性、对认知结构、思维模式、认知意向，通过人工智能的人工语法学习，建立符合产品认知特征的显性知识和隐性知识表示模型，并与设计知识相连接，传递到概念设计。

产品款式识别。它是在系列产品设计元素的基础上进行研究的。产品风格形象使人们认识产品，它可以是有关个人知识背景，心理图像，从认知心理学的角度处理专门事务和个人喜好的规则和步骤。在这个步骤中，会调查人们认识到各种产品造型的特性，在产品系列造型元素和用户的识别之间映射。

学习和推理产品系列造型设计。在这个步骤中，可采用多元矩阵进行模糊关系的定性与定量描述，根据嵌套随机集建立不确定性推理方法，建立智能化的学习与推理机制，构建新产品造型元素的生成规则，包括新产品造型设计的遗传与变异。

产品信息建模。产品信息建模是计算机辅助设计的关键。这些模型包括：用户需求模型，产品的功能，原理、结构模型，产品认知意象模型，产品造型元素与认知意象之间的映射模型等。对于产品结构模型中的数据结构的建立方法，能满足对结构模型中的任何一个数据可以很容易地插入、查询、删除和修改等操作。如改变某一零部件的信息只是局部的数据更改，它不会影响到整个产品结构的数据变化。

4　系列造型设计教学案例

教学中，应尽可能量化系列造型设计。以手机为例，手机造型原型组件划分时既要考虑产品造型变型设计的需要，又要考虑组件本身功能结构的独立，两方面是相互影响的，在实际划分中可能要经历多轮的迭代才能形成满意的划分方案。

手机层次结构包括：手机机身、液晶显示屏、功能键、数字键等。由于不同款式的手机在功能上的差异性很小，手机的设计结构以手机分类和模块化为基础，利用相似性原理和重用性原理来建立手机产品系列模型。根据不同的设计目的，利用手机的各种部件和零件可以构成不同的产品系列造型，支持产品的系列化设计。本教学案例中，将手机产品分成部件级和零件级。部件级设计包括手机主体和组件两部分，部件级设计决定了手机的外观，手机产品系列造型在演变过程中，要受到外界情境因素的影响，外界情境因素包括用户需求、市场需求、价格、成本、制造工艺与社会环境等。零件级的设计较易受到外界情境因素的影响而发生改变，进而影响到部件级的设计，最终改变手机产品系列造型的设计。设计过程中采用参数化建模技术，能够实现手机产品的三维可视性，满足多个方案的实时生成、组合、展示和方案评价。用户只要在界面中选择不同的模块，不同的部件或者零件就会按照设定的规则自动装配，生成用户需要的造型。针对这些造型方案，用户可以进行着色、显示设定、移动、旋转、缩放等变化处理。方案生成后，用户可以通过感性意象设计评估，在形状和色彩上对方案进行评价，驱动产品的选型和优化。同时，用户还可以根据社会的变迁及个人的偏好，增加或删除系统中的意象设计元素，满足设计的需要。

在产品设计中，手机产品系列造型的稳定性主要取决于部件级设计的稳定性，同时与消费者的审美意象息息相关。当某一手机产品系列造型的部件级设计发生改变、影响到消费者的审美意象时，消费者就会将他们视为不同的产品系列；反之则属于同一系列。产品的系列风格是造型设计追求的目标，以系列风格语义量化描述的造型元素、连接关系和细部处理的语义描述作为评价指标，表达系列风格特征。图2和图3为同一系列两款手机的造型设计方案。

5　结束语

系列造型设计包含的内容比较广泛，既有产品设计，也包括企业的品牌内涵、企业文化、运营模式与经营理念等一系列内容。尽管系列造型设计方法的教学研究还在完善中，但仍然缺乏产品设计创新的规则和方法。本文提出了工业设计专业教学中的产品系列造型设计方法，使设计信息由定性到定量、由模糊到确定、由全局到局部逐步分解，支持产品造型多方案设计，有利于实现产品设计创新，为计算机辅助工业设计工具的开发奠定了基础。如何掌握系列造型设计的方法是学好产品设计这门课程的关键。该方法是一个有着丰富内容、涉及广泛领域的课题，产品设计的系列造型设计方法不仅要围绕产品外观的主题，考虑功能和形式要求，还要以人为本，考虑使用者心理及生理上的需求。总之，在教学上，正确使用好系列造型设计方法，将更加有利于产品设计课程教学的深入进行。