前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的產(chǎn)品工程設計主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
逆向工程設計技術在汽車、動力機械等零部件設計中已經(jīng)得到了廣泛的應用.本文以某典型汽車零部件產(chǎn)品逆向重建的設計流程為例,介紹了逆向工程技術在產(chǎn)品設計過程中的應用,通過優(yōu)化逆向工程方案設計,獲得了令人滿意的設計效果,為有效應用逆向工程技術提供理論依據(jù),具有一定的現(xiàn)實意義和價值.
關鍵詞:
逆向工程;CAD軟件;汽車工業(yè);產(chǎn)品設計
在現(xiàn)代的企業(yè)中機械設備等產(chǎn)品的設計及加工制造,要求越來越精巧,尤其汽車、動力機械等設備的外形結(jié)構越來越復雜,設計過程則要求愈來愈精細,同時市場競爭要求機械設備的性能指標要大幅度提高,而通過先進的設計方法和手段可以有效地提高設計效率和設計水平.利用先進的CAD及逆向工程設計分析方法進行產(chǎn)品設計與分析等成果,來指導加工制造已經(jīng)成為當前產(chǎn)品設計開發(fā)領域技術發(fā)展的必然趨勢.本文主要結(jié)合汽車零部件的逆向工程設計方法進行研究與探討.
1逆向工程技術
逆向工程是以設計方法學為指導,以現(xiàn)代設計理論、方法、技術為基礎,運用各種專業(yè)人員的工程設計經(jīng)驗、知識和創(chuàng)新思維,對已有產(chǎn)品進行解剖、深化和再創(chuàng)造.逆向工程通過應用一定的測量手段對實物或模型進行測量,根據(jù)測量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法重構實物的CAD模型的過程[1-2].逆向工程設計的原理是用許多細小的空間三角形來逼近還原CAD實體模型,通常采用NURBS曲面片擬合出NURBS曲面模型,簡單介紹了曲面重建的策略[3]。逆向工程在汽車工業(yè)中的應用,著眼于實際問題就是在汽車設計中怎樣進行實物測量和逆向建模,所使用的CAD設計工具主要是UG和CAT-IA,利用現(xiàn)有的設計方法和手段,根據(jù)零部件的自身特點,建立起與原模型相近的模型[1].目前這種先進的設計方法及相關軟件大大提升產(chǎn)品設計的質(zhì)量,縮短設計周期,在許多方面為企業(yè)保持競爭優(yōu)勢提供了強有力的技術保證.
2逆向工程設計中的數(shù)據(jù)采集
逆向工程設計首先需要對原始工件進行三維護數(shù)據(jù)采集,進而為后續(xù)三維重建及分析提供準確有依據(jù).三維數(shù)據(jù)的采集一般通過三維掃描儀來完成.三維掃描儀通常采用光柵掃描技術,可以實現(xiàn)標志點全自動拼接,具有高效率、高精度、高壽命、高解析度等特點,三維掃描儀是產(chǎn)品開發(fā)、品質(zhì)檢測的必備工具,用于產(chǎn)品研發(fā)設計(RD)、逆向工程(RE)及三維檢測(CAV).本文以某汽車冷卻水管的三維逆向設計過程為例進行逆向工程設計方法進行研究與探討.
2.1系統(tǒng)標定
開始掃描前應先標定系統(tǒng),標定的精度將直接影響系統(tǒng)的掃描精度.如果在使用過程中已經(jīng)標定過系統(tǒng),在系統(tǒng)未發(fā)生任何變動的情況下,進行下一次掃描時可以不用再進行標定.結(jié)合不同軟件,系統(tǒng)標定主要包括:調(diào)整掃描儀角度、調(diào)整測量距離、調(diào)整十字及相機參數(shù)、選擇標定板參數(shù)、采集標定板數(shù)據(jù)、標定計算、應用標定結(jié)果等內(nèi)容.為十字調(diào)整、相機光圈與焦距的調(diào)節(jié)、標定結(jié)果確定結(jié)果.
2.2掃描前期準備
在掃描之前要先做一些前期準備工作,如掃描的工件表面處理,選擇和粘貼標志點.
2.2.1掃描物體表面處理
工件的表面質(zhì)量對掃描的進行也很重要.掃面物體的表面必須符合淺色、漫反射特征,如果掃描工件的表面太吸光或者太反光,則必須使用顯影劑處理成符合要求的表面.只有亮但不反光的表面適合掃描,同時要保證工件表面干凈,無明顯的干擾污漬,同時也要將工件放平穩(wěn).為已經(jīng)經(jīng)過顯影劑表面處理的工件.
2.2.2在物體表面貼標定點
為完整地掃描一個三維的物體,通常需要將被掃描物體表面貼上標志點,要求標志點粘貼牢固、平整.標志點要盡量隨機貼在物體表面上的平坦區(qū)域,與曲面每邊邊緣的距離不宜過大,公共標志點至少為4個,由于圖像質(zhì)量、拍攝角度等多方面原因,有些標志點不能正確識別,因而盡可能多粘貼標志點,一般為5~7個為宜.不要人為的將標志點分組排列,標志點盡量不要貼在一條直線上.
2.3實體掃描
掃描環(huán)境一定要在干擾光源比較少的地方進行,否則會使掃描成功的面積減少或掃描不上任何面.通過拼接掃描軟件對標定點進行識別并標號,然后進行當前位置的掃描,當對其他面進行掃描時旋轉(zhuǎn)角度不可過大,并務必要有重復的識別點,對于細節(jié)部分可以著重掃描.掃描后通過軟件進行掃描文件的數(shù)據(jù)導出,完成數(shù)據(jù)采集[4].
3實體的重建與后處理
本文通過Geomagic公司,研發(fā)的GeomagicStudio逆向工程軟件進行實體的重建與后處理,GeomagicStudio逆向工程軟件可以幫助用戶從點云數(shù)據(jù)中創(chuàng)建優(yōu)化的多邊形網(wǎng)格、表面或CAD模型.GeomagicQualify則建立了CAD和CAM之間所缺乏的重要聯(lián)系紐帶,允許在CAD模型與實際構造部件之間進行快速、明了的圖形比較,并可自動生成報告[5].
3.1GeomagicStudio軟件建模的流程
GeomagicStudio軟件建模的具體的流程點云處理―封裝為多邊形―多邊形階段―造型階段―輸出模型。
3.2重建與后處理
(1)點階段處理工作:通過Geomagicstudio軟件將掃描得到的文件導入后,通過點階段處理,進行點云的編輯,通過去噪、采樣、補點等操作來優(yōu)化點云數(shù)據(jù),為點云的網(wǎng)格化做準備.點階段處理應縮小點云之間誤差,使點與點之間距離更細膩.封裝過程為將點云文件聯(lián)結(jié)為三角云片體。(2)多邊形階段:多邊形階段的主要目標是進行形狀處理和邊界處理.運用松弛、刪除釘狀物、砂紙、填充孔等工具對面進行加工處理,使其光滑平整。(3)制作精確曲面階段:精確曲面階段的主要包括輪廓線的探測、曲率的探測、輪廓線的抽取、輪廓線的編輯和延伸以及如何松弛輪廓線,以及曲面片的編輯、面板移動、曲面片松弛以及曲面片修理等.通過選擇構造曲面片,將片體進行拆分構造,可使用移動,擬合曲面等功能使曲面片布置更合理,提高精確度,然后構造格柵,擬合曲面.
3.3重建結(jié)果及文件輸出
通過Geomagicstudio軟件重建與后處理結(jié)果.通過以上逆向工程軟件進行的實體重建與后處理得到的三維模型結(jié)果結(jié)果與實體原型進行比較,基本上能夠非常準確地表達出原型效果。最后,通過Geomagicstudio軟件可以將處理后的文件輸出為*.dxf(或*.igs)等格式數(shù)據(jù),可供AUTOCAD或UG等其他CAD軟件進一步進行處理.
4結(jié)論
通過逆向工程設計得到的實體重建結(jié)果能夠準確地表達出原型效果,而對于汽車及動力機械行業(yè)中結(jié)構更加復雜的零部件若采用逆向工程設計將會得到滿意的效果,同時也將大縮短設計周期及設計成本,達到事半功倍的效果[6].因此,本文所述逆向工程設計方法和手段對產(chǎn)品設計及其應用提供了很好的借鑒.逆向工程是一項具有開拓性、實用性和綜合性技術,采用該技術能夠進一步提高設計制造質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,隨著該技術的不斷完善與廣泛應用,將會大大提升我國在機械加工制造行業(yè)中的競爭力.
作者:甘樹坤 呂雪飛 盧尊 單位:吉林化工學院汽車工程學院 吉林化工學院機電工程學院
參考文獻:
[1]李君君.逆向工程在汽車工業(yè)中的應用[J].機械工人.冷加工,2003(8):24-25.
[2]甘樹坤.基于SolidWorks的二維工程圖三維重建系統(tǒng)實現(xiàn)[J].吉林化工學院學報,2011(7):39-42.
[3]張榮強.逆向工程方法在家具復雜零件曲面設計中的應用[J].家具,2015(1):8-11.
[4]陳莉華.逆向工程在煙機異型件建模中的應用[J].機械研究與應用,2005(1):76-77.
關鍵詞:工程設計,非標設計,工程運用
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
前言
現(xiàn)在的工程設計中對國家標準及行業(yè)標準應用的比例越來越大,尤其在機械專業(yè)中的表現(xiàn)特別突出。這樣可以縮短設計周期,提高了工作效率。但是在情況復雜及有特殊要求的條件下就顯得力不從心,這時非標設計的優(yōu)越性就顯現(xiàn)出來,往往能取得意想不到的效果。
1.非標機械產(chǎn)品設計的含義及目的
1.1非標機械產(chǎn)品設計是指不按國家頒布的統(tǒng)一的行業(yè)標準和規(guī)格制造,而是根據(jù)自己的用途需要,自行設計制造,"非標設計"就是根據(jù)自己的實際需要,設計出與國家標準不一致或不完全一致的產(chǎn)品或零件,非標機械有別于傳統(tǒng)機械設計,非標機械設計有時間性限制,設計周期要短,設計要簡潔、準確、安全、可靠及滿足客戶合理的專業(yè)性要求,用戶對非標機械的設計往往有許多的要求,包括合理和不合理的,這是一項挑戰(zhàn)性的工作。
1.2非標設計的目的是為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率以及確保生產(chǎn)的安全。
2.非標機械設計的特點
與一般標準設計相比非標機械設計有以下特點:
1)非標設計涉及范圍廣,因為職業(yè)的性質(zhì)就是能解決各方各面的問題,所以要求非標設計工作者有廣泛的學識和知識,知識越多,工作越得力,知識越多,經(jīng)驗越多解決問題的方法越多、越快、越準確。因此其更多注重設計標準化、模塊化和簡約化的原則;
2)非標機械設計是一種個性化產(chǎn)品設計,根據(jù)客戶的不同要求進行單臺或多臺定制生產(chǎn)。
3)全部采用Auto CAD、solidworks等三維設計軟件進行產(chǎn)品設計,可生成零、部件體積、重量、重心位置等物理量,為相關設計和后續(xù)加工提供了可靠依據(jù);
4)所有二維結(jié)構圖均根據(jù)三維數(shù)字模型由計算機自動生成,保證了視圖與尺寸的準確無誤,保證了繪圖質(zhì)量與工作效率的和諧統(tǒng)一;
5)設計完成時即可輸出BMP、JPG等格式的產(chǎn)品渲染圖。
3.非標機械設計的步驟
3.1非標機械設計前的準備
1)必要的設計手冊,手冊中有各種參數(shù),你可以從書中獲得你想要的知識。
2)掌握這些機械運動原理,結(jié)合電氣、氣動和液壓來進行非標設計。
3)了解設備的用途,看它是屬于加工設備、還是試驗設備、或者工裝夾具。加工設備:首先要保證加工的精度,其次上下料方便,準確,快速。試驗設備:提供相應動力,試驗必要的測試點,與電氣怎樣結(jié)合,顯示數(shù)據(jù)和讀出數(shù)據(jù)。工裝夾具:需要怎樣限制自由度,上下料快速可靠。
4)要到現(xiàn)場進行考察,了解設備相關數(shù)據(jù)、安裝場地的相關數(shù)據(jù)、設備安裝使用的電氣相關數(shù)據(jù)等。
5)準備一些行業(yè)標準,網(wǎng)上生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品相關數(shù)據(jù),各廠家都會提供原理、安裝尺寸等數(shù)據(jù),為設計做好準備。
6)制定可行性的方案報告。
3.2非標機械設計制圖步驟
1)首先發(fā)揮我們的想象,在腦袋中勾畫設計,把設備分成幾大塊,每塊采用怎樣結(jié)構,怎樣銜接。
2)將我們的想法落實到圖紙上,方便更改設計和想法。
3)強度校驗,有經(jīng)驗者可直接選料,經(jīng)驗少者,要作簡單校核,防止出現(xiàn)重大失誤。
4)校圖,主要檢查零部件是否有干涉,是否便于加工、測量、裝配、使用和維修等。
5)整理圖紙,計算出配件重量,用于成本核算和發(fā)貨運輸;并下發(fā)圖紙到下一個部門[1]。
4.在非標機械設計中要注意的事項
在非標機械設計中我們要通過多請教老工程師請求指導,完善提高自己的設計水平,提高非標機械設計的可行性、減少失誤率;在機械行業(yè)中因為可利用的原理很少,再加上機械與電氣、氣動、液壓有效的結(jié)合而發(fā)展,所以其不像電子行業(yè)發(fā)展迅猛,因此我們要多看一些別人的成功設計,讀懂設計理念,運用到自己的設計中來;至于我們設計出的東西要方便維修、方便加工,設計時要考慮加工問題,比如盡量不要在圓弧面上鉆孔,如果一定要鉆或是通過中心,或是先加工平臺再鉆孔;在設計初稿完成后一定要對其優(yōu)化,看有沒有更簡便的方式,及更先進的零部件代替。以達到減少投資、減少故障點及減少維修成本等效果。
5.非標設計的工程運用
非標機械設計在兩種情況下使用:一種情況是由于條件限制不得不采用非標(行星齒輪減速機為達到一定速比常用非標齒輪);另一種情況是出于行業(yè)壟斷采用非標(縫紉機的鎖床固定螺絲就是非標M5×1的)。而非標機械產(chǎn)品設計又分為成熟產(chǎn)品設計與非成熟產(chǎn)品設計。
1)所謂成熟型的非標機械是指工作原理清晰,機械結(jié)構較為通用,甚至有產(chǎn)品樣板可以模仿的產(chǎn)品的設計。成熟非標機械設計可以分為三類,第一、主機相同,夾具和輔件不同,這類型的設計較簡單,只要消化好主機和輔件的作用就行了;第二、主機的規(guī)格要放大或縮小,動力要變化,那就需要將產(chǎn)品的結(jié)構和動力重新考慮,例如企業(yè)有30噸壓力的四柱壓機,現(xiàn)在客戶要訂造一臺60噸四柱壓機,這樣,在結(jié)構形式、液壓油路和電路相同的情況下,我們就要對框架進行力學分析計算,重新選擇框架用料大小,另外,液壓缸、液壓泵、液壓閥等重新選型;第三、主機不同,部件相同,那就要根據(jù)成熟的部件進行組合設計,達到客戶要求,這樣則盡可能采用成熟的部件,對特別設計部分進行設計,并提早對特別設計部分進行試驗,另外,使用三維圖對整體進行組裝,在圖中對運動部件進行仿真運動,確認總體結(jié)構成功。
2)所謂非成熟產(chǎn)品是指工作原理比較復雜,機械結(jié)構不通用,更嚴重的是連客戶都未完全了解其產(chǎn)品的整個生產(chǎn)工藝,或者是客戶正在試驗使用未成熟的生產(chǎn)工藝,其有三類:第一、單機類,主機較簡單,但本企業(yè)對該產(chǎn)品不了解,客戶提供較詳細資料,甚至包括樣機。針對這類型的設計,企業(yè)要對目前樣機工作內(nèi)容、工作原理、采用的結(jié)構進行詳細分析后進行設計;第二、組合機類,主機較為復雜,部分結(jié)構可以使用企業(yè)成熟的結(jié)構,總體上要重新設計,針對這類型的設計,企業(yè)首先是要評審,企業(yè)是否有足夠的能力承擔設計任務,評審通過后,則要對所設計機械生產(chǎn)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝進行詳細的了解,了解所設計產(chǎn)品的工作原理,進而進行機械結(jié)構和控制原理的選擇,和總體構思和設計;第三、生產(chǎn)線類,這類型產(chǎn)品是最復雜的設計,這類型的設計往往不能由本企業(yè)就可以完成,需要選用外部產(chǎn)品與本企業(yè)組合才能完成生產(chǎn)線,包括液壓機、鍋爐、制冷設備、輸送設備、風送等流體輸送設備、吊重設備、模具、夾具、自動化入料和出料等專用設備。因而生產(chǎn)線的設計的評審要更加嚴格,除了評審本企業(yè)是否能夠完成設計外,配套供應商是否也達到要求,對生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)線工作原理要了解,對生產(chǎn)線的各臺設備更要詳細分析[2]。
結(jié)語:
目前在我國非標機械產(chǎn)品設計在大型的生產(chǎn)企業(yè)及各個領域的工程設計中應用越來越廣,尤其在機械行業(yè)中的表現(xiàn)最為突出,非標設計非常有發(fā)展前景,因為世界的技術進步都離不開非標設計,因為我國的非標機械設計技術跟發(fā)達國家來比還有很大一段距離,因此要想通過非標設計來提高企業(yè)的勞動生產(chǎn)率、各項指標,我們應該不斷學習先進的產(chǎn)品和技術,引進先進國家的技術,聘請擁有先進技術的設計技術人員,不斷地研發(fā),進行新技術儲備。相信我國的企業(yè)將迎來更強的設計能力和更高的設計水平,從而讓企業(yè)成為行業(yè)的先鋒及具備跨行業(yè)發(fā)展的能力。
參考文獻:
東北人喜歡用嫩玉米制漿蒸糕吃,因為加工復雜,這個東西在當?shù)囟己茈y吃到,哈爾濱市阿城區(qū)半山坡粘玉米合作社卻將這個俗稱“苞米耗子”的鄉(xiāng)下食品做成速凍包裝推向了展會。合作社理事長周喜紅對記者說:“都說玉米市場不好,但在農(nóng)家樂賣的最好的主食卻是玉米制品,苞米耗子、大碴子、粘玉米都深受顧客喜愛。這些食品有一個共同特點就是不好加工。”他們將這些食品加工冷凍后銷路極好,今年合作社3000畝粘玉米全在乳熟期收獲加工,畝收益達到了2600元,明年不僅繼續(xù)種粘玉米,還要把面積擴大到1萬畝,同時,聯(lián)合其它合作社成立了粘玉米協(xié)會,落實面積5萬畝,保證市場需求。“別說種玉米不掙錢,那是沒種對路子。”周喜紅說。
酸菜是東北人冬天的當家菜,在深圳也有號召力。哈爾濱綠色園合作社的酸菜在展會上格外搶眼,因為菜心有淡淡的桔紅色。合作社經(jīng)理孟祥東說,東北人喜歡偏紅的菜心,遇到這樣的菜心都直接拌糖生吃。針對這種需求,合作社通過黑龍江省農(nóng)科院引進了橘紅心白菜,普通白菜上市時三毛錢一斤,橘紅心白菜一元一斤,腌制成酸菜更值錢,這次來深圳展銷比別的酸菜都好銷。
五常大米是市場上的俏銷貨,五常市御良田水稻專業(yè)合作社大米賣的更實在,米的名字就叫“餅肥米”。合作社理事長倫士義說,他們的水稻用肥全是自己產(chǎn)的豆餅加工的有機肥,豆做肥成本雖高但大米能賣到30元一斤,有賬可算。記者很好奇,大米用肥的名聽著別扭,能好賣嗎?倫士義說:“這叫實在,老百姓一聽就明白,更好賣。”
六河九岸公司是一家生產(chǎn)種子、肥料等農(nóng)資的企業(yè),在展會上也做起了大米生意。公司董事長楊寶告訴記者,他們是專門來給合作社賣米的。這家公司為五常市新莊水稻合作社的8000畝稻田提供3000畝有機、5000畝綠色水稻的全程保姆式肥藥服務,合作社所需的肥和藥不用花一分現(xiàn)錢,公司全負擔,秋后合作社用水稻抵肥藥料款,剩下的水稻公司收購,價格隨行就市,公司再加工水稻銷售。這一模式給合作社免去購肥和銷售水稻負擔,公司加工有機、綠色大米還能增值,實現(xiàn)共贏。楊寶說,這是與合作社共同順應供給側(cè)改革摸索出的新招數(shù),明年還將與更多的農(nóng)民合作社進行合作,讓更多的合作社受益。
隨著教學改革的不斷發(fā)展與前進,提升課堂質(zhì)量適應時代工業(yè)設計的需求。引導學生正視計算機表現(xiàn)與手繪關系。讓學生體會手繪對瞬時間捕捉設計創(chuàng)意的重要性。提高學生興趣。為產(chǎn)品設計創(chuàng)意打下良好基礎。
【關鍵詞】
工業(yè)設計;產(chǎn)品表現(xiàn)技法;教學改革;手繪;激勵式教學
產(chǎn)品表現(xiàn)技法是設計師與設計師之間、設計師與客戶之間溝通的工具之一,可以將抽象思維轉(zhuǎn)變?yōu)榫呦髨D形。貫穿工業(yè)設計師的整個設計生涯,由此可見其重要性。時代不停發(fā)展,關于產(chǎn)品表現(xiàn)技法課程也應該與時俱進,不停改革來適應時代需求。
1工業(yè)設計產(chǎn)品技法表現(xiàn)課程的現(xiàn)狀
產(chǎn)品表現(xiàn)技法課程在國內(nèi)從開創(chuàng)到現(xiàn)如今也有幾十年了,初期設計師或者教師都是美術出身或繪畫專業(yè)轉(zhuǎn)設計,故對畫面感要求高,出現(xiàn)盲目臨摹,呆板,工具制圖,一個又一個誤區(qū)。因此教學效果不明顯。使的教學效果十分不明確。在教學過程專業(yè)教師往往過于強調(diào)畫面效果,技法表現(xiàn),從而忽視了本課程真正的教學目的,草圖手繪是將設計師思維可視化,是一種將思維可視化的過程,一種思考,而不是單純的繪畫。21世紀是一個課件大爆發(fā)的時代,整個社會被無數(shù)電腦制圖軟件,手機app占據(jù)著主流。短短數(shù)年電腦制圖軟件已更新數(shù)代,從數(shù)據(jù)化“呆板”的工程制圖到現(xiàn)在“傻瓜”智能式,學生越來越依賴電腦制圖,并開始質(zhì)疑產(chǎn)品技法的訓練的必要性?甚至有人認為手繪正慢慢向藝術靠近,漸漸束之高閣。從而退出設計歷史舞臺。設計公司研究現(xiàn)狀分析:上述狀況是人們大都只看到光鮮的結(jié)果,忽略過程造成的。當學生真正走進設計公司進行商業(yè)設計實戰(zhàn)的時候,就會發(fā)現(xiàn)設計師大部分時間花在紙與筆上,而非電腦制圖上。產(chǎn)品表現(xiàn)在設計過程中起著很重要的作用。將設計師早期初步存在腦海的想法,通過手繪可視化展現(xiàn),將抽象概念具象化。在此期間的頭腦風暴,初步探討,推敲及深入階段。它是設計師之間,設計師與客戶之間的交流,最直接便捷的方法。
2工業(yè)設計產(chǎn)品技法表現(xiàn)課程改革思路
2.1善用交互式和鼓勵式教學方法
在常規(guī)的教學過程中,教師一般親自示范,然后給出大量圖片讓其按照臨摹練習。學生往往局限于對產(chǎn)品造型的“單純輸出”,不會進行創(chuàng)意設計。在教學過程中教師應該讓學生手腦協(xié)調(diào)統(tǒng)一。大量的基本練習達到的作用是手的協(xié)調(diào)性,同時在繪畫過程中強調(diào)設計思維的創(chuàng)造達到腦的訓練。在這過程教師角色需要不停轉(zhuǎn)換。初期是示范、中期是引導和指揮、后期作為總設計師與學生一起探討設計思維的開發(fā)與表達。在整個過程中讓學生自己發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。讓學生進行設計創(chuàng)作,并且將其作品貼在墻上,每一位同學都要來講解自己作品。每周不記名投票(參考我是歌手投票方式),由同學們評選出創(chuàng)意、表現(xiàn)最好的前三位同學。同時教師要進行講評。這樣既能達到互動效果,又鍛煉了學生溝通的能力,而且激發(fā)了學生的學習興趣。
2.2注重營造教學氛圍,靈活貼近時尚的教學模式
物競天擇,競爭是人類進步的推動器。教師要把競爭意識帶入課程,讓學生自己去看、自己去體會、自己去評判。每周評出三個周最佳,大家把自己作品貼在教室的軟墻壁上。每個學生都把所有作品看一遍,按照評判要求來評審。選出最好的三個。包括創(chuàng)意思維、設計表達效果、表達方式等。讓學生自己看到自身不足之處,看到別人的長處。通過角色互換,學生從評審的角度來思考作品,無形中發(fā)揮其積極主觀能動性。而且大家互相交流溝通,又增強了學生的榮譽感。這種模式既打破了常規(guī)教學的呆板,又能活躍課堂氛圍,緊跟時跟腳步,獲得學生的認同感。大大激發(fā)了學生的積極性。
2.3深入研究,提高學生研究能力
有些學生對于產(chǎn)品的表現(xiàn)只是單一的臨摹,沒有真正的去對產(chǎn)品形態(tài)進行研究,導致后期3維建模制作的時候理解不了線條轉(zhuǎn)變和結(jié)構轉(zhuǎn)化之間的關系。掌握不了形體穿插結(jié)構。針對以上問題,教師要鼓勵學生繪畫之前的動手思考能力,主動表達產(chǎn)品。可以將現(xiàn)有產(chǎn)品給予學生拆解,了解產(chǎn)品的形態(tài)結(jié)構,擺脫圖片的局限。達到真正理解產(chǎn)品形態(tài)、產(chǎn)品構造。改變機械的繪圖方式。
2.4培養(yǎng)學生的設計邏輯思維能力
設計是理性思維和感性思維的結(jié)合表現(xiàn)。通過尋找問題,發(fā)現(xiàn)問題,解決問題的過程。而非簡單的藝術表現(xiàn),因此整體的設計思維邏輯性很重要。讓學生帶著問題去思考、去表現(xiàn)。并進行workshop主題性的工作坊。著重整個設計創(chuàng)作過程的思維邏輯。知道為什么而設計,設計什么,為誰而設計,如何使用,怎樣使用,產(chǎn)品定位。讓學生了解產(chǎn)品形態(tài)結(jié)構。
2.5實際案例研究教學
實踐是檢驗真理的唯一標準,實戰(zhàn)教學可以訓練學生的整個設計程序過程,從二維到三維的表現(xiàn)。教師引導學生從構思草圖開始,到對產(chǎn)品結(jié)構的形態(tài)與材質(zhì)方面都有一定的要求。三維表現(xiàn)時要參考二維的尺寸和材質(zhì)。能夠直觀交代細節(jié)。為日后專業(yè)的學習和進入設計公司打下基礎。要迎合市場需求。這樣的設計才不會是象牙塔里的空談。
3結(jié)語
隨著設計的飛速發(fā)展,教學需要不停的改革,以來適應當代工業(yè)設計需求。對工業(yè)設計產(chǎn)品技法表現(xiàn)的教學改革尤為重要。筆者通過以上幾點進行了改革,雖有些許成果,但仍有不足之處,還需要繼續(xù)研究與探索加以實踐,以摸索出更好的教學方式。
作者:唐亮 單位:廣西師范大學設計學院
參考文獻:
[1]秦波.淺談工業(yè)設計專業(yè)產(chǎn)品表現(xiàn)技法課程教學改革[J].美術教育研究,2013(21).
[2]張恒國.馬克筆工業(yè)產(chǎn)品設計表現(xiàn)技法[M].北京:人民郵電出版社,2013..
[3]艾森.產(chǎn)品設計手繪技法[M].北京:中國青年出版社,2009.
[4]梁韻.旅游產(chǎn)品開發(fā)設計課程教學改革與實踐[J].藝術科技,2015(02).
【關鍵詞】產(chǎn)品設計;價值工程;鈑金件
1、緒論
在激烈的市場競爭中,產(chǎn)品必須不斷的改進與開發(fā),才能適應市場環(huán)境,取得好效益。以往的產(chǎn)品設計中,設計者或者因為片面追求技術指標或裝飾效果,忽略了經(jīng)濟效益,或者只憑傳統(tǒng)觀念和經(jīng)驗進行設計,結(jié)果造成設計的產(chǎn)品過剩的質(zhì)量、過高的成本、過低的利潤及過短的產(chǎn)品壽命。
2、產(chǎn)品設計中鈑金結(jié)構應用概述
鈑金加工具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復雜形狀工件等一系列優(yōu)點,在機械、汽車、飛機、輕工、國防、電機電器、家用電器以及日常生活用品等行業(yè)應用非常廣泛,占有十分重要的地位。據(jù)統(tǒng)計,汽車鈑金件占整個汽車制造件的60%~70%,飛機鈑金件占全機零件總數(shù)的40%以上,機電及儀器、儀表中鈑金件占生產(chǎn)零件總數(shù)的60%~70%,電子產(chǎn)品中鈑金件占零件總數(shù)的85%以上,日用品的鈑金件也占到絕大多數(shù)。
鈑金是針對金屬薄板(通常在6mm以下)一種綜合冷加工工藝,包括剪、沖/切/復合、折、焊接、鉚接、拼接、成型(如汽車車身)等。其顯著的特征就是同一零件厚度一致。
3、工業(yè)設計的價值工程理論基礎
價值工程簡稱VE(Value Engineenring),是研究技術經(jīng)濟效益的一門科學。價值工程把技術、經(jīng)濟、管理三者有機的結(jié)合在一起,利用調(diào)查、分析、對比、計算、評價的方法,研究某一問題的技術經(jīng)濟效益。
產(chǎn)品分析定義為:價值(V)=F/C
①第一種方法是一種提高產(chǎn)品價值的最理想途徑。即是產(chǎn)品的功能提高,成本下降。例如,新的生產(chǎn)技術的產(chǎn)生與應用,可以使某些產(chǎn)品的功能或是在結(jié)構上實現(xiàn)重大突破。
成本提高,功能提高,即: V=F/C;
②第二種方法是在成本不變的情況下,使產(chǎn)品的功能有所提高,也能使價值提高。例如,對現(xiàn)有產(chǎn)品的外觀重新設計后,產(chǎn)品的審美功能大大提高,而生產(chǎn)成本卻沒有什么變化,但是產(chǎn)品價值有了很大的提高。
功能不變,成本降低,即:V=F/C;
③第三種方法是功能不變,成本降低,價值提高。例如產(chǎn)品的某些原材料、新工藝在技術成熟以后,生產(chǎn)成本降低,這就可以在保持產(chǎn)品功能不變的情況下使生產(chǎn)成本降低,使產(chǎn)品價值提高。
成本不變,功能提高,即:V=F/C;
④第四種方法是成本稍微有增加,而功能大幅度提高,使價值提高。例如一個產(chǎn)品在由單功能變成多功能后,成本雖然有所提高,但功能卻成倍或幾倍的增加,從而使產(chǎn)品的價值大大提高。
功能大幅度提高,成本略提高,即:V=F/C;
⑤第五種方法是功能稍微降低,但成本大大下降,價值提高。例如,某中產(chǎn)品適當?shù)亟档凸δ埽钥梢詽M足某些用戶的需求,但由于實現(xiàn)該水平功能的技術條件比較成熟,而使成本大幅度下降,使產(chǎn)品價值提高。
功能稍有下降,而成本大大降低,即:V=F/C。
4、工業(yè)設計中鈑金結(jié)構設計與價值工程研究
4.1 鈑金產(chǎn)品造型設計與成本
在設計制造時除應考慮設計的獨創(chuàng)性外,還應有計算成本、利潤及產(chǎn)量等經(jīng)濟性。經(jīng)濟價值是產(chǎn)品在運用材料和加工技術中所體現(xiàn)的價值。
在進行產(chǎn)品設計時,要綜合考慮產(chǎn)品功能特點、使用環(huán)境、產(chǎn)品加工工藝、表面處理工藝,產(chǎn)品的技術經(jīng)濟效益等。基于鈑金件等壁厚、生產(chǎn)效率高、成本低、可加工復雜的形狀等特性,合理的選擇鈑金結(jié)構,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品的價值。一般情況下,對于電器產(chǎn)品形狀簡單的外殼、機柜、文件柜、機箱、支撐部件等宜于采用鈑金件;對于一些高附加值產(chǎn)品或者運用特殊工藝的產(chǎn)品等宜于采用鈑金件。
1.盡量減少沖壓廢料。在沖壓零件成本中,材料費用占60%以上。沖壓廢料可分為工藝廢料和結(jié)構廢料。搭邊和余料屬于工藝廢料,這是與排樣形式及沖壓方式有關的廢料;結(jié)構廢料是由工件的結(jié)構形狀決定的。要提高材料的利用率,既要設法減少結(jié)構廢料,又要設法減少工藝廢料。
2.減少結(jié)構廢料。材料利用率與沖壓件的形狀關系密切。
3.盡量減少工件的外形尺寸,以降低材料的消耗。這一點對采用標準寬度的型材更具有意義,有時只對設計稍加修改,就能利用這種材料。
4.零件的結(jié)構形狀應由利于機械加工,減少工作量,有利于簡化模具,提高壽命或利用現(xiàn)有工藝裝備。
4.2 產(chǎn)品設計中的材料選擇與成本
1.滿足產(chǎn)品功能的金屬板材種類和規(guī)格。在選擇材料時,首先要以滿足產(chǎn)品的功能要求為準。功能包括兩個方面:產(chǎn)品的物質(zhì)功能的實現(xiàn),這是產(chǎn)品材料的基本作用;產(chǎn)品的精神功能的實現(xiàn),這主要依靠材料本身的色彩、材質(zhì)、肌理以及技術美的因素來體現(xiàn)。例如冷軋鋼板與不銹鋼,不銹鋼增加了產(chǎn)品的精神功能,但是成本卻是冷軋鋼板的2倍多。
2.金屬板材本身的成本。在生產(chǎn)計劃上,主要是考慮金屬板材自身材料成本以及加工處理的成本,材料不同,本身的價格差異就很大。在進行產(chǎn)品設計時,金屬板材的選擇以及板厚的選擇是重點。
3.金屬板材加工處理的成本。不同的金屬板材,加工的工藝也有區(qū)別,不同的工藝又要求用不同的設備、技術和技術工人,加工過程也是不一樣的,這些都是鈑金件加工的成本。
所以,在選擇金屬板材及其板厚的同時要充分兼顧產(chǎn)品設計的經(jīng)濟性原則,充分運用價值工程原理,以最低的壽命周期成本,最經(jīng)濟的金屬板材來實現(xiàn)產(chǎn)品價值,企業(yè)價值的最大化。
4.3 產(chǎn)品設計中的排樣
根據(jù)材料的利用情況,排料方法可分為有廢料排樣,少廢料排樣和無廢料排樣三種。
有廢料排樣是沿工件全部外形沖裁,工件周邊都留有搭邊,工件精度與沖模壽命較高,但是材料利用率低;少廢料排樣是沿工件部分外形沖裁,只局部留有搭邊;無廢料排樣無任何搭邊。采用少、無廢料排樣,對節(jié)省材料具有重要意義,且有利于一次沖裁多個工件,故可以提高生產(chǎn)率。在無廢料排樣時,因為只有材料的料頭和料尾損失,故材料利用率可達85%~95%。少廢料排樣的材料利用率也達70%~90%。同時,這兩種排樣形式,因其沖切周邊減少,還可簡化模具結(jié)構和降低沖裁力。因此,在設計沖壓件時,應盡可能有利于采用少、無廢料的排樣方式。
4.4 產(chǎn)品設計中的功能結(jié)構設計與成本
結(jié)構設計時,要注意追求節(jié)約,應以不危及結(jié)構功能為前提,而滿足一些特殊要求,則又應以不危及經(jīng)濟性為原則。用最少的費用來最大可能地滿足功能要求,這是結(jié)構設計始終應遵循的基本原則。
一般來說,鈑金產(chǎn)品設計在明確了結(jié)構的必要性和基本結(jié)構方式的基礎上,可在下列方面力求降低產(chǎn)品成本。
1.降低設計費用。鈑金產(chǎn)品結(jié)構設計時,應注意充分利用現(xiàn)有的設計;采用標準件及市場上便于購買的半成品或構件;消減品種類別;選定經(jīng)濟的結(jié)構尺寸和結(jié)構形狀;采用對稱的結(jié)構以代替特殊的偏左或者偏右的結(jié)構。
2.降低材料費用。鈑金產(chǎn)品結(jié)構設計時,首先要注意采用最佳造型、節(jié)省材料用量,特別是節(jié)省貴重材料的用量。同時,盡量減少邊角廢料,提高材料的有效利用率。
3.降低加工費用。結(jié)構設計時,應選用最合理的加工方法;減少零部件種數(shù),增加同類零部件的數(shù)目;減少機械加工面積;選擇最經(jīng)濟合理的表面粗糙度、尺寸公差、精度等級以及形狀位置公差等。同時,應注意將設計結(jié)構按加工的合理性進行分解,以節(jié)省裝夾時間、加工時間、測量時間;并盡可能使用普通刀具、夾具、量具和普通機床。
4.降低其他費用。降低產(chǎn)品成本,除去考慮降低上述三種費用外,還應考慮降低包裝費用、運輸費用以及安裝費用。。
4.5 鈑金件的表面處理與成本
設計中,除了少數(shù)材料所固定的特征以外,大部分的材料都可以通過表面處理的方式來改變產(chǎn)品表面所需的色彩、光澤、肌理等需要。
1.產(chǎn)品的性能和使用環(huán)境。不同產(chǎn)品或者零部件由于使用環(huán)境和在產(chǎn)品系統(tǒng)中參與表現(xiàn)的物質(zhì)功能或精神功能的不同,因此需要根據(jù)選擇不同的材料選擇適當?shù)慕?jīng)濟的表面處理工藝。以滿足產(chǎn)品的性能和使用環(huán)境的要求。
2.產(chǎn)品檔次的經(jīng)濟性。產(chǎn)品應消費層次的不同而具有高中低不同檔次,產(chǎn)品表面處理工藝的選擇應考慮產(chǎn)品檔次的經(jīng)濟性,以求得產(chǎn)品的合理裝飾,獲得理想的經(jīng)濟效益。
3.成本。不同的表面處理工藝成本不同。隨著科學技術的發(fā)展,各種表面處理工藝的相對成本與決對成本都在發(fā)生變化。另外還有考慮工藝成本與使用壽命之間和工藝成本與運行費用之間的辯證關系,保證消費者獲得做好的綜合經(jīng)濟效益。
5、金融營業(yè)場所安全裝備設計研究
金融營業(yè)場所安全整體柜臺是一種應用于金融行業(yè),采用工廠化制造裝配具有特定安全防護作用,結(jié)構與裝飾一體化的營業(yè)柜臺。
中職工業(yè)產(chǎn)品設計課程以“服務換技能”的實訓模式,是以教師為主導,以學生為主體,以需求為動力和出發(fā)點,通過搭建一個全面的企業(yè)、學生、教師交互服務平臺,達到學生能接觸先進的技術、教師能得到技術的支持、競賽能獲得實際的操練、團隊能獲得全面的發(fā)展的目的。
【關鍵詞】
工業(yè)產(chǎn)品設計;服務換技能;實訓模式
一、現(xiàn)實教學對服務型實訓模式的需求
隨著時代的發(fā)展,信息技術悄然走進了社會的各個角落,我們的教育方式也在發(fā)生著悄然的變化,從以前的黑板教學到現(xiàn)在的多媒體教學,從實物模型演示到數(shù)字化演示,教師的教學形式得到了極大的擴張,學生的學習方式也發(fā)生了巨大的改變。學校與時俱進,通過設立工業(yè)產(chǎn)品設計的服務機制,可以完成以下三方面的需求———
1.提高學生工作技能的需要。職高的學生具有強大的創(chuàng)造創(chuàng)新潛力,他們思維活躍,動手能力強。而職高學習的一個重要目的是發(fā)揮學生的特長,培養(yǎng)學生的興趣,充分調(diào)動學生的積極性。
2.借助工業(yè)產(chǎn)品設計的服務模式,教師能完成專業(yè)的、符合學生需求的教學模型,增強教師的教學技能,有助于教師隊伍的成長;有利于教師自身信息化教學能力的提高,緩解傳統(tǒng)教師在新教學模式下的壓力。
3.響應“服務為本位”的需要。本著“以服務為本位”的教學理念,設計以服務為主體的工業(yè)產(chǎn)品設計課程實訓模式,讓學生在校不但學習知識技能,同時加深對“服務”的理解;學校通過以服務為主體的教學模式,來拓展全新的實訓途徑,加快教學與企業(yè)的溝通與交流。以“服務”帶動學生、學校、企業(yè)三方面知識、技能、經(jīng)驗的傳遞與提升。
二、“服務換技能”實訓模式的內(nèi)容和實施思路
“服務換技能”模式的重點在于服務,通過服務來達到知識的實戰(zhàn)運用效果,服務模式作為牽引力,將企業(yè)的專業(yè)知識和教師的經(jīng)驗源源不斷地輸送到渴望知識的學生手中;通過服務的成果,即設計經(jīng)驗積累和設計素材積累來實現(xiàn)從學生到教師、從服務到教學、從學校到企業(yè)的三重反饋效果。
1.服務的主體。該服務模式的主體應由以下幾個方面組成:(1)以學生為主體。工業(yè)產(chǎn)品課程的全體學生作為設計的主體,以小組合作為主要機制,完成來自學生、老師、企業(yè)的各種設計需求。(2)以教師為輔助。教師在服務實訓模式下主要起輔助作用,學生在遇到問題時,老師幫助解決,并且將這些遇到的問題全部記錄下來,以點帶面,起到補充知識、提煉知識的引導作用。(3)以企業(yè)為支撐。聘請企業(yè)專家為學生、教師提供技術支持,這樣可以有效地提升學生的實踐經(jīng)驗、教師的教學能力。
2.服務對象。工業(yè)產(chǎn)品設計服務對象大致分為三類:(1)學生。學生有著驚人的思維和想象力,但是很多時候,他們的專業(yè)知識無法滿足他們思維的腳步,這時,工業(yè)產(chǎn)品設計學生就作為技術支持,幫助他們實現(xiàn)他們的設計。(2)教師。以信息化能力較弱的中老年教師為主。他們通過交流看到了先進教學模式帶來的高效與便捷,從而提高學校整體的教學水平。(3)企業(yè)。以自身設計改進能力較弱的中小型企業(yè)為主。他們無法投入太多的資金在設計與改善上。通過與我們的合作,我們可以將他們部分的想法變成現(xiàn)實,從而提高企業(yè)的核心競爭力。
3.服務方式。本著“以服務為本位”的教育宗旨,結(jié)合本校工業(yè)產(chǎn)品設計專業(yè)自身的特點,研究搭建以服務為驅(qū)動,以專業(yè)學生為主體,以教師與相關企業(yè)專家為輔助的實訓方式,通過服務對象表達需求生成服務任務單學生組隊接單發(fā)現(xiàn)問題學習、詢問(教師和企業(yè)專家)、解決問題完成服務任務總結(jié)任務經(jīng)驗這7個步驟來實現(xiàn)服務換技能的實訓目的。
三、實踐中可能碰到的問題及對策
我們的師生已經(jīng)習慣了傳統(tǒng)的上課模式,對于這種服務性的實訓模式,在實際操作中可能會出現(xiàn)一些以前不曾碰到的問題,需要我們提前準備和應對。
1.服務訂單不足的問題。在本實訓模式開始的初期,學生、教師和企業(yè)3方在有需求的情況下,但不知道有我們這樣的服務團隊,不會主動來找我們。這就需要我們師生共同努力在前期做好宣傳工作,儲備一定量的服務訂單,在運行一段時間以后,會形成一種良性的循環(huán)。
2.服務訂單的時效性問題。我們知道,有時候師生參加比賽,或者企業(yè)試制樣品,對于我們的設計是有時間要求的。如何在短時間內(nèi)完成他們的設計要求,需要我們合理安排課程,主要可以采取以下兩種辦法:合理利用晚自修、活動課和其他休息時間段,開放機房,讓學生有充足的時間參與設計;學生分組完成不同的任務訂單,達到最大的產(chǎn)出效能。
關鍵詞:橋梁工程 概念設計 產(chǎn)品概念化
中圖分類號:U442 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)06(a)-0059-01
為滿足人類之間的實踐交流、跨越空間障礙的需求,政府部門投資建設了多數(shù)橋梁,隨著社會的發(fā)展,橋梁也需要不斷的地更新、改造。基于橋梁工程在社會經(jīng)濟發(fā)展中的重要地位,作為橋梁建造開端的橋梁設計顯得尤為重要。而橋梁的概念設計是具體設計的先導,是對橋梁設計的總體把握與構思,其思想貫穿橋梁設計的全過程,并隨著項目的進行而不斷完善。在橋梁建造工程中,高達70%以上的生產(chǎn)成本取決于概念設計,做好橋梁工程的概念設計才能造出“精品”橋梁,才能從根源上節(jié)約工程的建造價值,提升美學內(nèi)涵。
1 橋梁工程概念設計綜述
1.1 橋梁概念設計的過程
橋梁的概念設計主要是在一定經(jīng)濟條件下,提出滿足結(jié)構造型要求、耐久性和使用功能要求、滿足形變與受力要求的合理設計方案。現(xiàn)行的橋梁建設主要以結(jié)構設計與橋梁施工為核心,按照時間進行相關組織與實施,設計人員的主要職責是依照必要規(guī)范產(chǎn)生經(jīng)濟安全的橋梁結(jié)構設計方案。橋梁的概念設計活動除包含上述功能外,還要綜合考慮影響設計初步階段的環(huán)境、人文、美學等要素,完善了傳統(tǒng)設計的表現(xiàn)手法與設計理念。
1.2 橋梁的產(chǎn)品化概念設計
橋梁是一種特殊產(chǎn)品,它具備土木工程結(jié)構的基本特征,也具備產(chǎn)品的一般屬性。橋梁產(chǎn)品的建設規(guī)模大、投資巨大;橋梁的建造一般由政府根據(jù)社會、經(jīng)濟、交通需求確立實施,與市場關系較小;橋梁的使用年限長,達到壽命后將成為廢棄物,在其長壽命周期內(nèi)需具備抵御環(huán)境侵害的能力。鑒于產(chǎn)品概念設計的思想和橋梁概念設計的重要指導,將現(xiàn)有的橋梁概念設計內(nèi)容從橋梁設計各步驟里提煉歸納出來,形成如下的橋梁概念設計新思路。
(1)設計定位階段主要包含環(huán)境總體分析、使用方式分析、用戶群體分析和壽命期成本分析這四個層次[2]。只有充分分析影響橋梁設計的主客觀因素,才能合理定位設計走向。環(huán)境分析主要是對擬建橋區(qū)的水文、地形、氣象、地質(zhì)等條件的分析,這將決定了橋梁設計的抗震、抗風設計需要;橋梁的用戶群體主要是社會、業(yè)主和生態(tài)環(huán)境,設計中要注重橋梁的生態(tài)性、安全性、景觀美學性、經(jīng)濟性等;使用方式?jīng)Q定了線性布置、建設規(guī)模的大小、上下部結(jié)構設計、斷面布置等;壽命期成本主要包含間接成本、直接成本和災害事故成本。橋梁概念設計的主體由設計、施工、運營、管養(yǎng)等多單位與部門構成,在其壽命期內(nèi)的所有部門被稱作利益共同體。
(2)方案初擬階段是在對橋梁概念設計精準定位后,從結(jié)構體系、橋位、景觀、橋梁造型、施工方案等方面擬定橋梁建造的初步方案。橋位選擇將決定工程造價、施工和運營的安全性、施工操作的難易程度;結(jié)構體系的選擇要注意結(jié)構的可達到性和可維護性,為今后的橋梁檢修提供便利條件,整體節(jié)約橋梁壽命期的總成本;橋梁的造型與景觀設計要以工程師為主導,同時邀請建筑師及其他專業(yè)人員加入,形成合理的設計模式;施工方案直接影響著橋梁工程的質(zhì)量、安全、工期,在考慮結(jié)構、線性、橋位條件之后形成了初步的施工方案。經(jīng)反復對比分析,篩選出兩三個可行的推薦方案。
(3)方案比選階段的主要工作是依據(jù)項目的相關規(guī)定和工程師的相關經(jīng)驗,從若干推薦方案中擇優(yōu)選取最終設計方案。經(jīng)濟指標是大多數(shù)橋梁最終方案決定的關鍵性要素,但在一些景區(qū)橋梁或標志性大橋的設計方案比選中,景觀美學價值也是不容忽視的重要因素。
1.3 橋梁概念設計的階段劃分
橋梁的概念設計工作主要集中在工程的可行性分析、初步設計、施工圖設計三個階段。這三個階段設計橋梁工程的技術層面的具體細部與結(jié)構設計,具體每階段的概念設計內(nèi)容如表1所示。
2 橋梁設計的前沿設計理念
這里主要介紹三類較具代表性的設計理念,即橋梁的耐久性設計理念、橋梁的生態(tài)性設計理念和橋梁的全壽命周期設計理念。
(1)耐久性設計理念是指在橋梁的設計使用期限內(nèi),保證橋梁的安全性、使用性及外觀功能的設計理念。耐久性的設計需要在明確設計中可能的侵蝕類型和不同狀況下的耐久性要求;評估特定條件下的侵蝕嚴重程度;明確橋梁的各個構件對侵蝕作用的防護水平與防護方法;提出設計、養(yǎng)護、維修等后續(xù)方案。
(2)橋梁的生態(tài)設計理念是充分利用生態(tài)學的設計思想,綜合考慮橋梁相關的生態(tài)環(huán)境,在橋梁的設計規(guī)劃中,提出滿足人們需求且與生態(tài)環(huán)境和諧共存的設計方案。生態(tài)設計中要堅持生態(tài)保護的原則,盡可能選取對周圍植被、水文、氣候破壞程度最小的施工方法,嚴格控制施工范圍;施工堅持使用清潔能源,選取無毒無害的裝飾與建造材料,從而利于橋梁報廢后的物料回收;橋梁建造需保證施工工藝先進、材料先進、設計和施工組織合理。
(3)橋梁的全壽命周期設計包含橋位的規(guī)劃、方案的設計、性能的分析、詳圖的設計、建造的施工、管理的養(yǎng)護和拆除這幾個階段的全面規(guī)劃和系統(tǒng)考慮,從而達到最優(yōu)目標。橋梁的全壽命周期設計將使用、資金、文化、生態(tài)等需求細化成具體指標,并采用恰當?shù)姆绞綄崿F(xiàn)橋梁壽命周期的各類指標要求。
3 結(jié)語
本文介紹了橋梁概念設計的具體定義、相關特點、設計的步驟和流程,并從定性分析、經(jīng)驗積累、合理估算的基礎上總體把握橋梁設計構思。借鑒產(chǎn)品設計的成熟經(jīng)驗,將橋梁作為產(chǎn)品,嘗試橋梁的產(chǎn)品化概念設計,進而深入探討工程的可行性研究、初步設計、施工圖設計三個階段的技術層面的橋梁概念設計。最后,介紹了現(xiàn)今的一些前沿橋梁概念設計理念,如生態(tài)設計理念、耐久性設計理念、全壽命周期設計理念等,對以后的橋梁概念設計發(fā)展有一定的啟迪意義。
參考文獻
關鍵字:工業(yè)設計;產(chǎn)品結(jié)構設計;教學改革
1廣西科技大學工業(yè)設計專業(yè)教學改革方向
進入二十一世紀以來,我國高等教育規(guī)模快速發(fā)展,高等教育的毛入學率已經(jīng)由1999年的10.5%上升至2014年的37.5%。根據(jù)著名的高等教育發(fā)展三階段理論,我國高等教育已由精英教育階段進入大眾化教育階段。與精英教育階段相比,大眾化教育階段的教學培養(yǎng)目標更加多元化:不僅需要培養(yǎng)高素質(zhì)研究型人才,還需要培養(yǎng)高水平應用型人才。同時,隨著我國社會經(jīng)濟進入快速發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級時期,社會對高水平應用型人才的需要日趨強烈,但我國高等教育大眾化發(fā)展的質(zhì)量與社會需求還存在較大差距,培養(yǎng)出的應用型人才在數(shù)量和質(zhì)量上還不能滿足市場需求。當前高等教育所處階段和人才需求--供給矛盾都表明:我國需要對應用型人才高等教育進行探索和改革。2014年,廣西科技大學提出建設“國內(nèi)先進特色高水平應用型大學”的辦學目標。新定位和新目標對我國、我校應用型人才的培養(yǎng)提出了新要求和新挑戰(zhàn)。要迎接挑戰(zhàn),提高應用型人才的培養(yǎng)水平,勢必需要進行人才培養(yǎng)的最基本環(huán)節(jié)--課程教育的改革。
2工業(yè)設計專業(yè)產(chǎn)品結(jié)構設計課程教學改革的必要性
工業(yè)設計專業(yè)是廣西科技大學機械工程學院的一個重要專業(yè)。工業(yè)設計是為制造工業(yè)產(chǎn)品所進行的設計,它包含產(chǎn)品外部和內(nèi)部設計的整個過程,對產(chǎn)品的外觀和性能,生產(chǎn)技術的發(fā)揮,以及品牌建設產(chǎn)生最直接的影響。發(fā)達國家發(fā)展的實踐表明,工業(yè)設計已成為制造業(yè)競爭的源泉和核心動力之一。尤其是在經(jīng)濟全球化日趨深入、國際市場競爭激烈的情況下,產(chǎn)品的國際競爭力將首先取決于產(chǎn)品的設計開發(fā)能力。工業(yè)設計是制造業(yè)發(fā)展的先導行業(yè)。首先,工業(yè)設計創(chuàng)造了產(chǎn)品品牌。其次,工業(yè)設計創(chuàng)造了產(chǎn)品的高附加值。再次,工業(yè)設計創(chuàng)新水平直接影響技術創(chuàng)新水平,好的設計創(chuàng)意會極大地推動企業(yè)技術創(chuàng)新的發(fā)展。最后,工業(yè)設計是制造業(yè)發(fā)展的龍頭。由于工業(yè)設計在制造業(yè)中的核心地位和關鍵性作用,世界各國在發(fā)展制造業(yè)的過程中往往把它作為龍頭,通過加速工業(yè)設計的發(fā)展帶動整個制造業(yè)的發(fā)展。隨著我國工業(yè)化步伐的推進,工業(yè)設計對經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展的促進作用日益凸顯出來。在高校,培養(yǎng)出高素質(zhì)應用型工業(yè)設計人才的目標日益緊迫。《產(chǎn)品結(jié)構設計》是工業(yè)設計專業(yè)最重要的課程之一,教師教學與學生學習的效果好壞直接關系到工業(yè)設計專業(yè)學生基礎素質(zhì)和綜合素質(zhì)的高低、影響到整個專業(yè)學生培養(yǎng)質(zhì)量。傳統(tǒng)的課堂教學已經(jīng)不能滿足教學的需要,在面臨培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才的需求時,對產(chǎn)品結(jié)構設計課程開展教學改革的需求是有必要和迫切的。廣西科技大學是一所以工科為主的綜合性高等院校,位于中國西南工業(yè)重鎮(zhèn)——柳州。因此,開展工業(yè)設計專業(yè)產(chǎn)品結(jié)構設計課程的教學改革研究與實踐工作,有助于推進高素質(zhì)應用型人才培養(yǎng),提高工業(yè)設計專業(yè)教學質(zhì)量,既能增強辦學特色,又能服務地方經(jīng)濟發(fā)展,具有很強的理論及現(xiàn)實意義。
3工業(yè)設計專業(yè)產(chǎn)品結(jié)構設計課程存在的主要教學問題
原產(chǎn)品結(jié)構設計課程內(nèi)容主要包括:殼體、箱體結(jié)構設計,連接與固定結(jié)構設計,連續(xù)運動結(jié)構設計,往復、間歇運動機構設計,密封結(jié)構設計,安全結(jié)構設計,綠色結(jié)構設計。關于以上主要內(nèi)容的傳統(tǒng)教學,通常存在以下問題:“重灌輸輕探究”導致淺嘗輒止。全國開設工業(yè)設計專業(yè)的院校的產(chǎn)品結(jié)構設計課程多數(shù)還處于起步階段,在教學方法上主要是教師傳授、學生被動接受的傳統(tǒng)教學,這些問題在課程建立之初常常是通病。灌輸式的教學形式,勢必會造成學生不主動探究知識。“重知識輕能力”導致眼高手低。在教學過程中注重知識的傳授,而實踐內(nèi)容缺失,或者實踐內(nèi)容陳舊,造成學生學習了知識,卻不懂得如何應用,導致學生創(chuàng)新能力較差。考核形式“程式化”枯燥乏味。課程的考核形式傳統(tǒng)、單一,導致考核不能全面的體現(xiàn)出學生的差異性、個性與創(chuàng)新能力。同時學生備考、復習鞏固知識的過程枯燥乏味,使學生對知識不能形成深刻印象。學生學習“功利化”限制創(chuàng)新。在有限的課程學習時間里,快速記憶知識,應付考試,是學生在傳統(tǒng)教學形式下常采用的方式,這往往導致學生只求分數(shù)的功利化學習,而忽略了知識運用與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
4對工業(yè)設計專業(yè)產(chǎn)品結(jié)構設計課程教學改革的建議
4.1產(chǎn)品結(jié)構設計課程教學要更多體現(xiàn)工業(yè)設計專業(yè)學科特點。其他專業(yè)開設有結(jié)構課程(不同于產(chǎn)品結(jié)構設計),因此工業(yè)設計專業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構設計課程要能夠充分體現(xiàn)專業(yè)特點,既要有一定的哲學高度(用于審美),又要有扎實的應用性(實現(xiàn)產(chǎn)品功能)。
4.2產(chǎn)品結(jié)構設計課程教學要更好結(jié)合地方經(jīng)濟特色。柳州市是一座工業(yè)城市,現(xiàn)已形成汽車、機械、鋼鐵三大支柱產(chǎn)業(yè),其中汽車產(chǎn)業(yè)有著上汽通用五菱、東風柳汽等一批大型知名企業(yè)。2015年,柳州市汽車產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值突破2000億元。更好結(jié)合地方經(jīng)濟特色,需要在產(chǎn)品機構設計課程教學過程中更多聯(lián)系地方支柱產(chǎn)業(yè),尤其是汽車產(chǎn)業(yè)。例如,在產(chǎn)品結(jié)構分析時,需要選擇汽車產(chǎn)品作為典型產(chǎn)品進行講解。
關鍵詞:工業(yè)設計 產(chǎn)品手繪技法 表現(xiàn)課 探討與研究
中圖分類號:TB47-4文獻標識碼:A文章編號:1009-5349(2016)13-0210-02
在如今的社會發(fā)展中,電腦已經(jīng)成為各個行業(yè)所使用的辦公工具,在工業(yè)設計方面也成為主要的辦公產(chǎn)品。計算機的高效性、準確性、實用性成為工業(yè)設計所鐘愛的關鍵點,人們對傳統(tǒng)的手繪技法產(chǎn)生了深深的懷疑,認為手繪技法已經(jīng)不再重要,對產(chǎn)品質(zhì)量也不能產(chǎn)生有效的影響。但是,當我們深入地了解專業(yè)設計之后,就會發(fā)現(xiàn)手繪技法對工業(yè)產(chǎn)品還是有著至關重要的作用的。當設計師想要設計一款產(chǎn)品時,還是會采用傳統(tǒng)的手繪手法對設計進行繪畫,通過手繪可以加強設計師對產(chǎn)品的認知和理解,對產(chǎn)品有更為直觀的印象。優(yōu)良的手繪技法對設計師的專業(yè)水平有著更好的表達,對產(chǎn)品的質(zhì)量好壞有著更為關鍵的影響。當前一些高校對產(chǎn)品手繪技法并不重視,所以高校應該加強工業(yè)設計專業(yè)產(chǎn)品手繪技法表現(xiàn)課的改革,改變現(xiàn)有的觀點,加強對手繪技法表現(xiàn)n的重視,根據(jù)學校的現(xiàn)有現(xiàn)狀,結(jié)合學生的學習情況,完成對工業(yè)設計專業(yè)產(chǎn)品手繪技法表現(xiàn)課的有效改進。
一、專業(yè)產(chǎn)品手繪技法表現(xiàn)課程中存在的問題
我國作為有著悠久歷史的文明大國,產(chǎn)品手繪技法的傳承有著上千年的歷史,但是真正形成系統(tǒng)的教學過程還是十分短暫的。隨著湖南大學開設專業(yè)的工業(yè)設計課程,各高校也開始了工業(yè)設計課程的教學,專業(yè)產(chǎn)品手繪技法也得到了社會的認可。很多手繪技法表現(xiàn)課教師都是繪畫專業(yè)出身,在產(chǎn)品手繪技法表現(xiàn)課的教學過程中都是引用繪畫教學的方法,在整個教學過程中總是讓學生進行臨摹訓練,這對學生的手繪技法表現(xiàn)是不利的,學生的學習也比較片面,只能增加學生的手繪能力,對學生的思維拓展不能起到良好的培養(yǎng)作用。手繪技法不僅僅是繪畫,它包含著學生自己對產(chǎn)品的想法,體現(xiàn)著人對產(chǎn)品的認知。教師現(xiàn)有的教學方法不能為學生提供有效的學習目標,學生在課堂上的學習比較盲目,對繪畫技法的基本思路沒有更好的認知,并不清楚專業(yè)產(chǎn)品繪畫技法的重點,容易把繪畫和設計分開,這樣的課程教學對學生未來的發(fā)展不能起到積極的作用。[1]
在專業(yè)產(chǎn)品手繪技法表現(xiàn)課的教學過程中,教師對教學目標的確立沒有充分的認識,對設計草圖和效果圖缺乏積極的認識。其實效果圖和草圖才是表現(xiàn)一名設計師的水平高低的重要指標,它包含著設計師對產(chǎn)品的理解和自己的構思,是設計師對問題的解決辦法。草圖和效果圖能很好地表現(xiàn)和記錄設計師在設計過程中的思路,它是設計師在紙上的一種思考方式。臨摹的訓練只能提高學生的繪畫功底,對學生的設計想法和思路的拓展并沒有太大的作用,所以在手繪技法表現(xiàn)課的教學中,教師要確立有效的、清晰的教學目標,培養(yǎng)學生的設計思路,通過手繪效果圖來表現(xiàn)學生自身的設計理念。在各個高校的教學過程中,學生在圖紙的設計意圖和設計思路方面存在一個短板,如果畢業(yè)離開了教師的指導,他們薄弱的設計功底將難以應對工作需要,這都是現(xiàn)如今工業(yè)設計專業(yè)產(chǎn)品手繪技法表現(xiàn)課中存在的問題。
二、產(chǎn)品手繪技法表現(xiàn)課的改革目標
(一)確立有效的教學目標,提高學生的學習能力
在產(chǎn)品手繪技法表現(xiàn)課的教學過程中,教師要確立明確的教學目標,以提高學生的應用能力為前提進行有效的教學。在現(xiàn)如今的教學過程中,教師要打破傳統(tǒng)教學觀念的枷鎖,在課堂上不僅僅要提高學生的手繪能力,還要加強學生腦力思考的能力,讓學生對設計的產(chǎn)品進行有效的分析,并確定自己的設計目標,全盤思考設計過程,讓學生真正明白設計的目的。所以在手繪技法表現(xiàn)課上,要求學生擁有良好的手繪技能的同時,還要擁有發(fā)散性的思維能力。教師在對學生的思維能力進行培養(yǎng)時要注意以下幾點:首先要培養(yǎng)學生對二維空間和三維空間的基本認知,理解其中的表現(xiàn)形態(tài),提高學生的表現(xiàn)能力。其次要較強學生抽象思維的想象能力,因為專業(yè)產(chǎn)品的設計比較抽象,是對自身一種思維的發(fā)散和體現(xiàn),在培養(yǎng)學生抽象思維的同時,要加強學生把自己的思維應用到設計繪圖當中的意識。培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力,加強學生對各種手繪方法的學習和對手繪工具的運用,在不同的手繪方法中采用不同的手繪工具可以有效地提高設計圖的質(zhì)量。同時還要培養(yǎng)學生的閱讀能力,加強學生對國內(nèi)外設計理念的了解,增強自身的專業(yè)素質(zhì)。[2]
(二)加強與學生的溝通,培養(yǎng)學生的設計思維能力
設計效果圖是設計者對產(chǎn)品進行設計的一種比較直觀的表現(xiàn)手法,它可以讓企業(yè)和個人直觀地認識到設計師的設計理念和設計水平。所以學生設計繪圖時一定要明確地表達自己的設計理念,用高超的繪畫手法表達自己的設計理念是設計專業(yè)學生的基本功,對學生的未來發(fā)展有著至關重要的作用。在傳統(tǒng)的手繪技法表現(xiàn)課的教學過程中,學生只要是自己完成手繪任務就可以了,學生把自己的手繪作品交給導師,導師做簡單的評價,就完成了課程的學習內(nèi)容,學生與學生之間,學生與教師之間沒有更多的交流,這對學生設計理念的發(fā)展是非常不利的。[3]教師應該多和學生進行交流,并組織學生進行溝通,把學生的設計作品拿到課堂上,讓學生表述自身的設計理念和手繪技巧,通過彼此之間的溝通學習,提高學生對不同產(chǎn)品設計的認知。只有通過溝通和交流,才能提高學生專業(yè)產(chǎn)品的手繪技能,拓展設計思路,所以教師要加強學生溝通能力的培養(yǎng)。
(三)加強學生手繪技法和設計理念的應用
當學生擁有良好的繪畫和設計功底后,教師要有目的性地去引導學生將自己的設計效果圖作用在虛擬的產(chǎn)品中,這對學生的未來發(fā)展有著重要的影響。每一種產(chǎn)品都有其獨特的性質(zhì),產(chǎn)品的設計只是一種理想的想象,只存在于設計師的腦海中,設計師要將自己的設計想法和思路應用到真正的產(chǎn)品上,才能算是完成了一件合格的設計產(chǎn)品。任何一件設計產(chǎn)品如果只是存在于想象空間和紙張上,對學生的設計影響是不利的,只有通過有效的結(jié)合,才能在實際應用中發(fā)現(xiàn)問題并加以解決,才能提高學生的設計能力,這就需要學生通過虛擬手段對虛擬的物品進行現(xiàn)實的設計,加工出成熟產(chǎn)品,才能提高學生的設計應用能力。[4]要培養(yǎng)學生的這種能力,需要教師以及學校進行專業(yè)的訓練課程教導才能實現(xiàn)的。
三、專業(yè)產(chǎn)品手繪技法表現(xiàn)課的改革方法
在當今的專業(yè)產(chǎn)品手繪技法表現(xiàn)課的學習過程中,學生對產(chǎn)品效果圖的真正內(nèi)涵缺乏積極有效的認識,對自身的設計意圖也沒有清晰的理解,只是為了學習需要而進行設計,對真正的設計意圖沒有清晰明確的目標。在對產(chǎn)品的設計過程中,學生對整個產(chǎn)品的銷售前景必須有深刻的認知,對消費人群也要有一定的了解,對自身所服務的行業(yè)和企業(yè)要進行充分的分析,理解產(chǎn)品設計的意圖和服務對象,對產(chǎn)品的細部構造要做到有效熟知,這樣才能繪制出高水準、高質(zhì)量的產(chǎn)品效果圖。[5]所以,產(chǎn)品繪制技法表現(xiàn)課要想達到理想的教學目的,一定要與社會企業(yè)進行合作,傳統(tǒng)的閉門造車的教學方式已經(jīng)無法適應時代的發(fā)展,也不利于學生設計能力的提高。通過與社會企業(yè)的合作,可以讓學生加入到一線產(chǎn)品的設計過程中去,學生通過有效的實習訓練,可以加強對產(chǎn)品的生產(chǎn)流程、生產(chǎn)工藝、材料性質(zhì)的認知,在此基礎上提高應用能力,鞏固理論知識。在產(chǎn)品設計的同時,學生可以和企業(yè)的設計師產(chǎn)生有效的溝通,通過溝通,學生可以學習到很多課堂之中沒有學習到的知識,也可以提前加強對國際上一些新穎的設計理念的了解,在設計師的指導和幫助下,及時發(fā)現(xiàn)自身在設計和手繪中存在的問題,并加以改正。通過這樣的教學模式進行教學,對學生的未來發(fā)展有著不可估量的作用。企業(yè)對產(chǎn)品的設計都有很強的目的性,學生通過實習可以加強自身對設計目的的理解,在自身進行設計時,可以更好地確立自己的設計目標,并加強手繪技法細節(jié)的調(diào)節(jié)――每一幅手繪產(chǎn)品的設計效果圖都有其自身的內(nèi)涵,良好的手繪細節(jié)對內(nèi)涵的表達有著重要的作用。學生通過實習后,再回到學校進行系統(tǒng)的理論培養(yǎng),這對提高學生專業(yè)產(chǎn)品手繪技法有著至關重要的影響,所以當前的高校教學,應向這種教學改革方向發(fā)展,努力為社會培養(yǎng)設計精英,提高我國在國際社會上的競爭力。[6]
四、Y語
隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展,我國對工業(yè)專業(yè)產(chǎn)品手繪技能方面的人才需求量在逐步的增加。一個良好的專業(yè)產(chǎn)品手繪技能表現(xiàn)課應該是以提高學生的手繪技能,培養(yǎng)學生的設計思想,加強學生的藝術情操為目標,以為祖國提供高素質(zhì)的人才為動力。但是,各高校在手繪技能表現(xiàn)課方面卻沒有更為有效的教學手段,隨著近些年的研究和探討,進行教學課程和教學模式的改革已成為眾多教育者的共識。本文以專業(yè)產(chǎn)品手繪技法表現(xiàn)課的改革為探討目標,希望為我國工業(yè)設計課程的教學提供有效的啟發(fā)和幫助。
參考文獻:
[1]陳朝杰,楊航.設計表現(xiàn)基礎與經(jīng)典案例解析[M].北京:中國電力出版社,2007.
[2]曹學會,袁和法,秦吉安.產(chǎn)品設計草圖與麥克筆技法[J].北京:中國紡織出版社,2007.
[3]魏嘉,李西運,宋春艷.工業(yè)設計與表現(xiàn)技法[J].北京:中國輕工業(yè)出版社,2007.
[4]吳涵.工科類工業(yè)設計專業(yè)“設計速寫”課程教學研究[J].湘潭師范學院學報:自然科學版,2013(2):120-121.
本站为第三方开放式学习交流平台,所有内容均为用户上传,仅供参考,不代表本站立场。若内容不实请联系在线客服删除,服务时间:8:00~21:00。