第 7 章 工业产品设计

1. 第7章　工业产品设计 7.1概述 7.2产品的生命周期与相应的产品设计策略 7.3产品造型设计 7.4产品设计的程序 7.5产品创新设计 复习思考题 工业设计概论

2. 7.1概述 7.1.1产品的定义 7.1.2.产品设计的定义 7.1.3产品的基础要素 案例5日本索尼公司“QUALIA”数码相机 7.2产品的生命周期与相应的产品设计策略 7.2.1产品的生命周期 7.2.2与产品生命周期对应的产品设计类型 7.3产品造型设计 7.3.1产品造型设计的定义 7.3.2产品造型设计的基本原则 7.3.3产品造型设计的要素 7.4产品设计的程序 7.4.1 设计的准备阶段 7.4.2 设计展开 7.4.3制作设计报告。 7.4.4 生产准备与投放市场。 7.5产品创新设计 7.5.1 产品创新的方式 案例6　雷克萨斯LFA超级跑车对新材料的应用 7.5.2创造突破性产品 案例7　美国ZIPPO打火机的价值机会分析 复习思考题

3. 7.1概述 7.1.1产品的定义 　　人类为了生活而创造生产出来的物品，就称为产品，它既包括有形的物品，也包含无形的服务、组织、观念或它们的组合，见图7-1。 图7-1 产品整体概念示意图

4. 7.1.2.产品设计的定义 广义的产品设计包括人类的一切造物活动。本书所说的产品设计是和一定的生产方式、生产手段紧密联系在一起的设计方式，是对产品的功能、材料、构造、工艺、形态、色彩、表面处理、装饰等诸因素从社会、经济、技术的角度作综合处理，既要符合人们对产品的物质功能的要求，又要满足人们审美情趣的要求，是科学、艺术、经济、社会有机统一的创造性活动。另外，从广义上讲，工业设计主要涉及产品设计、环境设计和视觉传达设计，狭义的工业设计主要是指产品设计。 　　随着社会经济的发展，人们的生活形态日趋多元化，与人们的需求相对应的产品的种类也日益繁多，德国IF product design将产品划分为10个大类，主要内容说明如下： （1）消费性电子及通讯类： （2）计算机及外围产品类： （3）办公商务类： （4）照明类： （5）居家生活类： （6）休闲和生活时尚类： （7）工业及建筑设施类： （8）医疗健康照护类： （9）公共设施类： （10）交通运输类：

5. 7.1.3产品的基础要素 　产品设计具有三个要素，即功能基础、物质技术基础和美学基础。 1）功能基础。功能是指产品特定的用途与性能，是产品造型设计的主要目的和产品赖以生存的根本条件。任何一件工业产品都应该具有使用功能，产品设计要充分体现功能的科学性、使用的合理性、舒适性以及具有加工、维修方便等基本要求。 案例5 日本索尼公司“QUALIA”数码相机 2003年，日本索尼公司推出的一个全新的品牌“QUALIA”，其产品定位于超高端。索尼QUALIA016数码相机就是这个品牌的第一部数码相机，它机身小巧，却功能强大，取景框、广角镜头、长焦镜头、闪光灯单元、视频输出模块以及定时遥控装置一应俱全，用户可以将这些配件全部装在一个精致的便携手提箱中，还可作为随身照片存储装置，所要即所得的功能界面设计也极具人性化，见图7-2。 图7-2 日本索尼公司的“QUALIA”相机

6. （2）物质技术基础。产品的功能是靠物质技术条件来具体实现的，产品的造型表现同样也必须依赖于物质技术条件来体现。实现产品造型的物质技术条件主要包括：结构、材料、工艺、新技术、经济性等方面。如图7-3所示为北京洛可可设计公司设计的工业遥感器，运用了醒目的黑色和黄色，防水、防晒，操作性能好。（2）物质技术基础。产品的功能是靠物质技术条件来具体实现的，产品的造型表现同样也必须依赖于物质技术条件来体现。实现产品造型的物质技术条件主要包括：结构、材料、工艺、新技术、经济性等方面。如图7-3所示为北京洛可可设计公司设计的工业遥感器，运用了醒目的黑色和黄色，防水、防晒，操作性能好。 图7-3工业遥感器

7. （3）美学基础。产品造型设计除使产品充分的表现其功能特点，反映现代的先进科学技术水平外，还要求给人以美的感受，要充分地把美学艺术内容和处理手法融合在整修造型设计之中，同时又充分利用材料、结构、工艺等条件体现造型的形体美、线型美、色彩美、材质美，内容主要包括：美学原则、形体构成、色彩、装饰等方面，如图7-4所示的叉车设计，结构对称，线条直顺，色彩严谨，造型稳健，极具工程美。（3）美学基础。产品造型设计除使产品充分的表现其功能特点，反映现代的先进科学技术水平外，还要求给人以美的感受，要充分地把美学艺术内容和处理手法融合在整修造型设计之中，同时又充分利用材料、结构、工艺等条件体现造型的形体美、线型美、色彩美、材质美，内容主要包括：美学原则、形体构成、色彩、装饰等方面，如图7-4所示的叉车设计，结构对称，线条直顺，色彩严谨，造型稳健，极具工程美。 图7-4 芬兰(HIAB)Moffett M9 24.3车载式叉车（2008年创新产品）

8. 7.2.1产品的生命周期 任何一种产品在市场上的销售地位和获利能力都处于变动之中，即随着时间的推移和市场环境的而变化，最终将不被用户采用，被迫退出市场。这种市场演化过程也与生物的生命历程一样，是一个诞生、成长、成熟和衰退的过程，因此，所谓产品的生命周期就是产品从进入市场到最后被淘汰退出市场的全过程，也就是产品的市场生命周期，如图7-4所示。 图7-4 产品的生命周期

9. 7.2.2与产品生命周期对应的产品设计类型 （1）全新产品： （2）既有改良产品设计： （3）新系列化产品： （4）形式设计： （5）复制式设计： 图7-5 苹果的iPad1和iPad2平板电脑对比

10. 7.3.2产品造型设计的基本原则 　　产品设计是现代工业的重要组成部分，工业设计的一般原则也适用于产品设计。但产品设计又具有自身的特征，从前述的作用与性质可见，对现代工业产品造型设计的基本原则可概括为实用、经济、美观和创新。 （1）实用。 (2)经济。 (3)美观。 (4)创新。 图7-5 苹果iMac G3电脑 图7-6 苹果ImacG4电脑

11. 7.3.3产品造型设计的要素 　　产品造型设计涉及到许多设计理念、方法，但其设计的根本离不开基本的设计要素，即使要对构成产品形式的形态、色彩、材质、结构等进行综合地考虑。优良的产品，总是通过形、色、质三个方面的相互交融而提升到意境的层面，体现并折射出隐藏在产品物质形态表象后的精神本质。这种精神通过用户的联想与想象而得以传递，在人和产品的互动过程中带给用户独特的体验，满足他们潜意识的渴望，实现产品的情感价值。 7.3.3.1形态 图7-8节奏和韵律：米兰家具展之座椅设计 图7-7 砂锅

12. 图7-9多样与统一：汉宁森的松果吊灯 图7-10　轻巧与稳定：自行车创新设计

13. 图7-12 三星奢华B&O滑盖手机

14. 图7-13 OXO削皮器设计

15. 中国美术馆馆长范迪安认为：“一件物品的有用性几乎在它诞生之初就已形成定制，而它形态的发展却永无止境。设计的创意总是与文明的演进、生活方式的变化联系在一起，更与人的关怀、人性的情怀联系在一起。”中国美术馆馆长范迪安认为：“一件物品的有用性几乎在它诞生之初就已形成定制，而它形态的发展却永无止境。设计的创意总是与文明的演进、生活方式的变化联系在一起，更与人的关怀、人性的情怀联系在一起。” 图7-13 2008年IDEA获奖作品Adiri Natural Nurse

16. 7.3.3.2色彩 　　　当代美国视觉艺术心理学家布鲁墨说：“色彩唤起各种情绪，表达感情，甚至影响我们正常的生理感受”，因而色彩是一般审美中最普遍的形式，也是产品形态的重要构成因素。色彩在整个产品的形象中，最先作用于人的视觉感受，人类对色彩的感觉最强烈、最直接，印象也最深刻。色彩刺激能够唤醒人们，也能引起消费者的购买欲望，可以说，人们在有意无意中购买色彩。色彩对于产品不仅具备审美性和装饰性，而且还具备符号意义和象征意义。作为视觉审美的核心，色彩深刻地影响着人们的视觉感受和情绪状态。另外，产品的色彩必须借助和依附于造型才能存在，通过形状才能表达具体的意义，体现特有的感情色彩，对消费者形成精神影响。

17. 图7-16 数控加工中心

18. 在产品设计时常用的手法包括以下几种： ①同一产品造型，用不同的色彩进行表现，形成产品纵向系列。 图7-17 桌面文具设计

19. ②对同一产品形态，根据产品结构特点、用色彩强调不同的部分，用不同色彩进行各种分割，形成产品的纵向系列。这种色彩的处理方法会在视觉上影响人对形态的感觉，即使是同一造型的产品，会因其色彩的变化而对形态的感觉有所不同，见图7-17和图7-18。②对同一产品形态，根据产品结构特点、用色彩强调不同的部分，用不同色彩进行各种分割，形成产品的纵向系列。这种色彩的处理方法会在视觉上影响人对形态的感觉，即使是同一造型的产品，会因其色彩的变化而对形态的感觉有所不同，见图7-17和图7-18。 图7-19　手机　浩汉设计公司 图7-20 ora 概念手表

20. ③用同一色系，统一不同种类、不同型号的产品，形成产品横向系列，使产品具有家族感。这往往是树立品牌形象的常用做法，是强化企业形象的通行手段，例如IBM采用黑色，苹果采用的“苹果白”等。即便是不同厂家生产的产品，营销企业也可以用色彩将其统一在本企业的品牌之下。③用同一色系，统一不同种类、不同型号的产品，形成产品横向系列，使产品具有家族感。这往往是树立品牌形象的常用做法，是强化企业形象的通行手段，例如IBM采用黑色，苹果采用的“苹果白”等。即便是不同厂家生产的产品，营销企业也可以用色彩将其统一在本企业的品牌之下。 ④以色彩区分模块，体现产品的盲目组合性，例如图7-19所示的沙发，各个模块采用不同的色彩，又可以自由组合搭配。 图7-21 沙发 设计师：Philippe Nigro

21. ⑤以色彩进行装饰，以产生富有特征的视觉效果，例如图7-２３所示为以活泼的色彩装饰的微软Xbox360家庭娱乐中心。⑤以色彩进行装饰，以产生富有特征的视觉效果，例如图7-２３所示为以活泼的色彩装饰的微软Xbox360家庭娱乐中心。 图7-22　微软Xbox360家庭娱乐中心

22. 7.3.3.3材质 　　通常而言，材料具备下面的三个属性： （1）自然属性。 （2）情感属性。 （3）社会属性。 图7-23　紫檀家具

23. 20世纪60年代以来，材料工业迅猛发展，各种新材料和复合材料层出不穷，它们形态相近但性能各异，透明的不一定是玻璃，闪亮的也不全是金属。产品设计在选择材料时，要优先考虑产品结构的强度、刚度和稳定性，选定材料后要重点突出所选材料的特征、质地和美感，一般存在三种不同的趋向：20世纪60年代以来，材料工业迅猛发展，各种新材料和复合材料层出不穷，它们形态相近但性能各异，透明的不一定是玻璃，闪亮的也不全是金属。产品设计在选择材料时，要优先考虑产品结构的强度、刚度和稳定性，选定材料后要重点突出所选材料的特征、质地和美感，一般存在三种不同的趋向： （１）运用纯天然材料，突出材料的纯朴、宜人的性质，要充分发挥天然材料本身所固有的特色，挖掘其隐藏的天然之美，而不是一味地给所选的材料附加各种色彩和涂层。 图7-24　炫彩指甲刀　洛可可设计公司

24. 　　（２）利用人工合成材料模仿和仿制天然材料，如用人造革模仿天然皮革、用塑料模仿金属，以维持人们对传统材料的感觉。　　（２）利用人工合成材料模仿和仿制天然材料，如用人造革模仿天然皮革、用塑料模仿金属，以维持人们对传统材料的感觉。 图7-25 仿胡桃木的汽车内饰

25. 　　（３）利用各种新材料和人工材料性能各异的特点，着重于色彩、形式的变化。随着现代科学技术的发展，人类不断改良和发明了大量的材料，从而也为产品形态的创造提供了多种解决方案，在选择材料时，应根据不同产品的结构、功能、使用环境以及人的心理精神需求选择适合的材料。　　（３）利用各种新材料和人工材料性能各异的特点，着重于色彩、形式的变化。随着现代科学技术的发展，人类不断改良和发明了大量的材料，从而也为产品形态的创造提供了多种解决方案，在选择材料时，应根据不同产品的结构、功能、使用环境以及人的心理精神需求选择适合的材料。 图7-26 苹果iSub电脑背面

26. 7.3.3.4结构 　　　外观设计定稿后，设计师更大部分时间用于结构的设计与功能的实现，通过结构设计，可以确保产品功能的实现，使产品零件更容易加工，提高生产效率，降低产品成本。产品的结构是产品形态的承担者，必然受到材料、工艺、产品使用环境等因素的制约。设计优良的产品，不仅要具备优美新颖的外观，还要有整齐合理的内部结构，见图7-25、26。 图7-27 计算机主机内部的结构 图7-28 　汽车的内外部结构

27. 　　（１）外壳（壳体或箱体）结构：各种工业产品在构成材料、外观造型上可能千差万别，但在结构构成上均少不了外壳，如图７－２７、２８。外壳暴露在外面，内部包容着构成产品功能的零部件，因此，外壳是产品的重要的结构，也是产品的主体外观表现，因此，外壳设计是产品结构设计和造型设计关注的重要内容之一。如仪器仪表、家电、工具及设备或产品构成部件等。根据习惯，我们将产品的外壳称谓壳体或箱体，其主要功能为：　　（１）外壳（壳体或箱体）结构：各种工业产品在构成材料、外观造型上可能千差万别，但在结构构成上均少不了外壳，如图７－２７、２８。外壳暴露在外面，内部包容着构成产品功能的零部件，因此，外壳是产品的重要的结构，也是产品的主体外观表现，因此，外壳设计是产品结构设计和造型设计关注的重要内容之一。如仪器仪表、家电、工具及设备或产品构成部件等。根据习惯，我们将产品的外壳称谓壳体或箱体，其主要功能为： １）容纳构成产品的功能零件； ２）支撑、确定产品构成各零部件的位置和相互关系； ３）防止零件受到环境的影响、破坏或其对使用者与操作者造成的危害与侵害，见图　　４）美化、装饰产品，提升产品的外观； ５）根据具体产品的不同，具有特殊的功能和使用目的，如音箱外壳要提供音响性能，装甲车外壳要提供防军事打击的强度等。 图7-29　ＭＰ３的外壳 图7-30　液晶显示器的外壳

28. （２）连接与固定结构。 （３）运动结构。 （４）密封结构。 （５）安全结构． 图7-32高压锅结构 图7-31 冰箱门口的密封胶条

29. 7.4.1 设计的准备阶段 设计准备阶段是整个产品设计过程的起始阶段，主要包括提出设计问题、市场调研和设计定位三个阶段。 （1）提出设计问题。 （2）设计调查和资料的收集整理。 （3）确定目标与产品概念。

30. 7.4.2 设计展开 　　在基本设计概念确定的基础上，展开多种多样的创意活动，逐渐将产品的概念具体化。通过对功能、构造、用途、流行趋势等诸方面的研究，将产品形象慢慢清晰化、明朗化。这一系列工作往往需要经过多次反复，以形态的展开为结果，表达出设计的方向和产品概念。 （1）草案设计。 （2）细化设计方案。 （3）优化方案和深入设计。

31. 7.4.2 设计展开 图7-33设计师绘制草图 图7-34 设计师将车辆外观草图挂起检查 图7-35 方案草图 图7-36 设计师对方案进行讨论

32. （3）优化方案和深入设计。 一般情况下，一个好的产品设计应该符合以下标准： ①实用性高； ②安全性能好； ③较长的使用寿命和适应性； ④符合人机工程学； ⑤技术和形式的独创性与合理性； ⑥环境适应性好； ⑦使用的语义性能好，详见第8章，产品语义设计； ⑧符合可持续发展的要求； ⑨造型原则明确、整体局部统一、色彩协调。 图7-37 模型制作 图7-38样车制作

33. 7.4.3制作设计报告。 产品设计报告书是由文字、图表、草图、效果图、模型照片等形式所构成的设计过程的综合性报告，其中包括了资料收集、市场调研、构思设计草图、三视图、效果图设计、模型制作等与产品设计相关的内容，是交给企业高层管理者进行最后决策的重要文档。 7.4.4 生产准备与投放市场。 在设计方案通过评估和验证后，设计概念达到较为完善的程度，就可以进入生产制造的准备阶段。在这个阶段要进行模具制作、设备安装管理、生产计划制定以及订立质量标准、印制标签和包装物等工作。在新产品量产之前，对该产品要进行包装设计和广告宣传，在可能的情况下，设计小组要对产品的用户界面、包装、使用说明书以及广告推广等诸多因素进行统一设计，使包装、产品与宣传方针统一起来，用新颖、独特的表现手法展现产品的功能、优点和独特的魅力。产品进入市场后，还需要进一步接受消费者和市场的检验，还有一个完善和提高的过程。因此，设计人员要协同销售人员进行市场调查，将消费者反馈的信息进行整理、统计和分析，从而便于今后进行调整和改进或者为开发下一代新产品做好充分的准备。

34. 7.5.1 产品创新的方式 （1）新技术的运用。新技术的发展通常会导致新产品的产生。 （2）新功能的出现。 （3）新的功能组合。 （４）采用新的生产工艺。 （５）采用新材料。 （６）新的技术组合方式。 图7-40 诺基亚8110 图7-41　智能电冰箱Smart Fridge 设计师：Ashley Legg 图7-39 瓦特蒸汽机

35. 案例6　雷克萨斯LFA超级跑车对新材料的应用 随着汽车行业对环保的重视，对轻质、高强的碳纤维复合材料的需求也大大增加。雷克萨斯LFA超级跑车运用了碳纤维增强塑料(CFRP)打造高强度、超轻量的车身，能够实现4倍于铝材的高强度，并且降低了车身自重。这一抗冲击性强的轻质高强度材料是由LFA研发团队完全自主开发的，工程师将来自丰田汽车公司的传统编织方式转变为精密的三维碳纤维编织法，既有利于更精确的质量控制，又为此项工程技术在未来产品中的应用打下了坚实基础。同时，以65%的碳纤维增强塑料和35%的铝合金材料构成的LFA车身底盘，比同样的铝制车身轻100多公斤，而且更加坚固。这不仅是技术上的改进，更在最大程度上降低了LFA生产过程中对环境的影响，见图７－３９。 图7-42　碳纤维雷克萨斯LFA

36. 7.5.2创造突破性产品 7.5.2.1产品设计的动因 设计的目的是使设计对象满足用户的需求，当人们需要某种产品时，就意味着可能进行该产品的设计开发，但能否设计出来、设计出来能否制造出来，制造出来能否带来良好的经济效益，是受多种因素制约的。所谓的“好产品”必须要全面考虑社会、经济、技术（SET）多方面的因素，在新产品设计初期，对产品概念的选择也往往以此为依据。 （1）社会因素the Social Factors （2）经济因素the Economic Factors （3）技术因素the Technological Factors

37. 7.5.3.2价值机遇缺口 图７－４3 社会——经济——技术因素和产品机遇缺口　　 图７－４4 摩托罗拉Talkabout对讲机 图７－４5 摩托罗拉摩托罗拉Talkabout对讲机设计的SET因素分析

38. 7.5.3.3突破性产品和它的价值机会 产品在提升价值方面存在情感、人机工程、产品形象、核心技术、质量和对生活形态的影响力7个方面的机会，称作价值机会(VOS)，每种都与产品的基本功能（有用）、易用性（好用）和消费者的乐用性（想要用）相关，都可以提升产品的价值。 1）情感： 2）人机工程： 3）美学： 4）产品形象： 5）核心技术： 6）质量： 7）影响力：

39. 案例7　美国ZIPPO打火机的价值机会分析 图7-45ZIPPO打火机设计赏析

40. 案例7　美国ZIPPO打火机的价值机会分析 表７－１普通打火机与ZIPPO打火机的价值机会对比

41. 复习思考题 • 解释以下名词：产品、产品设计、产品的生命周期、产品造型设计 • 构成产品的基础要素有哪些？ • 如何理解产品的生命周期？与之相适应，应采取哪些产品设计策略？ • 进行产品创新设计的类型有哪些/ • 产品设计的动因有哪些？如何理解产品机遇缺口？ • 产品造型设计的基本原则是什么？ • 产品设计的一般流程是什么？