淺談機械設(shè)計與工業(yè)設(shè)計的關(guān)系

程世利+董小飛

摘要：雖然很多高校開設(shè)了工業(yè)設(shè)計專業(yè)，但是仍然存在很多錯誤的理解。通過闡述機械設(shè)計以及工業(yè)設(shè)計視角下的新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的一般流程，論述了機械設(shè)計與工業(yè)設(shè)計的區(qū)別與聯(lián)系。機械設(shè)計和工業(yè)設(shè)計不應(yīng)互相排斥，而應(yīng)該進行學(xué)科融合共同發(fā)展，這樣才能最大限度地激發(fā)創(chuàng)新活力。

關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計；機械設(shè)計；產(chǎn)品開發(fā)；方案；專業(yè)

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）10-0087-02

一、引言

機械設(shè)計作為機械工程的重要組成部分，在我國高等教育中占據(jù)著重要的地位，相對于其他學(xué)科發(fā)展歷史較長，形成了比較完備的課程培養(yǎng)體系。然而，技術(shù)完善并不意味著必然獲得商業(yè)上的成功；與新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計密切相關(guān)的工業(yè)設(shè)計，在一定程度上反映了一個國家的工業(yè)技術(shù)水平[1]；我國的工業(yè)設(shè)計發(fā)展歷史較短，很多人對其本質(zhì)及重要性認(rèn)識不足，甚至存在很大的誤區(qū)。

《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（2012年）》將“工業(yè)設(shè)計”（專業(yè)代碼：080205）專業(yè)設(shè)置在工學(xué)之下的機械類，對應(yīng)于原工學(xué)學(xué)位的部分；而對應(yīng)于原文學(xué)學(xué)位的部分則設(shè)置在藝術(shù)學(xué)之下的設(shè)計學(xué)類，名稱為“產(chǎn)品設(shè)計”（專業(yè)代碼：130504）[2]。新專業(yè)目錄要求工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)生具備相當(dāng)?shù)淖匀豢茖W(xué)知識，尤其是機械學(xué)科的知識，以便為機電產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計提出切實可行的創(chuàng)新性方案。

國內(nèi)工業(yè)設(shè)計專業(yè)大多是在藝術(shù)類院系開設(shè)并發(fā)展起來的，時至今日也有很多高校仍然開設(shè)于藝術(shù)院系，因此在很多人的觀念中，工業(yè)設(shè)計就是外觀設(shè)計，是純藝術(shù)的專業(yè)，與機械關(guān)系不大。筆者認(rèn)為這種觀點是錯誤的，至少也是不全面的。外觀設(shè)計絕不是工業(yè)設(shè)計的全部，把外觀設(shè)計等同于工業(yè)設(shè)計是不正確的。

針對這一狀況，本文從機械設(shè)計與工業(yè)設(shè)計的角度分別闡述了新產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的一般程序，說明工業(yè)設(shè)計與機械設(shè)計的關(guān)系以及工業(yè)設(shè)計在機械產(chǎn)品開發(fā)過程中的作用和地位。

二、新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的一般流程

1.機械設(shè)計的一般流程。從機械工程的角度來講，機械設(shè)計沒有固定的設(shè)計流程，需要視實際情況而定。機械設(shè)計的一般流程簡述如下[3]：（1）產(chǎn)品規(guī)劃：確定設(shè)計對象，展開相關(guān)的調(diào)研和預(yù)測，論證新產(chǎn)品開發(fā)的必要性以及可行性；明確設(shè)計目標(biāo)完成設(shè)計任務(wù)書。（2）總體方案設(shè)計：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，進行功能目標(biāo)分解尋求功能原理解法；擬定總體方案，進行執(zhí)行系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等設(shè)計形成多種可行性方案。對各可行方案進行運動規(guī)律、機構(gòu)型式、造型以及色彩等方面的設(shè)計。對各可行方案進行評價，選擇最優(yōu)方案。（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計：擬定傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的具體方案。設(shè)計零部件的結(jié)構(gòu)，確定零部件之間的相對位置及聯(lián)接方式；確定零件的材料、尺寸公差等技術(shù)要求。繪制總裝圖、部裝圖及零件圖，編制設(shè)計說明書。（4）施工工藝設(shè)計：進行加工與裝配工藝的設(shè)計。制定零件的加工工藝流程以及檢驗標(biāo)準(zhǔn)，必要時還需進行專用工具、夾具以及模具的設(shè)計。制定裝配、調(diào)試、性能測試的技術(shù)文件。確定產(chǎn)品包裝、運輸、安裝等方面的要求以及使用說明書。（5）改進設(shè)計：進行樣機試制并進行試驗測試，做出評定，提出改進意見。通過小批量生產(chǎn)試銷，獲取用戶的使用意見，進行改進設(shè)計。

2.工業(yè)設(shè)計視角下產(chǎn)品設(shè)計的一般流程。工業(yè)設(shè)計視角下的產(chǎn)品設(shè)計程序目前沒有統(tǒng)一的定義，大多數(shù)學(xué)者的觀點是產(chǎn)品設(shè)計程序可以由如下四個階段組成：（1）確認(rèn)需求：發(fā)現(xiàn)需要解決的問題，查閱相關(guān)資料；分析市場需求以及商機，制訂可行性計劃，并對融資問題進行研究制訂合理計劃等方面的準(zhǔn)備工作。（2）研究分析：深入進行資料的收集與分析；開展市場調(diào)查、競爭產(chǎn)品分析、產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析、預(yù)期消費群體等研究工作，進行產(chǎn)品造型意象定位以及形態(tài)分析，并考慮人因、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料和功能等因素，研究與本產(chǎn)品相關(guān)的專利與法律文件，制訂詳細(xì)的發(fā)展計劃或設(shè)計規(guī)范。（3）整合發(fā)展：此階段由如下三部分構(gòu)成：①構(gòu)想概念發(fā)展：充分運用創(chuàng)意法則或相關(guān)工具，提出多種可行的解決方案。②造型整合發(fā)展：根據(jù)前期制定的設(shè)計要求進行產(chǎn)品造型設(shè)計，并進行視覺性篩查制訂出最佳修正方案；通過制作立體模型、運用評估以及細(xì)部修正等手段，最終確定產(chǎn)品的外形并且繪制外觀尺寸圖。③工程規(guī)劃發(fā)展：進行細(xì)部設(shè)計，獲取精確的工程圖面數(shù)據(jù)進而制作準(zhǔn)確的功能模型。為保證數(shù)據(jù)的可靠性，需完成整體結(jié)構(gòu)、材料以及使用性進行研究或者試驗。如果各項指標(biāo)數(shù)據(jù)達到設(shè)計要求則可形成最終的工程技術(shù)資料，開展小批量試生產(chǎn)。（4）設(shè)計評估：這一階段的內(nèi)容一般在造型整合發(fā)展過程階段同時進行。當(dāng)構(gòu)念、圖面以及模型評估時需依據(jù)先前制定的設(shè)計規(guī)范，運用恰當(dāng)?shù)脑u估工具或方法，篩選出可行方案；進行小批量試產(chǎn)試銷階段，需要通過使用情況調(diào)查或者市場接受度調(diào)查為大量生產(chǎn)以及營銷提供必要的準(zhǔn)備工作。

三、工業(yè)設(shè)計與機械設(shè)計的關(guān)系

通過機械設(shè)計與工業(yè)設(shè)計視角下產(chǎn)品設(shè)計的一般流程的比較可以看出，二者在總體上是類似的，均始于需求終于產(chǎn)品，但是二者之間也絕不是可以相互替代的，在內(nèi)容上也是各有側(cè)重。機械設(shè)計側(cè)重于應(yīng)用自然科學(xué)知識來對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)形式、力和能量的傳遞與轉(zhuǎn)化方式、各個零件的材料和形狀尺寸等各個方面進行創(chuàng)新性的構(gòu)思、分析計算并形成詳細(xì)規(guī)范的技術(shù)文件。工業(yè)設(shè)計狹義上是產(chǎn)品設(shè)計，是為了滿足某一特定要求，創(chuàng)造性構(gòu)思出一個切實可行的解決方案，并且明確其采用的技術(shù)手段，涵蓋了一切使用現(xiàn)代化的技術(shù)手段進行設(shè)計、生產(chǎn)和服務(wù)的全過程。

機械設(shè)計的產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計階段涵蓋了工業(yè)設(shè)計視角下產(chǎn)品設(shè)計的確認(rèn)需求階段、研究分析階段、整合發(fā)展階段中的構(gòu)想概念發(fā)展階段。二者完成的內(nèi)容是一致的，但是產(chǎn)品設(shè)計更細(xì)致、更具體，論證更充分也更專業(yè)。機械設(shè)計的總體方案設(shè)計階段與結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計階段對應(yīng)于產(chǎn)品設(shè)計的造型整合發(fā)展階段與工程規(guī)劃發(fā)展階段，這一部分是傳統(tǒng)的機械工程師的工作領(lǐng)域，對相關(guān)人員的專業(yè)要求，需要扎實寬廣的專業(yè)知識和豐富的實踐經(jīng)驗，是工業(yè)設(shè)計專業(yè)人員難以勝任的工作階段。機械設(shè)計的改進設(shè)計階段部分等同于產(chǎn)品設(shè)計的設(shè)計評估階段，二者相互融合效果更佳。

在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的整個流程中，涉及到機械工程、電工電子學(xué)、美學(xué)、心理學(xué)等多學(xué)科的知識。傳統(tǒng)的機械專業(yè)無法涵蓋以上的全部內(nèi)容，尤其是美學(xué)、心理學(xué)。而無論是工業(yè)設(shè)計專業(yè)還是產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)在自然科學(xué)知識方面則相對薄弱，如機械工程、電工學(xué)；雖然開設(shè)了相關(guān)課程但是在深度和廣度上，無法滿足獨立進行產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的全部需要。如果兩者能夠互相結(jié)合、取長補短則可以很好的完成產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的任務(wù)。工業(yè)設(shè)計專業(yè)人員可以避免自然科學(xué)知識深度不夠的問題，機械專業(yè)人員則可以解決藝術(shù)美學(xué)方面的不足。更重要的是，競爭已經(jīng)由價格的競爭、質(zhì)量的競爭進入到了設(shè)計的競爭，通過工業(yè)設(shè)計可以在現(xiàn)有的技術(shù)條件下實現(xiàn)產(chǎn)品的系列化與多樣化，滿足不同客戶、不同消費群體的個性化需求。畢竟在追求個性化的今天，單純的依靠機械設(shè)計很難提高產(chǎn)品的市場競爭力。

四、結(jié)論

通過分析可以看出，工業(yè)設(shè)計與機械設(shè)計是具有密切聯(lián)系的，二者如果能夠取長補短、優(yōu)勢互補可以極大的提高創(chuàng)新活力，推動企業(yè)的發(fā)展和社會的進步。教育部2012年的專業(yè)目錄中界定了工業(yè)設(shè)計的工科性質(zhì)，在培養(yǎng)方案設(shè)置上需要考慮開設(shè)機械原理、機械設(shè)計等機械專業(yè)的主干課程，盡管在深度和難度上還需要降低要求。另一方面，傳統(tǒng)的機械類專業(yè)，應(yīng)適當(dāng)開設(shè)一些工業(yè)設(shè)計方面的課程，至少是一些選修課程，同時不應(yīng)排斥工業(yè)設(shè)計。這兩方面應(yīng)該相互結(jié)合、相互促進、共同發(fā)展。

參考文獻：

[1]薛澄岐,裴文開,錢志峰,等.工業(yè)設(shè)計基礎(chǔ)[M].南京:東南大學(xué)出版社,2012.

[2]蔣曉,張振東.工業(yè)設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計的比較[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化,2014,(10):26-29.

[3]朱龍英.機械設(shè)計[M].北京:高等教育出版社,2012.

[4]程能林.工業(yè)設(shè)計概論[M].北京:機械工業(yè)出版社,2013.

On the Relationship between Mechanical Design and Industrial Design

CHENG Shi-li,DONG Xiao-fei

(School of Mechanical Engineering,Yancheng Institute of Technology,Yancheng,Jiangsu 224051,China)

Abstract:Although the industrial design major have been set up in many colleges and universities nowadays,there is still a lot of misunderstanding about it. The difference and connection between mechanical design and industrial design are discussed,by the means of illustrating the general flow of new product development design from the perspective of mechanical design and industrial design. In order to stimulate the vitality of innovation to the maximum extent,mechanical design and industrial design should to integrate with each other and develop together,instead of mutually exclusive.

Key words:industrial design;mechanical design;product development;scheme;major