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产品结构设计理论范文1
课程群建设甚至整个专业的课程体系应结合自身特色来进行，尤其鼓励跨学科、跨专业课程群的建设，在课程群建设多元化的同时，更好地完善大学生的认知结构。如清华大学美术学院在合校之后，工业设计系根据自身特色，与清华大学汽车系共建交通工具造型设计专业，使得该专业在国内首屈一指。与美院其它相关专业和清华大学相关学科单位合作建立的信息设计专业方向，则培养横跨工业设计、传播学、数字媒体等学科的专门设让人材。我系工业设计在教学体系设置上，经过几次大的调整与改革，本着“教会学生发现问题、分析问题、以条件允许的方式组织资源，并以恰当的方法解决问题”的工业设计教育的本质思想，基本形成了以“工业设计造型基础”、“工业设计表现”、“工业设计工程”和“工业设计理论”、“产品设计模块”等五大课程群。并结合我系自身的特色，处于机械学科大类招生的背景之下，以及市场对工业设计人员的需求层次考虑，我系还设立了产品结构设计专业方向，经过统一的基础课程刘}}练之后从大三开始选择不同的专业方向进行学习。
1、工业设计造型基础课程群
其目的是锻练学生的基础造型能力和解决造型观念问题。处理从平面形式到三维形态，综台考虑形态、色彩、材料、功能等因素的相互关系。
2、工业设计表现课程群
其目的是使学生掌握基本表达技能和学会如何利用资源为表达目的服务。
3、工业设计理论课程群
其目的是使学生了解设计的根源和发展脉络，并能从相关理论和交叉理论上找到解决问题的根本。
4、工业设计工程课程群
其目的是解决基本科学原理和制造技术基础知识的问题。尤其在工科背景下，这一课程群显得尤为重要。
5、产品设计课程群其目的为不同阶段的课程提供实践机会，采用课题教学为王的多种教学方式，每门课程解决不同层次的设计问题，使得整个课程体系形成由浅入深、由低级到高级的课程环。
6、产品结构设计课程群
针对不同的市场需求并结合自身特色而设置的新专业方向，加强了结构、制造技术方面的理论。
7、产品造型设计课程群
传统的专业方向，强调了设计管理方面的理论，也是对该方向课程的一些补充。
二、结语
产品结构设计理论范文2
随着社会经济的快速发展，以计算机技术为代表的现代科学技术水平的发展也进入了飞速发展的新时期。在这种情况下，现代机械设计理论与方法也受到了极大的影响。科学技术的发展拓展了现代机械设计理论与方法的涵盖范围。使更多的技术理论与方法得到了有机地结合，同时，还提升了现代机械设计理论与方法的自动化与精确化程度。进入新的历史时期，现代机械的设计理论与方法要适应国际化机械产品市场竞争的需要，不断地从机械产品的质量、功能以及结构等方面进行改进。因此，机械产品在国际市场中竞争的实质就是机械产品设计水平之间的较量，所以关于现代机械设计理论与方法的研究是具有重要意义的。
2现代机械设计理论与方法的发展进程
从机械设计理论与方法的总体发展进程来看，可以分为两个阶段，第一个阶段是从十七世纪开始的以机械设计的直观感觉和经验作为设计基础的传统设计阶段，在这个阶段，机械设计过多运用了现有的设计手册与相关公式。传统设计阶段具有明显的特点，运用原有的设计手册和相关公式的设计方法使得整体的机械设计过程显得极其死板，缺乏创新性，并且设计成本也相对较高，机械制造的周期也较长，使得机械设计理论与方法很难满足市场需求，理论与实践没能有机结合，严重制约和影响了机械设计理论与方法，以及机械制造业的进一步发展。第二个阶段是从二十世纪中后期到现在，这个阶段被称为现代设计阶段。在现代设计阶段，人们更多地发现按照原有的设计理念已经无法与现代社会经济的发展水平保持同步，必须打破传统的设计观念，推陈出新，才能够逐渐满足机械制造业的发展需求。因此，在机械设计理论与方法的研究方面进行了大胆创新与改革。
3现代机械设计理论与方法的种类与特点
3.1现代机械设计理论与方法的种类
我国在现代机械设计理论与方法的研究方面自成一派，我国在机械设计学领域，更多地强调了实用性的要求，理论与实践要相互结合，从实践中不断地总结理论中存在的不足，并加以弥补，使得我国在机械设计理论方面的研究更加的系统化。现代机械设计理论与方法的系统化过程，使其逐渐形成了不同的类型。第一，是以智能化著称的设计理论与方法。这个类型的机械设计更多地运用了现代计算机软件技术，使设计理论与方法在三维图形以及媒体工具上得以进行展现，突出了设计学理论在机械设计过程中的重要作用。第二，是以系统化著称的设计理论与方法。这个类型的机械设计将机械整体分解成为了不同的设计阶段，通过对不同阶段或部分的设计研究，从而使各个部分能够实现最终的有机结合。这个类型的机械设计坚持的是矛盾统一的原则，既强调各个部分的独立性，又重视各个部分的内在联系。在这个类型的机械设计理论中，具有代表性的设计方法有图形建模法、元素法以及构思设计法等。第三，是以产品的特征知识作为基础的设计理论与方法。这种类型的设计理论与方法是建立在对机械产品具有较高的认知程度的基础之上的，通过对机械产品整体构成及相关原理知识的了解，建立相应的推理机制和知识体系，为以后的相关机械产品的制造提供借鉴和参考。第四，是以机械产品的功能作为主要设计理念的设计理论与方法，这种类型的设计理论与方法以模块化结构设计为主要设计手段[1]。现代机械设计理论与方法的各个种类之间有着必然的联系，每个种类并不是孤立的，相互之间保持着一定的渗透性和共享性。
3.2现代机械设计理论与方法的特点
在机械设计的传统设计阶段，由于设计理论与方法单一，机械设计者只能根据机械设计的要求，以原有的机械设计经验作为理论基础，结合相关的数学公式和力学公式，运用类比、模拟等方式展开机械设计。传统机械设计阶段受当时设计条件的影响较大，不具备深入研究的物质与实践基础，导致传统设计阶段的机械产品整体技术含量较低，新产品的研发过程相对缓慢，使得传统设计阶段的机械产品容易出现同一问题。发展到现代机械设计阶段，机械设计理论与方法获得了与其他学科相互融合的机会，在多学科的共同影响之下，现代机械设计理论与方法得到了进一步的发展，表现出以下的特点。第一，创新性。对于一个国家而言，创新是其生存和发展的根基，也是一个民族壮大和发展的灵魂。现代机械设计理论与方法是在不断地对原有设计理论与方法的实践和改进过程中发展的，在继承了传统机械设计理论与方法的先进性的同时，对其相对薄弱的方面进行了批判与改造，使得现代机械设计理论与方法能够更好地适应和满足现代机械产品市场的客观需求。现代机械设计理论与方法给予了机械产品设计者充分的发挥空间，设计者可以在既定的设计思维允许的范围内，对机械产品结构和功能进行大胆地创新，在保证产品质量的同时，不断降低产品开发和生产生本[2]。第二，系统性。在现代机械设计理论与方法的类型中，有一种是将机械产品看做是多个独立结构的产品的组合。这种类型的设计理论与方法被称为系统设计法。现代机械设计理论与方法的系统性就是在系统设计法的运用中体现出来的。由于机械产品的设计与开发要满足日益增长的市场需求，因此，从整体上把握机械产品的结构、功能及质量是极其困难的，将机械产品的设计过程细化是一个必然的发展趋势。机械产品设计的系统化就是为了更好地解决产品各个部分的细节问题，使机械产品设计更具针对性，着重把握设计过程中的关键环节。第三，前瞻性。现代机械产品设计理论与方法的前瞻性主要体现在机械产品的设计阶段。机械产品最终要用于实际的生产过程当中，因此，在产品设计时，就要考虑到机械产品在实际的运作环境中可能对环境造成的影响，以及机械产品在运行过程中可能出现的故障等。这些因素都直接影响着机械产品在实际的运行过程中的效率，而机械产品设计理论与方法具有的前瞻性就使得机械产品从最初的设计就开始对运行中的问题展开了研究和技术改进，这些能够有力地推动机械产品设计理论与方法的发展。第四，融合性。从现代机械设计理论与方法的发展进程来看，其发展历史相对较短，属于新兴学科。但现代机械设计理论与方法中所包含的一些内容却并非与其同时代出现，其中也包括了传统机械设计理论与方法的部分内容。而现代机械设计理论与方法在技术层面更多地运用到了现代计算机理论与技术，相关力学理论与技术，以及工业造型设计理论与技术等。这些都说明了现代机械设计理论与方法是一门具有高度融合性的学科理论。
4现代机械设计理论与方法的不足之处
4.1基础性理论研究相对欠缺
从现代机械设计理论与方法的本质来看，其并不具有较高的理论性，而这一点也是现代机械设计理论与方法在发展过程中存在的难点。出现这一问题的主要原因，是我国在现代机械设计理论层面缺乏对基础性理论的研究。基础性理论可以分为通用型和专用型，而我国的研究多半停留在通用型的机械设计基础性理论，对于具有专业性质的机械设计基础性理论的研究过于分散，不利于我国现代机械设计理论与方法的整体发展[3]。
4.2具有现代设计理念的机械设计创新不足
创新是时展的根本动力，现代机械设计理论与方法也是如此。我国对于现代机械设计理论与方法的研究更多地是向国外先进理念的借鉴和学习，而缺乏自己独立的产品设计。使得我国的机械产品从外观和功能上都与其他国家的同类型产品十分接近，而机械产品的研发要与我国社会经济发展水平和相对的市场需求相适应，照搬照抄只能是越来越脱离实际。
4.3现代机械设计理论的各个环节联系不够紧密
由于现代机械设计理论与方法具有系统性特征，因此，在系统性的作用之下，机械产品被分解为多个部分，通过对不同部分的设计的整合，才能够获得完成的机械产品设计。然而，在实际的产品设计过程中，各个部分的设计工作很难达到统一，相互之间的联系也不够紧密。通常情况下，各个部分的设计都是相互独立的，使得最终难以保证将各个部分进行有效对接，极大地降低了机械产品的整体设计效率。
5现代机械设计理论与方法的发展趋势
5.1环保型设计
所谓环保型设计，就是在可持续发展战略的指导下，充分利用能源和资源，使得机械产品从整体上符合低耗减排的要求。这就要求在机械设计过程中将环境保护作为产品开发的前提和基础，同时还要确保产品的质量和功能不会因此而受到影响。环保型设计理念的引入，将极大地提升机械产品的运行效率，降低对环境的污染。环保型设计理念不仅是现代机械设计理论与方法的必然发展方向，也是所有行业设计理论的共同发展趋势。
5.2智能型设计
智能型设计就是要在机械产品中，设计安装能够为操作者提品运行过程中基本参数以及各个组成部分的运行情况的智能装置。这就要求在机械产品设计过程中要运用现代人工智能与计算机辅助技术，使人们能够及时地获得关于机械产品运行中的所有参数及各个构成要件的基本情况，这样就便于设计者按照产品运行中的缺陷对产品设计进行改进，不断提升机械产品的技术含量。
6结论
产品结构设计理论范文3
关 键 词：工业设计 课程群 网络教学
一、引言
由于国家近几年加快了各级精品课程以及课程群建设的步伐，积极鼓励教师在教育教学方式方法等领域的研究探索。在积极响应新课改号召的背景下，目前全国范围内的高等院校纷纷进入了课程群建设的高峰期。
我国高校课程以多门课程组合的形式进行建 设，至今已有十余年的历史。1990年，北京理工大 学基于“在课程建设中应当以教学计划的整体优化 为目标”，提出要注重“课群”（课程群的早期称谓） 的研究与建设[1]。
在课程群内涵认知上，仁者见仁智者见智。其一，课程群是以现代教育思想为指导，对教学计划中具有相互影响、互动、有序、相互间可构成完整的教学内容体系的相关课程进行重新规划、设计、构建的整合性课程的有机集成[2]；其二，课程群是以一门以上的单门课程为基础，由三门以上的性质相关或相近的单门课程组成的一个结构合理、层次清晰、课程间相互连接、相互配合、相互照应的连环式的课程群体[3]；其三，课程群是指若干门彼此独立而相互密切联系的课程[4]；其四，课程群应是在内容上具有密切相关、相承、渗透、互补性的几门系列课程组合而成的有机整体，并配备相应的教学素质，按大课程框架进行课程建设，进而获得整体优势[5]；其五，课程群应该是指从属于某个学科、相互之间有着合理分工、能满足不同专业教学要求的系统化的课程群体[6]。
以上观点皆从不同角度对课程群做出了诠释，总体来看，课程群具有两大属性：一是关联性。课程群内的课程在知识、方法、问题等存在一定的逻辑联系，才能够形成课程群；二是整合性。课程群建设通过对每门课程的重新规划、设计，填补原课程间的空白，删除原课程间的重复，体现群内一门课程对另一门课程的意义，并使学生更好地把握一门课程与其他课程以及整个课程群的关系，从而达到整体大于部分之和的效益[7]。所以，课程群不是简单几门课程的相加，而是一个有内在联系的有机体。
二、课程群的建设意义与建设内容
随着高等教育从“精英教育”转向“大众教育”，人才的培养也朝着“厚基础、宽口径”的方向发展，在课程体系与学时数的设置上，更是将学时数进行了大幅度的压缩，而总课程数基本保持不变或略有删减。基于此，课程群建设首先通过融合和规划相关课程群体性的信息， 可以在有效的时间内使学生获得最大化理论和实践知识，以此为基础构建起来的平台使整个课程体系更加有机灵活，学生可以通过一个个课程群实现不同知识结构的累计，并利用较之过去更加丰富的实践环节来进行锻炼与检验，使学生的素质、水平和实际动手能力跃上一个新的台阶。
其次，通过课程群的建设，将各个课程的授课教师紧密联系在一起开展教改研究，强化课程群地位，丰富其理论、教学内容和教学手段，完善课程群体系，在此平台上带动整体教学水平进一步提高。
而在课程群的建设内容上，则主要包含课程内容的整合、门数的归并、课时的调整、顺序的安排、教师的选派、设备的使用、经费的分配等繁杂的工作[8]。这些庞杂的工作需要全体任课教师的共同参与，当然也需分工明确、主次有序，使课程群负责人、骨干教师、其他任课教师各司其责、各尽所能；如负责人主要承担课程群建设的总体规划、人员调配、经费使用等宏观工作，与骨干教师一起拟定每门课程的建设任务，一般任课教师应了解课程群内的所有课程，并能胜任一到两门课程的教学。
三、因地制宜建设有特色的课程群及课程体系
课程群建设甚至整个专业的课程体系应结合自身特色来进行，尤其鼓励跨学科、跨专业课程群的建设，在课程群建设多元化的同时，更好地完善大学生的认知结构。如清华大学美术学院在合校之后，工业设计系根据自身特色，与清华大学汽车系共建交通工具造型设计专业，使得该专业在国内首屈一指。与美院其它相关专业和清华大学相关学科单位合作建立的信息设计专业方向，则培养横跨工业设计、传播学、数字媒体等学科的专门设计人材。
我系工业设计在教学体系设置上，经过几次大的调整与改革，本着“教会学生发现问题、分析问题、以条件允许的方式组织资源，并以恰当的方法解决问题”的工业设计教育的本质思想，基本形成了以“工业设计造型基础”、“工业设计表现”、“工业设计工程”和“工业设计理论”、“产品设计模块”等五大课程群。并结合我系自身的特色，处于机械学科大类招生的背景之下，以及市场对工业设计人员的需求层次考虑，我系还设立了产品结构设计专业方向，经过统一的基础课程训练之后从大三开始选择不同的专业方向进行学习。
具体课程群设置如下所示：
1、工业设计造型基础课程群
其目的是训练学生的基础造型能力和解决造型观念问题。处理从平面形式到三维形态，综合考虑形态、色彩、材料、功能等因素的相互关系。
2、工业设计表现课程群
其目的是使学生掌握基本表达技能和学会如何利用资源为表达目的服务。
3、工业设计理论课程群
其目的是使学生了解设计的根源和发展脉络，并能从相关理论和交叉理论上找到解决问题的根本。
4、工业设计工程课程群
其目的是解决基本科学原理和制造技术基础知识的问题。尤其在工科背景下，这一课程群显得尤为重要。
5、产品设计课程群
其目的为不同阶段的课程提供实践机会，采用课题教学为主的多种教学方式，每门课程解决不同层次的设计问题，使得整个课程体系形成由浅入深、由低级到高级的课程环。
6、产品结构设计课程群
针对不同的市场需求并结合自身特色而设置的新专业方向，加强了结构、制造技术方面的理论。
7、产品造型设计课程群
传统的专业方向，强调了设计管理方面的理论，也是对该方向课程的一些补充。
四、结语
每一个学科和专业都有各自的特点，教学活动必须结合其特点来组织才能取得良好的教学效果。在工业设计教学中，与市场的密切结合更是让理论体系充满着未知的变数，需要根据不断变化的形势随时进行调整，课程群的建设也需要密切关注这种变化并做出及时灵活的改变。
参考文献
[1] 王嘉才等.课群及其质量检查评估指标体系的研究[J].高等工程教育研究，1999，（增刊）：71.7
[2] 王嘉才等.课群及其质量检查评估指标体系的研究[J].高等工程教育研究，1999，（增刊）：71.73.
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[5] 陈文山.组建课程群打造学科优势[J].琼州大学学报，2003，（5）：72.
[6] 范守信.试析高校课程群建设[J].扬州大学学报（高教研究版），2003，（3）.
产品结构设计理论范文4
关键词：绿色设计；绿色材料选择；回收性设计；可拆卸性设计；生命周期评价
收稿日期：2009-03-03
作者简介：景华荣（1969―），男，江苏江都人，江都职业教育中心校教师，扬州大学2007级工程硕士研究生，主要研究方向为机械设计理论与教学。
中图分类号：TU201 文献标识码：A 文章编号：1005-569X(2009)03-0048-03
1 绿色设计概念及特点
1.1 概 念
绿色设计(GD：Green Design)，也称为生态设计(ED：Ecological Design)、环境设计(DFE：Design for Environment)、生命周期设计(LCD：Life Cycle Design)。
绿色设计不同于传统设计，绿色设计包含产品从概念形成到生产制造、使用乃至废弃后的回收、重用及处理处置的各个阶段，即涉及产品整个生命周期，是从摇篮到再现的过程。也就是说，要从根本上防止环境污染，节约资源和能源，首先决定于设计，要在设计过程中考虑到产品及工艺对环境产生的负作用，并将其控制在最小范围之内或最终消除，这就是绿色设计的基本思想。
图1为一种基于层次的绿色产品设计体系。该体系包含目标层、设计内容层、主要阶段层、设计因素层4个层次［1］。
绿色设计与传统设计的根本区别在于，绿色设计要求设计人员在设计构思阶段，就要把降低能
耗、易于拆卸、再生利用和保护生态环境与保证产品的性能、质量、寿命、成本的要求列为同等的设计目标，并保证在生产过程中能够顺利实施。
绿色设计是生产绿色产品的保障，在实施绿色制造过程中，绿色设计是关键。研究表明：产品性能的70%～80%是由设计阶段决定的，而设计本身的成本仅为产品总成本的10%［2］。因此，只有在设计阶段按照绿色产品的特点进行规划、设计，即进行绿色产品设计，才能保证产品最终的绿色特性。
1.2 特 点
由绿色设计的定义可以看出，绿色设计的主要特点包括以下几个方面：
①扩大了产品的生命周期；②绿色设计从源头上减少了废弃物的产生，有利于保护环境，维护生态系统平衡；③绿色设计可以防止地球上矿物资源财富的枯竭；④绿色设计将减少废弃物的数量及其处理的棘手问题，避免通常垃圾处理采用的填埋、焚烧法所造成的二次污染。
1.3 方法及工具开发
绿色设计是一种综合了面向对象技术、并行工程、寿命周期设计的一种发展中的系统设计方法，是集产品的质量、功能和环境为一体的设计系统。绿色设计的方法主要有：生命周期设计法、并行工程法、模块化设计法。
绿色设计工具的开发研究是绿色设计的重要内容，国内外的研究部门和企业都进行了很多研究，主要侧重于材料选择、拆卸分析、环境影响评价等方面，目前已开发或正在开发的典型绿色设计工具有：Boustead数据库、DFA/DFD（计算机辅助拆卸分析）、Ecomanager、LCAiT、Simapro5、Green Assessent、Cummpan、CALA等［3］。
2绿色设计的材料选择
2.1 绿色材料的概念
绿色材料(Green Material：GM)，又称环境协调性材料 (Envionmental Conscious Materials：ECM)或生态材料(Ecomaterials)，是指那些具有良好使用性能或功能，并对资源和能源消耗少，对生态与环境污染小，有利于人类健康，再生利用率高或可降解循环利用，在制备、使用、废弃直至再生循环利用的整个过程中，与环境协调共存的一大类材料。
绿色材料是绿色设计的基础，绿色材料对绿色产品的绿色程度有着重要作用。因此，绿色设计的材料选择必须建立在绿色材料的基础之上。绿色材料不仅包括直接具有净化环境、修复等功能的高新技术材料的开发，也包括对使用量大而面广的传统材料及其产品的改造。随着产品对环境性能要求的不断提高，传统产品设计中材料选择有明显不足之处。主要表现在：
(1)所用材料种类繁多；
(2)选材很少考虑材料的加工过程及其环境的影响；
(3)所用材料很少考虑报废后的回收处理问题；
(4)没有考虑所用材料本身的生产过程。
由此可见，传统的材料选择方法已不能适应绿色产品及绿色设计的要求，必须从更广泛的角度考虑材料的选择，不仅应考虑基本性能要求，更应着重考虑材料的环境属性。
2.2 绿色设计材料选择的准则
绿色产品设计首先应要求构成产品的材料具有绿色特性，具体来说，在材料选择时，应符合以下要求：
（1）具有良好的使用性能。
（2）所用材料应是低能耗、低成本、少污染的材料。
（3）尽量不用或少用短缺的或能耗大的原材料，多用废料或再生循环材料作为原料。
（4）尽量不用或少用有毒有害的原材料。
（5）所用材料应是易回收、易处理、可降解材料，且具有最大的再生利用率。
（6）所用材料应是易加工且加工中无污染或污染最小。
（7）材料在整个生命周期的全过程对生态环境无副作用，而不仅是某一生产过程具有低的环境负荷值。
2.3 绿色材料的评价
产品设计中所选材料的绿色程度有多大，所选材料是否是绿色材料，这对材料比较和选择具有重要作用。这种材料的选择决策也就是绿色材料评价。开展对材料、产品及其生产、使用直至废弃全生命周期或某个环节的环境协调性评价研究，是绿色设计评价的基础性工作。
3 产品的可拆卸性设计
3.1 拆卸设计的概念
所谓拆卸就是从产品或部件上有规律地拆下可用零部件的过程，同时保证不因拆卸过程而造成该零部件的损伤。面向拆卸的设计（Design for Disassembly，DFD）是一种使产品最容易拆卸并能从材料回收和零件重新使用中获得最高利润的设计方法学，它研究如何设计产品才能高效率、低成本地进行组件、零件的拆卸以及材料的分类拆卸，以便重新使用及回收。产品的可拆卸性是产品回收再生的前提，直接影响产品的可回收再生性［3］。
3.2 拆卸设计准则
可拆卸性要求在产品设计的初期就将可拆卸性作为结构设计的一个评价准则，使所设计的结构易于拆卸，维护方便，并可在产品报废后可重用部分能充分有效地回收和重用，以达到节约资源和能源、保护环境的目的。拆卸设计应遵循以下基本准则：①拆卸工作量最少准则；②易于拆卸准则；③易于分离准则；④产品结构的可预测性准则。
3.3 拆卸设计评价
拆卸评价是对设计方案进行评价―修改―再评价―再修改直至满足设计要求的动态过程。评价的内容、指标、标准是评价的关键。提出一套完整的拆卸性评价指标体系，建立严格的评价标准是评价系统的基础。
4 产品的可回收性设计
4.1 回收设计的基本概念
回收设计（Design for Recycling，DFR）就是在进行产品设计初期，充分考虑产品零部件及材料的回收可能性、回收价值大小、回收处理方法、回收处理结构工艺性等与可回收有关的一系列问题，以达到零部件及材料资源和能源的充分有效利用，并在回收过程中对环境污染为最小的一种设计思想和方法。
产品可回收性设计的内容包括产品零部件的回收性能分析、可回收材料及其标志、回收工艺与方法、回收性经济评价、可回收性产品结构工艺性等几个方面。
4.2 回收设计的特点及经济性分析
从回收设计的定义可以看出，回收设计与传统设计有很大的不同。回收设计在产品的设计初期就考虑消除或减少废弃物的产生，并在产品废弃淘汰时，对其进行经济有效的回收或使废旧产品的零部件得到重用、移用。回收设计主要有以下特点：
(1)回收设计可使材料资源得到最大限度地利用；
(2)回收设计可减少环境污染，保护生态环境；
(3)回收设计有利于持续发展战略的实施；
(4)物流的闭合性。
对回收经济性进行分析应根据产品类型、生产方式、材料种类等，收集整理各有关数据资料并参考现行的成本预算方法，目前所采用的参数通常为回收的费用收益比和净收益两种，其表达式为：
费用收益比=总回收收益/总回收费用
净收益=总回收收益－总回收费用
4.3 产品回收的基本原则
回收设计是产品在使用寿命终结时获得重新利用的基础，从废旧产品中不断的拆卸与回收零部件，其回收价值如图2所示。图中的极值点是经济回收的极限点，在高价值零部件优先回收的前提下，该点表示拆卸的过程或步骤开始进入负价值拆卸。在这种情况下，就限制了产品的进一步拆卸与回收，因此，在废旧产品的回收过程中，主要有以下基本原则可供遵循：
（1）若零件的回收价值加上不回收该零件所需的处理费用大于拆卸费用，则回收该零件；
（2）若零件的回收价值小于拆卸费用，而两者之差又小于处理该零件的费用，则回收该零件；
（3）若零件的回收价值小于拆卸费用，而两者之差又大于处理该零件的费用，则不回收该零件，除非为了获得剩余部分中其他更有价值的零件材料而必须拆卸；
（4）对所有不予回收的零件都需进行处理。
回收的零件及材料的价值应从高到低，当回收效益为零或负值时，则停止拆卸。
4.4 回收设计准则
在回收设计中，应遵循以下设计准则：
①设计的结构易于拆卸，减少拆卸的工作量；②可重用零部件材料要易于识别分类；③结构设计应有利于维修调整；④限制材料种类，采用系列化、模块化的产品结构；⑤尽可能利用回收零部件或材料；⑥应便于分离拆卸不同的材料组合；⑦采用相容性好的材料。
5 绿色设计评价
5.1 概 述
绿色产品设计的最重要的环节就是研究开发对产品整个生命周期进行评价的方法和工具。绿色设计评价可以利用各种工具，以支持生命周期各个阶段设计过程的进行，其中最为有效的方法为生命周期评价。
5.2 生命周期评价的概念
生命周期评价(LCA：Life Cycle Assessment)，或称“环境协调性评价”。LCA是对产品系统在整个生命周期中的环境影响、物质和能源的投入产出和潜在的环境影响进行定量分析和评价的一种方法，是对绿色产品进行认证的最有效方法。
5.3 LCA的技术框架
根据1997年的ISO14040标准的定义，LCA技术框架如图3所示，它包含了目标和范围定义、编目分析、环境影响评估、环境解释4个组成部分。
参考文献：
［1］ 张峥嵘，袁清珂.21世纪制造业的特点及其关键技术［J］.机械工程师,1999(1)：1~3.
［2］ 刘飞.21世纪制造的绿色变革与创新［J］.机械工程学报,2000(1)：7~13.
产品结构设计理论范文5
产品设计项目教学方法产品设计课程是工业设计专业的核心课程，通常包括产品造型设计、产品设计程序与方法、产品结构设计和产品系统设计4个主要部分。产品设计课程教学十分看重实践与创新，课程性质与其他学科课程有很大不同，因此，产品设计课程教学方法也应走出一条符合自身特色的新路子。
一、传统的产品设计课程教学方法分析
传统的产品设计课程教学方法是以教材为主导的，一门课一本教材，教学进度基本就跟着教材的目录走，在教材的框架下再添加一些案例作为补充。教学方法基本以PPT理论与案例讲解为主，然后做一些虚拟设计课题来加以实践。这种跟着书本走的教学方法，有着以下一些弊端：（1）理论讲授为主，老师与学生互动时间并不多。（2）学生明白了道理，但真正自己做的时候又茫然了。（3）图片案例固然精彩，但学生并没有真切的感受。（4）虚拟课题，做过就算，缺乏成就感。
二、具有专业特色的教学方法探索
基于传统产品设计课程教学方法的这些弊端，笔者结合实际的教学经历，思考并总结出一种以项目为主导的教学方法。就是将实际的设计比赛项目或企业设计项目引入课堂，老师以指导设计实践为主，穿插补充一些理论知识，将对设计理论、方法的认识，落实到特定的设计实践课题，项目结束就是课程的结束，由设计实践课题完成的质量来评价教学。
1.以项目为主导的教学方法实施流程
以项目为主导的教学方法可以通过以下流程来实施：
（1）每门课根据开设的年级、学时、教学内容等寻找合适难度和时间点的设计比赛或企业项目，如低年级、学时短的课程可选择产品相对简单，注重创意性的比赛，而高年级、学时长的课程则要寻找相对复杂，要求较高的企业项目来做。项目数量在1～2个为宜。
（2）邀请项目方派专业人员到学院来给学生开设宣讲会、培训会。现在多数设计比赛都是与企业合办的，所以请到专业人员的可能性很大。通过宣讲会、培训会令学生更加明确项目的设计目标，企业方的设计需求，认识目标产品。
（3）由教师根据课程和项目要求，制定详细的时间计划表。令学生明确整个项目流程，时间节点、各个阶段应该完成的内容、课堂与课后的任务安排等。
（4）在班级内划分出若干小组，以小组的方式进行前期调研，资料共享，共同讨论，确定设计方向。这样的方式可以避免重复调研带来的浪费。
（5）以个人为单位设计方案，学生与指导老师进行一对一的沟通讨论。在讨论过程中，教师将普遍问题公开讲解，并穿插补充相应的理论知识。沟通讨论一直要延续到产品效果的表现阶段，以控制设计的最终效果。最后以设计版面、动画、报告册或实物的形式展示设计结果。
2.以项目为主导的教学方法
（1）实物教学法。学生对于原始产品的了解、体验是提出新设计创意的起点。老师在平时要搜集或购买一些典型产品，最好是完整并可以使用的，以及一些测量工具。让学生多看，多体验，动手测量。深入设计项目课题之前，将相应实物产品带到课堂中，让学生能看得见，摸得着，拆得开，量得出。从对实际产品的拆装、测量去深入了解现有产品，而不是对着图片空想。
（2）角色扮演教学法。将实际比赛项目和企业项目引入课堂，是以项目为主导的教学方法核心。在这一基础上，还可以进一步邀请企业型教师进入课堂，让学生们了解在企业里实际的设计流程以及职业角色，在教师和企业型教师的指导下进行角色扮演，模拟实际的项目流程，完成课程设计。让学生有直观的职业体验。
（3）课堂不仅是在教室里，教室不一定像教室。如前所述，产品设计课程强调互动性，另外情景也十分重要，设计讨论的氛围非常重要，产品调研期，教师可以带学生去企业，去工厂，去卖场；进入方案讨论期，课程进行的地点可以改在专业图书室，一边查资料，一边想方案，一边与老师讨论。
（4）案例教学法。这里的案例并不是指网络上随处可见的图片案例，而是指教师们在平时教学过程中所积累下来的教学案例。比如，带学生做完比赛后，应做好资料的整理工作，挑选做的效果比较好的学生作为典型案例，将其从前期调研开始，到方案发表，与老师讨论，草图修改，模型修改，版面修改到最终完成的一步步过程用文字、图片甚至视频的方式记录下来，给以后的学生做讲解，这将是从学生角度来讲最生动的案例。
（5）团队式教学。在教师指导下，将全班同学分成若干小组，在规定的时间范围内以小组为单位进行头脑风暴，并相互讨论方式确定设计方案，并加以现场陈述，接受其他同学的提问，最后由教师讲解和评价方案。
（6）问题式教学。以提出问题―分析问题―解决问题的思路，引导学生自主学习。一改传统的老师教，学生听的单向教学模式，形成教师与学生并肩作战，共同努力的双向互动。
3.教学效果的考核
产品设计课程无法像其它专业课程一样，以一份试卷确定教学质量与学生学习水平；教学质量与学生的水平，更多地体现在其设计作品中，相对而言其主观性比较强。为了严谨、公正、科学地对教学质量、学生成绩做出评价，在课程结束时，成立包括任课教师甚至是企业专家在内的三人以上评价小组，通过答辩的形式对学生的设计成果评分。另外，非常看中学生在项目进行过程中的态度、进步幅度、团队精神等，将平时成绩的比例设在40%左右，最终课程成绩由答辩成绩和平时成绩组成。
三、小结
在如今这个信息爆炸的时代里，学生和老师一样享受着无限的网络资源，产品设计教学必须告别纯理论、纯案例式的教学方法，以实际设计项目为主导来完成教学，使学生在一次一次的实战中获得知识和经验，这才是最宝贵的资源。
产品结构设计理论范文6
（1）绿色设计
在绿色制造实施问题中，绿色设计是关键。绿色设计是在产品及其寿命的全过程的设计中，充分考虑对资源和环境的影响，在充分考虑产品的性能、质量、开发周期和成本的同时，优化各有关设计因素，使得产品及其制造过程对环境的总体负影响减到最小。绿色设计又称为面向环境的设计。其基本内涵包括：
1）在产品设计的全过程中，产品的基本技术性能属性与环境资源属性、经济属性并重，且环境资源属性优先，相互协调发展；
2）在设计阶段应充分考虑产品在使用废弃后的可拆性和回收利用性；
3）提出了产品设计者和生产企业在环境保护、节约资源方面应承担的社会责任，即对大宗工业产品，企业不但要生产产品，同时，还应在可能的范围内，承担产品回收和再利用的义务；
4）它是对传统设计方法、设计理念的发展和创新，体现了人类对机械产品设计学科认识的深化。
（2）绿色材料
绿色材料是指在制备、生产过程中能耗低、噪音小、无毒性并对环境无害的材料和材料制品，也包括那些对人类、环境有危害，但采取适当的措施后就可以减少或消除的材料及制成品。选择绿色材料是实现绿色制造的前提和关键因素之一。选择绿色材料的具体原则是：
1）优先选用可再生材料，尽量选用回收材料，提高资源利用率，实现可持续发展；
2）尽量选用低能耗、少污染的材料；
3）尽量选择环境兼容性好的材料及零部件，避免选用有毒、有害和有辐射特性的材料。所用材料应易于再利用、回收、再制造或易于降解。
（3）绿色工艺
采用绿色工艺是实现绿色制造的重要一环，绿色工艺与清洁生产密不可分。绿色工艺是指清洁工艺，是既能提高经济效益，又能减少环境影响的工艺技术。它要求在提高生产效率的同时必须兼顾削弱或消除危险废物及其他有毒化学品的用量，改善劳动条件，减少对操作者的健康威胁，并能生产出安全的与环境兼容的产品。绿色工艺的实现方式包括：
1）改变原材料投入，回收产品的再利用以及对原材料的就地再利用，特别是在工艺过程中的循环利用；
2）改变生产工艺或制造技术，改善工艺控制，改造原有设备，将原材料消耗量、废弃物产量、能源消耗、健康与安全风险以及生态的损坏减少到最低程度；
3）加强对自然环境资源使用以及空气、土壤、水体和废物排放的环境评价，根据环境负荷的相对尺度，确定其对生物多样性、人体健康、自然资源的影响评价。
（4）绿色包装
选择绿色包装材料已经成为研究热点，各种包装材料占据了废弃物的很大一部分。废弃的包装材料的处置给环境带来了极大的负担，尤其是一些塑料和复合化工产品，很多是难以回收和再利用的，有的降解周期可达上百年，给环境带来了极大的危害。因此，产品的包装应摒弃求新、求异，应简化包装，选择无毒、无公害、可回收或易于降解的材料及可反复利用的产品。并且应改进产品结构，减少重量，也可以达到改善包装，降低成本并减少对环境的不利影响。
（5）回收利用
产品的绿色处理即回收，在其生命周期中占有重要地位，正是通过各种回收策略，产品的生命周期形成了一个闭合的回路，最终通过回收又进入下一个生命周期的循环之中。其中包括：重新使用、继续使用、重新利用和继续利用。为了便于绿色处理，在设计中要主要考虑产品的材料和结构设计，如针对拆卸的设计方法。只有在产品设计的初始阶段就考虑报废后的拆卸问题，才能实现产品最终的高效回收。综上所述，绿色制造是可持续发展战略在制造业中的体现，也就是说，绿色制造是现代制造业的可持续发展模式。说明绿色制造是制造业发展的必由之路，它将使传统的制造业发生巨大的变化，可为持续发展战略提供重要的保证。
2绿色制造发展现状及国内外发展趋势
（1）绿色制造技术发展趋势
当前，世界上掀起一股“绿色浪潮”，环境问题已经成为世界各国关注的热点，并列入世界议事日程，制造业将改变传统制造模式，推行绿色制造技术，发展相关的绿色材料、绿色能源和绿色设计数据库、知识库等基础技术，生产出保护环境、提高资源效率的绿色产品，如绿色汽车、绿色冰箱等，并用法律、法规规范企业行为。随着人们环保意识的增强，那些不推行绿色制造技术和不生产绿色产品的企业，将会在市场竞争中被淘汰，使发展绿色制造技术势在必行。
（2）国外现状与趋势
国外不少国家的政府部门已推出了以保护环境为主题的“绿色计划”。1991年日本推出了“绿色行业计划”，加拿大政府已开始实施环境保护“绿色计划”。美国、英国、德国也推出类似计划。目前，在一些发达国家，除政府采取一系列环境保护措施外，广大消费者已热衷于购买环境无害产品的绿色消费的新动向，促进了绿色制造的发展。产品的绿色标志制度相继建立，凡产品标有“绿色标志”图形的，表明该产品从生产到使用以及回收的整个过程都符合环境保护的要求，对生态环境无害或危害极少，并利于资源的再生和回收，这为企业打开销路、参与国际市场竞争提供了条件。如德国目前已有60种类型3500个产品授予环境标志，法国、瑞士、芬兰和澳大利亚等国家于1991年对产品实施环境标志，日本也于1992年对产品实施环境标志，新加坡和马来西亚也在1992年开始实施环境标志。目前已有20多个国家对产品实施环境标志，从而促进了这些国家“绿色产品”的发展，在国际市场竞争中取得更多的地位和份额。据相关数据显示，目前世界上“绿色产品”比例大约为5％~10％，再过10年，所有产品都将进入绿色设计家族，可回收、易拆卸和循环利用。也就是说，在未来10年内绿色产品有可能成为世界商品市场的主导产品。
（3）国内相关研究的进展
我国在国家科学技术部和有关部门的支持下对绿色制造技术进行了广泛的研究与探索。目前已完成了“清洁生产技术选择与数据库的建立”、“绿色设计技术发展趋势及对策研究”等专项研究。围绕机械工业中九个行业对绿色技术需求和绿色设计技术自身发展趋势进行了调研，在国内首次提出适合机械工业的绿色设计技术发展体系，同时还进行了车辆的拆卸和回收技术的研究，并且开展了“环境绿色技术评价体系的研究”，以环境保护绿色技术评价体系为研究载体，建立制造业的绿色概念、描述方法和评价体系。在许多大专院校相继开展了全生命周期建模等绿色设计理论和方法的系统研究、针对汽车开展可回收性绿色设计技术的研究、废弃工业品回收研究工作、机械产品可回收设计理论和关键技术及回收指标评价体系的研究、以及清洁化生产系统和体系结构及实施策略的研究等专项课题，并取得一定进展。国内已形成了一支从事绿色制造技术研究的专业队伍，为我国发展绿色制造技术奠定了基础。
