家具产品设计方案范文1
关键词：机械产品；方案设计方法；发展趋势
引言
科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的发展趋势。
根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。
1、系统化设计方法
系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。
系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。
制定的机械产品方案设计进程模式，基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是：
(1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。
(2)将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。
(3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。
由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。
1.1设计元素法
用五个设计元素(功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数)描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。
1.2图形建模法
研制的“设计分析和引导系统”KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接。
将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。
文献［11］将语义设计网作为设计工具，在其开发的活性语义设计网ASK中，采用结点和线条组成的网络描述设计，结点表示元件化的单元(如设计任务、功能、构件或加工设备等)，线条用以调整和定义结点间不同的语义关系，由此为设计过程中的所有活动和结果预先建立模型，使早期设计要求的定义到每一个结构的具体描述均可由关系间的定义表达，实现了计算机辅助设计过程由抽象到具体的飞跃。
1.3“构思”—“设计”法
将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。
将方案的“构思”具体描述为：根据合适的功能结构，寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现，并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”，“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图，先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”，再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置，得到结构示意图。Roper，H.利用图论理论，借助于由他定义的“总设计单元(GE)”、“结构元素(KE)”、“功能结构元素(FKE)”、“联接结构元素(VKE)”、“结构零件(KT)”、“结构元素零件(KET)”等概念，以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图，把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述，形成了有效地应用现有知识的方法，并将其应用于“构思”和“设计”阶段。
从设计方法学的观点出发，将明确了设计任务后的设计工作分为三步：1)获取功能和功能结构(简称为“功能”)；2)寻找效应(简称为“效应”)；3)寻找结构(简称为“构形规则”)。并用下述四种策略描述机械产品构思阶段的工作流程：策略1：分别考虑“功能”、“效应”和“构形规则”。因此，可以在各个工作步骤中分别创建变型方案，由此产生广泛的原理解谱。策略2：“效应”与“构形规则”(包括设计者创建的规则)关联，单独考虑功能(通常与设计任务相关)。此时，辨别典型的构形规则及其所属效应需要有丰富的经验，产生的方案谱远远少于策略1的方案谱。策略3：“功能”、“效应”、“构形规则”三者密切相关。适用于功能、效应和构形规则间没有选择余地、具有特殊要求的领域，如超小型机械、特大型机械、价值高的功能零件，以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4：针对设计要求进行结构化求解。该策略从已有的零件出发，通过零件间不同的排序和连接，获得预期功能。
1.4矩阵设计法
在方案设计过程中采用“要求—功能”逻辑树(“与或”树)描述要求、功能之间的相互关系，得到满足要求的功能设计解集，形成不同的设计方案。再根据“要求—功能”逻辑树建立“要求—功能”关联矩阵，以描述满足要求所需功能之间的复杂关系，表示出要求与功能间一一对应的关系。
Kotaetal将矩阵作为机械系统方案设计的基础，把机械系统的设计空间分解为功能子空间，每个子空间只表示方案设计的一个模块，在抽象阶段的高层，每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行操作的约束矢量表示；在抽象阶段的低层，每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程。
1.5键合图法
将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方法。
2、结构模块化设计方法
从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解(如通用零件部件等)描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，同时也降低新产品的成本。Feldmann将描述设计任务的功能化产品结构分为四层，(1)产品(2)功能组成(3)主要功能组件(4)功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录，对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件STRAT。
认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解，而具有新型解的专用功能只是少数，因此，在专用机械设计中采用功能化的产品结构，对于评价专用机械的设计、制造风险十分有利。
提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口(联接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术，将变形设计与组合设计相结合，根据分级模块化原理，将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级，并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块，再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。
以设计为目录作为选择变异机械结构的工具，提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排，形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息，非常有利于设计工程师选择解元素。
根据机械零部件的联接特征，将其归纳成四种类型：1)元件间直接定位，并具有自调整性的部件；2)结构上具有共性的组合件；3)具有嵌套式结构及嵌套式元件的联接；4)具有模块化结构和模块化元件的联接。并采用准符号表示典型元件和元件间的连接规则，由此实现元件间联接的算法化和概念的可视化。
在进行机械系统的方案设计中，用“功能建立”模块对功能进行分解，并规定功能分解的最佳“粒化”程度是功能与机构型式的一一对应。“结构建立”模块则作为功能解的选择对象以便于实现映射算法。
3、基于产品特征知识的设计方法
基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。
机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此，国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作，采用的方法可归纳为下述几种。
3.1编码法
根据“运动转换”功能(简称功能元)将机构进行分类，并利用代码描述功能元和机构类别，由此建立起“机构系统方案设计专家系统”知识库。在此基础上，将二元逻辑推理与模糊综合评判原理相结合，建立了该“专家系统”的推理机制，并用于四工位专用机床的方案设计中。
利用生物进化理论，通过自然选择和有性繁殖使生物体得以演化的原理，在机构方案设计中，运用网络图论方法将机构的结构表达为拓扑图，再通过编码技术，把机构的结构和性能转化为个体染色体的二进制数串，并根据设计要求编制适应值，运用生物进化理论控制繁殖机制，通过选择、交叉、突然变异等手段，淘汰适应值低的不适应个体，以极快的进化过程得到适应性最优的个体，即最符合设计要求的机构方案。
3.2知识的混合型表达法
针对复杂机械系统的方案设计，采用混合型的知识表达方式描述设计中的各类知识尤为适合，这一点已得到我国许多设计学者的共识。
在研制复杂产品方案设计智能决策支持系统DMDSS中，将规则、框架、过程和神经网络等知识表示方法有机地结合在一起，以适应设计中不同类型知识的描述。将多种单一的知识表达方法(规则、框架和过程)，按面向对象的编程原则，用框架的槽表示对象的属性，用规则表示对象的动态特征，用过程表示知识的处理，组成一种混合型的知识表达型式，并成功地研制出“面向对象的数控龙门铣床变速箱方案设计智能系统GBCDIS”和“变速箱结构设计专家系统GBSDES”。
3.3利用基于知识的开发工具
在联轴器的CAD系统中，利用基于知识的开发工具NEXPERT-OBJECT，借助于面向对象的方法，创建了面向对象的设计方法数据库，为设计者进行联轴器的方案设计和结构设计提供了广泛且可靠的设计方法谱。则利用NEXPERT描述直线导轨设计中需要基于知识进行设计的内容，由此寻求出基于知识的解，并开发出直线导轨设计专家系统。
3.4设计目录法
构造了“功能模块”、“功能元解”和“机构组”三级递进式设计目录，并将这三级递进式设计目录作为机械传动原理方案智能设计系统的知识库和开发设计的辅助工具。
3.5基于实例的方法
在研制设计型专家系统的知识库中，采用基本谓词描述设计要求、设计条件和选取的方案，用框架结构描述“工程实例”和各种“概念实体”，通过基于实例的推理技术产生候选解来配匹产品的设计要求。
4、智能化设计方法
智能化设计方法的主要特点是：根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。
在利用数学系统理论的同时，考虑了系统工程理论、产品设计技术和系统开发方法学VDI2221，研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件MUSE。
在进行自动取款机设计时，把产品的整个开发过程概括为“产品规划”、“开发”和“生产规划”三个阶段，并且充分利用了现有的CAD尖端技术——虚拟现实技术。1)产品规划—构思产品。其任务是确定产品的外部特性，如色彩、形状、表面质量、人机工程等等，并将最初的设想用CAD立体模型表示出，建立能够体现整个产品外形的简单模型，该模型可以在虚拟环境中建立，借助于数据帽和三维鼠标，用户还可在一定程度上参与到这一环境中，并且能够迅速地生成不同的造型和色彩。立体模型是检测外部形状效果的依据，也是几何图形显示设计变量的依据，同时还是开发过程中各类分析的基础。2)开发—设计产品。该阶段主要根据“系统合成”原理，在立体模型上配置和集成解元素，解元素根据设计目标的不同有不同的含义：可以是基本元素，如螺栓、轴或轮毂联接等；也可以是复合元素，如机、电、电子部件、控制技术或软件组成的传动系统；还可以是要求、特性、形状等等。将实现功能的关键性解元素配置到立体模型上之后，即可对产品的配置(设计模型中解元素间的关系)进行分析，产品配置分析是综合“产品规划”和“开发”结果的重要手段。3)生产规划—加工和装配产品。在这一阶段中，主要论述了装配过程中CAD技术的应用，提出用计算机图像显示解元素在相应位置的装配过程，即通过虚拟装配模型揭示造形和装配间的关系，由此发现难点和问题，并找出解决问题的方法，并认为将CAD技术综合应用于产品开发的三个阶段，可以使设计过程的综合与分析在“产品规划”、“开发”和“生产规划”中连续地交替进行。因此，可以较早地发现各个阶段中存在的问题，使产品在开发进程中不断地细化和完善。
我国利用虚拟现实技术进行设计还处于刚刚起步阶段。利用面向对象的技术，重点研究了按时序合成的机构组合方案设计专家系统，并借助于具有高性能图形和交换处理能力的OpenGL技术，在三维环境中从各个角度对专家系统设计出的方案进行观察，如运动中机构间的衔接状况是否产生冲突等等。
将构造标准模块、产品整体构造及其制造工艺和使用说明的拟订(见图1)称之为快速成型技术。建议在产品开发过程中将快速成型技术、多媒体技术以及虚拟表达与神经网络(应用于各个阶段求解过程需要的场合)结合应用。指出随着计算机软、硬件的不断完善，应尽可能地将多媒体图形处理技术应用于产品开发中，例如三维图形(立体模型)代替装配、拆卸和设计联接件时所需的立体结构想象力等等。
利用智能型CAD系统SIGRAPH-DESIGN作为开发平台，将产品的开发过程分为概念设计、装配设计和零件设计，并以变量设计技术为基础，建立了胶印机凸轮连杆机构的概念模型。从文献介绍的研究工作看，其概念模型是在确定了机构型、数综合的基础上，借助于软件SIGRAPH-DESIGN提供的变量设计功能，使原理图随着机构的结构参数变化而变化，并将概念模型的参数传递给下一级的装配模型、零件设计。
5、各类设计方法评述及发展趋势
综上所述，系统化设计方法将设计任务由抽象到具体(由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构)进行层次划分，拟定出每一层欲实现的目标和方法，由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起，使整个设计过程系统化，使设计有规律可循，有方法可依，易于设计过程的计算机辅助实现。
结构模块化设计方法视具有某种功能的实现为一个结构模块，通过结构模块的组合，实现产品的方案设计。对于特定种类的机械产品，由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分比较容易，因此，采用结构模块化方法进行方案设计较为合适。由于实体与功能之间并非是一一对应的关系，一个实体通常可以实现若干种功能，一个功能往往又可通过若干种实体予以实现。因此，若将结构模块化设计方法用于一般意义的产品方案设计，结构模块的划分和选用都比较困难，而且要求设计人员具有相当丰富的设计经验和广博的多学科领域知识。
机械产品的方案设计通常无法采用纯数学演算的方法进行，也难以用数学模型进行完整的描述，而需根据产品特征进行形式化的描述，借助于设计专家的知识和经验进行推理和决策。因此，欲实现计算机辅助产品的方案设计，必须解决计算机存储和运用产品设计知识和专家设计决策等有关方面的问题，由此形成基于产品特征知识的设计方法。
目前，智能化设计方法主要是利用三维图形软件和虚拟现实技术进行设计，直观性较好，开发初期用户可以在一定程度上直接参与到设计中，但系统性较差，且零部件的结构、形状、尺寸、位置的合理确定，要求软件具有较高的智能化程度，或者有丰富经验的设计者参与。
值得一提的是：上述各种方法并不是完全孤立的，各类方法之间都存在一定程度上的联系，如结构模块化设计方法中，划分结构模块时就蕴含有系统化思想，建立产品特征及设计方法知识库和推理机时，通常也需运用系统化和结构模块化方法，此外，基于产品特征知识的设计同时又是方案智能化设计的基础之一。在机械产品方案设计中，视能够实现特定功能的通用零件、部件或常用机构为结构模块，并将其应用到系统化设计有关层次的具体设计中，即将结构模块化方法融于系统化设计方法中，不仅可以保证设计的规范化，而且可以简化设计过程，提高设计效率和质量，降低设计成本。
家具产品设计方案范文2
机械产品的总体设计对于产品从设计、制造到使用阶段都有着至关重要的影响，都关系着机械产品的质量、性能和安全可靠性。在这个阶段产生的设计问题其影响是巨大的，是难以通过后续工作来弥补的。同样，这一阶段的设计也是创意设计的阶段，也是提高产品市场竞争力的阶段，如果设计人员能够打开思维，开启智慧，剔除繁琐技术上的约束，那么将会设计出具有强大市场竞争力的产品。本文从机械产品总体设计的一般过程出发，分析了机械产品设计的原则，并且结合当前市场经济对产品总体设计的要求，将经济性、创新性和技术性贯穿于整个设计的始终。试图通过本文的分析为当前机械设计领域的研究提供一定的理论借鉴。
关键词：机械产品；设计；研究；发展趋势
引 言
改革开放以来，我国的机械设计已经不再是过去的单纯提高生产力水平，提供工业机械，以及致力于工业化建设而发展了，而是将大量的机械产品投入市场，创造利润，机械设计正式进入了市场竞争的时代。目前，机械企业面临的是来自于全球的竞争，所以产品设计的竞争能力、产品设计的周期、设计成本以及产品的质量、舒适度和售后服务都至关重要。总体设计阶段在产品具体设计、生产制造和销售以及维护的前期，对于产品的整个生产过程有着重大的影响。这个阶段是机械产品设计的一个重要部分，也是最为关键的阶段，设计质量的优劣直接决定了产品的性能、成本及其在市场上的竞争力和企业的效益。
1、系统化设计方法
系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。
制定的机械产品方案设计进程模式，基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是：
（1）将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。
（2）将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。
（3）将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分（单元）及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段 。
由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。
2、结构模块化设计方法
从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解（如通用零件部件等）描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，同时也降低新产品的成本。Feldmann将描述设计任务的功能化产品结构分为四层，（1）产品（2）功能组成（3）主要功能组件（4）功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录，对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件STRAT。
认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解，而具有新型解的专用功能只是少数，因此，在专用机械设计中采用功能化的产品结构，对于评价专用机械的设计、制造风 险十分有利。
提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口（联接和配合部），并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术，将变形设计与组合设计相结合，根据分级模块化原理，将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级，并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块，再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。
3、基于产品特征知识的设计方法
基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。
机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此，国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作，采用的方法可归纳为下述几种。
3.1 编码法
根据“运动转换”功能（简称功能元）将机构进行分类，并利用代码描述功能元和机构类别，由此建立起“机构系统方案设计专家系统”知识库。在此基础上，将二元逻辑推理与模糊综合评判原理相结合，建立了该“专家系统”的推理机制，并用于四工位专用机床的方案设计中。
3.2 知识的混合型表达法
针对复杂机械系统的方案设计，采用混合型的知识表达方式描述设计中的各类知识尤为适合，这一点已得到我国许多设计学者的共识。
在研制复杂产品方案设计智能决策支持系统DMDSS中，将规则、框架、过程和神经网络等知识表示方法有机地结合在一起，以适应设计中不同类型知识的描述。将多种单一的知识表达方法（规则、框架和过程），按面向对象的编程原则，用框架的槽表示对象的属性，用规则表示对象的动态特征，用过程表示知识的处理，组成一种混合型的知识表达型式，并成功地研制出“面向对象的数控龙门铣床变速箱方案设计智能系统GBCDIS”和“变速箱结构设计专家系统GBSDES”。
3.3 利用基于知识的开发工具
在联轴器的CAD系统中，利用基于知识的开发工具NEXPERT-OBJECT，借助于面向对象的方法，创建了面向对象的设计方法数据库，为设计者进行联轴器的方案设计和结构设计提供了广泛且可靠的设计方法谱。则利用NEXPERT描述直线导轨设计中需要基于知识进行设计的内容，由此寻求出基于知识的解，并开发出直线导轨设计专家系统。
4、各类设计方法评述及发展趋势
综上所述，系统化设计方法将设计任务由抽象到具体（由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构）进行层次划分，拟定出每一层欲实现的目标和方法，由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起，使整个设计过程系统化，使设计有规律可循，有方法可依，易于设计过程的计算机辅助实现。
机械产品的方案设计通常无法采用纯数学演算的方法进行，也难以用数学模型进行完整的描述，而需根据产品特征进行形式化的描述，借助于设计专家的知识和经验进行推理和决策。因此，欲实现计算机辅助产品的方案设计，必须解决计算机存储和运用产品设计知识和专家设计决策等有关方面的问题，由此形成基于产品特征知识的设计方法。
机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进，由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚，目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。作者认为，综合运用文中四种类型设计方法是达到这一目标有效途径。虽然这些方法的综合运用涉及的领域较多，不仅与机械设计的领域知识有关，而且还涉及到系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识，但仍然是产品方案设计必须努力的方向。国外在这方面的研究已初见成效，我国设计学者也已意识到CAD技术与国际交流合作的重要性，及其应当采取的措施。
参考文献
家具产品设计方案范文3
关键词：机械产品,方案设计方法
Abstract: according to the current domestic and foreign scholars by design of mechanical products design of main characteristics of thought, the design method of the products will be summarized as systematic, structure, based on the product characteristics modular knowledge and intelligence four types.
Keywords: mechanical products, plan design method
中图分类号：TB472 文献标识码：A文章编号：
1、系统化设计方法
系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。
由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。
1.1设计元素法
用五个设计元素(功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数)描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。
1.2图形建模法
用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接 。
将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面，利用信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。
1.3“构思”—“设计”法
将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。
1.4矩阵设计法
在方案设计过程中采用“要求—功能”逻辑树(“与或”树)描述要求、功能之间的相互关系，得到满足要求的功能设计解集，形成不同的设计方案。再根据“要求—功能”逻辑树建立“要求—功能”关联矩阵，以描述满足要求所需功能之间的复杂关系，表示出要求与功能间一一对应的关系。
1.5键合图法
将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方 法。
2、结构模块化设计方法
从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，同时也降低新产品的成本。
认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解，而具有新型解的专用功能只是少数，因此，在专用机械设计中采用功能化的产品结构，对于评价专用机械的设计、制造风 险十分有利。
提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口(联接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术，将变形设计与组合设计相结合，根据分级模块化原理，将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级，并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块，再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。
以设计为目录作为选择变异机械结构的工具，提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排，形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息，非常有利于设计工程师选择解元素。
根据机械零部件的联接特征，将其归纳成四种类型：1)元件间直接定位，并具有自调整性的部件；2) 结构上具有共性的组合件；3)具有嵌套式结构及嵌套式元件的联接 ；4)具有模块化结构和模块化元件的联接。
3、基于产品特征知识的设计方法
基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。
机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此，国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作，采用的方法可归纳为下述几种。
3.1编码法
根据“运动转换”功能(简称功能元)将机构进行分类，并利用代码描述功能元和机构类别，由此建立起“机构系统方案设计专家系统”知识库。在此基础上，将二元逻辑推理与模糊综合评判原理相结合，建立了该“专家系统”的推理机制，并用于四工位专用机床的方案设计中。
知识的混合型表达法
针对复杂机械系统的方案设计，采用混合型的知识表达方式描述设计中的各类知识尤为适合，这一点已得到我国许多设计学者的共识。
在研制复杂产品方案设计智能决策支持系统DMDSS中，将规则、框架、过程和神经网络等知识表示方法有机地结合在一起，以适应设计中不同类型知识的描述。将多种单一的知识表达方法(规则、框架和过程)，按面向对象的编程原则，用框架的槽表示对象的属性，用规则表示对象的动态特征，用过程表示知识的处理，组成一种混合型的知识表达型式，并成功地研制出“面向对象的数控龙门铣床变速箱方案设计智能系统GBCDIS”和“变速箱结构设计专家系统GBSDES”。
3.3利用基于知识的开发工具
在联轴器的CAD系统中，利用基于知识的开发工具NEXPERT-OBJECT，借助于面向对象的方法，创建了面向对象的设计方法数据库，为设计者进行联轴器的方案设计和结构设计提供了广泛且可靠的设计方法谱。则利用NEXPERT描述直线导轨设计中需要基于知识进行设计的内容，由此寻求出基于知识的解，并开发出直线导轨设计专家系统。
3.4设计目录法
构造了“功能模块”、“功能元解”和“机构组”三级递进式设计目录，并将这三级递进式设计目录作为机械传动原理方案智能设计系统的知识库和开发设计的辅助工具。
基于实例的方法
在研制设计型专家系统的知识库中，采用基本谓词描述设计要求、设计条件和选取的方案，用框架结构描述“工程实例”和各种“概念实体”，通过基于实例的推理技术产生候选解来配匹产品的设计要求。
4、智能化设计方法
智能化设计方法的主要特点是：根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述 产品的结构。
在利用数学系统理论的同时，考虑了系统工程理论、产品设计技术和系统开发方法学，研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件。
把产品的整个开发过程概括为“产品规划”、“开发”和“生产规划”三个阶段，并且充分利用了现有的CAD尖端技术——虚拟现实技术。
1) 产品规划—构思产品。其任务是确定产品的外部特性，如色彩、形状、表面质量、人机工程等等，并将最初的设想用CAD立体模型表示出，建立能够体现整个产品外形的简单模型，该模型可以在虚拟环境中建立，并且能够迅速地生成不同的造型和色彩。
家具产品设计方案范文4
[关键词]：
家纺设计；织物设计；图案设计；产品造型设计；传统染织艺术
伴随着新世纪的钟声，中国终于进入WTO，这给中国家用纺织品行业进入国际市场，扩大国际市场份额带来了无限的机遇，但同时也带来了新的挑战。目前我国家纺行业产品结构不够合理，在服装、装饰、产业三大类纺织品中所占比重较低约22%，“在西方发达国家三类纺织品的消费约各占1/3，美国和一些发达国家占40%左右，而中国三大纺织品结构为68：22：10” [1]P1，产品档次较低与欧美日差距较大。随着2005年纺织品配额的取消，未来五年内改变当前我国家纺产品总体水平相对落后的状况是我国家纺行业的当务之急。可以说我们未来五年之内的努力，将在很大程度上决定我国家纺行业在国际家纺业的地位。而现代家纺设计在我国起步较晚水平较低，如何使我国家纺设计尽快适应迅速发展的我国家纺行业，是我们面临的重大课题。
一、正确认识家纺设计对中国家纺业的作用
近年来，我国家用纺织行业发展迅猛，随着国内扩大内需启动消费的经济政策，特别是住宅消费、旅游消费的迅速增长，带动了家用纺织品消费快速增长，同时对外出口因前几年欧美经济景气而增长较快，“2000年家用纺织品的出口达到54.2亿美元” [1]P1，家用纺织品已成为我国纺织品又一经济增长亮点，且极具活力和巨大发展潜力。
当前我国家用纺织品行业尽管发展迅速，但面临的困难也不少，主要是产品档次较低，与欧美同类产品相比，个别单位产品附加值仅其十分之一。改变目前这种状况，一是要提高全行业品牌意识，争创国内国际名牌；二是要加强全行业内技术创新，和先进技术、先进管理经验的引进吸收；三是要加强对家纺产品设计与开发的研究，这是我国家纺业最薄弱环节，也是提升我国家纺产品档次最需要解决的难题，同时也是我们家纺业进一步发展所遇到技术难题中最难在短时期内解决的课题。
我认为目前我国家纺行业中出现的设计问题与上世纪八十年代在服装行业中出现的问题惊人的相似，那时我们总是把服装产业落后的原因归结于服装设计水平，认为只要把服装设计水平搞上去，问题自然会解决。实际上在二十年后的今天，尽管我们服装业取得了长足进步，我们确实穿得更好，更时尚，也更有品味，但是我们服装业从整体上看仍然还较落后。这二十年在中国的大学里服装设计专业如雨后春笋纷纷成立，培养了大批服装设计专门人才，但并没有完全解决问题：我们纺织品的附加值仍较低，产品技术含量仍不高，以丝绸行业来说，我们虽然生产了最好的原料，但最好的丝绸印花染整仍在意大利、日本。尽管整个世界已经离不开贴有MADE IN CHINA标签的中国纺织服装产品，尽管我们早已成为世界头号纺织服装产品生产国，但那些产品大多不是我们设计的，品牌也大多不归我们所有，以我们目前的技术水平主要还是以劳动密集型来料加工赚取少量的加工费，我们所拥有的能在国际上叫得响的品牌还很少很少，能在国际时装界立足的时装设计师几乎闻所未闻。当然我并非想否认中国服装设计界的成就，中国服装设计经过二十年的奋斗设计水平大幅提升，虽还不足以领导时尚，但与世界的差距正在缩小，几乎快摸到世界时? 耙捣⒄沟穆霾耍残碓儆檬甑氖奔洌憧梢钥吹轿颐堑氖弊吧杓剖尤氲焦室涣魇弊吧杓剖Χ游椋材芸吹轿颐歉嗟墓食勖放啤N抑皇窍爰死此得魑侍猓?nbsp;中国服装业的问题并非仅是设计的落后，实际上是纺织行业整体综合技术实力的问题。服装设计实际上是纺织产品的终极设计，其设计综合了纺织业各个方面的技术水平和成果，是纺织业技术实力的集合体。家纺设计与服装设计一样也是纺织产品的终极设计，是整体纺织业技术实力的集合体。
中国家纺行业当前所面临的困难与当年服装业一样，并不能仅依靠“设计”来根本解决。实际上中国家纺行业仍处于新兴的，低技术水平状态，整体家纺产品档次相对低级阶段，但比较当时服装业来看，家纺业发展的基础要比那时好得多，条件也优越得多，因为中国纺织业经过二十多年的以服装业为龙头的带动发展，整体技术水平与创新能力都已提升到相当水准，实际上为家纺业的发展奠定了坚实基础。从这方面来讲中国家纺业发展相对较快是有其必然性的。但中国家纺业要达到世界级先进水平，还需要走相当长的路，为达到这一目标需要两方面的配合：一方面，努力使我们纺织业综合技术水平达到或接近世界先进水平；另一方面，我们家纺产品的设计水平达到相当高度，具备应对各种设计要求与设计风格的足够能力，且具有一批高素养家纺设计师。
二个方面缺一不可，双方面具有辩证关系，即家纺设计水平的提高会促进家纺技术水平的提高。同时，家纺技术水平的提高也必然会促使家纺设计水平迅速提高。当二方面条件同时或逐步具备，再加上国内市场的扩大和国内家纺产品消费逐步趋向高档化和时尚化，以及国内著名家纺产品牌策略的成功。中国家纺产品才有可能大规模进入国际高档家纺产品市场。当然对照中国服装业的发展历程：这还需要相当长的时间才能实现。
二、中国家用纺设计的现状和思考
对家纺产品设计进行综合分析，家纺设计应包括三个层面：
1、家纺织物产品设计（织物）；
2、家纺图案设计（平面）；
3、家纺产品造型设计（空间）。
通常我们认为的家纺设计常常与家纺图案设计混为一谈，实际上三个层面是相互关联而缺一不可的，并共同构成了家纺设计的概念。
从产品设计的过程和层次上来看，它们之间的关系为 ：
织物设计为底层最基础环节，决定了家纺产品用“什么”织物；图案设计为中间环节，决定了家纺织物印“什么”图案；产品造型设计为最终环节决定了家纺印花织物做“什么”终极产品。
从三者之间相互关系来看应该还存在这样一种互相影响的作用与反作用
的关系：
即织物设计能促进和刺激新的图案设计和产品造型设计。图案设计又能影响织物设计与产品造型设计，而造型作为家用纺的终极设计决定了采用什么样的图案设计与织物设计。作为家纺产品设计师应该同时具备这三方面的设计技能，至少应该在专攻图案设计的同时了解并及时掌握纺织品面料产品设计与家纺产品造型设计动态信息，但在我国绝大多数家纺设计师实际上就是图案设计师，其主要任务就是设计纹样，而且更多的时间是忙于模仿国外流行家纺图案，同时由于图案设计在我国大多数企业中仍不被高度重视。我们的家纺设计师仍极少有机会去国外市场了解第一手家纺流行信息，也极少有机会回到高校“充电”，学习新的知识，更新旧的观念。
我国家纺设计界普遍存在着这种状况，并正在影响着我国家纺行业向前发展的进程，急功近利式的模仿在一定程度上为企业赚取了利润，但从长远来看，我们的家纺设计有可能因此失去自己的设计语言，我们家纺设计师也将失去设计创造的动力。这是非常危险的。模仿永远只能使我们生产二流产品，创造自己的设计语言，才有可能使我们生产出一流的家纺产品。当然造成目前这种状况的原因使多方面的，其形成的深层因素有以下两点：
1、染织设计教育模式陈旧，当前的我国高校染织设计教育令人担忧：
一方面由于一段时期以来的纺织品行业的不景气造成一些院校（艺术类与工科类）染织专业学生的招生困难与就业问题，因而使得一些院校对染织专业系科进行了重组，一般情况是染织专业从属于热门的“服装设计专业”形成染织服装专业，由于新兴家纺行业在中国的迅速崛起，服装、装饰、产业三分天下的局面将在不久的将来很快地确立。目前高校染织专业的地位实际上已经不适应当前家纺行业的迅速发展而导致的对设计人才的迫切需求，高校染织设计专业应加强对家纺设计的研究，对染织设计专业重新定位，成立专门的家纺染织设计与研究专业，使之能更好地适应目前中国家纺行业空前发展的需求。
另一方面，当前高校染织设计专业的教育模式仍较陈旧，在纺织品设计的三个层面中重视图案设计，而忽略纺织品织物设计（纺织品织物设计在我国工科院校中是独立的专业）与产品造型设计教育，因而培养出的学生虽具有较强的图案设计能力，但由于对纺织品纤维、染色、织物设计、纺织品产品造型设计等缺乏足够的知识。他们对纺织品整体把握的能力较差，无法全面地借助纺织品纤维、织物特征表达织物之美。也无法根据纺织品最终产品造型特点完美表达纺织品的图案之美。因此大学染织专业应根据目前及未来家纺业发展需要，打通文理科，使艺术院校与工科院校的染织专业互通有无，即艺术院校染织专业应当充实织物设计教学，完善产品造型设计教学，“高等教育综合化，是当今世界性的重要趋势。我国艺术院校的染织艺术设计教育一般为四年，学生入学时均已有一定美术基础。…要使这样的学生毕业后既有相当的美术功底，又有实际的产品设计能力…，关键是要实现学科设置的综合化，学科本身发展的综合化以及课程的综合化，合理地安排相关课程内容和改革教授方法。”[3]P171；而工科院校染织专业充实美术、图案设计教学，增加产品造型设计教学。这样染织专业学生的知识结构便可以被大大拓宽，他们能掌握从织物设计到? 及干杓圃俚讲飞杓迫娴姆闹飞杓浦逗湍芰Γ蔽一谷衔颐撬嘌男乱淮矣梅闹飞杓剖鼍弑附先娴淖ㄒ邓匮允遣还坏模褂由弦幻胖匾闹鞲煽纬獭笆谐∮保耘嘌哂蠧I企业形象策划，品牌策略及市场调查与拓展等全面能力。使我们新一代家纺设计师在具备较全面专业素养的同时又有家纺市场营销能力。这样既培养了各方面能力又能拓展学生的就业空间，通过这种对专业的重新定位和课程结构的调整与改革，必能培养出符合中国家纺业继续发展所急需的新一代家纺设计师。
2、 设计文化相对落后
产品设计需经过接受任务确定目标市场调查设计方案设计评价工艺制作效果分析等严格的程序性过程。才能确定新产品的生产，同时设计中还需考虑产品功能效用、艺术审美、制作材料、时代特征等因素。因而设计完全不是象一般人所想：图案、色彩、造型…那么简单，设计是人类的一种高级的，且极具创造性的活动。
辩证唯物主义认为上层建筑是建筑在经济基础之上的，而设计艺术也是建立在相应的经济基础之上，可以说有什么样的经济基础才会有什么样的艺术设计，同时设计必须具备深厚的文化背景作为支撑，才能使设计具独特的魅力，才能广为消费者接受和使用。当代社会，西方经济占据绝对主导地位，也必然使其西方文化占据统治地位，应当承认当代世界文化的主流是西方文化，当代家纺设计的主流是西方家纺设计，它们领导着世界的家纺的流行时尚并牢牢占据着世界高档家纺产品的市场。这种情况之下，作为仍处于社会主义初级阶段的中国，经济尚不发达，对外改革开放刚二十年，对西方设计文化研究得还很不够，对我们自己的设计文化研究得也还很不够，现代中国设计文化相对于西方来说是比较落后的。因此要求我们的家纺设计师去领导世界家纺时尚条件还远未具备。
但我们毕竟是有着深厚传统设计文化的国家，中国的传统设计文化是一座尚未被很好挖掘和开发的设计宝藏，在这方面我们应加大研究投入，打中国特色文化牌，以具中国传统文化特色的设计进入国际高档家纺市场，当代世界的“中国热”伴随中国经济的持续高速增长将继续流行，西方设计师设计的中国题材、中国风格的纹样在各种新纺织品展会上经常可见：“风格趋向细微和精巧。有的灵感来自三十年代的中国…的装饰纹样…” [2]P27。 “是民族的，就是世界的”，对本民族传统设计艺术的研究与开发是我国现代设计文化的重要组成部分，也是我国现代家纺设计艺术逐步走向世界的希望所在。
三、手工印染、刺绣等传统艺术在家纺设计中的价值
就目前中国家纺设计状况，我认为中国家纺设计可以两条腿同时走路，一方面应紧追国际家纺时尚潮流，加强对世界家纺设计文化研究，促进中国现代时尚家纺设计。另一方面应当加强对中国传统家纺设计艺术的研究，设计开发出具有时代性和时尚性的采用中国传统技艺制作的家纺产品。
理性比较中国现代家纺业与欧美高档家纺业，我们容易得出中国家纺的优势与劣势。其劣势主要表现为：
1、 产品档次较低；
2、 技术含量较低；
3、 设计水平有较大差距。
我们的优势主要有：
1、纺织品原料齐全充足；
2、劳动力资源丰富，价格较低，且有较好的技术水平；
3、国内需求稳定且增长迅速。
应该说我们的劣势其根本源于我们纺织品整体技术水平与产品设计能力较低，是难以在短时间内缩短差距的。然而如果我们充分发挥自身优势，将能较快缩短与欧美之间的差距。由于中国沿海地区与内地发展地不均衡，仍将会长期维持我们加工费用较低的状况，人力资源物美价廉是我们的一张王牌，再加上近年来世界家纺返朴归真的民俗风格和异国情调风格的流行，我们在家纺设计中完全可以利用我国传统染织工艺，生产出采用手工制作技艺的既具工艺性又具个性化的高附加值高档家用纺织品。这类产品在国际市场应该具有足够的竞争力，且极具浓厚东方文化特色，只有我们能生产，别人会因为人力成本或文化上的原因而无法模仿。
因此我们应该加强对手工印染（绞缬、蜡缬、夹缬）、刺绣、编织、织绵……等传统染织工艺的研究，并对这些传统染织工艺进行重新包装赋予其时代性和
时尚性，设计出既有中国传统工艺之美又有时代性和时尚性的家纺新产品。这些产品从目前的消费空间看既能满足国内部分宾馆饭店的特殊需要，及国内受教育程度较高具有较高生活品味消费群体的需求，又能满足国外消费者求新求异的要求，同时应对这些产品采用现代品牌策略进行品牌包装和宣传，树立中高档手工纯天然绿色产品形象。通过对这些产品的市场策划和开发，逐步进入国际高档家纺市场，并以此产品的成功，以点带面，在国际家纺市场确立中国高档家纺产品的地位。
家纺设计既是相对独立的又是一个系统的工程，其不但涉及纺织品设计的三个层面织物设计；图案设计；产品造型设计，还需要有纺织业整体技术实力作为技术支撑。当前中国家用纺织品行业正处于历史上最好的发展时期，发展势头迅猛，发展空间和潜力巨大，我们应当抓住这个时机，调整家纺设计教育体系，拓展家纺设计思路，设计出既有时尚性又具中国特色的家用纺织品，以提高中国家用纺织品设计水平，推动中国家用纺织品行业更快向前发展。
参考文献：
[1]、杨东辉
《大有作为的中国家用纺织品行业》
《纺织装饰科技》2/2001
[2]、梁勇
《从欧洲家纺展会和市场看国际家纺流行趋势》
《新纺织》
家具产品设计方案范文5
一般而言，在对机械产品的结构进行设计时，其主要就是对产品的总体结构、各部分的配置以及产品的外形进行设计。一般由于客户对机械产品的功能会有不同的要求，因此对机械结构方案的设计也不尽相同。对机械产品结构进行设计时，其根本要求就是要能设计出不同结构形态的产品，从而设计出新型的机械产品结构形状[2]。社会经济的发展，使得人们对机械产品功能以及结构需求有了更高的要求，对机械产品结构设计的要求也随之提高，因此设计人员必须要满足客户的使用功能以及安装，要能充分利用有限的空间，尽量将机械产品的功能进行集中设计。如传统的办公室，其环境无法有效改善的原因就是不同类型的复印机、扫描设备以及打印机等，无法对文档设备进行一体化处理。为了满足人们的需求，办公厂家开始改进和设计办公机械设备，采用综合和离散的创新思维模式，在有效保证产品的基本形状和构造的前提下，设计并制造出多功能一体机，将复印、扫描以及打印等文档处理功能集中于一体，使办公环境得到有效改善。
2机械产品运动方案创新设计
对机械产品运动方案进行设计时，设计人员必须要以客户对产品功能的需求为依据，从机械产品结构的原理出发，构思和设计机械产品功能原理。运动方案的设计是一个系统运动方案的设计，主要包括原动机、执行部件以及传动机构等设计，从而来有效满足机械产品结构功能的运动性能，其能有效解决机械产品在实际过程中存在的问题[3]。一般来说，机械产品运动方案设计的好坏对产品的使用性能、工艺、成本以及结构等方面的能力有着直接的影响，运动方案的设计是对产品的社会效益、环境、经济性、性能以及整体质量的确定，机械产品设计过程使用过程以及后续产品制造的基础就是运动方案的设计。就机械产品结构来说，可以采用不同的运动方案来实现机械产品的具体功能，当然不同的功能需要不同的机构来实现，因此机械产品运动方案的设计是整个设计工作的关键，设计人员必须要从产品功能的实际需求进行具体分析，充分利用创新思维，从而来优化设计产品的活动架构，使产品运动方案更具可行性。如对汽车前驱和后驱的运动方案进行设计，一般传统的后驱运动方案由于存在动力效率较低、牵引力不足、车内空间小、安装复杂、驱动部件多以及较高的生产制造成本等问题，已经无法适应时展的需求。汽车生产厂商为了满足人们对汽车机动性以及舒适性的要求，不断对汽车的运动方案进行创新设计，采用逆反和移植的创新思维方式，前置发动机，促使汽车前轮的传动机构与发动机的输出轴直接相连，从而驱动汽车前轮的运动。这样的驱动方式虽在一定程度上增加了前轮的负载，使得轮胎的磨损量加大，但是能明显简化汽车的驱动机构，减少零部件数量，有效降低汽车的造价，且能有效下降汽车整车的重量，有效改善汽车的加速性能，缩短刹车的距离，降低油耗；另外将发动起前置，能使车内的空间得到大量释放，提高汽车的舒适性。
3机械产品动力能源创新设计
随着能源应用技术、材料加工技术以及制造技术的不断发展和进步，设计人员在选择机械产品动力能源的过程中，一般选择不同的能源，包括太阳能、电能、天然气以及石油等能源。在设计的过程中，设计人员可以将自身的创造性思维进行充分有效的发挥，改进或者重新设计机械产品的各个系统，在机械产品的动力能源中应用更多更好的清洁能源[4]。如以汽车为例，现今公共交通工具中应用较为广泛的就是电动汽车，电动汽车主要使用的就是电能，其相较于传统的燃油汽车，电动汽车不会排放有害气体造成大气污染，在单位电能生产过程中，电动汽车所排放的污染物与传统燃油汽车相比较，电动汽车造成的污染也能得到明显控制。电动汽车的有效使用，能降低大气污染的程度，且其能充分利用晚间用电低谷时出现的富余电力，有效提高发电设备使用效率，降低能耗，达到节能减排的目的，提高其经济效益。电动汽车的应用是创新思维在机械产品动力能源设计中的具体体现。
4结束语
家具产品设计方案范文6
企业加速消费者在新产品开发过程中的融入，有三个主要原因：其一，企业和消费者双方对定制化产品的需求，有消费者参与开发的产品将有效地降低产品开发的风险，并满足消费者多样性的需求；其二，企业大规模生产模式所创的规模经济效益已在逐渐减少，要求创建与消费者共同开发产品的新生产模式；其三，信息技术的提升带动了虚拟工具和空间的发展，创造了更多与消费者合作开发产品的机会。这些因素推动了企业在新产品开发过程当中更多地融入消费者和用户（消费者具有购买决策权，但不一定是最终用户，如家长替代婴儿购买产品，家长是消费者，婴儿是用户。本文为简化叙述，消费者可在本文即代表消费者又代表用户），以进行更精确的产品开发。而消费者参与到新产品开发过程中，主要发挥了三个方面的重要作用：激发新产品概念；检验新产品概念/模型；提供对现有产品的使用反馈。早前面对消费者所做的信息搜集，是以用户访谈、焦点小组亦或是问卷等为主要方式，并对搜集的信息进行人工处理和分析。然而，随着网络和计算机技术的发展，基于网络的搜集信息的新工具成为新宠儿，如虚拟社区、社交网络以及辅助设计工具等，加快了对信息采集的速度，并进一步扩大了信息采集的范围。最终，促使企业和消费者全新的合作方式出现。本文将从分析消费者参与产品设计开发的行为入手，阐述三类企业携手顾客创新的商业合作方式，希望给更多的中国企业带来启示。
消费者来设计
企业可以尝试在新产品开发的初期阶段，让消费者来参与并提供新的概念和设计。这并不是一个全新的模式。然而，网络社区平台的兴起，使得这一模式变得更加有效。以知名的家用商品制造商无印良品（MUJI）为例，2012年西川（Nishikawa） 等学者的一项研究显示： 若设计一款主题产品，企业内部能贡献大约10个设计方案，而通过企业的虚拟社区平台，从消费者方面却能搜集到超过400个设计方案。若分析消费者参与设计活动的背后动机，会是多种多样的。 2010年，福勒（Füller）对于消费者参与网络活动的动机分析就有几大类，主要几类如：兴趣爱好、奖金鼓励、品牌忠诚粉丝等等。但企业在对自身消费群体进行调查研究后，可采取不同的方式，鼓励消费者参与到企业产品开发的过程中。
目前，采用虚拟社区平台以获得更多产品的概念的企业并不是很多，且主要集中在创新能力较强的大企业和新创企业。从目前实行的方式来看，总体分为两种： 私密性网络平台和开放式网络平台。私密性网络平台较多见于知识和技术密集型的企业，由于产品技术知识要求很高，对于产品创意的评估要求和保密性也会相应很高。因此，企业往往通过在官方网页建立产品概念的提交系统，来完成对概念的搜集，并在后台请专家进行评估的方式，如：通用电气（GE）的“Imagination at work”平台，强生（Johnson-Johnson）的“Intelli-Ideas”平台，以及制药企业礼来（Eli Lilly）的“Open Innovation Drug Discovery”平台。
纵观这些企业的私密性网络平台，都具有清晰的导引（如：参与创新的意义和步骤），具体的规则（如：参与的标准和奖励）以及相关的辅助（如：产品数据和设计工具）。企业选中概念后，将会直接与概念创作者联系并进行下一步的合作洽谈，通常的奖励模式有买断专利或者销售分红。
开放式的网络平台较多见于知识和技术含量较低的企业，这类企业的产品相对简单，对消费者的专业知识要求不高，消费者可以更大程度地参与到产品的概念设计当中，由于产品知识门槛较低，企业也可考虑邀请消费者来参与评估。通常此种方式会在网络上实时公布消费者的设计概念，并接受公众评价。具体有两种实施方法：其一，举办基于网络的设计竞赛，请专家评审，并以设立奖项的方式买断设计方案；其二，无限期在网络上接受新产品概念，结合企业内部的可实现性，来选择生产产品。这类开放式的平台的特点是：公布设计方案（在官网或者社交媒体），接受公众评价（设置留言评论框），使得更广泛的人群能够参与其中。
消费者来协助
上述基于网络平台搜集产品概念的几种方式可以为企业提供源源不断的新产品方案，然而，一部分企业也许会提出这样的疑问：消费者提交的概念太多，我们该如何评价哪一种产品方案是符合更多消费者的需求；亦或是，我们也许没有足够的时间和精力去逐一评估每一个提交的产品方案，该如何处理。解决上述的难题可以选择一种新机制：邀请消费者来帮助企业进行初步的筛选和评估。
乐高玩具公司在众多的虚拟平台当中有一个最为出名， 即Lego Cuusoo。这个平台邀请公众上传用乐高玩具模块创造的新玩具的设计方案，与此同时，这个平台更像是一个乐高的社交网络平台，除了常规的评论系统之外，所有来此网站的人都可以对上传的设计方案在企业设定的期限内进行投票。如果一个设计方案赢得超过10000张投票，乐高企业就会考虑进行生产。若产品最终被商业化，这位“设计师”将会得到大约1%的此产品净销售总额的资金回报。与Lego Cuusoo虚拟平台运行模式相类似的，还有如：个性电子手表制造商Tokyoflash，家用商品制造商无印良品，家居小商品制造商Ponoko以及休闲服饰制造商Threadless等。
当然，对基于利基市场（Niche Market）的小企业或者新创公司来讲，也许主动参与到其虚拟平台的公众人数远远不如大企业。为了保证选定产品生产的利润与成本的平衡，很多小企业会采用比较保险的方式：预购（Pre-order），即企业会先通过网络平台产品订购信息，若某个设计方案下订单的数量达到企业所设定的数量，企业才会进行生产。而企业为了吸引更多的消费者来参与订购，虚拟网站会设置快速分享链接，利用“设计师” 及其朋友圈将链接分享到社交网络中来做市场营销，一是扩大了订购的可能性，二是提升了品牌的知名度。另外，一些企业会结合市场营销手段，在节假日等特殊时期（如双十一）提供特别产品方案，对消费者采取产销模式，通过薄利多销的方式达到产品利润与成本的平衡。
消费者来选择
产品模块设计方案已在很长一段时间内被大多数的电脑制造商使用。产品模块化设计目的在于加速产品整个开发的流程，并与此同时实现产品的大规模定制计划。随后，产品模块化设计概念逐渐在其他产业中延伸。目前，最为企业与消费者所熟悉的，就是产品的“大规模定制”。
定制的概念并不是一个新名词，因为自古至今“定制”服务一直存在，如定制衣服，订做首饰等，但服务的群体是小规模的、集中的。然而，与过去不同的是，当今的网络技术的发展使得定制的服务可以面向大规模的、分散式的消费群体。虽然早在1980年，托夫勒就已预言消费者需求的多样化和个性化必将引发市场爆发“大规模定制”的风潮，但直到20世纪90年代，更多的企业才开始关注并思考适合自身产品的大规模定制化战略。消费者对电脑功能需求的多样化使得电脑行业的“模块化定制”概念最早出现，戴尔（Dell）等多家电脑公司为先行者。而后，企业对于消费者个性化表达以及情感因素的关注，使得大规模定制化产品市场更加丰富，诸如体育用品行业巨头耐克公司（Nike）推出NikeID定制运动鞋项目，以及玩具生产商乐高推出的LDraw定制玩具项目，率先实行个性化的定制战略，交互平台的设计以提供优质的用户体验为核心。随后，诸如运动品牌阿迪达斯（Adidas），休闲品牌李维斯（Levi’s），首饰品牌潘多拉（Pandora），汽车品牌宾利 （Bentley），甚至奢饰品品牌如路易威登（LV），普拉达（Prada）以及欧米茄（Omega）也开始进入大规模定制产品的市场。随着全球定制化浪潮的兴起，中国企业虽然持有观望和保守的态度，但也有正在行走的先行者如家电品牌海尔，以及休闲潮鞋品牌爱定客等。
大规模定制不仅对企业的设计战略和管理有很高的要求，也对生产和运营管理有很严格的标准。消费者在大规模定制的产品开发过程中，并不是“设计者”，而是“决策者”。通过对企业所提供的产品属性（如：色彩、材质、功能、商标、服务等）的多种选择，消费者可以依据自己的偏好进行挑选，然后对这些选择所作出最终决策构成的产品进行预购，最终获得定制产品。从近些年，专家学者对大规模定制战略的分析研究来看，主要有三个基本能力要求：解决方案的设计能力，即定义哪些产品属性是可以被消费者进行选择，这不仅需要一个创新的虚拟设计平台进行辅助，还需要配备相应的测试系统和指导系统，帮助消费者进行对产品的定制；严密的流程设计，即基于当前的生产能力和流程的基础之上重新改良组织和供应链以满足定制化产品的生产；完善的服务系统设计，即完善精准的物流系统建立以及售后服务质量的要求。
携手顾客实现产品创新
本文探讨了在新产品开发过程中，企业与消费者进行深层次合作的三种模式，虽然这些模式已在一些企业中取得了突破性的成绩，但更多的企业，还是将消费者置于“信息提供者”的传统角色。一方面，企业对于这些新型合作模式的认识还不够深刻，不了解新技术所建立的合作方式的利弊，就难以评估其收获和风险，也对所需要的组织和生产模式的相应转变难以下手；另一方面，企业仍习惯于传统的，经过长时间测试的老方法，因为这些老方法，在这些企业的心中更加可靠和保险。
