数学模型的工业设计策略化方法

数学模型的工业设计策略化方法

摘要:我国的工业设计在目前阶段的发展依然未有较大突破,未能获得社会的广泛认可是其中主要的原因。对于设计从业者而言需要积极调整策略,对自身工作方式方法进行改进,以期获得社会的普遍认可。本文通过分析形成困局的主要原因,同时借鉴西方经济学发展的经验,结合工业设计交叉学科的特点,提出在设计过程中引入量化的数学模型,使设计工作变得有理有据,直观可考,改变人们对以往设计活动随意性、模糊性的印象,此方法对使社会理解工业设计的具体内涵具有积极的推动作用。

关键词:工业设计;数学模型;策略化

0引言

2015年10月,国际设计组织WDO在第29届年度代表大会上了对工业设计的最新定义:工业设计的目的是在于引导创新、促进商业成功及为人类提供更高质量的生活,它是一种将策略性解决问题的过程应用于产品、系统、服务及体验的设计活动。值得注意的是,国际设计组织自1957年成立至今,已对“工业设计”这一名词概念进行了四次定义。可见工业设计的定义随着社会的发展其内涵在不断拓展和丰富,从侧面反映出工业设计是与人类社会的发展紧密相连的学科。

1现有困境

与西方发达的研发制造体系相比,工业设计在我国的发展之路就显得较为艰辛。究其原因主要有以下四点:

1.1设计教育不足

工业设计是交叉性学科,高校课程设置缺乏交叉性,工程类和艺术类课程分别由不同研究领域的教师讲授,学科间缺乏渗透,导致学生不能将所学的知识融会贯通。

1.2企业缺乏创新动力

一是所具有的条件不足,例如缺乏创新基础,具有创新意识的企业家、技术人才等;二是动力不足,企业缺乏创新热情,对传统经济增长方式和原有企业发展模式的具有很强的依赖性,致使工业设计无法在企业内形成广泛的核心竞争力。

1.3大众市场意识缺失

传统教育中设计是一门软性科学,没有硬性的评价指标,而国民审美素养相对缺乏,大多是抱着有胜于无,能用就行的态度;其次,收入水平的限制导致价格永远是制约消费者做出选择的最重要因素。而传统的设计方法无法破解这些问题,直接导致设计被轻视和忽略。

1.4政策缺乏

政府扶持设计往往“隔靴搔痒”,对于真正处在工作一线的设计人员无法产生帮助和激励,迫使大部分从业人员向业绩低头,有的甚至另谋发展,未能引导设计产业良性发展。总结以上四点原因我们可以注意到,社会对于工业设计工作内容和作用普遍不具备正确和清晰的认识,如何使设计的本质为人们所理解是设计工作者需要努力的方向。

2寻求突破

古语有云:他山之石可以攻玉。从西方经济学的发展历程我们能够获得一定的启示。古典经济学诞生于15世纪,它是西方现代经济学理论的雏形,但是随着社会的发展,特别是进入20世纪以后,原有的经济学理论框架开始无法解释部分经济现象,古典经济学理论进入了一个捉襟见肘的尴尬局面。1970年,保罗•萨缪尔森成功地将数学分析方法引入了经济学,自此经济学便进入了一个新的发展层面。新的理论体系不但很好地解释了当时的经济现象,并且数学表达本身的逻辑性和简洁性,帮助人们更好地对经济关系进行阐述和分析。通过严谨化的表达得出一般化或者公理化的结论,有助于不同地域、领域的学者进行交流,并为经济学理论可靠性的实证检验,提供了科学的分析基础。如今大学的经济学课程中,数学早已经成为必修科目,数学对于经济学的重要性不言而喻。可以说,当代经济学对数学的引入无疑是推动了其发展的进程,使这门古老的学科保持着巨大的活力和效力。

3建立以模型为支撑的设计体系

在协助设计工作方面,数学模型作为一种思考和解决问题的方法,它既能够解释特定现象的现实性态,又能够预测所研究问题的未来发展状况,还能够为处理实际问题提供最优决策和最优解。综合以上几点因素,工业设计与数学模型的结合具有现实的意义和广阔的前景。工业设计通识模型体系的建立:首先,引入数学模型须从设计流程着手,为设计工作构建完整的框架体系。依据完整的设计的流程和步骤,其体系的建立主要有以下四个方面:第一,建立设计外延模型。此部分针对产品的前期研究的需要,将收集的资料和测量统计的数据与人机工程学、统计学和心理学等学科相结合,通过分析用户所面临的主要问题和矛盾,建立适用于推导出产品的需求模型。第二,建立功能模型。产品是功能的载体,功能是制约设计的决定性因素。这里的功能是一个统称,具体包含三个方面的内容,即使用功能、功能结构和功能原理。对三个部分的内容分别建立模型,名称和内容如表2所示。第三,建立外形模型。外观模型包含外形遗传模型和视觉模型两个方面。其中外形遗传模型是企业内部对产品更新迭代外形风格变化趋势的规范模型;视觉模型是将产品外观的点线面元素、色彩和材质基于参数化的模型进行规划,生成优化排布和组合的可控模型。第四,建立产品用户—产品—生产评价模型。对于完成设计后的产品还需要进行反馈验证,这里将用户、产品和生产三个方面进行综合评价,分别建立用户的使用体验量化模型,设计技术性和美学性量化模型,生产工艺难易度和制造成本的量化模型。将三类模型量化数据赋权累计获得产品总评分,针对不足之处不断改进以获得更高的评分从而得到更优化的产品。由上述过程中的多元模型控制下诞生的产品不但具备科学性和完备性,更易于展示设计工作的内涵和实质形象。

4结语

对工业设计及其流程的模型化,究其本质是对用户、产品及其使用方式的量化和具象化,它可以将设计过程中不被大众观察到的工作内容和目的以定性、定量化的模型的形式进行展示,使客户和大众对设计获得一个可以理解的、具象化的感知,从而帮助修正工业设计在人们认知中的不确定性与偏差性。

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作者:周伟 单位:景德镇陶瓷大学