产品设计的系统性.ppt

第3章产品设计的系统性 第3章产品设计的系统性 教学提示设计是系统工程 是需要多种专业知识的融会贯通 需要各类专家和专业人员的通力合作 密切配合方能完成的系统化工程 本章从系统的角度对产品设计过程中涉及的基本概念 相关问题以及解决方法进行较详细的分析与阐述 将系统论的思想和原理运用到产品设计活动中 这有助于我们对产品进行准确定位 形成最好的设计方案 并对方案进行优化完善设计 返回目录 第3章产品设计的系统性 教学要求要求学生在了解系统及产品系统设计中的基本概念 基本理论的基础上 理解并掌握产品设计中的系统分析方法 返回目录 本章目录 第3章产品设计的系统性3 1概述 任何事物都是有联系的 而联系着的若干事物即可构成一个系统 产品也可以作为一个系统来对待 该系统中包括功能 结构 材料 工艺 形态 色彩 表面装饰以及使用 维修 运输和环境影响等因素 这些因素互有联系 错综复杂 任何一件新产品的定向开发都要根据市场需求 社会环境的状况及企业本身的财力 物力 人力和技术条件确定 同时 产品开发又是一个专业群体的工作 绝非少数人或一个部门能够完成的 而是需要各部门 调查 管理 设计 生产 决策 销售等 协同工作 因此 围绕产品开发所做的各项工作及其相互间的关系都要做系统的计划和安排 第3章产品设计的系统性3 1概述 系统性方法是从整体系统出发 在分析各组成部分之间的有机联系及系统与外界环境关系的基础上 通过综合评价来寻求解决问题的最佳方案 因此 它是一种较全面的 科学的研究方法 针对产品设计中的众多相关因素 运用系统分析和系统综合的办法 在产品定向开发的目标确定及产品定位设计的具体方案选择上 就可以做出较为客观的和正确的判断 必须通过系统性的分析研究和综合优化 才能设计出符合人们需要和具有市场竞争力的产品 第3章产品设计的系统性3 2系统论中的一般问题 3 2 1系统对系统概念的理解 系统 一词来源于古希腊语 是由部分构成整体的意思 实际上 系统概念外延甚广 一切相互影响或联系的事物 物体 法则 事件等 的集合都可视为系统 通常把系统定义为 由若干要素以一定的结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体 3 2系统论中的一般问题3 2 1系统 系统的内涵包括 1 系统是由多个事物构成的 是一种有序的集合体 2 系统中的各个构成元素是相互作用 相互依存的 无关事物的总合不能算作系统 3 某事物是否属于系统并不是绝对的 这要从看待该事物的角度而定 4 从层次的观点看 一个系统可以包含若干个子系统 子系统也可以包含若干个子系统等 3 2系统论中的一般问题3 2 1系统 2 系统的特性整体性是指各要素一旦组成了有机整体 这个整体就具有孤立的 各要素所不具有的性质和功能 整体性原理是系统中观察 处理问题的重要原理 它把任一对象看做各个要素按一定方式构成的有机整体 其要素作为整体的部分 要素与整体 各要素之间的相互联系 相互作用 使系统整体呈现出各个组成要素所没有的新的性质 因而具有构成该整体的各要素处于孤立状态时所不具有的功能的规律性 1 整体性 3 2系统论中的一般问题3 2 1系统 2 系统的特性目的性即系统必须完成一种特定的功能 各元素 各子系统既相互协同又相互制约地达到系统的目的 所谓目的性就是指系统在与内部各要素以及外部环境的相互作用过程中 具有趋向于某种预先确定状态的特性 这里的目的是指事物的运动状态可能达到的某一个状态 目的性是事物间相互联系和相互作用的运动结果 它是以其他事物为参照 将两者的运动差异性缩小为零的一种运动状态 2 目的性 3 2系统论中的一般问题3 2 1系统 2 系统的特性即系统中各种多层次结构应有秩序地工作 是由于组成系统的诸要素的种种差异 包括结合方式上的差异 从而使系统组织在地位与作用 结构与功能上表现出等级秩序性 形成了具有质的差异的系统等级 不同层次具有不同的功能或作用 3 有序性 4 层次性 3 2系统论中的一般问题3 2 1系统 2 系统的特性即系统总是处于相对的稳定状态 而绝对地处于运动状态 随时随地在各种正常或不正常的输入与干扰信号下运动 5 动态性 3 2系统论中的一般问题3 2 1系统 2 系统的特性指的是在外界作用下 开放系统具有一定的自我稳定能力 能够在一定范围内自我调节 从而保持和恢复原来的有序状态 结构和功能 系统的存在就意味着系统有一定的稳定性 系统的发展变化也是在稳定基础上的发展变化 6 稳定性 3 2系统论中的一般问题3 2 1系统 2 系统的特性系统突变性是系统通过失稳从一种状态进入另一种状态的突变过程 是系统质变的一种基本形式 突变方式多种多样 同时 系统发展还存在着分叉 从而有了质变的多样性 7 突变性 3 2系统论中的一般问题3 2 1系统 3 系统类型系统是多种多样的 可以根据不同的原则和情况来划分系统的类型 其中 根据系统的反馈性 可把系统分为开放系统和闭式系统 即开环系统和闭环系统 3 2系统论中的一般问题3 2 2系统论的发展与应用 系统论的产生与发展L V 贝塔朗菲在1937年提出了一般系统论的概念 奠定了这门科学的理论基础 他的论文 关于一般系统论 于1945年公开发表 但他的理论直到1948年在美国讲授 一般系统论 时才得到学术界的重视 贝塔朗菲于1968年发表专著 一般系统理论基础 发展和应用 确立这门科学的学术地位 该书被公认为是这门学科的代表作 3 2系统论中的一般问题3 2 2系统论的发展与应用 系统论的应用系统论是研究系统的一般模式 结构和规律的学问 它研究各种系统的共同特征 用数学方法定量地描述其功能 寻求并确立适用于一切系统的原理 原则和数学模型 是具有逻辑和数学性质的一门新兴的科学 现代设计领域中 小区规划 建筑设计 产品规划设计 视觉传达等许多问题都需要用系统的观点和方法加以解决 例如 产品设计应从 人 机 环境 系统的角度 在与社会生产 生活形态 生活方式以及生产制造技术 审美 时尚 生产品的生产 使用 废弃过程等方面的联系中展开才是恰当的 3 2系统论中的一般问题3 2 3系统论的思想与方法 系统论的思想与方法整体性是系统论思想的基本出发点 即把事物整体作为研究对象 各种对象 事件 过程等都不是杂乱无章的偶然堆积 而是一个合乎规律的 由各种要素组成的有机整体 1 整体性 3 2系统论中的一般问题3 2 3系统论的思想与方法 系统论的思想与方法系统论方法是通过辩证分析和高度综合 使各种要素相互渗透 协调而达到整个系统的最优化 综合性有两方面含义一是任何系统都是以一些要素为特定目的而组成的综合体 如建筑就是功能 环境 技术 人文 艺术等组成的综合体 二是凡是对任何事物的研究 都必须从它的成分 结构 功能 相互联系方式等方面进行综合地系统考察 2 综合性 3 2系统论中的一般问题3 2 3系统论的思想与方法 系统论的思想与方法所谓最优化就是取得最好的功能效果 即选择出解决问题的最好方案 最优化是系统论思想和方法的最终目标 根据需要和可能 在一定的约束条件下 为系统确定最优目标 运用一定的数学方法等获得最佳的解决方案 3 最优化 3 2系统论中的一般问题3 2 3系统论的思想与方法 系统论的思想与方法系统论的基本方法 就是把所研究和处理的对象当作一个系统 分析系统的结构和功能 研究系统 要素 环境三者的相互关系和变动的规律性 用优化系统观点看问题 世界上任何事物都可以看成是一个系统 系统是普遍存在的 大至渺茫的宇宙 小至微观的原子 一粒种子 一群蜜蜂 一台机器 一个工厂 一个学会团体等都是系统 整个世界就是系统的集合 3 2系统论中的一般问题3 2 3系统论的思想与方法 2 系统论的任务系统论的任务主要在于利用这些特点和规律去控制 管理 改造或创造系统 使它的存在与发展合乎人的目的和需要 也就是说 研究系统的目的在于调整系统结构 使系统达到优化目标 现代设计的环境复杂化了 在产品设计上可利用的生产设备 方法 技术 材料和加工方法等日渐繁多 工业社会组织与产品形态亦渐趋复杂 应考虑的问题和涉及的因素越来越多 因此 当今已不像从前设计一件产品那样来得那么单纯 设计师如欲在产品开发设计的全过程中充分掌握其全盘性和相互联系及制约的细部各问题 一定要有系统的观念 这样才能更好地控制各设计因素 提纲契领地解决问题 3 3系统论与产品设计3 3 1产品设计系统 在产品设计中 人 自然 社会3方面构成产品设计大系统 产品只是这个系统中的元素 从产品设计本身来看 产品的开发设计 生产制造 市场销售三个方面又构成一个整体 而这三方面分别涉及色彩 形态 功能 结构 人机 环境 技术和材料等 3 3系统论与产品设计3 3 1产品设计系统 系统论的设计思想其核心是把产品设计对象以及有关的设计问题 如设计程序和管理 设计信息资料的分类整理 设计目标的拟定 人 机 环境 系统的功能分配 动作协调规划等视为系统 然后用系统分析的概念和方法加以处理和解决 在产品设计中 运用系统工程的方法进行系统分析和系统综合 可以使产品的设计工作更有效 更合理地推进和展开 3 3系统论与产品设计3 3 2产品设计系统的特性 1 产品设计系统的整体性产品设计的整个过程包括了设计 生产 销售等环节 构成一个系统 在这个系统中 设计 生产及销售是不能被孤立开来的 首先 设计时应该充分考虑到生产工艺的可行性 其次 在设计构思时不得不了解市场需求 以便为将来的销售做好准备 设计 生产 销售三者是动态变化的 随着时间的推移 人的思维方式 生产工艺和材料 消费者的需求都在不断地变化发展 能够运用系统观念从整体上把握三者将有助于我们设计出好的产品 1 整体性 3 3系统论与产品设计3 3 2产品设计系统的特性 2 产品设计系统的层次性在产品设计系统中 设计 生产 销售3个要素又分别构成3个不同的子系统 这种产品系统的层次性表现出来的是作为系统整体的客观世界系统在发展中的连续性和间断性的统一 时间与空间的统一 也是系统发展得以实现所必须采取的方式 是系统发展遵循某种优化途径的结果 返回目录 2 层次性 3 3系统论与产品设计3 3 2产品设计系统的特性 3 产品设计系统的稳定性在产品设计中 我们要对所开发的产品进行 定位 随后所有的工作围绕着这一 定位 而展开 无论是构思 还是产品形态 所用材料 工艺特点 乃至功能结构 人机特点等 设计中所有的子系统违背了这一 定位 就需要修改 而修改的前提和目的是一致的 即保持产品设计系统的稳定性 系统的整体稳定性不是指系统中个别要素 个别部分 个别层次的稳定性 而是指系统整体的稳定性 3 稳定性 3 3系统论与产品设计3 3 2产品设计系统的特性 4 产品设计系统的目的性设计的开始阶段都有设计定位 甚至确定设计目标系统的过程 这就是系统目的性原理的运用 系统设计科学地确定目标是实现目标的重要前提 产品设计中的设计定位是设计活动开展的前提 决定了整个设计活动所要达到的目的 这一目的实现是由设计系统中各子系统相互之间的配合来共同完成的 设计准备阶段对设计定位理解得不透彻 资料准备得不充分 将影响后面的设计构思 而设计深入和设计完善阶段分析得不够到位 即使有充分的准备也难以实现预期的目标 4 目的性 3 3系统论与产品设计3 3 2产品设计系统的特性 5 产品设计系统的开放性在设计系统中 各子系统要不断地与市场环境进行信息交流 善于观察生活细节 吸收新的 能量 在设计准备阶段要密切不间断地关注新的信息 包括产品相关信息 消费者的需求信息 在设计深入阶段和完善阶段更要关注新材料 新工艺 新技术等相关的最新信息 甚至是人们的文化价值观 以及全球政治经济的发展变化 5 开放性 3 3系统论与产品设计3 3 2产品设计系统的特性 6 产品设计系统的动态性产品设计系统的动态性是指系统方法的历时性 由于系统内部构成要素 或子系统 之间的相互联系 相互制约 相互作用 以及系统与外部环境不断地进行物质 能量 信息的交换 从而系统自身是动态的 系统只有在上述内外环境交互作用的过程中才能维持稳定的状态并发挥系统自身的作用 设计师不能把设计对象看成是静态的 死系统 或 死物质 而应看成是动态的 活系统 6 动态性 3 3系统论与产品设计3 3 2产品设计系统的特性 7 产品设计系统的突变性产品设计中的系统突变性在产品设计的初步有充分的体现 设计构思的过程是大脑思维根据现实资料相关信息进行再加工的过程 创造性思维的培养需要有大量的资料作为基础 素材的积累加上大脑的思维就会有一个量变到质变的飞跃过程 7 突变性 3 3系统论与产品设计3 3 2产品设计系统的特性 7 产品设计系统的突变性 7 突变性 思维突变飞跃的过程 3 3系统论与产品设计3 3 2产品设计系统的特性 8 产品设计系统的相似性在产品设计过程中 产品形态的借鉴 仿生 产品部件机构的借用 产品功能的组合以及产品设计风格的形成等 都是系统相似性的应用 产品设计系统的相似性并非只是指系统实体意义上的相似性 也可以指关系意义上的相似性 因此 相似性可以不仅仅是几何结构意义上的可见的相似性 也可以是功能意义上的非实体的相似性 8 相似性 3 3系统论与产品设计3 3 2产品设计系统的特性 8 产品设计系统的相似性 8 相似性 3 3系统论与产品设计3 3 3产品系统设计思想 系统设计思想主要表现在解决设计问题的指导思想和原则上 要从整体上 全局上 相互联系上来研究设计对象及有关问题 从而达到设计总体目标的最优和实现这个目标的过程和方式的最优 产品设计要在技术与艺术 功能与形式 宏观与微观等联系之中寻求一种适宜的平衡和优化 片面地研究某一侧面并加以过分的强调都必然导致设计的偏差 孤立地追求造型形式或技术功能的最优并不一定能保证产品整体的最优 系统论的最优化原理告诉我们 整体大于部分之和 一个产品及其有关问题并不是相关要素的简单相加 只有协调好各元素之间的关系才能充分发挥其作用 3 3系统论与产品设计3 3 3产品系统设计思想 产品设计具有特定的目标与使命 与其有关的各个子系统 如功能系统 人 机 环境 系统等 均以整体的全系统的目的与使命作为确定自身目标的依据 没有达到整体目标的设计 无论其各个局部或子系统的经济性 审美性 技术功能等多么优秀 从系统论的观点看则是失败的 产品设计的完善需要有一个发展过程 整个设计过程是一个动态的过程 并通过设计因素间的信息传递而相互调整和修正 因此 对整个产品设计过程而言 在安排过程和其他设计管理时 也要应用系统的思想和方法加以处理 使设计进程高效 合理 科学 3 3系统论与产品设计3 3 3产品系统设计思想 在学习和应用系统论时 应克服一种错误的思想 即认为系统论的理论和方法是一种科学的手段 因而会排除知觉和直觉 其实 系统论所强调的观念并不排斥创造性的思考和直觉的判断 而是十分需要发挥自觉和感性的思维方式的优点以丰富和完善系统论的实用价值 使理性与直觉判断相结合 相互促进 由此推动设计的进步 科学的 系统的设计方法与直觉的 感性的构思方法在产品设计中可以而且应该是共存互促 融合汇流的 在一定的情况下 一个优秀的设计师的直觉往往比理性的分析更准确和快捷 更能产生充满创造性的设计 3 3系统论与产品设计3 3 4产品系统设计思路 通过对产品系统设计原理的分析 产品系统设计的思路主要体现在以下几个方面 整体设计 即为达成某一潜在的商业目的而进行的跨行业的统一调配行为或跨学科的多元系统的创造与组构 系统是由具有有机联系的若干事物为实现共同特定的功能和目标的集合 通过系统的整体协调行为来实现系统功能 通过强烈制式化的人造物系列的创造进行形态语义的统一 3 3系统论与产品设计3 3 4产品系统设计思路 3 在产品开发中 系统设计强调产品必须与市场的销售状况保持协调与平衡 以产品附加值形成的局部最优达到产品总价值的全体最优 从而增加产品的竞争力 4 设计 生产 市场的时空观念不再成为产品设计中的障碍 产品设计的全过程都将在开放变化的时代大环境中受高科技的影响而完成 并实现 真正的个性化 5 将人造物作为系统来进行研究 进而实现它的优化设计 必须对系统设计的理论有全面 系统的了解 3 4产品设计中的系统分析 一个产品的系统设计包括系统分析与系统综合两个方面 系统分析是系统综合的前提 通过分析 为设计提供解决问题的依据 加深对设计问题的认识 启发设计构思 没有分析就没有设计 但分析只是手段 对分析的结果加以归纳 整理 完善和改进 在新的起点上达到系统的综合 这才是目的 3 4产品设计中的系统分析3 4 1系统分析的概念及意义 1 系统分析概念就是为了发挥系统的功能及达到系统的目标 利用科学的分析方法和工具 对系统的目的 功能等问题进行周详的分析 比较 考察和试验 从而制定一套经济有效的处理步骤或程序 它是一个有目的 有步骤的探索和分析的过程 为决策提供所需的科学依据和信息 所谓系统分析 3 4产品设计中的系统分析3 4 1系统分析的概念及意义 2 系统分析的意义系统分析的意义在于下层系统以达成上层系统的目标为任务 横向各分系统必须用系统总目标来协调行动 各附属新系统要为实现系统整体目的而存在 系统分析的重要意义还表现在系统分析不是最终目的 最终目的是为系统决策服务 因此 系统分析应为系统决策提供各种分析数据 各种可供选择方案的利弊分析和可行条件等 使决策者在决策之前做到心中有数 有权衡选择 比较优劣的可能性 从而能提高决策的科学性和可行性 系统分析意义 3 4产品设计中的系统分析3 4 2产品系统分析步骤 产品设计活动是一个复杂的 多层面的活动 一件产品本身就是一个大的系统 构成产品的各个部分按照不同的功能或作用又构成相应的子系统 在进行设计分析时 要依据系统论的思想 有计划 有步骤地对产品系统及其子系统进行分析 3 4产品设计中的系统分析3 4 2产品系统分析步骤 1 明确问题与确定目标当一个有待研究分析的问题确定以后 首先 要将问题做系统的合乎逻辑的阐述 其目的是确定目标 说明问题的重点与范围 以进一步分析与研究 其次 要进一步研究问题所包含的因素 以及因素间的联系和外部环境的联系 把问题界线进一步划清 由于实现系统功能的目的是靠多方面的因素来保证的 因此系统的目标也必然有若干个 而一项目标的本身又可能由更小的目标集组成 在多项目标的情况下 要考虑各项目标的协调 防止发生抵触和顾此失彼 在明确目标的工程中 还要注意目标的整体性 可行性和经济性 3 4产品设计中的系统分析3 4 2产品系统分析步骤 2 搜集资料 探索可行方案资料是系统分析的基础和依据 资料收集通常多借助于调查 实验 观察 记录以及引用外国资料等形式 在问题明确之后 就要拟定解决问题的大纲和决定分析方法 然后依据已有的有关资料找出其中的相互关系 寻求解决问题的各种可行方案 3 4产品设计中的系统分析3 4 2产品系统分析步骤 2 搜集资料 探索可行方案备选方案具有的特性 创造性 方案在解决问题上应有创新精神 新颖独到 先进性 方案应采纳国内外最新科技成果 并结合国情 多样性 应从不同角度构思方案 提出解决问题的方法 强壮性 在受到干扰的情况下持续维持正常结果的程度 适应性 目标有修正甚至完全不同的情况下 方案仍能适用 可靠性 系统在任何时候正常工作的可能性 可操作性 方案实施的可能性 3 4产品设计中的系统分析3 4 2产品系统分析步骤 2 搜集资料 探索可行方案备选方案具有的特性 3 4产品设计中的系统分析3 4 2产品系统分析步骤 3 建立模型为便于对各种可行方案进行分析 应建立产品三维模型 通过对模型的构建和解析 揭示系统的内在联系及其与环境间的因果关系和交互情况 并借助模型或动画演示预测每一方案可能产生的结果 求得相应于评价标准的各种指标值 根据其结果定性或定量分析各方案的优劣与价值 3 4产品设计中的系统分析3 4 2产品系统分析步骤 4 综合评价利用模型和其他资料所获得的结果 将各种方案进行定性与定量相结合的综合分析 显示出每一种方案的利弊得失和效益成本 同时考虑到各种有关的无形因素 如政治 经济 科技 环境等 以获得对所有可行方案的综合评价和结论 评价结果应能推荐一个或几个可行方案 或列出各方案的优先顺序 可交由决策者进行进一步的选择和决策 3 4产品设计中的系统分析3 4 2产品系统分析步骤 5 检验和核实以试验 试运行等方式检验所得到的结论 提出应采取的最佳方案 在系统分析过程中 可以利用不同的模型 在不同的假设条件下对各种可行方案进行比较 从中选优 获得结论 提出建议 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 设计子系统分析的主要内容有 收集与整理资料 开展环境分析 进行目的分析 明确系统的目标 要求 判断其合理性 可行性与经济性 剖析系统的组成要素 了解它们之间的相互关系及其与实现目标间的关系 结构分析 提供合适的解决方案集 塑造模型 仿真分析和模拟试验 经济分析 计算各方案的费用与效益评价 比较和系统优化 提出结论和建议等 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 1 设计准备阶段分析资料整理及分类在产品设计中是十分重要的一环 在设计之前 首先应将问题分析清楚 再根据分析的结果按一定方向收集一切有关的资料 收集资料必须要明确目标 对于不同的设计对象或不同的设计问题 应收集不同的有关资料 概括起来 设计资料包括 设计环境 科学技术发展 消费者 市场 企业生产制造等多方面的内容 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 1 设计准备阶段分析在获取有关的资料以后 就要按课题需要选择系统的分类方法 将信息分类整理出来 产品设计中 最适用的是表格和图像等视觉化处理的方法 资料分类方法有两种 演绎方法 归纳方法 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 1 设计准备阶段分析按二分法逐层推进 每次推进分一大类 二小类 在一堆资料中 先找寻一个重要的性质作为分类的基础 一类为具有此性质者 一类为不具备此性质者 如此不断分类 就能得到一个资料系统 演绎方法 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 1 设计准备阶段分析当资料的性质并不明显 而且互有交叉 如一资料含有A B C这3种性质 这3种性质不好判断何者最为主要 此时不能用演绎的方法 而应采用归纳的方法 归纳方法 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 1 设计准备阶段分析 1 分析事物的性质 比较异同 看哪些是相同或相似的 哪些是不同的 2 研究它们的关系 确定分类的标准 看根据哪一点或哪一性质来划分 把资料分为几类才合适 3 相同的归纳起来 相似的放在一起 逐一分成许多门类 依次整理为资料系统 在分类完成以后 要采取适当的形式把分类情况表达出来 以便于查找 同时 尽可能把分类后得到的信息情况用视觉化的方法表现出来 资料分类的程序 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 2 设计初步分析在完成产品资料收集分析的基础上 短时间内确定设计目标 即产品定位 并提出构思方案 这是设计初步的工作任务 系统的思想和方法有助于协助设计者做出正确的判断选择 其实施的程序如下图所示 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 2 设计初步分析 分析步骤 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 2 设计初步分析分析步骤 1 确定主要设计因素 可由设计师来控制的因素 不由设计师来控制的因素 设计中特殊问题的独立因素 2 确定各因素间的相互关系 3 预估各因素的影响范围 4 确认相关因素的限制条件 5 调整各因素的影响变化范围 6 选择最佳的设计组合 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 2 设计初步分析具体步骤 案例分析 灯饰设计步骤 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 2 设计初步分析具体步骤 1 确定主要设计因素 这个设计问题中的主要因素有 可由设计师来控制的因素 灯泡瓦数 尺寸比例 形态色彩 材质 光照角度 不由设计师来控制的因素 使用场地 使用方式 光照效果 设计中特殊问题的独立因素 使用场地面积 使用场地气氛 返回目录 案例分析 灯饰设计步骤 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 2 确定各因素间的相互关系 灯泡功率 光照角度与光照效果成比例关系 灯泡瓦数越大光照效果越好 光线与人眼视平线夹角越小 光照面积越大光照效果也越好 材质越透明光照效果越好 形态上灯顶部有把手 则在使用方式上可提可挂 使用面积越大光照效果越不好 尺寸比例与使用场地有关 尺寸大可放在地上使用 尺寸小则可放在桌上使用或当吊灯使用 3 预估各因素的影响范围 灯泡可用稀有气体灯或白炽灯 功率从几瓦到几十瓦不等 光照角度从0 到90 等 返回目录 案例分析 灯饰设计步骤 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 4 确认相关因素的限制条件 光线与人眼视平线夹角越小 灯光直射人眼的可能性越大 因此光线与人眼视平线夹角不能太小 但夹角越大各照明面积越小 5 调整各因素的影响变化范围 调整灯饰的材质越透明 照明效果越好 照明范围越大 灯光亮度的调节可改变照明场地的氛围 照明面积和使用效果 6 选择最佳的设计组合 改变相应因素的范围 形成一个合适的区间后就得到了一个最佳设计组合 案例分析 灯饰设计步骤 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 7 确定设计目标 设计半透明材质 尺寸比例较大的落地灯 设计透明材质 尺寸比例中等 顶部有把手 方便携带的灯 设计半透明材质 功率较大 光线与人眼视平线夹角较大 客厅用的吊灯 设计半透明材质 功率较大 光线与人眼视平线夹角较大 可调节亮度 餐厅用的吊灯 设计透明材质 功率较大 可调节亮度 尺寸比例较小 顶部有把手 放在桌上的台灯等 案例分析 灯饰设计步骤 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 3 设计深入阶段分析在设计深入阶段 迫切要求设计者在满足给定条件的前提下提出最佳的设计方案 包括最合理的参数 最好的工作性能 最美的产品形态 最低的成本等 这就提出了设计最优化问题 解决最优化问题所用的方法称为优化方法 又称优化设计 这里所谓的 设计 实际是指研究和寻求最佳解决问题的方案 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 设计的质量主要指标 1 稳定性可理解为功能和结构的长期有效性及在下一次的更新换代前保持其先进性与竞争性 2 准确性可理解为预期目标与现实状况的近似程度 准确性体现在两个方面 一是设计目标定位是否与消费者的需求一致 能够做到适销对路 另一个方面体现在设计目标定位确定后 是否在设计深入阶段真正做到 最优化 设计 以使最终设计方案与设计目标一致 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 设计的质量主要指标 3 快速性可理解为产品设计周期 产品设计周期与产品生命周期是密切联系的 产品生命周期指产品从设计开发到投放市场 直到它失去竞争力 在市场上被淘汰为止的整个运行过程 一般分为5个阶段 设计研发阶段 即产品设计周期 产品市场导入阶段 市场成长阶段 市场成熟阶段 市场衰退阶段 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 设计的质量主要指标 3 快速性理想的产品生命周期形态一般具有以下特征 产品设计开发期短 新产品研制开发费用较低 导入期和成长期短 产品销售额和利润迅速增长 很快进入高峰 这意味着在产品生命初期即可获得最大收入 成熟期可以持续相当长的时间 这实质上延长了获利期和利润数额 这一趋势对企业极为有利 衰退期非常缓慢 销售和利润缓慢下降 而不是突然跌落 使企业措手不及 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 设计的质量主要指标 3 快速性企业在市场上推出新产品时 可以根据影响每一阶段长度 时间 的因素来预测产品的生命周期形态 例如 在设计开发阶段 不同类型产品会有很大差异 譬如 新型纯净水瓶 新型家具 灯饰等 只需在原有产品基础上进行某些革新改进 不需要很长的开发设计时间 投入的费用也较少 因而可能很快经过导入期 而高技术产品研制开发期较长 成本工程费用也很高 因而会以缓慢的速度经过导入期 如汽车 高科技产品等 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 4 设计完善阶段分析设计完善阶段主要进行细节的调整以及产品可靠性研究 可靠性是衡量产品质量的主要因素之一 是指产品或元件 部件等在规定的条件和规定的时间内完成规定的功能的能力 规定的时间 是可靠性定义中的重要前提 一般说来 产品的可靠性是随时间的延长而逐渐降低的 所以 可靠性是对一定的时间而言的 规定的条件 通常是指使用条件 环境条件和操作技术等 不同的条件下 同一系统或产品的可靠性是不一样的 规定的功能 通常用产品的各种性能指标来描述 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 4 设计完善阶段分析影响系统可靠性的因素 1 系统所能完成的功能容量与精度 主要功能参数变动范围 功能增加将导致可靠性下降 功能参数精度要求得高 也将减低系统的可靠性 2 系统工作要求的寿命及外界条件的干扰 可靠性意味着要在全部外界条件变化与干扰下正常工作 完成系统的功能 3 组成系统的结构与元件的质量 系统是由许多分系统 子系统和元件组成的 它们的可靠性以及相互间的构造关系将影响整个系统的可靠性 要保证一定的可靠性 往往需要在重量 成本 功率 备份等方面付出一定的代价 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 4 设计完善阶段分析提高可靠性的途径主要包括从设计方面看 1 人机系统综合考虑 2 简单性与冗余性辩证分析 3 原材料与零部件有机选配 设计 加工 使用维修 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 4 设计完善阶段分析 1 人机系统综合考虑 设计时要考虑人与机的特性 搞好功能分配 同时要考虑轻便 灵活 舒适宜人 不易失误等 而且要考虑环境因素 2 简单性与冗余性辩证分析 一般来说 越简单越可靠 但也不尽然 过于简单反而不可靠 如省略了联动 互锁 保险 限位等机构系统就不安全 越复杂当然不是越可靠 只要有必要的冗余件即可 片面追求 复杂新颖 以示 高级水平 是不可取的 如图3 25所示 设计 加工 使用维修 3 4产品设计中的系统分析3 4 3设计子系统分析 4 设计完善阶段分析 3 原材料与零部件有机选配 原材料与零部件并非越高级越好 主要取决于部位的重要件与特性 含油轴承在高速轻便的旋转运动中的可靠度要比滚针轴承高 也不一定寿命越长越好 如果一项产品更新周期为5年 则所有的零部件 原材料的寿命就不应超过这个寿命太多 否则产品已报废许多零部件却完好 造成资源浪费 设计 加工 使用维修 3 4产品设计中的系统分析3 4 4产品系统分析过程 把设计对象及有关问题看做是系统 对这些系统的构成元素的联结关系进行认识和解析 在此基础上进行设计构思 经过反复的分析 综合和评价 直到得到满意的结果 3 4产品设计中的系统分析3 4 4产品系统分析过程 系统的分析和综合是系统论的基本方法 系统分析就是为使设计问题的构成要素和有关因素能够清晰地显现面对系统的结构和层次关系进行分解 从而明确系统的特点 取得必要的设计信息和线索 系统综合是根据系统分析的结果 在经评价 整理 改善后 决定事物的构成和特点 确定设计对象的基本方面 产品设计涉及功能 经济性 审美价值等很多方面 采用系统分析和综合的方法进行产品设计 就是把诸因素的层次关系及相互联系等了解清楚 发现问题 解决问题 按预定的系统目标综合整理出对设计问题的解答 3 4产品设计中的系统分析3 4 4产品系统分析过程 分析和综合只是相对来说的 一般来讲 分析 先于 综合 对现有系统可在分析后加以改善 达到新的综合 对于尚未存在的系统 可收集其他类似系统的资料通过分析后进行创造性设计 达到综合 对于系统分析和系统综合而言 要求把分析和综合的方法和系统联系起来 要从系统的观点出发 用分析和综合的方法解决设计中的有关问题 为产品设计提供依据 3 4产品设计中的系统分析3 4 4产品系统分析过程 系统作为许多分系统和组成要素的集合 常常是较为复杂的 除了要在整体上把握系统的特性外 还应对其进行解析 把大系统分解为若干分系统 分系统也可进一步分解 这样就有利于对分系统用以往的经验和知识来分析和处理 把复杂问题条理化 简单化 最简单的系统分解是结构要素的分解 分解不只适用于设计对象本身 设计中的许多方面都可以用系统的观点来认识和解析 比如系统目的的明确化 系统的评价 系统研制进程的安排等 不管多么复杂的问题 都可以通过分解达到条理化 这种情况的分解如同结构上的分解一样 不仅是平面的分解 立体的分解也很多 3 4产品设计中的系统分析3 4 4产品系统分析过程 在分解时 有两点是应该注意的 一是分解的程度应适当 过细不仅花费精力 还使系统综合变得困难 过于粗略则不利于分析 因此 分解为分系统的数目问题值得注意 二是选择好分解的位置 应在分系统间联系最少处 以免各分系统分析时的干涉过多 在系统论中 分解的概念是十分重要的 分解也是一种分析方法 3 4产品设计中的系统分析3 4 4产品系统分析过程 系统分析是一种有目的 有步骤的探索与分析过程 在这个过程中 设计 分析人员从系统长远的和总体最优出发 确定系统目标与准则 分析构成系统的各层次子系统的功能及相互关系 以及系统同环境的相互影响 然后 在调研研究 收集资料和系统思维推理的基础上产生对系统的输入 输出及转换过程的种种设想 探索若干可能的方案