家具造型设计与标准化的关系.doc

家具造型设计与标准化的关系格罗皮乌斯在他的名著新建筑与鲍豪斯中所说：“标准化并非文化发展的一种障碍。相反，倒是一种迫切的先决条件。因此，最后结果应当是最大限度的标准化与最大限度的多样化的愉快协调的结合。” 家具是一种工业产品，其造型设计是以现代工业化、信息化的生产方式为前提的，而家具造型设计中最重要的结构设计的标准化正是这种生产方式得以实现的先决条件，因而家具造型设计与标准化有着不可分割的关系。可以说，在现有生产技术、顾客需求、营销模式以及产品生命周期的条件约束下，离开了标准化设计和管理的条件，家具造型设计必将失去生命力。标准化的诞生和发展史就是这一论断的最好诠释。工业化生产是标准化产生的原动力，随着工业化、信息化的发展，工业造型设计对标准化也提出了更高、更广的要求，它们之间的联系也日益紧密。 然而现状是许多家具设计师却忽视了家具造型设计与标准化之间的联系，甚至根本就没有标准化的意识，只是注重外形的造型设计，而很少考虑如何在不影响功能、审美的前提下，设计出最大限度省料，结构上又便于应用32mm系统制造设备快速加工的家具零部件，同时在互换性、组合性、拆装性方面具有优势的包装、运输成本低的家具，使我们的设计不仅低效、高耗、周期长、更新慢，而且设计还难以顺应工业化、信息化的要求，从而失去了快速、持续的创新能力。 因此，针对这种现状，研究如何处理家具造型设计与标准化之间的关系就显得十分必要。下面，我们顺着思维的路径去认识这个问题。 什么是标准化？ 所谓标准化，是指在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的活动。从其内涵可以看出，所谓活动主要包括：制定、发布及实施标准，改进产品、过程和服务的适用性，防止贸易壁垒，实现技术合作。因此，标准化被世界各国公认为是“一门重要的工程与技术科学的基础学科”。 标准化是在艺术设计和人体工程学领域中帮助贯彻统一原则的有效手段，它对产品质量提出了准确和严格的要求。标准化既可以只是局部的个别的单项统一规定，也可以是全面的、系统的统一规定，如与产品标准相关的原材料标准、零部件标准、工艺装备标准、配套产品标准、生产过程的工艺标准以及其他基础标准等等。 标准化的基本原理是什么？ 标准化的基本原理通常包括以下六个方面: 1) 统一化原理。即把一些分散的、具有相关性、重复性、共同性特征的事物加以科学的归并，使它们在一定范围内达到统一。 2) 简化原理。即去劣存优、化繁为简，将多余的品种、规格、型号简化掉，保留并发展合理的品种规格系列。 3) 互换性原理。即尽可能使各种零部件的尺寸、形状、性能、作用接近一致，彼此可以互相替换。 4) 协调原理。即可能把各专业、部门、企业、环节间的相互技术联系或技术特性关系用标准统一起来，实现各方面的合理的联接、配合与协调。 5) 选优原理。即按照一定的目标，在一定的限制条件下，对实现目标的各种方案进行最佳选择。 6) 阶梯或动态过渡原理。即既要使标准在技术上先进、合理、又要保持其相对稳定性(适用期)，使原有的标准在稳定中不断完善和发展，一步一步地在动态中上升。 家具造型与标准化有什么样的关系？ 家具设计的主要任务是造型。所谓造型，就是利用一定的材料、使用一定的工具和技术为一定目的而创制的结构。设计的本质和特性必须通过一定的造型而得以明确化、具体化、实体化，即将设计对象化为各种草图、示意图、蓝图、结构模型和产品等等通过艺术的形式、物态化方式展示和完成设计的目的。设计在一定意义上是作为艺术的造型设计而存在和被感知的，既是一种“形式赋予”的活动。 在家具造型活动中，结构是最重要的，它是产品功能的载体，没有结构就没有产品的存在，因而也就失去了家具设计的价值和意义，因此，家具造型的标准化实质上主要就是结构的标准化。结构有层次性、有序性、稳定性等特点，为了达到和保证这几个特点，就必须对产品结构进行标准化，否则很难实现结构的这几个特点。 从家具造型设计的要求出发，产品结构的标准化包括以下几方面: 1.材料规格的标准化。以制造家具的主要材料人造板为例，可包括刨花板、中密度纤维板、胶合板、细木工板以及各种贴面装饰板等。每一种材料在厚度、幅面尺寸上都有一定的标准，如MDF，其幅面尺寸一般为4 8、6 12，厚度一般为：2.5，2.8，3，4.8，5，6，9，12，15，16，18，25（单位：mm）。其他如玻璃、铝合金和五金连接件等，都有相关严格的标准。 2.孔洞尺寸和连接系统的标准化。如板式家具的制造体系32mm系统的理论就是一个孔洞尺寸和连接系统的标准化很典型的例子。对于板式家具实现“部件及产品”的过程中，板块上几乎所有的系统孔和结构孔的孔间距都为32mm，因此几乎九大类的五金连接件的孔位设计也是严格按照32mm系统进行设计的，同时它的制造设备也是按照这一体系进行设计制造的，从而实现了从材料到设计、从连接件到设备的统一结构设计的标准化，也因此实现了板式家具高效、快捷、系统化、通用性的特点。 3.美学目的的结构与装配件的标准化。可包括对接合面掩饰方式的标准；关于形状尺寸、框架、附件和底座布局的标准等等。如用于家具装饰的各种造型的木线条、金属装饰件等，用于家具结构和装饰用的拉手、封边条、表面装饰板、办公椅的底座等，都属于美学目的的结构与装配件的标准化范畴，其规格、结构、外形等都有一定的标准。 4.辅助系统及其安装，包括管线的敷设装置、安全系数并包括能够确保产品外观整洁和易为人们接受的设计准则的标准化。如划分办公空间的屏风上，都有标准的放置管线的装饰嵌条，还有办公桌面和背板上用于穿入电话和电脑接线的管孔卡座，也都是标准产品。 5.控制器，包括控制面板布局、旋钮、视觉指示器与警报装置的标准化。这些结构的标准还必须按照人机工程学的要求，并对其视觉上的美学效果进行周密考虑后确定。如宾馆家具床头柜望板上的各种控制器，都按照一定的规范和功能进行设计。 6.热处理与表面装饰，包括对适合某种操作方式的色彩选择的标准化。如材料的干燥，零部件的弯曲，家具表面的各种涂饰方式、覆面方式等，也都要符合一定的标准。 7.基本零件，包括螺钉、螺栓、圆棒榫、铰链、滑道等的标准化。并同时考虑其美学与人机工程的因素。 8.文字、符号与标准形式的标准化。 标准化与家具个性化又有什么样的关系？ 人们对于产品造型的要求往往是多样化的，这就是标准化与个性化矛盾产生的原因，也由此使美学和标准化的关系问题成为当代技术美学中的难题之一。著名的英国物理学家乔治汤姆逊认为，大自然进行着大批量生产，这种生产是科学真理中最深刻的真理。有人把大自然比作巨型宇宙工厂，它源源不断地提供 “大批量生产”的产品如人、鸵鸟、鳄鱼和松树等。这些大批量生产的“产品”确实是独特的系列，都仿佛由同样的标准件组成。然而，每种标准件又都是严格个性化了的。世界上没有绝对雷同的人、鸵鸟、鳄鱼和松树，大自然所制造的一切既符合标准又纷繁多姿。 在家具生产中，能不能像自然界一样通过批量生产制造出具有个性特征的标准产品呢？在将来发明了新的调和级数、模数系统、新的设计和装配方法以后，可能性是显而易见的。现阶段，为了适应和满足多元化的社会需要，现代化的设计和生产必须在实行标准化的同时，尽量贯彻多样化、多层次的原则。这就是说，现代化的生产应该是一种具有个性特征的标准产品的大规模自动化的批量生产。因此，在标准化的原则中，便不能不同时考虑灵活性、可变性、弹性、可扩展性、可发展性、可组合性等等一系列因素。理想的、完美的工业产品，一方面具有科学的标准化的整体特征，另一方面，又同时具有广泛的个体化的灵活性，在系列中显现出多姿多彩、千变万化的特点，能够满足多种多样的需要。有的人把标准化构件比喻是乐谱中的“音符”，由这些基本音符组成音节，再由不同的音节构成不同风格、不同体裁、不同样式的形形色色的音乐作品，即构成系统的标准化的丰富多样的产品。 我们前面说过：标准化大批量生产，有利于采用先进工艺、高效率的专用设备和自动化设备，有利于组织专用流水线生产；这些优点不仅有助于改进质量、降低成本，还能满足成品在视觉上的一致性。但不利的是其产品一经定型生产，不容易更改，故也容易造成产品的单一、“千僧一面”的局面。一旦市场需求发生变化，企业难以及时掉头，从而成为工业造型设计能否顺利发展的一大障碍。 而生产批量小，从投资经济性角度考虑，通常不宜配置专用的工艺装备和设计专门的流水线，而主要采用通用设备和通用工艺装备，组织工艺专业化的工段、小组进行生产，即采用所谓的“柔性生产方式”。由于采用通用设备生产，虽然企业容易适应产品改型、创新的需要，但需增加设备、工艺装备的调整时间，降低了生产效率，导致产品成本增加，成为阻障新产品开发的另一个障碍。 多品种、小批量的生产方式已成为当今制造业发展的主要趋势。以机械制造业来说，有资料表明在工业发达的国家，如美国、日本的企业中，早在上世纪九十年代，已有75%至80%的产品是以中小批量生产方式制造的。这就给我们提出了标准化（即大批量生产的基础）如何与个性化（即多品种的问题）完美统一的问题。如何达到标准化和个性化统一？ 为了达到标准化和个性化的统一，在制造标准件时应遵循的原则是:艺术设计领域中的大批量产品，应该通过有限的标准件制作出来；按照某种严格的系统把标准件互相结合时，必须生产出新的优质产品和各种不同的物质客体，同时达到最大限度的效用和美感。在实现标准化和个性化统一的过程中，我们可以采用如下的几种行之有效的方法和技术进行实施： 1.使用成组技术 成组技术（Group Technology,GT）是识别、开发和利用制造系统的相似性，以优化制造过程和取得高经济效益的技术。成组技术打破了产品间的界限，充分利用不同产品的许多零件在结构与工艺上的相似性和继承性，形成同族(同组)零件的“叠加批量”或 “成组批量”。将多品种、中小批量的生产也能像大批量生产方式一样采用先进技术，提高设备的专用化程度。由于成组技术的这一特点，使企业仍能以大批量的稳定生产方式来适应多样性、多变性的市场，又取得了经济效益。为配合成组技术的全面实施，首先在设计中就要应用成组技术，这就给工业造型设计提出了新课题。这里，美学的变化中求统一的原则可给予设计很大的帮助。运用这一原则可赋予产品的零部件以更大的相似性。 根据成组技术原理，我们知道一个产品中20%左右的零件是标准件，70%左右的零件是相似件，只有10%左右的零件是专用件。当制造系统的范围向全国、全球扩大时，相似件和标准件的比例还要增加，专用件的比例则进一步下降，从而可以采用高效、成熟的技术，以大批量的成本制造单件的产品。 1995年德国开始的“制造2000”的研究计划，其研究重点之一是产品结构和方法模块化。德国人认为：不断增长的品种和零部件的多样化的问题应通过产品结构标准化和标准的大力推广应用以及参数化方法得到解决。产品结构标准化也将通过成组技术得以实现。 2.进行模块化设计 “模块”（Module），与积木同义。经巧妙设计的积木，能让儿童在动手动脑中获得游戏快乐的同时，展现出造物的天赋。而经巧妙设计的“模块”，则能让企业以最低的成本和最高的定制水平，及时地满足用户个性化的需求。而且只需运用 “模块”重构，便能适应市场变化。 “模块化”的意义虽已显见，但企业在设计开发之初，还应搞清一些基本的概念。例如，“模块”的两个基本特征：一是须有通用性。一个模块至少应在两处以上有用武之地，多多益善；二是须有通用的接口，至少同一功能的不同模块，接口相同。如板式家具各种模块的接口都采用32mm系统的孔位设计，因而无论怎样组合，都易于实现。 提出模块化设计的概念和方法，使我们能够从“零件级”登上“模块级”来面对个性化选择，这样的新思路，确实很有诱惑力。模块化设计的一种主要方法是将同属一种功能的不同模块单元按某种秩序组合起来。例如板式家具中的柜类设计，它的储存功能就是按照某种规则将各种存储单元有次序地组合而成的。但若过分拘泥于标准单元模块的规整结合，又会产生过于强烈的秩序感，而使造型过于统一，显得呆板。因此，如果在上述过于严谨的系统中引入即使很小的变化，如家具拉手的变化，在门板上或抽屉面板上应用一些装饰线型，采用不同的封边条以及使用不同的色彩搭配等，都会有助于提高产品视觉鉴赏性。这是在模块计中应予注意的一个问题。 另一种模块化设计是将具有不同功能的模块结合在一起，可提供不同的用途。如带按摩、能摇摆、可调节椅背角度并有遥控功能的视听沙发，它就是由各个不同的功能模块，如按摩功能模块、摇摆功能模块等按不同方式组合的整体单元，以满足各种不同的需要。这样的单元模块既能单独使用，又能组合成系统。这是目前产品设计的一种趋势。 3.要正确确定和应用模数网格 模数是指在某种系统（构筑物或制品）的设计、计算和布局中普遍重复地应用的一种基准尺寸，如建筑上使用的砖。家具设计与制造的模数主要是32mm，其模数网格就是以32mm为基本单位建立起来的。无论是板块设计，还是孔位加工和安装，都是以次为依据进行的。通常模数网格的尺寸越小，模数尺寸的级配越多，设计的灵活性也就越大，但物件规格也相应增多。反之，模数尺寸加大，构件规格减少，但设计的灵活性却受到限制。因此，在进行标准化的过程中，按照不同产品的需要，正确确定模数网格，是使标准化和个性化完美结合的重要条件，同时也是实现使基本定型单位块体增加互换、调位、错动和纵横排列的重要基础。 4.选择协调关系良好的参数，利于标准化和多样化 任何一种产品都有反映它的一系列技术特性的参数。这些参数不仅同该种产品的特性有关，而且还同与该产品相关的一系列产品的技术特征有关。因此，选择协调关系良好的参数，有利于标准化和多样化。在产品的参数设计时，选用优先数系，它可以提供一种经济合理的数值分级制度，可简化、统一品种规格，可以满足较密和较疏的分级要求，保证了尺寸的可分性和迭加性，有利于构件的互换和发展，从而为标准化体系的多样化创造条件。 5.采用大规模定制生产（Mass Customization，简称MC） “大规模定制，是一场静悄悄的革命。”Erick Schonfeld在财富杂志中如是说。大规模定制是一个合成词，亦被称作“批量客户化”，从字面上看是相互矛盾的两个概念，既要个性化，又要大批量生产。因此，MC就是一种根据每个用户的特殊需求以大批量生产的成本提供定制产品的生产模式，它实现了用户的个性化和大批量生产的有机结合，以大批量的效益（成本和交货期）进行单件定制产品的生产。MC的概念是：一个企业以很大的批量生产某种产品，但又根据每个用户的各自的需要和兴趣进行产品的变型。 成组技术是通过充分利用产品和制造过程中的相似性，将不同产品中的相似的零部件，甚至零件中的部分结构信息归类处理，形成“成组批量”，从而取得较大效益。大规模定制生产将充分利用现代柔性制造技术，利用CAD和CAM技术，实现批量生产和个性化需求。但是，倘若离开成组技术的思想，不能充分利用以往的信息和知识资源，MC的目标也是无法实现的。缺少成组技术思想支持的CAD系统只能快速地制造混乱。 1997年底，美国乔治华盛顿大学的一个专门小组对新兴技术发展作了预测，认为大规模定制技术是21世纪的85项重要技术之一，它必将代替统治制造业近一个世纪的大规模生产模式。它是一种正在兴起的解决标准化与个性化问题的有效思想和技术。 我们应如何正确认识这个问题？ 从以上的论述中我们深切感受到家具造型设计与标准化的确是息息相关、相互制约的。标准化和多样化、个性化不是对立的，而是互相促进的。在解决个性化和生产的矛盾时，采用标准化是解决问题的基本途径。无论是采用成组技术还是模块化设计，无论是选择参数还是采用大规模定制，他们都是以一定的标准化基础为先决和实施条件的，离开了标准化，一切都无从谈起。同样，它也必须与成组技术、MC、模块化设计等紧密结合，才可能高效地、全面地实现家具造型设计与标准化的完美结合，从而较好地解决个性化与大批量生产的矛盾。 然而，标准化不是绝对的，随着生产的发展、科技的进步，标准化也在不断完善、充实与提高，并且因此而影响产品的性能、尺寸与可靠性、美学与人机工程学方面的性质。为了适应工艺造型设计的发展，产品的标准也应相应变化。例如可以通过运用美学原则，对某些与产品外观影响较大的标准部件、通用件，如旋钮、操作手柄、指示灯、拉手等外观造型加以改进，以提高其美学品质，做到不仅使用方便，而且使标准件、通用件在功能结构方面实现规格化，在色彩、线型风格等方面多样化，以适应个性化需求。此外，也可以运用美学原则，使系统化的产品在造型风格、主体色彩、形体构成等方面实现统一，并形成独特风格，从而加强系列化产品间的内在与外在联系。正如格罗皮乌斯在他的名著新建筑与鲍豪斯中所说：“标准化并非文化发展的一种障碍。相反，倒是一种迫切的先决条件。因此，最后结果应当是最大限度的标准化与最大限度的多样化的愉快协调的结合。”