工業(yè)設(shè)計與機(jī)械設(shè)計關(guān)系分析

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摘要：當(dāng)今，在社會飛速發(fā)展的背景下，科學(xué)技術(shù)也在此大環(huán)境下不斷進(jìn)步。工業(yè)設(shè)計融入了工程與藝術(shù)，能夠有效地為企業(yè)在市場中提高競爭力添磚加瓦。而且隨著社會的不斷發(fā)展和進(jìn)步，其重要性愈加凸顯。文章簡要闡述了工業(yè)設(shè)計與機(jī)械設(shè)計的概念及其主要特征，且重點分析了兩者之間的關(guān)系，為工業(yè)設(shè)計和機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)共同發(fā)展提供了一定的分析參考價值，有利于相關(guān)企業(yè)競爭力的提高。

關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計；機(jī)械設(shè)計；關(guān)系

1工業(yè)設(shè)計概述

工業(yè)設(shè)計與美學(xué)和工學(xué)等學(xué)科密不可分，在工業(yè)革命發(fā)展到一定程度之后，工業(yè)設(shè)計就被分為傳統(tǒng)和現(xiàn)代兩方面。一般來說，傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計把重點放在工業(yè)產(chǎn)品本身，然后再對產(chǎn)品進(jìn)行包裝等工作使得產(chǎn)品具有符合人們審美的美觀度，但是社會與科技是不斷進(jìn)步的，人們已經(jīng)摒棄了傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計模式，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計在新時代的背景下應(yīng)運而生。此種設(shè)計包括了服務(wù)和現(xiàn)代設(shè)計的方式，是在制定好全面合理的方案的前提下，利用特定的手段，向著預(yù)設(shè)的目標(biāo)努力。工業(yè)設(shè)計的最顯著的特點就是涵蓋的知識面廣，綜合性強(qiáng)。在以前，人們經(jīng)常因為其受到較大的局限性而稱之為對產(chǎn)品的外觀進(jìn)行設(shè)計，由此人們還認(rèn)為其與機(jī)械操作聯(lián)系密切。然而，工業(yè)設(shè)計的用途不只于此，還能廣泛應(yīng)用在制造上，這充分體現(xiàn)了它的綜合性。除了工學(xué)和美學(xué)以外，還涉及到了經(jīng)濟(jì)學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科。除此以外，工業(yè)設(shè)計不僅實踐性強(qiáng)，還具有較強(qiáng)的實用性，工業(yè)設(shè)計的產(chǎn)生離不開人們不斷地嘗試，需要進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)造、不斷設(shè)計，在此過程中會對人們做出的反應(yīng)進(jìn)行研究與總結(jié)，進(jìn)而將產(chǎn)品與人們的生活方式進(jìn)行合理地配對，使得人們的日常生活更加便捷，這也是產(chǎn)品社會價值的體現(xiàn)。另外，工業(yè)設(shè)計還有時代感。不同的時代伴隨著不同類型的工業(yè)設(shè)計，對此的需求也不同。在當(dāng)下的時代背景下，環(huán)保是一個極其重要的努力方向，所以在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計之時，要充分考慮綠色環(huán)保的因素，不得以破壞環(huán)境為代價進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)等[1]。

2機(jī)械設(shè)計概述

機(jī)械設(shè)計是指設(shè)計具有機(jī)械性質(zhì)的零件、組件、產(chǎn)品或系統(tǒng)。例如，各種機(jī)械元件的設(shè)計，如軸、軸承、離合器、齒輪和緊固件，都屬于機(jī)械設(shè)計的范圍。機(jī)械設(shè)計過程中已經(jīng)提出了許多技術(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，一些主要的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)包括功能、安全性、可靠性、工藝性、重量、尺寸、磨損、售后維護(hù)等。產(chǎn)品設(shè)計、加工制造以及維修售后都是其步驟[2]。與此同時，將環(huán)保要素融入機(jī)械設(shè)計環(huán)節(jié)也是近年來一項重大的突破[3]。一般來說機(jī)械設(shè)計問題應(yīng)以清晰完整的功能、規(guī)格參數(shù)和評估標(biāo)準(zhǔn)來描述：功能：指產(chǎn)品可以實現(xiàn)的功能。功能通常由非量化語句來具體描述。比如充電功能（充電器）、吸塵（真空器）、運輸物體（移動工具）或支撐負(fù)載（支架）。規(guī)格參數(shù)：定量描述的成品需求。例如，可以根據(jù)尺寸、重量、精度、體積、速度或負(fù)載能力來定義產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)。由此規(guī)格參數(shù)開始成為機(jī)械設(shè)計過程中的設(shè)計約束。評價標(biāo)準(zhǔn)：是對產(chǎn)品目標(biāo)特征的要求。評估標(biāo)準(zhǔn)被視為優(yōu)化解決方案的設(shè)計目標(biāo)值。設(shè)置評估標(biāo)準(zhǔn)是為了最大程度地優(yōu)化機(jī)械設(shè)計功能，并最大程度地減少產(chǎn)品不足。盡管規(guī)格參數(shù)和評價標(biāo)準(zhǔn)因不同的產(chǎn)品設(shè)計而異，一些常見的設(shè)計注意事項仍適用于任何機(jī)械系統(tǒng)。這些設(shè)計因素包括負(fù)載能力、形變、穩(wěn)定性和耐用性。這些評估標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)計變量的依賴性必須進(jìn)行建模和分析，以優(yōu)化產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來有限元分析（FEA）開始逐步應(yīng)用于分析機(jī)械設(shè)計系統(tǒng)[4]，在相同約束條件下，有效提高了產(chǎn)品性能。

3工業(yè)設(shè)計與機(jī)械設(shè)計的關(guān)系分析

3.1工業(yè)設(shè)計及機(jī)械設(shè)計之間的相互依存性

在實際的應(yīng)用中兩者之間存在一定的聯(lián)系，可以理解為相輔相成。具體來說，工業(yè)設(shè)計具有綜合性的特征，在實際運用時，需要機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)的配合[5]。兩者搭配會產(chǎn)生不一樣的火花，充分展現(xiàn)出各自的優(yōu)勢。在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計時，還要適當(dāng)使用機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)，這樣才能使得設(shè)計出的產(chǎn)品在各方面都有保障，符合人們的使用需求。在改進(jìn)機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)時，會把人與機(jī)械的相關(guān)問題考慮在內(nèi)，而這與工業(yè)設(shè)計中人機(jī)工程知識有著一定的關(guān)聯(lián)，所以將兩者有機(jī)結(jié)合起來，才能生產(chǎn)出更科學(xué)的產(chǎn)品，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價值[6]。國內(nèi)傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計無法涵蓋以上的全部內(nèi)容，尤其是美學(xué)、心理學(xué)。而無論是工業(yè)設(shè)計還是產(chǎn)品設(shè)計在自然科學(xué)知識方面則相對薄弱，如機(jī)械工程、電工學(xué)；雖然開設(shè)了相關(guān)課程但是在深度和廣度上，無法滿足獨立進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的全部需要。如果兩者能夠互相結(jié)合、取長補短則可以很好地完成產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的任務(wù)。工業(yè)設(shè)計專業(yè)人員可以避免自然科學(xué)知識深度不夠的問題，機(jī)械專業(yè)人員則可以解決藝術(shù)美學(xué)方面的不足。目前國內(nèi)很多高等院校基于工業(yè)設(shè)計和機(jī)械設(shè)計相互依存的特點，正在逐步升級完善工業(yè)設(shè)計專業(yè)培養(yǎng)內(nèi)容，更多地將工業(yè)設(shè)計藝術(shù)和產(chǎn)品機(jī)械設(shè)計融合起來。在藝術(shù)學(xué)科凸顯出鮮明的跨學(xué)科特色，秉承設(shè)計與技術(shù)融合的宗旨，除了強(qiáng)調(diào)設(shè)計藝術(shù)學(xué)科內(nèi)的交叉融合，還融入了先進(jìn)制造技術(shù)、機(jī)械設(shè)計原理、高等數(shù)學(xué)、設(shè)計物理等跨學(xué)科內(nèi)容，并開啟了工作室模式，涉及工程機(jī)械、交通裝備、家居家電、智能交互、人機(jī)工程、文創(chuàng)服務(wù)等多個領(lǐng)域的合作[7]。

3.2工業(yè)設(shè)計與機(jī)械設(shè)計之間的相互制約性

由于兩者在使用時都具有制約對方的條件，所以如何處理好兩者的關(guān)系，是一門需要仔細(xì)研究的學(xué)問，要恰當(dāng)?shù)厝诤蟽烧撸拍軌蚱鸬绞掳牍Ρ兜男Ч?，達(dá)到共贏的目標(biāo)。在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計時，設(shè)計師和相關(guān)工作人員要事先學(xué)習(xí)與機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)有關(guān)的知識，直到熟練掌握，能夠合理地運用。最終做到設(shè)計的產(chǎn)品在達(dá)到售賣標(biāo)準(zhǔn)的同時，滿足人們生活的各類需求，將其實用性發(fā)揮得淋漓盡致。設(shè)計師在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時，一定要明確工業(yè)設(shè)計和機(jī)械設(shè)計兩者之間存在著相互制約、相互影響的作用。首先，在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計時，需要充分考慮產(chǎn)品設(shè)計的科學(xué)性。避免產(chǎn)品在工業(yè)設(shè)計過程中的美觀性、功能性違背了事物發(fā)展的客觀規(guī)律，使產(chǎn)品的受力能力以及構(gòu)造模型存在嚴(yán)重的偏差，這就需要在工程設(shè)計的過程中充分把握機(jī)械設(shè)計的相關(guān)知識。其次，工業(yè)設(shè)計在機(jī)械設(shè)計的運用則需要結(jié)合多方面的因素綜合考慮其對技術(shù)的影響程度，需要充分發(fā)揮人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用知識。人機(jī)工程學(xué)要求在進(jìn)行工程設(shè)計的過程中充分考慮三方面的影響因素，分別是人、機(jī)以及環(huán)境。同時還需要滿足消費者的購買意愿。而工程設(shè)計可以在設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行有效地分析與整理，保證人機(jī)工程學(xué)理論知識運用的合理性與規(guī)范性。工業(yè)設(shè)計藝術(shù)需要多途徑地跨界融合，多方協(xié)同地將科研實題及相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用于實踐中。只有將工業(yè)設(shè)計與現(xiàn)代機(jī)械科技有序地集合，通過行業(yè)的嵌入、知識的嵌入、技術(shù)的嵌入、形式與方法的嵌入等，必能在融合再造的驅(qū)動關(guān)聯(lián)中實現(xiàn)其兩者的完美結(jié)合，破除兩者孤立的體制[8]。綜上所述，要綜合合理運用工業(yè)設(shè)計和機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)，在達(dá)到設(shè)計目標(biāo)要求并創(chuàng)造出價值的同時，盡量滿足約束條件，減少對環(huán)境的破壞并節(jié)能降耗[9]。

3.3工業(yè)設(shè)計與機(jī)械設(shè)計的目標(biāo)統(tǒng)一性

工業(yè)設(shè)計和機(jī)械設(shè)計的統(tǒng)一目標(biāo)即是服務(wù)于客戶需求，任何脫離統(tǒng)一目標(biāo)的設(shè)計都將被市場拋棄。好的設(shè)計作品不是停留在紙上的藝術(shù)品，更重要的是轉(zhuǎn)化為切實可行的產(chǎn)品。為此，工業(yè)設(shè)計和機(jī)械設(shè)計團(tuán)隊需要在合作過程中始終堅持市場、外觀、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)全方位結(jié)合，從源頭上保證設(shè)計的作品富有創(chuàng)意而切實可行。這兩類設(shè)計需要做到目標(biāo)統(tǒng)一，始終站在使用者的角度，秉承“適當(dāng)設(shè)計”的理念，不斷追求人與設(shè)備以及設(shè)備自身功能性、安全性、美觀性的高度融合與統(tǒng)一。反對機(jī)械設(shè)備的過度包裝與設(shè)計，持續(xù)提供富有創(chuàng)意而切實可行的設(shè)計服務(wù)。目前，企業(yè)之間的產(chǎn)品競爭已經(jīng)由價格的競爭、質(zhì)量的競爭進(jìn)入到了設(shè)計的競爭，通過工業(yè)設(shè)計可以在現(xiàn)有的技術(shù)條件下實現(xiàn)產(chǎn)品的系列化與多樣化，滿足不同客戶、不同消費群體的個性化需求。畢竟在追求個性化的今天，單純地依靠機(jī)械設(shè)計很難提高產(chǎn)品的市場競爭力。因此，設(shè)計師需要以真實的社會需求作為最基本的出發(fā)點來研發(fā)生產(chǎn)新產(chǎn)品。工業(yè)設(shè)計師和機(jī)械設(shè)計師的產(chǎn)品必須統(tǒng)一為一個整體，兩者要密切合作，不但滿足功能適合的產(chǎn)品，而且需要滿足人們?nèi)找嬖鲩L的外觀審美和時代潮流需求。脫離了統(tǒng)一目標(biāo)，工業(yè)設(shè)計師的產(chǎn)品僅能成為藝術(shù)品，機(jī)械工程師的產(chǎn)品將脫離時代需求，缺乏市場競爭力。在機(jī)械設(shè)計制造中合理運用工業(yè)設(shè)計，在工業(yè)設(shè)計中融合考慮機(jī)械設(shè)計要求，在提高產(chǎn)品性能質(zhì)量的同時，滿足人們的審美藝術(shù)需求，才能有效提升產(chǎn)品競爭力，為企業(yè)創(chuàng)造更大價值。

4結(jié)語

工業(yè)設(shè)計的未來勢必與社會、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和文化的發(fā)展緊密相連，后工業(yè)社會、人工智能、知識經(jīng)濟(jì)和多元文化并存將重繪人類設(shè)計的藍(lán)圖。在工業(yè)設(shè)計行業(yè)中，產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計將與造型、功能、界面、人機(jī)交互等方面的設(shè)計走向統(tǒng)一融合，設(shè)計師與工程師進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新。隨著用戶需求的多樣化及大規(guī)模設(shè)計定制服務(wù)的發(fā)展，自然、社會、人文等多學(xué)科、跨學(xué)科交叉融合的系統(tǒng)設(shè)計必然會形成工業(yè)設(shè)計發(fā)展的方向，未來的工業(yè)設(shè)計和機(jī)械設(shè)計將朝著多元路徑、互相滲透、新舊混搭、介入連接、服務(wù)轉(zhuǎn)化的方向發(fā)展。工業(yè)設(shè)計和機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)在目前的大環(huán)境下需要與時俱進(jìn)，共同進(jìn)步，共同提高技術(shù)水平，在競爭激烈的環(huán)境中提升產(chǎn)品的質(zhì)量與實用性，最終向改革工業(yè)設(shè)計和機(jī)械制造的合作應(yīng)用方向邁進(jìn)。

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作者：胡孔祥 單位：域適都智能裝備有限公司上海分公司