（精编）程传旺产品设计基础

1、 产品设计基础第一章产品设计的基本观念1.1产品及产品设计产品的概念：是指根据社会和人的需要，通过有目的的生产创造出来的物品。它是由一定的物质材料以一定结构形式结合而成的、品；对市场来讲，它是商品。具有相应功能的客观实体，对使用者而言，它是用广义的产品设计：可以包括人类所偶的造物活动。随着现代科学技术的逐渐发展，产品设计已由过去的单纯结构性能设计发展到今天的功能、结构性能的设计，人的生理和心理因素、环境等综合性、系统性设计时代。1.2产品设计的基本要素产品设计的三个基本要素：功能、造型和物质技术条件功能是指产品所具有的某种特定功效和性能。式。产品功能的实现和造型的确立需要材料，术、工艺和设备，

2、这些被称为产品的物质技术条件。造型是产品的实体形态，是功能的表现形以及赋予材料特定的造型和实现功能的各种技产品的概功能，造型，物质技术条件的三者关系功能是产品的决定因素，功能决定着产品的造型；但功能不是决定造型的唯一因素，而且功能与造型也不是一一对应的关系。产品的功能、造型与物质技术条件是互相依存、互相制约、而又不完全对应地统一于产品之中的。1.3产品设计的基本要求产品设计是为人的使用而进行的设计，设计的产品是为人的需求服务的，产品设计必须满足以下的基本要求：1、功能性要求：包括物理功能、生理功能、心理功能、社会功能2、审美性要求：产品必须通过起美观作用的外在形式使人得到没得享受。往往通过新颖

3、性的和简洁性来体现3、经济性要求、：除了满足个别人需要的单间制品，绝大多数现代产品都是供多数人使用的批量产品。4、创造性要求：设计的内涵就是创造。5、适应性要求：设计的产品总是供特定的使用者在特定的使用环境或需求中使用的，此产品设计不能不考虑产品与人的关、与时间的关系、与地点的关系。因除此之外，产品设计还应该是易于认识、理解和使用的设计，并且在环境保护、社会伦理、专利保护、安全性和标准化诸方面，符合相应的要求。第二章 产品设计的基本设计思想 2.1绿色设计绿色设计源于生态保护和平运动，旨在保护自然资源，防止环境污染，维持生态平衡。绿色设计基于传统设计，它在传统设计原有的目标，诸如实用性、可靠性

4、、经济型、审美性等基础上纳入环境因素、可持续发展因素，是对传统设计进行的补充完善。绿色设计就是在产品概念的形成、开发设计、生产制造、商品流通、使用、报废回收处理等阶段的各个环节都做到对生态环境的保护以及将危害降到最低；即充分利用自然资源，减少对自然资源的破坏，降低污染，降低能耗，选用成才周期快、便于销毁处理、可回收处理在利用的材料，减少材料的使用量（特别是稀有贵重材料和有毒有害材料）。绿色设计的原则是：减小使用原则，要求用最少的原料投入达到既定的设计目标；在使用原则，考虑到产品使用后的回收、处理与再利用，即考虑延长产品的寿命周期，该寿命周期涵盖了产品的零件并充分发挥了材料的使用效率；再循环处理

5、：指物品（产品）在使用后可以重新变成可利用的资源，也就是物品所使用的材料便于回收处理或自行降解而不对环境造成污染；获得新的价值绿色设计的关键技术：绿色材料设计：包括在环境中，易光降解或生物降解材料的设计技术和天然材料的开发应用；材料选择和管理：尽量减少材料种类，尽量少用有毒有害的材料，做好材料分类管理和废弃材料及边角料的回收利用；产品的可拆卸、易回收设计：尽量采用模块化设计，采用易于拆卸的连接方法，尽量减少材料表面的涂镀处理等；绿色工艺流程设计：通过简化流程、对原料及生产过程中辅助和副产品的综合利用与回收，实现低排放甚至零排放；绿色耗能方案的设计：尽量采用可再生能源，提高能源利用率，加强能源的

6、综合用；环境与社会成本评估：包括环境污染治理成本、环境恢复成本、废弃物社会处理成本、对人体造成健康损害程度。绿色设计的方法 1、 DIA/DFD方放：为安装而简结构的设计和为拆卸而设计2、零废物设计 3、模块化设计）模块化设计能够满足绿色产品的快速发展要求。）模块化设计可将产品中对环境或对人体有害的部件、使用寿命相近的单元集成在同一模块中，便于拆卸回收和维护更换等。）模块化设计可以简化产品结构。算机辅助绿色设计方法。2.2人性化设计1、设计师协调自然、社会、科学、文化艺术的一种催化剂2、人性化设计的内涵：物理层次的关怀、心理层次的关怀、人群细分的关怀、社会层次的关怀3、人计划设计应考虑的主要因

7、素：求 ;人机工程学因素 A运动会学因素 B动量学因素 C动力学因素心理学因素；美学因D触觉感受L美的形式 H美感冲击力及人的适应性动机因素 A生理想需求 B心理性需求 C智力性需素视觉感受及视觉美的创造审美观及美感表现听觉感受及听觉美的创造及触觉美的创造 E美的媒介及其美学特性的发挥M美学法则及方法；环境因素：；文化因素2.3概念设计 1、概念设计的内涵：概念设计是在全面考虑各种设计约束的条件下，以设计目标为输入，以产品概念设计方案为输出的系统的工程流程。概念设计是设计过程的初始阶段，其目的是获得产品的基本形式或形状。广义的概念设计的定义是指宠臣品的需求分析之后到详细设计之前这一阶段的设计过

8、程，能设计、原理设计、布局设计、结构设计以及形状设计。主要包括功概念设计处于产品设计的早期，其目的是提供产品方案。2、概念设计的方法：工作分析法；产品功能分析法；产品锁链分析法3、概念设计的分类：观念性概念设计；趋势性概念设计；技术应用型概念设计2.4高技术派设计高技术派设计的基本理念；高技术派认为：技术是一种理性行为，技术的进步从思想深处影响了人美对技术的审美态度。高技术派设计的发展趋势：一、高技术派的情感化派的感情化趋向是高技术派发展过程中的一个值得注意的现象。二、文脉性的追求是高技术派发展过程中另一个值得注意的现象。高技术派设计产生的影响；新的思潮和行为方式产生动摇，传统的价值观念高技术

9、派设计的后果；社会政治动荡，文化变迁，人们面临危机，无所适从的骚动情绪。第三章产品设计的基本方法3.1系统化设计系统是一个外延甚广的概念，一切相互影响或联系的事物（物体、法则、事件等）的集合都可以视为系统。系统的特性：整体性目的性有序性反馈性动态性若以人、自然、社会、作为构成工业设计系统的三要素，可以将设计分为三个系统，形成三个设计领域：产品设计、视觉传达设计、空间设计人视觉传达设计产品设计工业设计社会自然空间设计 3.2信息化设计计算机辅助设计与制作、产品逆向设计、快速原型制造3.3系列化设计产品的系列化设计是指把相关的、成套的产品在设计中运用相同的或相近的造型元素整合成套系列。有多种独立功

10、能的产品形成一个系统，他们都具有某些相同的设计元素，如茶具、化妆品、餐具、旅行用具等。品牌系列。只在一个品牌下具有独立功能的产品，其造型色彩具有相同的要素、相同的特征，主要是以产品文化为导向所设计出来的一系列的产品。系列化的目的在于用有限的品种和规格的产品来最大限度且叫经济地满足消费者对产品的要求。第四章产品设计的基本程序和方法4.1产品设计的基本程序产品设计的基本程序首先要做好两步，一是设计准备，二是制定设计计划制定设计计划：明确设计内容，掌握设计目的；明确该设计自始至终的每个环节；弄清每个环节工作的目的及手段；理解每个环节之间的相互关系及作用；充分估计每个环节所需的实际时间；认识整个设计过

11、程的要点和难点。市场调研，提出问题：了解市场需求，发现潜在市场；确定产品发展的范围，研究产品开发的可行性；研究同类产品的技术特性与品质，明确产品开发设计的功能需求提出产品设计解决的问题；人的审美情趣与时尚性需求的感性研究与分析；探讨产品商品化的途径与方法；收集其他产品的相关信息资料；生产技术分析；明确产品概念。产品使用环境分析；消费者购买因素分析；人机与设计分析与设计构思：明确设计使用开发需要解决的问题；明确产品使用的对象和消费需求；明确设计目标，确定产品设计概念；针对设计概念要求进行方案构思。设计深入与设计方案评估商品化设计与批量生产4.2产品设计的方法设计方法是解决问题时所用的一种处理事情

12、的方式，一个帮助我们进行设计的工具。下面简单介绍产品规划和产品设计中常用的一些调查方法和分析方法。调查方法和手段常用的有以下几种：1观察法。观察法包括动态观察和动线分析法。2访问法。访问法包括自责访问法 KJ法和社会调查法。3意识调查。意识调查有 SD 法元素分析法和认图调查法。4实验法。实验法包括实验心理精神物理和人体动作。常用的分析方法有。1论述法。论述统计。2推定法。定量数据推定。3检定法。非参数检定。 4预测法。回归分析。5判别法。辨别函数。6构造探讨。因子分析。7因果关系法。图表解析。8简明法。主成因分析。9类型化法。综合分析。第五章产品设计要素产品开发设计是为实现产品的功能需求而进

13、行的创造性活动。息传递的载体，功能是通过物质的实体来实现的。产品既是功能的承者。又是信产品设计要素分为；形态要素，功能要素。人机要素，色彩要素，技术要素5.1形态要素产品形态是由形态要素的点，线，面，体构成的它是构成产品的重要组成部分，也是实现产品功能的基础。形态要素的概念；产品形态是信息的载体，设计师通常利用特有的造型语言，割一组合，材料的选择与开发，以及构造的创新与利用等）进行产品的形态设计，的特有形态向外界传递出设计师的思想与理念。（如形体的分利用产品形态要素的定义是追求的一种文化的，身份的象征，或是某些性格特征的表示。形态要素在产品设计中的作用；1形态的表义性。形态是一个符号系统。它是

14、具有传递信息的功能，通过隐喻，类比，意指，象征等设计手法可以传递产品的意义，使用方法与功能。2形态的识别性。可以通过形态设计告诉产品的操作使用方法，结构方式，装配关系，3形态的审美性，产品形态的美感是提高人们对产品亲和力的最直接的因素，即产品的造型形式是吸引消费者的第一情感要素。5.2结构要素结构普遍存在于物体之中，生物要保持自己的形态，就需要有一定的强调，刚度和稳定性的结构来支撑。结构是产品各部分要素的联系，产品的结构是功能与形式的承担着，其设计的受到工艺，技术环境，使用，等相关因素影响，材料，产品的内部结构不与人发生直接关系，式，是形式的承载者，结构形式不同的传递的信息不同，神功能的实现而

15、外部结构通常与人发生直接关系，是产品的外在形结构直接影响产品的使用方式与精5.3色彩要素1、色彩是产品设计的重要组成部分，它与产品的形态、结构相互依存，是产品信息传递的设计语言之一。2、色彩在产品设计中的作用主要表现在以下方面：同意造型的产品用不同的色彩设计形成同一产品系列。 不同型号的产品用同一色彩进行统一，形成同类产品的系列化。应用色彩设计形成产品不同的视觉感。、应用色彩设计强调产品的结构与功能、使用方法。应用色彩设计进一步加强信息的传播以色彩设计体现企业的品质5.4功能要素功能是产品开发设计的目的，产品的具体结构是实现产品功能的手段和形式。功能的分类 :使用功能与精神功能。使用功能是产品

16、的使用目的和特殊用途，是产品解决问题的功。；主要功能与次要功能。主要功能是指使用产品要完成主要目的所应具有的相关功能，是产品的最基本的功能，也是产品存在的基础，次要功能是帮助产品更好地实现主要功能而存在的功能。产品设计首要明确产品的功能定义、的而进行的设计过程。所要达到的目的。所谓功能设计就是实现产品的功能目5.5人机要素即产品的界面设计要根据使用者的身体结构尺寸和人的生理特点、操作习惯、工作环境等相关因素进行的设计，是产品设计达到人机效率最佳化、操作使用最优化、安全可靠、舒适的目的。人机要素广泛地涵盖了人机工程学、社会心理学、美学等相关知识。5.6技术要素技术要素是指产品设计时要考虑的生产技

17、术，材料与加工工艺、表面处理手段等各种有关的技术问题，是使产品设计的构想变为事实的关键因素。信息时代产品的美感不在来源于对产品表面的装饰，感。而是来源于这些材料自身的结构美科学技术与产品造型风格每一次重大激技术的革新都毫不犹豫的对工业产品的设计风格产生巨大影响，展推动产品的更新换代，科学技术的发科学技术是不断的变化，发展的。新技术的，新材料被不断地应用于工业生产，产生了新的产品与其功能，同时完善了人们的生活信息时代的产品设计风格；产品的外观是产品内部结构的体现，则一直一来是是设计师提醒自己的问题，形式服从功能的功能主义原信息时代产品的技术语言主要影响在以下几个方面；情感化趋势、文脉性追求、隐喻

18、主义第六章产品形态设计基础产品形态的重要性；给人最直观，最深刻的感受，是产品功能的外在形象和寄托，设计思想的媒介是设计的物化形态，包含了设计思想设计语言，因此产品形态的具有双重功能，一是具象的，它是产品物质构成的部分，一是抽象的，是产品的信息的传递者。6.1产品形态要素的解析功能：产品功能可分为使用功能和审美功能两部分。材料：产品的形态要靠材料来实现；结构：结构是构成产品形态的一个重要因素。即使是最简单的产品，也有他一定的结构形式；机构：结构是实现某种产品功能的重要条件。通过一定的机构作用，某些产品的功能效用才 能获得充分的发挥和利用；数理：产品的尺度比例是产品数理要素中的重要内容，例尺度决定

19、着产品形态的美感程度。一定的比6.2产品形态设计的重要性在物质文明和科学技术高度发达的今天，层面，出了使用以外，人们更追求产品丰富的文化内涵、等。人们对产品的要求已经不再停留在过去简单的使用强烈的时代特征和现代的审美情趣6.3产品形态研究的内容世界上的形态一般可以分为现实的形态（具象的形态）和概念的形态（抽象形态）两大类。现实的形态：自然形态。在自然界中存在着各种各样的形态，物形态和生物形态；人为形态。认为形态是人类用一定的材料，种形态。可以归纳为两大类：非生利用加工工具创造出来的各概念的形态：几何形的抽象形态、有机的抽象形态、偶然的抽象形态形态心理、美学规律6.4产品形态创造的方法握形态创造

20、的基本规律从大自然中汲取新的营养掌6.5产品形态与其他要素的关系产品的形态创造与产品的功能之间的内在关系是显而易见的；但是，作为产品设计师，在产品设计的过程中往往会因为过分重视满足产品的功能而进行过度的设计，结果导致设计副作用的产生。因此，作为设计师，必须要有长远的生态观念，一切急功近利的思想都会导致设计走向反面。第七章产品结构设计基础7.1产品结构概述1、广义的结构 :世界就是结构，结构即美本身。没有结构就不成其为世界。2、狭义的结构：即产品结构3、一般产品的结构可分为外部结构；核心结构；和空间结构7.2产品的结构产品的特征结构：每件产品都由自身所属的行业归类，每个行业的产品由于主要功能、操

21、作包括使用要求、工作环境、结构形式、市场行为的因素，在长期发展过程中形成了自己固有的结构特征。产品的操作结构：这表现为围绕主要功能的实现，操作方式、操作界面和操作环境。消费者如何操作和使用产品的功能，产品安装维修的结构：产品壳体有几个部分组合，如何拆卸，采用那种连接形式，产品如何安装，维修以及成形这是产品安装、便、巧妙、便于实现。维修的结构所要考虑的问题。 其结构必须合理、简7.3产品设计中常见的结构 连接与固定：挂钩连接；摩擦连接；其他链接。旋转与移动：轴结构；平面连杆结构7.4结构中材料的基本连接方法可归纳为滑接、榫接和刚接滑接：主要是通过物体自重和加强物体表面的摩擦使物体之间相互连接。榫

22、接：是建筑、家具设计中常用的一种材料连接方式。刚接：主要是通过对材料的连接点采用化学或物理的加工方法使其连接并产生较强的刚接点。第八章产品色彩设计基础8.1色彩造型主要是由形态，色彩两个基本要素组成的，产品色彩对人的感觉，情绪都有着特别显著的影响。发出的个性特征及其所具有的功能大部分是通过色彩完成的。而产品所散8.2色彩的基本特性：（1）色相。色相是有彩色的最大特征，所谓色相是指能够比较确切的表示某种颜色色别的名称。（2）纯度。纯度是指色彩的纯净程度，他表示颜色中所含有色成分的比例。（3）明度。明度是指色彩的明亮程度。色彩明度有两种情况，一是同一色相不同明度。二是各种颜色的不同明度。8.3色彩

23、的功能：色彩的功能分为色彩的认知功能，色彩的艺术功能，色彩的科学功能。8.4色彩的生理心理理论：（1）膨胀与收缩。造成膨胀与收缩的主要原因是色光本身，另一方面是视网膜接受这类色光时产生扩散性，造成成像的边缘线有条模糊带，产生膨胀感。反之，则产生收缩感。（2）前进与后退。进退感是色性，纯度，明度，面积等多种对比造成的错觉现象。（3）轻重感。色彩产生轻重感的主要原因在于联想，通常，明度高的色彩感觉轻，明度低的色彩感觉重。（4）奋静感。一般来说冷色，明度和纯度低的色彩会造成沉静感，其中也有减弱刺激的生理因素。（5）冷暖感。造成冷暖感的原因既有生理直觉的因素，也有心理联想的因素。 （6）色彩的生理理论

24、。直接的色彩生理反应是自然科学的研究成果。色彩的生理反应主要体现在错觉与幻觉和由此产生的直接联想。（7）色彩的心理理论。色彩的心理理论包括年龄与经历，性格与情绪，民族与民俗，地区与环境，修养与审美。8.5产品色彩的视觉感受：色彩的视觉感受表现。各种色彩都有不同的一面，任何色彩的表现都有积极地一面，也有消极的一面。色彩的性格和表现力实际上是人们对色彩生活体现的结果，族性，社会性和功能性，又必须与形态相结合。它既具有时代性，民8.6产品设计中色彩的运用：（1）增强具有识别性，能吸引人注意力的色彩的运用。（2）一些产品的活动条件，操作部分通过色彩的区分可达到良好的识别性，操作性及安全性。（3）与所传

25、达内容配合恰当的用色。（4）恰当处理色彩和光泽度的匹配问题。（5）注意产品色与环境色的相互影响。（6）产品自身的颜色数量应尽量减少，增加颜色反而会降低色彩的明了程度，是色彩个性丧失。8.7色彩的技术条件对产品设计的影响：（1）处于经济性的考虑，应尽量选择易得，价低的色彩材料。（2）所选材料应容易调色，以产生微妙的变化。（3）化学性能要求稳定，不易褪色，变色。（4）涂料覆盖率要强，要有较高强度。（5）涂料对机体的附着力要强，不易剥落。（6）毒性，阻燃性方面要符合安全标准，尤其在儿童玩具上的应用更要注意。（7）不易被污染，容易清洁。（8）加工性好，操作简单，以降低成本。8.8色彩的视觉变现力对产品

26、的影响：（1）利用色彩表线出产品的功能性，是色彩适应产品功能的要求，反映出产品的功能。 （2）利用色彩形成辅助形态的一些产品。（3）给人留下鲜明印象的配色。（4）利用色彩使材质，构造，形态更好的调和，使产品的材质，构造不过于复杂。（5）使人产生联想的配色。（6）和其它产品，环境空间，自然环境相协调的配色是人的生活空间用色的最高准则。（7）去掉不必要的装饰细节，表达出具有时代感的配色。8.9色彩的应用与产品的商品性密切相关：（1）符合企业形象的色彩应用。（2）系列产品配色。（3）同类产品的调和配色。（4）以销售成绩好的产品为参考的配色。（5）推行流行色。（6）对可能选用的产品者进行分析。（7）季

27、节感的配色第九章产品材料设计基础9.1设计与材料材料的选择一般遵循如下的原则：材料的性能应满足产品功能的需要；材料应有良好的工艺性能，符合加工成型的要求和表面处理要求，工艺技术相适应；与现有的加工设备与选用资源丰富、价格便宜的材料；尽量选用对环境和自然资源无破坏的材料；9.2产品造型材料的认知要素分析1、材料的触觉感受：触觉感受是人们通过手、脚、身体的肌肤触及材料而感知的材料表面特性，是人们感知和体验材料的主要方式。2、材料的视觉质感 :视觉质感是靠视觉来感知材料的表面特征的，是材料被视觉感受后经大脑综合处理产生的一种对材料表面特性的感知和印象。9.3常用材料分析1、金属：金属类材料是产品造型

28、设计常用的材料之一，该类材料强度好，已加工、导热性好、工艺性好， 2、金属材料的分类：钢铁：冷轧板、热轧板、各类型材料、铸铁、铸钢、不锈钢板、不锈钢型材等。3、铝及铝合金 :纯铝质地软，导热带电型能好，可塑性好，可冲压成型；铝合金强度、硬度好，可进行熔融铸造、压力铸造，可进行复杂性态的造型成型。4、粉末合金金属材料的表面处理1、钢铁材料2、铝及铝合金3、常用的表面处理工艺1、喷塑 2、静电喷塑法 3、粉末静电流浸法电镀不同镀层的特性和用途：电泳涂装：点解（分解）、电泳动（泳动、迁移）、电沉积（析出）、电渗（脱水）。4、金属材料的成型工艺5、金属材料的感性特征1、金属材料的触觉质感；金属材料的视

29、觉质感；金属材料的自然质感。塑料1、塑料的特性分析2、塑料成型方法及适宜的造型设计：吹塑成型；吸塑成型；注塑成型3、塑料的感性特征陶瓷1、陶瓷概述2、陶瓷材料的分类： 1、日用陶瓷3、陶瓷材料的加工工艺4、陶瓷材料的感性特征：透明性；陶瓷的心理特征；陶瓷在设计中体现出的特性。5 、陶瓷材料的情感主要是色彩、质感两种因素综合的结果：亲和感；冷漠感玻璃1、玻璃概述 :玻璃是以石英、长石、石灰石、纯碱等为要材料，加入少量的金属氧化物，经高温融化成型，冷却后形成的透明固体材料。2、玻璃的分类：碱石灰玻璃：这是最常用的工业玻璃，它的物理和化学属性决定了它很适合做成窗玻璃；铅玻璃：用氧化铅代替氧化钙，以及

30、用氧化钾代替部分或全部氧化钠以后，生成的玻璃一般被称为铅晶制玻璃；硼硅玻璃构成，其中还有少量的碱金属和氧化铝。3、玻璃的感性特征:主要是硅（ 70%80%）和（ 7%13%）第十章产品界面设计基础10.1产品界面概述传统意义上把产品界面分为广义的界面和狭义的界面。广义地说，凡是参与用户和产品信息交流的一切领域都属于界面，因此说广义的用户界面的内涵和外延的极为广泛的，而不仅是“机器把信息传达给人”以及“人如何去操作”的问题。狭义的界面是指人与计算机系统中的界面，也被称作计算机人机界面、人机交互。人机交互是人与计算机之间交互的技术，或者叫人机接口，是计算机科学的新兴学科分支。10.2产品界面的符号特征1、符号普遍存在于人类社会的方方面面，承载着各种信息的交流活动，是人类精神文 明和思维的载体。2、符号是人们认识事物的媒介，又是表达思想感情的手段。3、广义上来说，一切以形象来表达思想和概念的物质存在（形、色、声、味、嗅、字母、语言、动作等 )都是符号10.3产品界面的视觉符号1、作为人类交流的重要工具之一，视觉符号所承载的视觉美感则更为奇特和