-模块化创新设计应用研究-以乐高积木为例

Researchontheapplicationofmodularinnovativedesign--acasestudyoflegobricksAbstract:Theso-calledmodulardesignistheproductofsomeelements,accordingtoitsfunctionandformtodividesomeoftheproductcomponents,throughsomespecialstructuralconnectiontogether,constituteanewproductsystem.Takingthestructuralconnectionmodeoflegoblocksasanexample,therepeatability,interpenetrationstructureandmulti-facetedstructurecombinationoflegoblocksmakethemhavebetterexpansibilityandstructuralstability.Lampsandlanternsareoneofthebestdesigncarriersforthecombinationofnewstructures,andtheycanfurtheroptimizethestructureandfunctionoflampsandlanterns.Lightingisoneoftheessentialproductsinpeople'slife,Withthedevelopmentandprogressofthetimes,thelampsandlanternsofnormalsinglehavebeenunabletomeetthedemandofpeoplemoredaily,thelampandthecombinationofdiversedemandasTheTimesprogressandgraduallyimprove,too.Atthisstagethelampsandlanternsindustrycompetitivepressuresincrease,theenterpriseitselftheproductofscaleistheneedtoconstantlyimprove,andputforwardtheideaofmodulardesign,productdesigncanbeliberatedbetter.Thispaperstudiesthemodulardesigninthedesignoflampsandlanterns,andfindsouttheappropriatemodulardesignmethodbasedonthebuildingblockstructure.Throughtheanalysisofthemeaningandclassificationofbuildingblockstructure,wecanunderstandtheproductsusingtheconceptofbuildingblockmechanismonthemarket,analyzetheadvantagesofbuildingblockstructureappliedtothedesignoflampsandlanterns,andstartwiththetransformationdesignanddemandofbuildingblockstructureinlampsandlanterns.Thispaperattemptstoproposeanewlampdesignschemebasedonbuildingblockstructure.Keywords:lampdesign,buildingblockstructure,modulardesign,ecology目录第一章绪论 71.1课题研究背景 71.2课题的研究现状 81.2.1国内研究 81.2.2国外研究 81.3课题研究的主要内容和意义 91.4课题研究方法和内容 91.5本章小结 10第二章积木式模块化设计应用 112.1模块化与模块化设计 112.1.1模块化理论基础 112.1.2模块化设计优势 112.2乐高积木种类分类分析 122.3积木零件结构分析 142.3.1传统积木零件组合结构分析 142.3.2非传统科技式积木零件组合结构分析 152.4乐高积木，模块化运用于产品设计中的原则及因素 182.4.1安全性原则 182.4.2实用性原则 182.4.3生态原则 182.5现有模块化产品案例分析 192.5.1元素重复使用组合 192.5.2元素堆叠使用组合 212.5.3穿插链接交错使用组合 232.6积木式模块化结构在产品设计中的优势 262.7本章小结 27第三章基于积木式模块化结构的灯具产品设计 273.1灯具设计的发展背景 273.1.1灯具设计的市场现状 273.1.2灯具设计的用户需求 283.2灯具设计的发展趋势 293.3积木式结构在灯具设计上的体现 313.4积木式模块化结构和产品设计中的关联性 333.5积木式模块化结构和产品设计中的重要性 333.6本章小结 34第四章基于积木式模块化结构的灯具产品设计实践 344.1系列化灯具产品设计概念设计 344.2积木式模块化结构的融入 354.2.1积木结构的选取 354.2.2组合方式和模块化结构设计 354.2.3科技创新设计 374.3设计方案展示 37第五章总结 39参考文献： 40致谢 41绪论课题研究背景消费者对于一个产品的优劣评判多以视觉感官作为标准。而功能作为产品设计中的重要因素，设计师、消费者也应当重视这一部分，运用模块化设计方法可用于产品优化设计。人们对灯具功能的需求推动了模块化结构在灯具设计上的思考。通俗来说，模块化设计就是把产品的一些要素,依照其不同的功能与外观划分成成不同的组件，通过设计连接结构，将其组合在一起,使其变成一个新的产品系统。积木式是表达模块化设计的经典语言。以乐高积木为例。乐高积木是一种砌砖类玩具。大部分积木都是由塑料制成，顶部有圆点，底部有孔可以嵌入圆点。有2600多种形状，可以组装成各种形状。这种结构连接方式，通过积木的可重复性，穿插结构以及多面结构结合使得其有更好的拓展性和结构稳固性。灯具产品设计是体现新型结构组合方式的优秀设计载体之一。灯具是集合实用功能和艺术装饰于一体的日常用品，兼具艺术审美和生活氛围感营造的功能。从古至今人们都离不开光源，可以说光源是伴随着人类的成长也在不断变化升级，人们的物质生活在不断提高，照明技术和照明载体也发生变化，从材质，形式和照明方法都有不同的进步。进入21世纪,在工业4.0王华斌王华斌,童灵工业4.0时代产品设计新的审美特征及其启示[J].设计艺术研究,2020,10(01):41-46.工业4.0：利用信息化技术促进产业变革的时代，用物联信息系统（Cyber—PhysicalSystem简称CPS）将生产中的供应，制造，销售信息数据化、智慧化，最后达到快速，有效，个人化的产品供应课题的研究现状国内研究随着国家大力建设制造业改革，提出2025中国智造缪竞红面向中国制造2025的智造观[J].电气时代,2018(07):52-53.以来，工业设计迎来巨大提升变革。模块化设计方法提供了一种新的思维方式，是设计领域一种简单而深刻的思维变化。模块化设计理论在我国也正在进行深入的研究，模块化设计方法的评价系统也逐步完善。有了侯亮，唐任仲侯亮、唐任仲产品模块化设计理论、技术与应用研究进展[D]缪竞红面向中国制造2025的智造观[J].电气时代,2018(07):52-53.侯亮、唐任仲产品模块化设计理论、技术与应用研究进展[D]浙江大学现代制造工程研究所杭州3100272004.1汪杉模块化设计在产品设计中的应用[J].家具与室内装饰,2018,(01):22-23.而灯具在近些年的设计行业中，模块化设计趋势明显，围绕家装灯具和家居灯具的灯具设计越来越多运用模块化设计理念。国内对灯具设计的研究，很大一部分是对灯具在历史上的演变和发展历史的研究。结合灯具历史对现代灯具设计进行研究，研究方向主要集中在文化内涵和传承上。例如孙建军的《中国灯具简史》和薛红岩的《中国灯具艺术研究》对中国灯具的发展历程和相关的文化历史背景进行了研究和探索。祝燕琴和李卫峰祝燕琴祝燕琴,李卫峰现代灯具设计要素研究[J].江苏技术师范学院学报,2010,16(09):13-16.国外研究笔者通过国外文献数据库学习发现，对模块化设计的研究主要集中在：功能区分，生产流程，周期成本控制，敏捷制造，产品族模块化特点等方面。ErensErensF,VerhulstK.ArchiectruesforproductfamiliesComputerinIndustry1997,33:165-178将产品结构分为固定和可变部分，在固定和可变的结构中寻找一个最佳平衡点。UlrichUlrichk,TungK.FundamentalsofproductModularity.In:SharonAedIssuesinDesign/ManufacuringIntegration.ProceedingsASMEWinterAnnualMeetingConference,Atlanta.1991,Newyork:ASME,DE39,1991:73-80ErensF,VerhulstK.ArchiectruesforproductfamiliesComputerinIndustry1997,33:165-178Ulrichk,TungK.FundamentalsofproductModularity.In:SharonAedIssuesinDesign/ManufacuringIntegration.ProceedingsASMEWinterAnnualMeetingConference,Atlanta.1991,Newyork:ASME,DE39,1991:73-80欧美国家对于灯具设计的研究相对领先于其他国家，专业学科确立早，行业人员更专业。欧美国家的灯具设计主要是起源于包豪斯的现代主义，后现代主义设计理念趋向强调人文情感和感性因素，灯具设计也变的开始追求情感化和个性化。灯具设计主要集中在特定灯具产品的研究、特殊功能灯具的设计与制造、特殊灯具配件或电路设计的研究。在外文文献数据库中，对灯具设计进行研究中有论述LiuNien-Te，WuChang-Tzuoh，LiJia-Cin[J].Transactions-CanadianSocietyforMechanicalEngineering,2017,41(3):457-467.LiuNien-Te，WuChang-Tzuoh，LiJia-Cin[J].Transactions-CanadianSocietyforMechanicalEngineering,2017,41(3):457-467.课题研究的主要内容和意义通过对灯具模块化设计的研究，以积木结构式为出发点，找到合适的模块化设计方法。通过分析积木结构的含义和分类及其在现代设计中的应用，探讨了积木结构在当代设计中的发展趋向，分析积木结构运用于灯具设计的优势，在灯具产品中运用积木结构的转化设计与需求入手。于积木式结构提供可行性实践，试图提出一套基于积木式结构的创新灯具设计方案。灯具模块化设计理念是绿色设计的一种体现。应用模块化设计，可以缩短产品开发时间和制造周期。系列产品的快速增长能够迅速应对市场的变化，可以有效地延长产品的生命周期。从而有效减少资源浪费和产品报废对环境造成的损害。便于产品的再利用、维修和回收。课题研究方法和内容本论文研究拟用：文献收集法与调查法进行分析和总结，通过改良优化设计的方法进行设计研究。拟在图书馆及互联网上搜集关于“模块化设计”与“灯具设计”方面的文献，从有关文献资料中了解及研究灯具模块化设计方法，通过分析已有的产品，了解模块化产品市场现状，针对高定制化这一方面进行研究通过了解灯具发展历史，从不同时期的灯具设计风格中提取元素，以工业4.0为基础，试图论证如何通过灯具模块化设计在满足人们个性化需求的同时，产品设计周期缩短，延长产品使用寿命。研究内容分为四部分：阐述课题研究背景与研究意义了解模块化设计应用于产品设计的作用，分析灯具设计为什么要应用模块化设计。如何以积木结构为例融合模块化设计进行灯具设计。分析灯具设计的发展现状与发展历史，进行积木结构模块化的原型创建。基于积木式结构的灯具设计实践，围绕模块化结构高定制化来展开设计本章小结在这一章中，阐述了课题研究的内容和意义，了解国内外对于灯具研究进行了那些方面的探索，对积木结构应用于模块化灯具设计提供一定参考，简单概述了课题研究方法与研究路线。积木式模块化设计应用2.1模块化与模块化设计2.1.1模块化理论基础结构分析和功能实现是产品设计的基础，针对产品功能特点提出单个模块应具有独立功能或具有联动使用功能，“一个最优的设计必须保持功能需求的独立性”侯亮、唐任仲侯亮、唐任仲产品模块化设计理论、技术与应用研究进展[D]浙江大学现代制造工程研究所杭州3100272004.12.1.2模块化设计优势模块化设计优势可分为以下几点：第一，解决高定制化的需求：模块本身的设计是通过模块的转换来增强产品多样性的设计。为了产品功能的多样性和形态，可以添加不同的功能模块或不同的组合。可同时考虑产品的形式和功能要求。针对不同的消费群体。最大限度地满足不同的审美需求。第二，有利于产品升级：产品升级是每个企业参与市场竞争的必要手段。是企业保持市场活力的重要保证。经常有前瞻性产品的企业可以获得更大的利润。采用模块化设计的思想，可以通过替换产品设计中的一个或多个模块来升级产品。在产品设计过程中，只需重点设计几个更新模块就可以完成。无需对产品进行整体翻新设计。加快产品升级第三，降低成本：模块化设计是符合工业生产一般规律的工业规模设计。标准化每个产品模块，产品的最终形状只是模块组合的结果。因此，在产品设计阶段，可以设计非标准或功能模块，降低生产成本，以满足产品市场的需求，产品的制造阶段也是一样的。不需要更改的基本标准或功能模块允许大规模的标准生产模式，减少了因产品更改而不断增加生产成本的可能性。产品的组装阶段也是一样的。对于小的模块，模块设计的思想是安装简单，用户可以很容易地安装。对于消费者而言他们可以任意选择何种模块以达到最佳的定制性。降低消费者使用成本。第四，缩短产品设计周期：产品设计周期越长，企业的成本和市场风险就越高。如何在有效范围内缩短产品的设计周期，是各公司积极探索的问题。而模块化设计在这种条件下开发新产品具有良好的优势。在产品设计的初始阶段，制定出好的设计计划。产品分为几个模块配置，有些模块是标准产品模块，有些模块不是，通过标准模块和非标准模块的结合，可以完成一个或一系列的新产品设计。只需重新设计非标准模块，并将其与标准模块结合。这样，一个或多个产品的重新设计可以在短时间内完成。第五，延长产品生命周期：就产品设计而言，如何延长产品的使用寿命，最大限度地提高产品使用价值，减少浪费，是我们现阶段积极探索的问题之一。我们目前熟悉两种有效的延长产品生命周期的方法：一种是由于零件损坏而被动地修理和再利用过时的产品；另一种是直接回收因消费者不满被动淘汰的不良产品，经过简单的清洁处理后再利用。二是通过改变产品的功能部件，将废旧产品转变为全新的产品形态，通过这种创新手段达到延长产品生命周期的目的。符合模块化产品设计思想可以应用其功能模块自由组合、自由替换的特点。2.2乐高积木种类研究乐高积木种类大致可分为砖块式，孔梁式（科技式积木）砖块式：砖块式主要以几何体为载体，如下图，以凸/凹作为连接方式，在相互堆叠上，连接结构使其稳固。图2-2-1（来源网络)单纯为砖块式零件很难做出具有有效支撑的结构，多以外形塑造，表达艺术形式为方向，像素组合化设计形式。孔梁式：孔梁式颗粒其独特设计的零件能够给予积木本身强大的结构支撑。不同种类的插销和各类变种的轴，和插销结合形成结构稳定，支撑力强的高稳定框架图2-2-2（乐高世界）连接轴、栓类零件主要的结构件是两种形态的孔梁两种孔梁对比：凸点孔梁：带凸起点位的，这种梁的特点是能直接和标准凸点积木连接，如下图。图2-2-3（图片来源：乐高世界）图2-2-4（笔者自制）科技梁：光滑曲面且不带凸点，其特征为结构更加轻便，高度标准统一8mm，随着科技零件的种类的完善补充，不在依赖凸点砖块，如下图。图2-2-5（图片来源：乐高世界）图2-2-6（笔者自制）除了有无凸点以外，两个版本的孔梁，其新版的孔梁零件长度主要为奇数单位。因为之后的科技类套装中加入了动力马达，而传动中心必然在零件中心，也就是奇数模式，所以相应的连接组件都会围绕奇数单位进行展开3积木零件结构分析2.3.1传统积木零件组合结构分析这种以砖块式为代表的颗粒，其组合方式是以积木零件顶部的突起和底部的凹槽通过嵌入咬合，层层叠加的形式完成积木间的组合，如下图图2-3-1（图片来源：乐高世界）但仅仅只有在一个方向上的堆叠，不足以支撑结构的可靠性，因此在产品设计中往往作为元素堆叠使用，利用独立个体组合实现更多功能性趣味性2.3.2非传统科技式积木零件组合结构分析非传统科技式积木使用了全新的连接方式，通过孔洞和轴，栓类零件的拼插来完成。这种连接机构，有效增加强度，提供多方向的啮合，其中还可以获得可活动部件用以杠杆连接方式，不同的支点与锚点实现结构的变换。如下图图2-3-2（图片来源：乐高世界）搭建方式变得更自由，连接方向不仅限于某个方向的叠加，得益于这种结构，能够实现的功能大大增加，增加二维度连接将结构牢牢锁住，合理的搭配以及连接能够使结构本身承载更多负荷。其中，积木块的高度具有固定值，得益于科技式的零件设计，可实现结构锁定。图2-3-3（图片来源网络）两根梁的高度加上2个三分之一高的薄板分开，高度等于3个孔水平单位。因此两根梁可以使用正交梁和联接销子来实现锁定——这样可以使结构更牢固。如上图图2-3-4（图片来源：乐高世界）另外，此外，斜柱还可以用来建立一个更完美的垂直间距。可以搭建出直角三角形、等边三角形等。如下图图2-3-5（笔者自制）此外，通过种类丰富的积木零件也可以实现张拉结构，如下图图2-3-6（图片来源网络）连接销子是这种科技砖块最重要的连接组件，是起到穿插固定结合的关键支撑部件。图2-3-7（笔者自制）2.4乐高积木，模块化运用于产品设计中的原则及因素2.4.1安全性原则根据人本主义心理学家马斯洛的需求层次需求理论：图2-4-1(图片来源网络）人们有从低到高的多层次需求，而安全需求则处于需求层次的最底层李清华.设计现象学——一个关于体验、意义创造与追寻实践的描述性框架[C].设计学研究2016.:同济大学设计创意学院,2019:102-121.李清华.设计现象学——一个关于体验、意义创造与追寻实践的描述性框架[C].设计学研究2016.:同济大学设计创意学院,2019:102-实用性原则生活用品，特别是人们每时每刻都需要的光源用具，可用性是第一要素，在保证实可性的前提下，延伸出：可用-实用-易用，灯具设计要以人为本。从“人”的基本使用需求来看，产品在具有一定的实用性和易用性的同时，使人们能够从形式和功能上清楚地了解灯具的使用方法。采用模块化设计的灯具应易于使用，以便人们能够独立使用单个模块系列。2.4.3生态原则模块化设计的最大特点是模块可以重用，可以分解成具有独立功能的单元。模块化灯具是在新时代背景下，以新的消费需求为导向的产品。灯具的设计必须在形式和功能上创新，必须具有艺术表现形式。模块化灯具应具有多种功能特性，并应根据消费者的需要，根据内部空间，在配置时除了自身的基本功能外，还应合理增加附加功能。而模块化最重要的就是其模块组件和连接方式，灯具在现代日常生活中已经作为一种艺术表达方式，通过不同的模块，不同的材质组件，构建生态服务，满足消费人群的需求点，符合人们对定制化，个性化的需求。2.5现有模块化产品案例分析2.5.1元素重复使用组合市面上有较多的灯具模块化案例和对灯具模块化进行的讨论，如下图中，这款DropLight吊灯是以一个单独的灯具组件作为核心，这一核心组件内置电池，使用充电进行供能。可以通过一个吊顶组件，组合成吊顶灯。除了核心组件外，仅有两种额外辅助组件，进行吊顶灯和台灯的转换。图2-5-1（来源YANKODesign）/2018/09/25/meet-doolight-the-modular-smart-chandelier-of-2018/PL-Y模块化照明系统具有可互换的模块，用户可以根据自己的偏好设置自己的照明模式。灯光核心组件以英文字母“Y”的形式呈现，可以单独或组合使用，三角形两端有连接点，可通过两端进行组件间的连接达到不同的装饰效果。Led位于组件内部，提供了良好的散热环境。图2-5-2（来源pinterest）图2-5-3（来源nordicgarner）/products/led-hexagon-light-magnetic-wall-light-touch这一个模块化的瓷砖灯主体是一个独立的光照核心组件，可以通过触摸开关，六边形的每条边都有独特的连接接口，通过磁吸和卡扣固定，每块都内置电池，用户可根据自己的安装出不同的装饰风格。这类设计形式以多个相同的拥有独立功能的部件，通过不同组合/独立使用，实现功能的多样化，使分别独立的个体可以服务于人群，满足用户不同的需求2.5.2元素堆叠使用组合这种家具由一个底座结构组成，可以容纳不同的存储模块，每个模块都有多种不同尺寸的组合可能性。每个储藏室都可以通过固定在门上的木板改变颜色。通过更换不同模块实现对空间的合理利用。图2-5-4(来源/en/product/mood-y）图2-5-5（图片来源于behance）/gallery/31086753/YOUMO-Smart-Modular-Power这款模块化排插设计，将功能分为若干个模块，通过通用接口组合使用，用户自行可以选择功能进行连接。图2-5-6http://gd.kidp.or.kr/product/product_list01.asp?schYear=ALL&schPrize=&schCode=&search_id=PRODUCT_KOR_NAME&schProduct=Modular+&x=13&y=27这款数字音频处理器恰好使用积木元素进行设计，每个模块都做成相应的积木砖块，分别连接至底盘，有效扩展了应用与便携性。这一类型的产品通常在一个底座结构上展开，将功能做出各类型模块，与底座共同使用达到多功能的效果2.5.3穿插链接交错使用组合《警灯》是2014年的作品iF设计奖–概念设计条目。它去掉了裸露的电线，仅通过灯之间的连接就完成了电路其中应用线，块，滑轮进行连接，可根据用户需求进行外观上的定制图2-5-7（来源YANKODesign)/2014/06/12/configuring-the-modular-lights“瓷砖”系列，由于其模块化的特性以及允许照明单元在X轴和Z轴上旋转的独特接头，它可用作工作灯、落地灯和壁灯。壁灯模式下，灯悬挂在天花板上，电芯连接在两侧。图2-5-8（来源YANKODesign）/2007/07/12/tile-modular-lighting-system-by-gary-yuDot模块化货架系统金属框架点搁板有许多孔，可以轻松插入搁板、挂钩和其他配件。白色胶合板搁板易于调节，非常适合小型生活空间图2-5-9图2-5-10（图片来源于homecrux）/modular-shelf-designs/95013/图2-5-11图2-5-12（图片来源于designlibero）/portfolio/design-3-0-hybrid-production-xxi-t/这一系列围绕多种类型的结合连接部件展开，用户可以通过不同的主体连接件和多种尺寸的木棍进行组合，按照自己的想法进行安装，这一系列包括衣架，桌子，吊灯，书柜，椅子等涵盖家居使用范围的产品。高度定制化符合用户的需求，不断更新的多种连接件可以实现更多的造型，能都快速更新产品线。这一类型的模块化设计将模组，底座进行拆分，通过固定锚点或辅助工具进行安装，拓展性更强，用户选择性更高，参与感更强，但对结构的要求较高2.6积木式模块化结构在产品设计中的优势第一，产品之所以能够模块化，是依靠连接结构，将结构拆分进行设计。而积木恰好具有拆分组合的优势，利用积木结构能够很好的将连接点进行转换设计，将积木的易拆分易组合的特点体现出来第二，积木的设计语言符合当代消费者的需求，高定制化的产品体验，用户选择变得更加多种多样。第三，人们天然的对堆砌，堆叠方式有着下意识的行为吴金洲.吴金洲.下意识行为在产品设计中的应用与研究[D].齐齐哈尔大学,2012.第四，积木结构是建立在接口与接口的设计上，而模块化结构接口设计也是重点之一。着眼现代产品设计史李敏敏李敏敏世界现代设计史[M].长沙：湖南美术出版社，2004:12-142.7本章小结本章介绍了模块化设计的理论研究现状与模块化设计理念，应用模块化设计进行产品设计的优势，分析模块化设计的应用点，了解模块化设计是如何建立这些优势的。分析了积木的种类和其连接特点，为选取何种连接方式应用于模块化设计提供参考。例举了市面上部分模块化设计产品，了解到三种基本模块化设计类别，从积木类别和现有产品中进行总结，尝试创建积木结构模块化设计原型。

第三章基于积木式模块化结构的灯具产品设计3.1灯具设计的发展背景3.1.1灯具设计的市场现状中国照明协会对中国几大照明产区进行了统一分析。常州，沈阳，北京，华南，天津，武汉，临沂，郑州和上海作为中国几个主要的销售和生产区域，覆盖了中国的南北，总销售额超过两百亿李帅.家用灯具的设计研究[D].齐鲁工业大学李帅.家用灯具的设计研究[D].齐鲁工业大学,20灯具设计的用户需求时代在进步，消费者对产品的认知和理解也发生了改变，因此，用户需求的导向也可大致分为社会、科技、人文精神三个方向王受之王受之世界现代设计史[M].北京:中国青年出版社,2002,52-57.从社会角度为导向，随着物质生活水平的提高，用户不再满足于单纯的功能性产品，开始渴望拥有个性化的需求以及参与感，追求一种精神层面的满足。人们使用灯具的情景为工作地点与住宅，对于常驻场景的使用提升与用户粘性的培养是目前灯具设计的趋向在科技的引导下，日用品与智能化相结合，为人民提供更为便利的使用情境，这也是现代设计的一个热门话题，也是用户对灯具科技化提出的设计要求。灯具作为一种兼具装饰艺术作用的生活产品，其在生活场景中担任着终于的角色。购买灯具的第一因素是装饰性和创意性，功能与价格为第二因素陈泽青陈泽青多功能创意灯具设计的应用与研宄[D].天津科技大学.2017.13.2现代灯具设计的发展趋势自19世纪以来，灯具设计的发展一直被视为一种独立的产品设计，现代居室灯具设计大概经历了早期探索、初期发展、高度发展、多元化设计四个阶段赵鹏.室内灯具设计研究[D].西安理工大学.2011阶段时间风格类型代表特点作品早期探索19世纪-20世纪初工艺美术威廉·莫里斯(WilliamMorris)折衷表达材料之美,推崇自然主义，忠于材料和适应使用新艺术周宏新艺术运动大师图典[M]西安：陕西师范大学出版社,2003：118-125路易斯・康夫特・蒂夫尼(LouisComfortTiffany）强调自然曲线，有机的自然形态灯具设计围绕着有机曲线的风格，在装饰上着重表现动植物的自然形态初期发展20世纪初-40年代基于荷兰风格派王元哲荷兰风格派对现代家具和室内设计的影响王元哲荷兰风格派对现代家具和室内设计的影响[J]门窗,2014(07):250.潘子蔚,史磊混合型文化下的跌宕命运——论俄罗斯文化对其现代设计发展的影响[J]设计,2020,33(01):88-91.玛丽安娜·布兰特（MarianneBrandt)简洁抽象技术艺术统一斯堪的纳维亚风格汉宁森(PaulHenningsen)将现代主义简单明快与传统设计风格融合注意产品功能的同时强调人文因素高度发展20世纪40年代-60年代现代主义理查德·萨帕（RichardSapper）功能主义,极简，标准化斯堪的纳维亚风格汉宁森(PaulHenningsen)趋向工业化生产方向与探索功能、即使、美学协调发展方向多元化设计20世纪60年代至今波普主义赫克托·索查斯（EttoreSottsass）追求形式上的异化及娱乐化的表现主义，新奇的搭配图案、强烈的色彩对比后现代亚历山德罗·门迪尼（AlessandroMendini）折衷调和，表现形式前卫夸张，其思想内涵却以传统为展开，思考设计如何与消费文化结合孟菲斯埃托·索特萨斯(EttoreSOTTSASS）大胆个性化的风格，常用响亮的颜色和富有新意的图案，多采用波形曲线，曲面与直线的组合，具有任意性和展示性解构主义英戈.莫端尔（IngoMaurer）形而上的思想传统，打破现有的单元化秩序，对结构反感，追求支离破碎的不确定感3.3积木式结构在灯具设计上的体现首先，积木结构紧凑灵活，无需外界帮助即可实现对接、活动和自锁，同时具有较佳的受力性能。因此，在灯具设计中采用积木结构应了解其结构的合理性和连接的牢固性。其次，积木结构具有便于装配和组装的优点。如今，照明产品的组装和分销是灯具市场面临的挑战之一，照明产品的组装投入了大量的人力成本，随着人们对多元化设计的思考，消费者希望与易于移动、组装和拆卸的产品建立更密切的关系，并希望他们能感受到产品的实用性和参与性。随着家庭空间的多样化和复杂化，消费者对灯具需求变高，希望它们能有功能叠加或功能转换。如这一款名为Xlighying的模块化灯，将灯块与灯座进行拆分，同时灯块设置有连接插口，如此一来就可以将多块灯块进行组合，而灯座进行连接电源输出光源，这样就可以构建一个无限延长的灯具模组。而两者互相结合仅仅是通过中间相互咬合，靠重力提供垂直向下拉力。图3-3-1（来源pinterest）而下图这款MODLI模组灯则将灯体与灯座进行组合的同时，还可以通过灯座的额外连接口进行拓展，发光源为led灯带，在保证自由弯曲的同时保证光源的散布，其接口为类似插座的设计。利用多种模块化灯座，进行不同组合方案达到造型与功能的变化。其核心组件是灯带，连接辅助组件是多种多面接口，以多种类型接口组件服务单一主体核心，这也是一种模块化设计思路图3-3-2（来源pinterest）最后，积木结构可以体现在坚固实用的结构上，可以进行修复。现代设计理念更注重环境问题和材料的二次使用，但许多现代灯具在组装、运输和实际使用过程中，由于损坏量小，难以修复。如果将塑料材料用作连接件，由于塑料模型是一次性生产的，因此如果塑料模型损坏，则很难修复。且因为灯具产品本身的多样性，较难找到同样的配件替换，可能导致整个灯具产品的损坏和丢弃邓建起，刘泽成邓建起，刘泽成设计材料工艺学[M].北京：高等教育出版社，2007．3.4积木式模块化结构和产品设计的关联性风格是创作者在审美对象上的独创性和自己的创造性设计表现，应用模块化设计可以表现出具有区别于传统灯具独特的标签，而模块组件之间的风格应该是统一的，这样建立的模块化系列设计风格是一致的，可以深入引入人们的脑海。积木作为一种另类结构构筑方式，有其独特的艺术形式，单纯以元素进行重组设计就具有观赏性。假以使用结构性更强的积木结构，势必为产品设计展现出更大的多样性，给予创作者更丰富的表现形式。3.5积木式模块化结构和产品设计的重要性完善灯具产品的功能形式，增强用户和灯具产品之间的互动性，使其从灯具的使用过程中获得参与感和认同感。而积木的特性之一就是结构的拆装魅力，将积木结构的可拆卸的特性运用到灯具设计上，利用积木结构的秩序性和科学性合理设计用户拼装程序，在照亮用户生活的同时还可以让用户参与灯具的创造过程，增强产品与用户的黏性，在一定程度上创新现有的灯具产品形式。优化灯具的结构设计，延长灯具产品的使用寿命。将积木结构运用到灯具设计中，使得灯具产品成为可以拆卸和组合的单元体，更适合系统化的生产。而它的拆装特性让灯具产品的修复变得更为简单，只需替换需要的配件就可以完成修复，从而延长灯具的使用周期，符合现代的环保理念。3.6本章小结通过研究灯具的发展现状，了解到目前灯具行业具有良好的发展前景，用户需求不断上升，我国灯具市场具有饱和趋势，应加强创新增加活力，为消费者提供更多样的选择。分析了灯具发展历史可以发现灯具发展趋势多极化，功能化，风格发展趋势由早期传统和标新立异的融合过渡成为追求技术与实用与审美的平衡，为接下来在积木结构灯具设计中提供了方法和方向。

第四章基于积木式模块化的灯具产品设计实践4.1系列化灯具产品设计概念设计模块化设计的优势在于多种多样的组件，这必然需要以系列为承托，其中包括有家居台灯、落地灯、吊灯、挂壁灯，能够涵盖家居灯具使用环境。同时，应具有人机关系的相关配合设计。根据国务院发布的报告《中国居民营养与慢性病状况报告(2015年)》发布[J].上海预防医学《中国居民营养与慢性病状况报告(2015年)》发布[J].上海预防医学,2016,28(03):141.图4-1-1（来源：笔者自制）在前文的分析基础上，结合灯具评价体系作为参考赵鹏.室内灯具设计研究赵鹏.室内灯具设计研究[D].西安理工大学,2009.在光源散热上，考虑到LED体积小，发热量集中，可选用铜管进行导热，利用空气进行热量传导，增加LED耐用性。结合上文的案例分析以及本课题以积木结构出发，设计拟选用几何体作为设计元素，通过变化几何形体，演变成各种不同形态组件以适应家居光照环境。4.2积木式模块化结构的融入4.2.1积木结构的选取进行积木结构的融入时，根据灯具总体的设计方向，以几何体为主，因此结合面为面面结合，需要满足易拆卸，易组合，符合生产规律的结构。类型连接方式优点缺点凸点连接凸点与凹槽相互嵌合，嵌合深度浅易操作，垂直承受应力均匀。嵌入深度不能做深，咬合在进行角度旋转时，结合牢固度为随之变化轴连接十字轴体与十字槽相互嵌合，嵌入深度深，阻尼大易操作，受力均匀，侧向与垂直支撑力足够，嵌合深度足够深，有效提高牢固性嵌入体和被嵌入体不能进行颠倒放置销连接带有弹性的凸起边缘与带有凹槽的内边缘进行互相扣合连接牢固不易操作，连接后不易拆除，具有长度限制通过上述所示，从易操作与使用的优势上看，选取轴连接符合本次灯具设计的形态，以此作为实践对象。在几何形体选择上，单纯的矩形形状利于生产，利于安排内部空间，倾向现代主义风格。4.2.2组合方式和模块化结构设计组合方式：结合上文，组合结构以几何形状为承载主体，组合方式以插拔为主，增加面面结合阻尼，通过摩擦力进行组件间的稳定。通过设计不同连接组件，辅以核心组件实现不同形态与功能。在日常使用中，灯具的位置一般较为固定，一旦装配完成短时间内不会移动，因此模块化结构设计应符合易操作的同时具有良好的稳定性。由此进行对接口的设计，如下图图4-2-1接口连接多层的凹槽和凸起横条进行相咬合，多层间隙可以提供较高阻尼阻力，倒圆角的边缘利于相结合，四周形状嵌合提供定位，方便用户进行安插操作。图4-2-2空气流通间隙进行安装时空气通过四角倒圆角空隙流出，如上图模块化设计：灯具的模块化应用可以增加使用场景，涵盖台灯、吸顶灯、落地灯、壁灯、吊灯场景，通过核心组件+辅助组件组合成为不同形态的功能产品。通过单独设计具备连接、功能为一体的主体部件，设计系列化模块族，围绕主体进行模块组件设计，延用通用的接口设计。4.2.3科技创新设计将wifi面板模块与感光元件加入灯具设计中，可有效增强用户使用体验感，wifi模块提供远程操作与详细数据调节，这样当模块组合成不方便用户用手去进行开关时便可以通过wifi模块进行控制。而感光元件是灯具是否能够智能判断环境做出适宜灯光效果的功能元件，感应周围环境和人们在使用过程中所需要何种灯光。4.3设计方案展示设计说明：主体集成光源、触控、远程控制，感应组件，接口拔插设计易操作，用户学习成本低，多种多样的组件供用户选择提供高个性化。光源利用反射/折射进行光影扩散，可以通过组件提供情景光影照射的模式，不同材质也可以提供不同的灯具外观样式。为满足人们对高个性化追求，满足大众对于室内灯具独立定制的氛围要求，设计一款系列化模块灯具族。易操作组装有利于人们快速上手安装，接口连接设计易于设计。同时为了满足生产运输需要，主体核心具有方便运输，功能集成化高，使用寿命长的要求。对于消费者来说是选择丰富，可DIY的模块化灯具，对于企业来说，具有快速更新换代，方便运输和损耗部件易更替的产品。这一产品的设计目的在于为用户提供乐趣的灯具氛围营造，表现自己艺术审美风格。灯具是可以随用户心情去变换的，易操作组装可以很好的服务用户突发的变换行为，提供更多的灯具形态可能性。图4-3-1图4-3-2图4-3-3主体图4.3-4组装效果

总结积木是一种自由搭配，随心所欲的个性化方式，人们可以根据自己的喜好去使用安排产品，将这种思维方式应用到灯具上，旨在服务现代人们越来越多的需求，提供更好的产品选择形式。希望能够促进灯具设计的创新发展，为人们提供更完好的产品体验更多样的选择性。本文从灯具设计模块化方向进行入手，通过了解积木方面的知识，进行灯具设计结合，分析了灯具模块化的重要性，积木结构跟模块化的关联性，了解灯具发展历史和设计趋势，分析市面上已有的模块化产品，为方案构思提供明确的方向。本课题主要方向是寻求高定制化系列灯具，人们会偶尔进行空间转换和情景改变，以此设计这一组合灯具，具有模块化，易操作组装的灯具系列，为积木结构应用于灯具模块化提供方法和可行性。鉴于个人能力不足，有些方面未能了解全面，希望通过之后的学习弥补不足。

参考文献:[1]王华斌,童灵工业4.0时代产品设计新的审美特征及其启示[J].设计艺术研究,2020,10(01):41-46.[2]缪竞红面向中国制造2025的智造观[J].电气时代,2018(07):52-53.[3]侯亮、唐任仲产品模块化设计理论、技术与应用研究进展[D]浙江大学现代制造工程研究所杭州3100272004.1[4]汪杉模块化设计在产品设计中的应用[J].家具与室内装饰,2018,(01):22-23.[5]祝燕琴,李卫峰现代灯具设计要素研究[J].江苏技术师范学院学报,2010,16(09):13-16.[6]ErensF,VerhulstK.ArchiectruesforproductfamiliesComputerinIndustry1997,33:165-178[7]Ulrichk,TungK.FundamentalsofproductModularity.In:SharonAedIssuesinDesign/ManufacuringIntegration.ProceedingsASMEWinterAnnualMeetingConference,Atlanta.1991,Newyork:ASME,DE39,1991:73-80[8]LiuNien-Te，WuChang-Tzuoh，LiJia-Cin[J].Transactions-CanadianSocietyforMechanicalEngineering,2017,41(3):457-467.[9]侯亮、唐任仲产品模块化设计理论、技术与应用研究进展[D]浙江大学现代制造工程研究所杭州3100272004.1[10]李清华.设计现象学——一个关于体验、意义创造与追寻实践的描述性框架[C].设计学研究2016.:同济大学设计创意学院,2019:102-121.[11]吴金洲.下意识行为在产品设计中的应用与研究[D].齐齐哈尔大学,2012.[12]李敏敏世界现代设计史[M].长沙：湖南美术出版社，2004:12-14[13]李帅.家用灯具的设计研究[D].齐鲁工业大学,2015.[14]王受之世界现代设计史[M].北京:中国青年出版社,2002,52-57.[15]陈泽青多功能创意灯具设计的应用与研宄[D].天津科技大学.2017.1[16]赵鹏.室内灯具设计研究[D].西安理工大学.2011[17]周宏新艺术运动大师图典[M]西安：陕西师范大学出版社,2003：118-125[18]王元哲荷兰风格派对现代家具和室内设计的影响[J]门窗,2014(07):250.[19]潘子蔚,史磊混合型文化下的跌宕命运——论俄罗斯文化对其现代设计发展的影响[J]设计,2020,33(01):88-91.[20]邓建起，刘泽成设计材料工艺学[M].北京：高等教育出版社，2007．[21]赵鹏.室内灯具设计研究[D].西安理工大学,2009.

致谢春华秋实，转眼间我已经是毕业生了，回首前几年在校园里的点点滴滴，我的心中还是有诸多的不舍。大四的最后一个学期已经开始，我的毕业也设计终于完成了。这也意味着我的大学生活即将结束，我即将正式的踏入社会，不再是一名学生了。在学校生活的日子里，我认识了很多的老师和同学，不管是生活上还是学习中我都受益良多。在做毕业设计的过程中，我要感谢我的的导师刘亚男老师，感谢老师始终给予我的悉心教导，才让我在做毕业设计的时候没有迷茫。因为她的引导和启迪，我才能对毕业设计进行较深入的研究，并在设计中得以体现。感谢和我一起生活，相处四年的舍友们，是缘分让我们相遇，愿我们大家走上社会正式工作以后的生活都能够顺利。同时，我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的家人和朋友，是你们的支持让我有了无限的动力。

论文的研究方法和手段有哪些

（1）调查法

调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。一般是通过书面或口头回答问题的方式获得大量数据，进而对调查中收集的大量数据进行分析、比较、总结归纳，为人们提供规律性的知识。

（一）典型例子

调查法中最典型的例子是问卷调查法。它是通过书面提问收集信息的一种方法，即调查人员编制调查项目表，分发或邮寄给相关人员，询问答案，然后收集、整理、统计和研究。

（二）研究步骤

1.确定调查课题

确定题目时要注意选题是否具有研究的必要性和可能性，同时要注意选题切忌太大，也要避免无意义的重复劳动。

2.制定调查计划

要明确调查课题、调查目的、调查对象、调查范围、调查手段、调查步骤、时间安排。

3.收集材料

收集材料时要尽可能保持材料的客观性，尽可能采取多种手段或途径。

4.整理材料

将收集到的材料进行整理，以便后续总结归纳、形成结论。

5.总结研究

对整理完的材料进行分析、总结、归纳，得出一般性的结论。

（三）特点

调查法相对其他研究方法来说较为耗时耗力，但也有其优势，即获得的一手资料信息真实具体，能够对研究对象有更加准确、清晰的认识。

（2）观察法

观察法是指人们有目的、有计划地通过感官和辅助仪器，对处于自然状态下的客观事物进行系统考察，从而获取经验事实的一种科学研究方法。

（一）典型例子

皮亚杰的儿童认知发展理论就是通过观察法提炼总结出来的；儿童心理学创始人——普莱尔，也是在一次次地使用观察法后，提出了儿童心理学领域中的诸多理论。

（二）研究步骤

1.明确观察对象

在选择和确定研究问题的基础上确定观察者与观察对象。

2.制定观察计划

在观察计划中要规定明确的观察目的、重点、范围以及要搜集的材料。

3.做好观察准备

观察准备是否充分，往往影响观察的成败。

4.做好记录

在观察过程中要时时记录，不放掉任何一个关键信息。

（三）特点

观察法具有拓展人们的感性知识、启发思想等优点，但是由于其强调研究要在自然环境下进行，且不允许掺杂个人的偏见，确为实际操作带来了一定困难。

（3）实验法

实验法是指经过