1.1 工业产品设计概述

工业设计是工业化时代中将技术、艺术与文化转化为生产力的核心环节，也是现代服务业的重要组成部分。

工业设计的主体是产品设计，随着工业加工能力的深入和系统控制能力的提高，其理念已经从产品性能研发、外观设计延伸到市场推广的全过程。

1.1.1 理解产品设计

产品设计既不是一部分人理解的机械传动设计、电气产品的电子线路设计等工程设计，也不是有些人认为的对产品的外形进行美化装饰。前者属于工程设计的范畴，旨在解决产品系统中物与物之间的关系；后者属于对产品的艺术加工，用于展示艺术家的个人意愿。

产品设计的领域很广，有很多内容与其他设计领域相重叠，如家具、椅子等既是产品，又是室内环境设计的组成部分；电话亭、公共候车亭等既是产品，也是室外环境设计的组成部分；产品的标志、包装等设计又涵盖了视觉传达设计的内容。美国著名设计师雷蒙德·罗维认为，产品设计的内容包括大到火车、小到口红的设计。

产品凝聚了材料、技术、生产、管理、需求、消费、审美以及社会经济文化等各方面的因素，是特定时代、特定地域的科学技术水平、生活方式、审美情趣等诸多信息的载体。对于产品的正确理解，有助于把握产品设计的实质。

讨论产品设计离不开对使用者的讨论，可是一旦将人的因素加进来，就容易使刚接触产品设计的人迷失方向。如若抛开人的因素不谈，单从产品本身来讲，产品的基本类型大致有如下几种。

1. 具有全新功能的产品

图1-1所示的椅子看起来很简洁，却蕴含着多种变化的可能性，符合现代家具多功能、无限定、简约的特征。它不仅可以作为椅子使用，还可以作为小爬梯、储物架或者任何你能想到的方式来使用。

2. 具有全新形态的产品

图1-2所示的这款室内自行车设计可同时供3个用户使用。不使用时，它呈鸡蛋形，在下拉出席位时，踏板也跟着推出。外壳是由玻璃纤维制成，使整个设计轻巧耐用。

3. 在现有功能上进行改进的产品

专供老年人或病人卧床喝水的杯子，设计中注重卧床者使用的功能因素，杯口的部分边缘向外突出，便于在卧床状态下的人饮用时水流直接进入其口中，从而避免握杯的手晃动时水流溢出。水杯把手在喝水口的正侧面，造型宽扁，并向后倾斜一定的角度，使水杯更易于抓握，如图1-3所示。

图1-4所示的这款产品则是在传统插头外观的基础上进行了改造，把插头的中间部分设计成一个圆环，在拔出插头时手指可以放在里面，这样在拔插头时会非常方便、容易，设计师还在圆环内设计了一圈LED光环，可以让用户在夜间迅速找到它，并且很方便地拔下。

4. 具有新用途的现有产品

图1-5所示的这款插座，可以像电风扇的定时控制开关一样设定电器的工作时间，不用的时候可以旋转插头把插座关闭锁住。它还提供非常方便的电流供应时间选择，如果电器本身没有设定工作时间的功能，那么只要将它旋转到对应的时间位置就可以了，到指定时间即会自动切断电流。

5. 具有附属功能的产品

在图1-6所示的第一张图中展示的U盘设计结合了数字存储功能和夹纸功能，非常适合办公环境。而第二张图展示的这款产品设计则为管道牙刷，中间有空隙，当牙膏用到最后阶段时，可以直接用它来辅助将牙膏挤出，从而避免浪费。第三张图展示的设计则是将茶几的腿部设计开口，可以用来夹报纸杂志。

6. 开辟新市场的产品

Swatch公司在2008年推出了两款奥运新品,一款以京剧脸谱为灵感,两张鲜艳的红色脸谱图案贯穿整个表带,呈现出中国传统艺术所具有的平衡美与大气。另一款则以唐代青花瓷为设计元素,不仅生动地绘制出中国传统的繁花、祥云、蝴蝶、羽翼和燕子等元素,更巧妙地将其结合奥运五环,把属于世界的盛典赋予清秀淡雅的中国气韵，如图1-7所示。

7. 改进式样的产品

外观造型是产品向消费者提供的第一个刺激信号，优秀的造型设计可以为一件产品的技术与价值带来提升，从而延长产品的寿命周期。因此，改进式样是企业实现产品更新的一种手段,例如，别克君越和君威的造型变化，既能实现产品设计的差异化，又能保持产品系列的基本元素特征，如图1-8所示。

8. 降级产品

为了应对国际金融危机，带动工业生产，促进消费，拉动内需，我国自2009年开始推广家电下乡活动，一些在城市销量一般的产品在乡下却是畅销品，农民朋友们也从中受益。对于乡镇地区来说，就是接受了降级产品。

去过日本的朋友都知道，在日本看过的一些最新产品，国内却没有销售。据传是因为日本有一个不成文的规定，国内生产的某些新产品，要在本国上市一段时间才可以出口到其他消费地区。对于消费日本产品的其他区域来说，也是接受了降级产品。当然，降级产品与质量好坏没有必然联系。

9. 具有全新生活形态的产品

现代社会，压力是每个人都要面对的问题，心灵超市的出现，使人们得以重新审视自己的生活状态，例如某些空容器上面贴有如【每天多点儒家思想】【暂停一下】【中庸】【如何放手】【安全感】等各种关于情感、社会等不同主题的标签,如图1-9所示。

因住房贷款陷入困境以及受到绿色住宅理念的影响，将火车车厢、大型集装箱等作为住家也变成了一些人的灵感，如图1-10所示。在成本与造价方面，火车车厢、大型集装箱等比传统房屋便宜，最重要的是，这间房屋独一无二只属于你，并且绿色环保（具本摆放规则请依据当地法律法规）。除此之外，世界各地还有很多利用废旧火车，改造成办公场所、餐厅、酒吧、桥梁、教会等的案例。

10. 加入新服务理念的旧的产品

产品的硬件可能已经陈旧，但是产品的服务依然持续中，比如汽车租赁服务。

1.1.2 数字技术下的产品设计表达方式

数字技术下的产品设计表达方式，一般是将产品模型的形体转化为计算机中的数据，再利用这些数据，配合与之配套的软硬件接口构建产品的虚拟模型，预览生产后的效果，模拟机构运动，同时，还能够与生产环节的上下游紧密地结合起来。

1.数字草绘

数字草绘（Digital Sketch）相对于以往的草绘方式而言，更加灵活和便捷。通过数位板（屏）作为输入媒介，真实地模拟马克笔、彩铅、针管笔等设计工具的物理特性，并引入图层这一重要概念，还能够根据施加压力的不同，表现出丰富的笔触变化，既可以进行快速方案构思，也可以进行深入细致的刻画。建议读者掌握一定的数字草绘技术，从而绘制出更加出色的设计方案。数字草绘设计实例如图1-11所示。

2.计算机二维效果图

计算机二维效果图（2D Rendering）介于草绘和数字模型之间，具有制作速度快、修改方便、基本能够反映产品本身材质、光影、尺度比例等诸多优点。效果图如图1-12和图1-13所示。

3.计算机三维效果图

计算机三维效果图（3D Rendering）借助三维造型软件和相关的渲染软件，根据特定的工具和算法进行产品造型和效果表现。相对于二维效果图来说，三维效果图能够更加直观、真实地表现产品本身的质感、体量感和空间感。三维效果图虽然能很直观地表现产品生产后的形象，但工作效率和可修改能力相对不足，如图1-14所示。

4.VR技术

VR（Virtual Reality）技术亦称虚拟现实技术。该技术通过数字手段，对产品设计方案进行虚拟演示和评估。通过VR技术，操纵者可以在产品电子模型或样机阶段身临其境地进行产品操作，从而确认当前的方案是否有能力完成预期的设计目标，也可从中评估使用的缺陷和问题，并予以改进，如图1-15和图1-16所示。

5.RP技术

RP（Rapid Prototyping）技术也叫快速成型技术。该技术是20世纪80年代后期由工业发达国家率先开发的新技术，其主要技术特征是成型的快捷性，能自动、快捷、精确地将设计思想通过电子模型数据的形式转变成一定功能的产品样机或直接制造零部件，该项技术不仅能缩短产品研制开发周期，减少产品研制开发费用，而且对迅速响应市场需求，提高企业核心竞争力具有重要作用，如图1-17和图1-18所示。

RP技术成型的方法基于计算机三维实体造型，在对三维数据进行处理后，形成截面轮廓信息，随后将各种材料按三维模型的截面轮廓信息进行扫描，使材料粘结、固化、烧结，逐层堆积成为实体原型。目前的快速成型技术的成型方法基本都是按照如下步骤进行的。

01 利用CAD/CAM软件（如Creo、SolidWorks、Unigraphics等）设计和构建产品三维模型，然后输出特定格式的文件（如IGES、STEP等）。

02 RP设备内置的处理软件对数据文件进行分层处理。

03 RP设备对分层处理好的数据模型进行分层实体制造，循环往复，直到生成整个成型件。

04 成型件制成后，通常还要按照一定步骤进行表面清洁、打磨抛光、喷漆上色等后处理工序，才能得到最终完美的产品样品。