现代设计方法
现代设计方法
主讲教师：张洪丽
有关本课程的说明
1. 课程属性 本课程为必修课、考查课。
2. 教材 所选教材为钟志华编写的《现代设计方法》。
3. 课时分配 该课程总课时36，学分2，其中，理论教学30学时，总复习2
学时，考试2学时，机动2学时。 4. 考核方式
本课程期末考试为闭卷考试，最终成绩为平时成绩和期末考 试成绩，其中平时成绩占20%，期末考试成绩占80%。
具，帮助工程技术人员进行设计的一切适用技术的总和。是 人和计算机结合、各尽所长的新型设计方法。
具有提高设计质量、节省设计时间、提高效率、降低成 本等特点。
CAD集成化是当前CAD技术发展的一个重要方面，形式之 一是将CAD和CAM集成为一个CAD/CAM系统。
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现代设计方法的主要内容
2、 工业造型设计 工业产品造型设计是指利用艺术手段按照美学法则对工
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现代设计方法的主要内容
6、 虚拟设计 虚拟现实(Virtual Reality,VR)是采用计算机技术和多
媒体技术，营造一个逼真的具有视、听、触等多种感知的人 工虚拟环境，使置身于该环境的人通过各种多媒体传感交互 设备与这一虚构的环境进行实时交互作用，产生身临其境的 感觉。
虚拟设计的基本构思是用计算机来虚拟完成整个产品开 发过程。在计算机上建立产品模型，并进行各种分析，改进 产品设计方案，用数字化形式代替传统实物原型试验，在数 字状态下进行产品静态和动态分析，再进行集成改进。
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现代设计方法的主要内容
10、绿色设计
绿色设计(Green Design)也称为生态设计(Ecological Design)、环境设计(Design for Environment)等。其基本 思想是：在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入 产品设计中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点， 力求使产品对环境的影响最小。
现代设计方法应用
现代设计方法应用
现代设计方法是指结合先进技术和设计思维的方法论，旨在更好地满足人们的需求，提高产品和服务的质量和可靠性。
现代设计方法的应用包括以下几个方面：
1. 用户体验设计：以用户为中心，通过调研、分析、测试等方法，设计用户喜欢和能够使用的产品和服务。
2. 人机交互设计：通过人机交互技术，实现用户与设备之间信息传递的有效交互，提高用户满意度和产品使用率。
3. 可持续设计：结合环保理念，利用新材料、新工艺等手段，设计出更加环保和可持续的产品和服务。
4. 创新设计：通过创新思维方法，突破传统设计思路，探索新产品和服务的可能性，推动企业持续发展。
5. 敏捷设计：迅速响应市场变化，快速设计出符合市场需求的产品和服务，提高企业竞争力。
6. 多样化设计：为了适应不同人群的需求，设计出多样化的产品和服务，满足用户不同的个性化需求。
总之，现代设计方法的应用可以帮助企业更好地理解和满足用户需求，提高产品和服务的品质和竞争力。
现代设计方法
③统一的产品信息模型
统一的产品信息模型是实施并行设计的基础，产品设计过 程是一个产品信息由少到多、由粗到细不断创作、积累和完 善的过程，这些信息不仅包含完备的几何形状、尺寸信息， 而且包含精度信息、加工工艺信息、装配工艺信息、成本信 息等。二维几何模型显然不能满足这一要求，仅包含几何信 息的三维模型也不能满足这一要求。因此，并行设计的产品 信息模型应能将来自不同部门、不同内容、不同表述形式、 不同抽象程度、不同关系、不同结构的产品信息包容在一个 统一的信息模型之中。质量、降低设计制造成本，而逐步形 成和建立起来的新的设计思想和策略方法。
为了缩短产品开发时间，人们首先从“硬件”入手：通 过装备更先进的加工设备来提高加工效率，用计算机代替人 工设计来提高设计效率。在取得了预期的效果后，人们又进 而认识到：要想大幅度地缩短产品开发时间，还要从研究和 改进产品开发过程本身入手，建立新的产品开发策略思想。
什么是模块?所谓模块，指一组具有同一功能和接合要素 （指联接部位的形状、尺寸、联接件间的配合或啮合等）， 但性能、规格或结构不同却能互换的单元。
机床卡具、联轴器可称为模块，有些零部件如插头、插座， 广义上也可称为模块，但不如称为标准件更好。在模块化设 计中，也用到大量的标准件，但模块多指标准件之外、仍需 被设计而又可以用于不同的组合、从而形成具有不同功能的 设备的单元。
模块化设计，指在对产品进行市场预测、功能分析的基础 上，划分并设计出一系列通用的功能模块；根据用户的要求， 对这些模块进行选择和组合，就可以构成不同功能、或功能 相同但性能不同、规格不同的产品。这种设计方法称为模块 化设计。
（2）模块化设计的主要方式
① 横系列模块化设计。不改变产品主参数，利用模块发 展变形产品。这种方式是易实现，应用最广。通常是在基型 品种上更换或添加模块，形成新的变形品种。
现代汽车的设计方法
现代汽车的设计方法现代汽车的设计方法是一个复杂而综合性的过程，它涉及到多个方面，包括外观设计、车身结构设计、动力系统设计、内饰设计、人机工程学设计等等。
现代汽车的设计方法主要可分为以下几个步骤：1. 市场调研：在设计一款新车型之前，汽车设计师需要进行市场调研，了解消费者的需求和喜好。
这样可以使设计师更好地把握市场需求和潮流趋势，确保设计的产品能够满足消费者的需求。
2. 概念设计：在进行市场调研后，设计师会进行概念设计，包括外观造型、车身结构、车辆比例等。
概念设计是一个创意过程，设计师需要将市场需求和自己的创意相结合，形成独特而富有吸引力的设计方案。
3. 造型设计：在概念设计确定后，设计师会进行具体的造型设计。
这一过程涉及到外观线条的塑造、曲线的修饰、细节的雕琢等。
设计师需要运用各种设计软件和工具，如CAD、CAM等，来实现设计图纸的绘制和模型的制作。
4. 工程设计：在完成造型设计后，设计师需要进行工程设计，包括车身结构设计、动力系统设计、底盘设计等。
这一步骤需要考虑到安全性、可靠性、乘坐舒适性等方面的要求。
设计师需要与工程师紧密合作，确保设计方案的可行性。
5. 内饰设计：在设计过程中，内饰设计也是非常重要的一环。
内饰设计需要考虑到人机工程学、乘坐舒适性、功能性等方面的要求。
设计师需要和工程师、人机工程学专家等密切合作，确保内饰设计与整车设计相协调。
6. 原型制作：在设计方案确定后，设计师会制作原型车或3D打印模型。
通过原型的制作，设计师可以更好地了解设计方案的实际效果，并进行调整和改进。
原型制作是设计过程中的一个关键环节。
7. 试制和测试：在原型制作完成后，设计师会进行试制和测试。
这一步骤涉及到车辆性能测试、安全性测试等，以确保设计方案的可靠性和安全性。
8. 生产准备：在设计方案得到验证和完善后，设计师需要进行生产准备。
这一步骤涉及到工艺设计、生产工艺准备、供应链管理等。
设计师需要和工程师、生产经理等密切合作，确保设计方案能够顺利投入生产。
“现代设计方法”教案讲义
“现代设计方法”教案讲义
一、课程介绍
现代设计方法是一门重要的社会科学门类，旨在培养学生掌握现代设
计方法的基本理论、思想和方法，实践现代设计方法在设计实践中的应用，掌握当今国际设计理论及其发展动态，以及对多元文化融合理解和设计技
术应用。
二、教学目标
1.通过理论和实践的训练，培养学生在现代设计方法领域的专业知识
和实践能力。
2.让学生理解多元文化融合与设计相关的理论和技术，掌握设计实践
的原理及其应用，掌握当今国际设计理论及其发展动态。
三、教学大纲
1.现代设计理论基础知识
（2）现代设计理论的特点：
现代设计方法强调的特点为简约、极简和模式化。
它以简约美学为基础，把设计从繁琐的装饰中剥离出来，更注重构思良好的空间结构，注重
功能效率和实用性；还要求以模式化、系统化的方式来表达空间。
2.现代设计实践方法
（1）现代设计实践的内容：。
现代设计方法传统
现代设计方法传统现代设计方法和传统设计方法是两种不同的设计思维方式。
传统设计方法是指在过去几百年中所形成的一套设计原则和方法，它强调对于传统价值观和氛围的尊重，追求经典、稳定和长久的设计效果。
而现代设计方法则是对传统设计方法的扩展和更新，它注重创新、实用和可持续发展，基于多样化的需求和快速变化的社会环境来进行设计。
在传统设计方法中，设计师通常会从传统艺术和文化中获取灵感，注重对材料、细节和工艺的精细处理。
传统设计方法强调对于传统文化的继承和发扬，追求经典、庄重和具有时间性的设计效果。
例如，在建筑设计中，传统设计方法更注重对建筑风格、历史文化和地域特色的研究和运用，希望通过设计来传递一种传统氛围和历史感。
然而，随着社会的不断发展和变化，传统设计方法的局限性逐渐显现出来。
它往往只适用于特定的文化和价值观念，无法满足多样化的需求和快速变化的社会环境。
因此，现代设计方法的出现就是为了解决这些问题。
现代设计方法更加注重创新和实用性，设计师会从现代科技、社会趋势和用户需求等方面进行思考和创新。
现代设计方法更加注重材料的环保性和可持续性，追求设计与自然环境的和谐共生。
例如，在建筑设计中，现代设计方法更注重节能减排、可再生能源的应用以及适应气候变化等方面的研究和运用，追求可持续发展的建筑效果。
此外，现代设计方法还注重用户体验和人性化设计。
设计师会更加重视用户需求和心理感受，将用户的使用体验放在首位。
设计师会通过用户研究和用户调研等方法，了解用户的需求和习惯，从而通过设计来提供更好的用户体验。
例如，在产品设计中，现代设计方法更注重产品的功能性和便捷性，追求用户使用的便利和舒适。
总之，现代设计方法与传统设计方法不同的地方在于其注重创新、实用性、可持续发展以及用户体验。
传统设计方法侧重于传统文化的保留和传承，而现代设计方法更加关注社会变化和多样化需求的满足。
两种设计方法各具特色，各有优势和劣势，设计师可以根据具体的设计任务和需求选择合适的设计方法来进行创作。
现代化设计方法的典型案例
现代化设计方法的典型案例随着科技的不断发展，现代化设计方法在各个领域得到了广泛应用。
这些方法旨在提高设计效率、优化设计质量，并降低设计成本。
本文将介绍几个典型的现代化设计方法，并分析其在实际应用中的效果。
一、数字化设计数字化设计是现代化设计方法中最常见的一种，它通过计算机辅助设计（CAD）软件来实现。
CAD软件能够快速、准确地完成设计任务，提高设计精度和效率。
数字化设计的典型案例包括汽车、飞机、建筑等领域的设计。
例如，在汽车设计中，数字化设计使得汽车零部件的制造精度和效率得到了显著提高，同时也降低了制造成本。
二、人工智能辅助设计人工智能技术的发展为设计领域带来了革命性的变革。
人工智能辅助设计（AI-Design）通过机器学习、深度学习等技术，能够自动识别设计问题、生成解决方案，并不断优化。
这种方法的典型案例包括智能家居、智能交通、智能医疗等领域的设计。
例如，在智能家居设计中，人工智能辅助设计能够自动识别家居环境中的各种因素，并据此进行智能化的控制和调节，提高家居生活的舒适度和便利性。
三、绿色设计随着环保意识的不断提高，绿色设计已成为现代化设计方法的重要组成部分。
绿色设计旨在降低产品设计对环境的影响，包括减少能源消耗、降低废弃物排放等。
绿色设计的典型案例包括电子产品、建筑材料等领域的设计。
例如，在电子产品设计中，绿色设计能够降低产品的能耗和废弃物排放，提高产品的可持续性和环保性。
四、模块化设计模块化设计是一种将复杂产品分解为多个可重复使用的模块的设计方法。
这种方法的优点在于能够降低设计成本、提高生产效率，同时也有利于产品的升级和扩展。
模块化设计的典型案例包括智能硬件、可穿戴设备等领域的设计。
例如，在可穿戴设备设计中，模块化设计能够将不同的功能模块进行组合和替换，以满足不同用户的需求，提高产品的灵活性和适应性。
综上所述，现代化设计方法在各个领域的应用已经取得了显著的成效。
数字化设计提高了设计的精度和效率；人工智能辅助设计为设计领域带来了革命性的变革；绿色设计降低了产品设计对环境的影响；模块化设计则有利于产品的升级和扩展。
常用现代设计10大方法
常用现代设计十大方法一）计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Desi gn)利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。
简称CAD。
在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。
在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。
CAD能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。
发展概况20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。
60年代初期出现了CAD的曲面片技术，中期推出商品化的计算机绘图设备。
70年代，完整的CAD系统开始形成，后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器，推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了CAD技术的发展。
80 年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现，工程工作站问世，cad技术在中小型企业逐步普及。
80 年代中期以来，C AD技术向标准化、集成化、智能化方向发展。
一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出，为CAD 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用；系统构造由过去的单一功能变成综合功能，出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统；固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在CAD中的应用，极大地提高了C AD系统的性能；人工智能和专家系统技术引入CAD，出现了智能CAD技术，使CAD系统的问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。
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概述
串行设计； 并行设计。 （3）传统设计 ）传统设计——串行设计；现代设计 串行设计 现代设计——并行设计。 并行设计
传统顺序设计过程模型
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概述
并行设计过程模型
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概述
2. 现代设计的产生
二战以后，电子计算机技术及相关技术的发展和成熟是 二战以后， 现代设计方法产生的前提。 现代设计方法产生的前提。
概述
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概述
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概述
（2）工程问题的解析求解——传统设计的计算依赖工程问 ）工程问题的解析求解 传统设计的计算依赖工程问 题的解析求解方法、现代设计是CAE技术 技术。 题的解析求解方法、现代设计是CAE技术。
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概述
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概述
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概述
1. 传统设计与现代设计比较 手工绘图、 （1）设计方案的表达工具 ）设计方案的表达工具——手工绘图、AutoCAD。 手工绘图 。
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概述
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概述
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概述
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概述
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概述
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概述
“现代设计”与“传统设计”只是相对的概念（随着时 现代设计” 现代设计 传统设计”只是相对的概念（ 间的流逝，它们之间的差别会逐渐消失， 间的流逝，它们之间的差别会逐渐消失，当前的现代设计将 成为传统的）。二战以后， ）。二战以后 成为传统的）。二战以后，电子计算机技术及相关技术的发 展和成熟是现代设计方法产生的前提。 展和成熟是现代设计方法产生的前提。
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概述
3. 现代设计方法的范畴 技术。 （1）新的设计工具 ）新的设计工具——CAD、CAE技术。 、 技术 （2）新的设计思想 机电产品造型设计、 ）新的设计思想——机电产品造型设计、可靠性设计和 机电产品造型设计 优化设计。 优化设计。 （3）另外，摩擦学设计方法、人机工程学设计方法、绿色 ）另外，摩擦学设计方法、人机工程学设计方法、 产品设计方法。 产品设计方法。
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概述
工业设计的特征： 工业设计的特征： (1)需求特征 (2)创造性特征 (3)程序特征 (4)时代特征 (1)需求特征 (2)创造性特征 (3)程序特征 (4)时代特征
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概述
国家体育场——“鸟巢” 鸟巢” 国家体育场 鸟巢
世界上独一无二的钢 结构设计——“鸟巢 ” 结构设计 鸟巢
《现代设计方法》 现代设计方法》
主讲教师：张洪丽
有关本课程的说明
1. 2. 3. 课程属性 本课程为必修课、考查课。 本课程为必修课、考查课。 教材 所选教材为钟志华编写的《现代设计方法》 所选教材为钟志华编写的《现代设计方法》。
课时分配 该课程总课时36 学分2 其中，理论教学30学时，总复习2 36， 30学时 该课程总课时36，学分2，其中，理论教学30学时，总复习2 学时，考试2学时，机动2学时。 学时，考试2学时，机动2学时。 考核方式 本课程期末考试为闭卷考试， 本课程期末考试为闭卷考试，最终成绩为平时成绩和期末考 试成绩，其中平时成绩占20% 期末考试成绩占80% 20%， 80%。 试成绩，其中平时成绩占20%，期末考试成绩占80%。 平时成绩包括课堂考勤50%、平时作业50%。 平时成绩包括课堂考勤50%、平时作业50%。 50% 50%
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4.
1 绪论
1.1 概述 1.2 现代设计方法的主要内容 1.3 学习现代设计方法的意义与任务
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第一讲： 第一讲：
内容提要
设计、传统设计、现代设计； 设计、传统设计、现代设计； 现代设计方法的主要内容； 现代设计方法的主要内容； 学习现代设计方法的意义与任务。 学习现代设计方法的意义与任务。
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现代设计方法的主要内容
3、 有限元法 是以计算机为工具的一种现代数值计算方法。 有限元法是以计算机为工具的一种现代数值计算方法 有限元法是以计算机为工具的一种现代数值计算方法。 不仅用于工程中复杂的非线性问题(如结构力学、流体力学、 不仅用于工程中复杂的非线性问题(如结构力学、流体力学、 热传导、电磁场等)的求解， 热传导、电磁场等)的求解，而且还用于工程设计中复杂结构 的静态和动力学分析， 的静态和动力学分析，并能精确地计算形状复杂的零件的应 力分布和变形， 力分布和变形，成为复杂零件强度和刚度计算的有力的分析 工具。 工具。 国际上研制了功能完善的有限元分析软件， ANSYS和 国际上研制了功能完善的有限元分析软件，如ANSYS和 Abaqus等 带有强大的前处理和后处理。 Abaqus等，带有强大的前处理和后处理。
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现代设计方法的主要内容
1. 计算机辅助设计 计算机辅助设计CAD 2. 产品设计理论与方法 产品设计理论与方法——机电产品造型设计 机电产品造型设计 四、本课程讲述现代设计方法的内容 3. 计算机辅助工程 计算机辅助工程CAE 4. 优化设计 5. 机械可靠性设计
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概述
4)现代设计阶段 4)现代设计阶段
设计工作实现设计自动化和精密计算。 设计工作实现设计自动化和精密计算。
同时，对产品的设计不仅考虑产品本身， 同时，对产品的设计不仅考虑产品本身，还要考虑对系统和 环境的影响；不仅考虑技术领域，还要考虑社会、 环境的影响；不仅考虑技术领域，还要考虑社会、经济等因 素；不仅考虑当前，还要考虑长远发展。 不仅考虑当前，还要考虑长远发展。
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概述
制造的灵魂是设计，设计的灵魂是创新。 制造的灵魂是设计，设计的灵魂是创新。这就意味着设 计是从无到有，从不足到完善的一个创造性的活动。设计的 计是从无到有，从不足到完善的一个创造性的活动。 内容很广泛，几乎涉及到人类所有的创造活动，机械设计、 内容很广泛，几乎涉及到人类所有的创造活动，机械设计、 建筑设计、服装设计以及如今的产品造型设计等等。 建筑设计、服装设计以及如今的产品造型设计等等。完成一 个设计方案就需要一定的设计思想和方法（随着社会的进步、 个设计方案就需要一定的设计思想和方法（随着社会的进步、 科学技术的发展，设计已形成一门完整的体系）， ），并且这些 科学技术的发展，设计已形成一门完整的体系），并且这些 思想和方法随社会的发展而变化，因而有了“传统设计” 思想和方法随社会的发展而变化，因而有了“传统设计”与 现代设计”的概念。 “现代设计”的概念。
现代设计方法的主要内容
计算机辅助设计(CAD) 1、 计算机辅助设计(CAD) 计算机辅助设计是指在设计活动中， 计算机辅助设计是指在设计活动中，利用计算机作为工 是指在设计活动中 帮助工程技术人员进行设计的一切适用技术的总和。 具，帮助工程技术人员进行设计的一切适用技术的总和。是 人和计算机结合、各尽所长的新型设计方法。 人和计算机结合、各尽所长的新型设计方法。 具有提高设计质量、节省设计时间、提高效率、 具有提高设计质量、节省设计时间、提高效率、降低成 本等特点。 本等特点。 CAD集成化是当前CAD技术发展的一个重要方面，形式之 CAD集成化是当前CAD技术发展的一个重要方面， 集成化是当前CAD技术发展的一个重要方面 一是将CAD和CAM集成为一个CAD/CAM系统。 一是将CAD和CAM集成为一个CAD/CAM系统。 CAD 集成为一个CAD/CAM系统
重点难点
传统设计与现代设计的区别和联系； 传统设计与现代设计的区别和联系； 设计的概念及内涵。 设计的概念及内涵。
学习目标
了解设计的内涵 ； 掌握传统设计与现代设计的区别和联系； 掌握传统设计与现代设计的区别和联系； 了解本课程的主要内容及学习本课程的意 义与任务。 义与任务。
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概述
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概述
市场全球化和企业竞争的加剧， 市场全球化和企业竞争的加剧，使产品开发面临以下挑战 (1)产品试销售期明显缩短、产品开发周期极大缩短； 产品试销售期明显缩短、产品开发周期极大缩短； 产品试销售期明显缩短 (2)产品品种数急剧增加； 产品品种数急剧增加； 产品品种数急剧增加 (3)设计对象越来越复杂 设计对象越来越复杂 (4)设计过程越来越复杂 设计过程越来越复杂 (5)对设计产品的要求越来越高 对设计产品的要求越来越高 (6)设计风险加大要内容
2、 工业造型设计 工业产品造型设计是指利用艺术手段按照美学法则对工 工业产品造型设计是指利用艺术手段按照美学法则对工 业产品进行造型设计，使产品在保证使用功能的前提下， 业产品进行造型设计，使产品在保证使用功能的前提下，具 有美的、富于表现力的审美特性。具有以下三个显著特征： 有美的、富于表现力的审美特性。具有以下三个显著特征： 1)实用性特征 体现使用功能，适合目的性，先进性和 1)实用性特征 体现使用功能，适合目的性， 可靠性，具有现代科学技术的功能美。 可靠性，具有现代科学技术的功能美。 2)科学性特征 体现先进加工手段的工艺美，反应大工 2)科学性特征 体现先进加工手段的工艺美， 业自动化生产和科学性的严格和精确美。 业自动化生产和科学性的严格和精确美。 3)艺术性特征 应用美学法则体现形体美、色彩美、 3)艺术性特征 应用美学法则体现形体美、色彩美、材 料美，体现人、产品和环境的整体和谐美。 料美，体现人、产品和环境的整体和谐美。
设计？ 设计方法？ 设计所涉及的领域？
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概述