信息时代的工业设计

“信息时代的工业设计”

摘要：信息时代，一方面数字技术、信息技术等高新技术广泛应用，另一方面消费者对产品的需求发生了多方位的变化，因此工业设计的观念，设计的程序，设计技法、设计工具随之发生了结构性的变革。信息时代的工业设计将由“信息时代”的物质与精神文化构筑一个崭新的平台，工业设计师必需触摸着时代的脉动，以全新的素质与时代同步。

关键词：信息时代，物质特征，并行工程，现代设计技术，现代制造技术。

信息时代是一个充满变革的时代，科学技术在创新，设计观念在创新，设计程序在创新，设计技术在创新，管理在创新，文化在创新。创新活动将促使人类的社会文明迅速演进，信息技术将推动工业社会的物质文明向非物质文明转化，人们将生活在对信息的感知和高效率处理的环境中。

工业设计是与同时代的物质特征与精神文化息息相关的系统工程，在信息时代人们的物质生活和精神需求发生了根本的变化，这种变化对设计领域是冲击也是发展变革的机遇。工业社会的产品设计的理念是“形态与内质机能的高度和谐”，这样的设计理念已不能满足“人性化”的需要。消费者对产品的要求不再是单纯的功能组合，而是一个“感情组合”，在这种冲击下，工业设计就不仅仅是产品的造型和色彩的设计，而是要研究“人—产品—环境—社会文化”的纵向和横向的关系。这些关系的核心不是产品，而是“人”，是以人的心理为中心，人的生理为半径，设计人的生活方式（生产方式，学习方式，休闲方式，社会交流等），使人的生活环境“人性化”,“情感化”，使人的生活融入到信息时代的环境中。因此，可以说设计师设计的产品，是向人们传达特定属性的信息，一种是物性信息，即通过材料性能，形态结构表达产品使用的环境，通过功能结构与人机界面的操作方式传达产品的本征功能和外延功能等信息。另一种是感性信息，即通过产品的造型，色彩，表面肌理、图饰、以及包装、广告等传达产品外在的视觉、触觉属性和文化的内蕴。设计师的工作就是要把这两种信息完美的交融在一个组合体中。可以说工业设计师从表层上看是设计产品的式样，更深层的含义是向消费者传送特定属性的信息。因此，信息社会产品设计的特征是从“硬”到“软”，从“数量”到“质量”，产品在注重使用功能的同时，更加注重产品的“软商品价值”，即文化性、情感化、个性化等精神因素，同时要求商品能够携带知识服务。

信息社会，产品的形态特征具有很强的时代特征，尤其是以数字化技术为基础的高端技术产品，具备使用功能多样化、结构集成化、造型“黑箱化”的特征。传统产品的功能、结构、形态等要素的同构关系难以存在，传统的形态特征与功能特征不再统一，例如IP产品、视听产品等，将以“轻、小、薄、精”的“黑箱”形态出现在市场上。由于产品的功能繁多、技术含量高、结构高度集成、成品轻巧、使用层面复杂，人与产品之间的交互是通过人机界面上的语义信息进行交互。

信息社会，产品设计层面将由“原型产品设计”向“差异产品设计”和“产

品的环境设计”深化。“差异设计”是原型设计的升华和审美软化，它以社会文化为背景，注重情感因素的表达。差异产品是产品多元化发展的象征，它为不同人群甚至是个人营造了形形色色的生活环境，使不同的人群特有的生活风格和个性得以充分的张扬。例如，手机的原型设计只具备通讯的单一功能，它的外延功能可以通过液晶显示屏收发短信息，内部芯片可以存储大量信息，可以无线网上冲浪，可以数码摄像，甚至可以进行“唇语通讯”等等。“产品的环境设计”可以说是产品主体功能的外延，例如，大型客车的设计，不只是舒适的座椅和宽阔的视野等等，还要考虑到车内空气质量的控制，文化休闲的设施，广告载体的合理使用及安全设备等环境设施。原本是电视、无线电话、空气清新器等室内产品，由于使用的环境变为客车用，因此这些辅助设施具有客车的组成身份（称为车载电话、车载电视、车用空气滤清器）。产品的环境设计一方面扩展了主体产品的功能，使设计更具市场化。同时延伸了一些原本与车无关的产品的使用功能，提高了产品的价值因素。因此设计市场化，必须注重产品的环境设计。

信息社会，产品设计的定位，要以人类赖以生存的地球的大环境作为设计分析和设计基准面，冷静的、谨慎的审视我们的设计观念。片面的理解“以人为本”，导致了人类为了获取大量的资源，滥采滥伐，致使自然资源枯竭。大工业生产废物的排放，污染了空气和河流。汽车尾气排放、空调用氟利昂的泄漏导致臭氧层空洞变大，其结果地球的生态平衡被破坏，人类的生存环境恶化。对于人与地球环境的关系，早在古代，中国道家就主张“天人合一”，“道法自然”顺应阴阳五行的运生运化，遵循自然规律，以达到人与地球环境的和谐。宇宙演化的规律，是任何星球生物的能力也不能改变的。地球特定的自然环境，造就了万物，演化了人类。情系自然，情系绿色，树立新的环境伦理观，建设新时代的环境文化，营造人与自然协调发展的新绿洲，是人类对自然的回报。反之人类将付出沉重的代价。为了保护人类广义的生存环境，使工业设计能够可持续性发展，“绿色设计”是唯一的环境伦理规范和设计哲学思想。

信息时代工业设计的模式，伴随着现代制造技术的演变发生了根本的变革，现代制造技术采用的并行工程（CE），使得原来的设计程序与方法发生了观念与结构上的变化。

传统的产品开发模式采用串行流程，从产品设计，工艺设计，产品制造到营销，经济核算等各个环节沿用的是功能部门制，各部门之间自成一体。在串行流程中产品的开发是由工业设计和工程设计按循序分别进行的，设计信息无法共享，往往导致两个设计之间发生“设计障碍”，加大了设计难度，延长了产品开发的周期。因此传统的产品开发模式已不适应激烈的市场竞争。

并行工程是一种全新的工程方法，在产品开发的全过程中采用并行的集成化的系统方法。在这个系统中，打破了各部门的单一的功能性和串行流程管理模式，强调各部门之间的交互和协同一致的精神。它从产品全过程的角度整合、重构产品开发的流程，它使得各个环节的功能和相互之间的界限有了一个新的定位。例如：工业设计从过去的产品开发的首端位置变为贯穿在整个产品生命周期内，并与各环节进行数据交换和信息共享。在这个系统中，工业设计师通过与各环节部门进行有效的信息交互，掌握了功能结构、生产工艺、成本核算、包装广告、市场营销、售后服务以及废旧回收等一切与之有关的信息，前期设计就能够全面考虑产品生命周期中的各种因素。全方位的信息保障了设计的市场化和经济性，因

此可以说工业设计师不只是单一的造型工作，更多地带来的是企业的文化、市场和经济效益。

CIMS（计算机综合产品制造）系统，是近年来应用并行流程的技术管理系统。它利用计算机技术，现代信息技术，现代管理技术来加速产品的开发过程，提高企业市场竞争力，是未来企业发展的模式。CIMS系统是典型的计算机集成化、体系化系统，它能够在数据库中综合、优化产品数据，实现产品在全部生命周期内数据描叙的完整性、统一性、准确性和科学性。在系统网络的支持下，确保各部门的工作协调一致，高效运作。系统将市场调研、营销决策、产品设计、性能分析、生产制造、质量管理、售后服务、“PI”战略计划、企业文化等建立在一个产品生命平台之上。工业设计是这个平台的组成部分，因此工业设计也必然定位在CIMS系统之中，设计程序和设计方法也必然以新的结构来适应系统的环境。

使用CIM系统，是产品开发的发展的趋势。由CAD（计算机辅助设计），RP （快速原型），CAM（计算机辅助制造），CNC（计算机数控机床加工）到CAQ（冷计算机辅助质量检测）等组成了计算机一体化的设计，模型，制造，质量管理系统。在CIMS环境下，实现了产品模型信息在产品整个生命周期内的数据交换与共享。从相关产品的信息及资料分析管理，到设计，模型制作，生产，管理统计，经济计划，市场的正，负反馈信息等所有相关数据均由EDM（计算机信息管理系统）进行统一管理。

在信息时代，设计工具的现代化，使工业设计的表现方法和技术手段也发生了根本的变化。计算机辅助设计（CAD），就是利用计算机强大的数据计算及信息处理功能进行设计工作，CAD已成为现代设计技术领域最为重要的，应用最为广泛的设计方法。CAID（计算机辅助工业设计）的应用改变了设计师的工作方式，它不只是改变了设计的表达形式，重要的是提高了设计的技术涵量，增大了感性设计空间和理性数据分析的能力，提高了设计质量和设计效率，设计师的潜能得到充分的发挥。CAID的应用将推动工业设计朝着多元化、优化、一体化的方向发展，人机交互方式更加自然，创新设计的手段更为先进、有效。

利用电脑可以方便快速的进行二维设计和三维设计，如图形设计，广告设计，工程制图，产品设计，建筑设计，环境设计等。此外可以进行3+1的四维设计，如舞台效果设计，虚拟空间的设计等CG技术。通过电脑图形技术可以模拟逼真的造型，真实的表面质感，准确的尺度。图形可以在三维的空间里任意的旋转，能够从任一个角度对图形进行观察，同时可以将局部放大，以便于进行深入的推敲，修改，理性的进行数据的调整，使形态更完美，合理。电脑图形软件较多，且功能强大，如Pro/ENGINEER是用于工业设计自动化方面的CAD/CAM大型集成软件。Pro/E整合了工程制图，零件设计，三维造型，求逆运算，自动运算，应力分析，机构仿真，数据库管理，电路设计，工业标准交互传输等功能。Pro/E 具有单一数据库，尺寸参数化管理，所有的计算均为矢量化，三维图形与二位图形元素间具有关联性，是目前较好的计算机辅助工业设计软件。

利用计算机的强大功能进行产品“外观模型”的设计，可以准确的表达模型在场景中的透视关系及色调，表面肌理，光影效果，环境效果。例如使用3DMAX 软件的“锁点织网”的功能，模拟油泥模型的“虚拟模型”制作，可以完成任何

复杂的曲面效果模型。更强大的功能要属“功能模型”的性能表达。传统的“功能模型”制作程序复杂，工艺难度高，需要多工种配合，投资大，周期长。进行功能测试时，需要复杂的环境和设备（如风洞试验，疲劳预测等）。如果在计算机上进行模拟试验就变得简单多了，并且可以方便的调整各种试验参数，以达到最佳的效果。

计算机技术一方面是设计技术与手段的深度和广度都得到了空前的拓展，另一方面是制造技术由技艺型向工程科学型发展。起源于20世纪80年代的快速原型制造技术，是制造技术领域的一次重大突破。它集成了CAD、数字控制技术、激光技术、材料等科学技术，它可以将设计构思快速物化成具有完整结构的原型或制品，是模型制作和产品制造技术的一次重大突破。

快速原型制造技术是一种用“实体反求”的方法，或使用Pro/ENGINEER，Solid Works，UG等三维图形软件，通过采集或绘制原型的几何形状、结构等数据信息，建立原型的数字化描述模型。将计算机内存贮的图形参数直接导入到CAM或RP系统。在RP系统中，冷激光固化快速成型机由CAD数据直接控制激光，光敏树脂经激光扫描，逐层成型，快速精确的制造出任何几何形状的原型。样型再进行真空铸模，换材浇铸等快速制造方法便可以制造出产品的零件。从设计到模型制作，到产品零件成型的全过程是由各个设备之间的数据接口进行数据交换。快速原型制造技术的应用一改传统的手绘效果图，工程图，首扳制作，模具制作，多工种多工序的加工制作等低效的传统工作模式。模式的根本性的变革大大地缩短了产品的开发和产品变异设计的周期，赢得了时间便赢得了市场，赢得了效益。

由计算机进行数控的智能加工成型设备的出现，形态设计将逐渐摆脱技术工艺因素的约束，产品设计必须符合大工业生产的成型工艺的条件，将成为过去。因此设计师的创造性思维活动得以充分的展示，使产品的形态更具新颖性、创造性和时代感，设计力必将伴随着科学技术的发展构建新的平台。

CAD技术切入工业设计改善了设计师的工作环境，提高了设计效率，拓展了设计的空间和时间。利用在计算机内建立的人-机-外部环境的虚拟模型，可以让设计师通过视觉，听觉，语言命令甚至肢体动作与模型在动态的虚拟环境中进行全方位的交互。在人机交互的过程中，设计师通常会迸发出新的灵感，从而确定最佳设计方案。因此，工业设计向数字化，网络化，多元化，智能化，设计制造一体化的方向发展已是必然趋势。掌握计算机技术将是工业设计师工作素质的新标准。

计算机技术，信息化技术推动了工业设计的多方位的发展。设计工具的数字化，设计流程的集成化及先进的设计管理极大的提高了设计效率和设计的科学性。设计的目标是“质量”而不只是“数量”，先进的设计工具不能替代设计，只有“人”具有创造性思维的心力活动的能力，工具是提供了设计思维的表达与交流的方式。只有发挥设计师的发散性思维和综合的分析判断能力，同时利用先进设计工具高速，高效的特点，才能建立信息时代的设计平台。

工业设计是知识型产业，因此在知识经济时代，它必将成为社会的支柱产业。

工业设计师是典型的知识工作者，设计师的智慧与知识的体现是成功的设计。

设计的灵魂是创新，创新是信息时代的源头，是生产要素的重新组合。创新是工业设计的重要组成部分，因此创新能力是工业设计师的重要标准。工业设计师不但要善于捕捉生活中的不为人们注意的细节和瞬间的创意，并保持创新的意念不时地在脑中涌现，还必需要融入到时代中，走在时代的前列，在设计的空间里将创新作为永恒的主题。要善于接受先进的设计理念，勇于探索和创新设计理念，要掌握系统的设计方法和先进的设计技法，才能取得成功。

工业设计不仅仅是造型和表面色彩的活动，而是解决问题的过程，这个过程是将模糊的、不确定的因素概念化，确立的概念形象化，产品的设计商品化的创新工作。工业设计是边缘学科，汇百家知识，工业设计师一方面需要艺术家的感觉外，更需要设计师的理性分析与多学科的知识结构，更重要的是知识的融会贯通。

人类文明的历史进程中，工业设计始终依附科学技术的发展，工业设计师必需追踪这个时代的科学技术新成果、新技术、新材料、并善于将其迅速转化为产品，否则，当“磁悬浮列车”的时速已达到数百公里并普遍应用的时候，你还会在潜心设计卧铺车厢。

信息时代为人类构筑了全新的生活环境，设计师在这个时代，唯有抱着创新的精神与科学的态度，考察新的需求，补充新的知识，掌握新的方法，才能迎接新时代的挑战。

参考文献：

现代制造技术概念盛定高机械工业出版社 2003年1月印刷。

现代制造技术卢小平清华大学出版社 2003年10月印刷。

Pro/ENGINER 基础设计教程孙江宏等清华大学出版社 2001年9月印刷。

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