論工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)習(xí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性

趙曦

摘 要：日常工作中，總能聽到結(jié)構(gòu)設(shè)計師抱怨工業(yè)設(shè)計師天馬行空，不考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)約束性，做一些不能實(shí)現(xiàn)的外觀造型；也能聽到工業(yè)設(shè)計師鄙視結(jié)構(gòu)設(shè)計師呆板，不知變通實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品造型上的美學(xué)特征。筆者認(rèn)為，二者不能相對立的表現(xiàn)為割裂關(guān)系。在不同大小類型的項(xiàng)目設(shè)計任務(wù)中，二者所占比重會隨著所處設(shè)計環(huán)境和節(jié)點(diǎn)而不同。不管結(jié)構(gòu)設(shè)計還是工業(yè)設(shè)計，其最終目的都是為了能把整個產(chǎn)品的設(shè)計做到極致，無論功能、結(jié)構(gòu)或外觀效果呈現(xiàn)上，都能給使用者帶來良好的用戶體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計；產(chǎn)品設(shè)計；工業(yè)設(shè)計

工業(yè)設(shè)計包含內(nèi)容廣泛，從外觀造型設(shè)計概念圖產(chǎn)生，到結(jié)構(gòu)模具設(shè)計，手板成型及后期產(chǎn)品工藝處理等，都是工業(yè)設(shè)計涉及的范疇。在一個產(chǎn)品研發(fā)周期內(nèi)，究竟是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計重要還是外觀設(shè)計重要，一直是結(jié)構(gòu)設(shè)計師和工業(yè)設(shè)計師辯論的重點(diǎn)。

工業(yè)設(shè)計：產(chǎn)品設(shè)計者必須要以滿足消費(fèi)者的心理審美需求為前提，否則會影響消費(fèi)者的購買欲望；從產(chǎn)品研發(fā)流程中可以看到，結(jié)構(gòu)設(shè)計在產(chǎn)品外觀造型設(shè)計之后，設(shè)計者只需滿足產(chǎn)品外觀審美即可。結(jié)構(gòu)設(shè)計：要求高于外觀設(shè)計，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和規(guī)范性會直接決定此產(chǎn)品是否可以投入生產(chǎn)和使用；結(jié)構(gòu)設(shè)計中以毫米為單位（并且都是保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）可見其精確性，一個小數(shù)點(diǎn)錯誤可能會導(dǎo)致生產(chǎn)的產(chǎn)品厚度增加（或減薄），從而導(dǎo)致產(chǎn)品不能契合（或者硬度不夠無法使用）；結(jié)構(gòu)設(shè)計在不受外觀造型影響的情況下，需要多維度展現(xiàn)產(chǎn)品細(xì)節(jié)和功能特征，通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計從產(chǎn)品的材料和工藝上實(shí)現(xiàn)低成本、高質(zhì)量。

筆者認(rèn)為，不應(yīng)該將工業(yè)設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計擺在排斥對立面，工業(yè)設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計之間不能錯誤理解為割裂關(guān)系，無論多么優(yōu)秀的產(chǎn)品，必然是團(tuán)隊(duì)合作的結(jié)晶。如果工業(yè)設(shè)計師具有一定的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計知識，不僅有利于工業(yè)設(shè)計師和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計師之間的溝通，而且能優(yōu)化工業(yè)設(shè)計師的技能，使產(chǎn)品設(shè)計更具可行性和實(shí)現(xiàn)性。

1 工業(yè)設(shè)計專業(yè)為何要學(xué)習(xí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計

討論到工業(yè)設(shè)計，一些機(jī)械設(shè)計（工業(yè)設(shè)計）專業(yè)的學(xué)生會特意說明自己非藝術(shù)類工業(yè)設(shè)計，以表明其在產(chǎn)品設(shè)計上的邏輯結(jié)構(gòu)能力優(yōu)于藝術(shù)類學(xué)生，而藝術(shù)類工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生則強(qiáng)調(diào)自己的藝術(shù)性，以突出在產(chǎn)品設(shè)計造型上的審美優(yōu)勢。實(shí)際上，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計和工業(yè)設(shè)計都不應(yīng)該只做分內(nèi)事，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計師需要外觀細(xì)節(jié)處理能力，不能照本宣科的做結(jié)構(gòu)，而工業(yè)設(shè)計師也必須要了解基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式和工藝，尤其是某些結(jié)構(gòu)和特殊工藝對造型的限制，否則設(shè)計出來的作品只能紙上談兵，無法成為真正的商品。

1.1 市場對未來工業(yè)設(shè)計師的要求

結(jié)構(gòu)設(shè)計注重產(chǎn)品的材料、功能及可實(shí)現(xiàn)性，而工業(yè)設(shè)計注重外觀效果，在設(shè)計工作中想要完全區(qū)分外觀與結(jié)構(gòu)，中小型公司是很難實(shí)現(xiàn)的。這些年針對工業(yè)設(shè)計上外觀和結(jié)構(gòu)之間表面對立關(guān)系，衍生出了CMF（色彩、材料、工藝）設(shè)計師職位，其主要職責(zé)為判斷產(chǎn)品外觀效果的準(zhǔn)確性，是工業(yè)設(shè)計師和結(jié)構(gòu)設(shè)計師之間的溝通橋梁，CMF設(shè)計師既能最大化實(shí)現(xiàn)ID設(shè)計師的外觀審美要求，又能保證結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可行性。目前在手機(jī)、家電、汽車行業(yè)等一些大型企業(yè)，基本都有自己的CMF設(shè)計團(tuán)隊(duì)，人員3～5個不等，10個以上CMF設(shè)計師的團(tuán)隊(duì)不多，但是能夠構(gòu)建CMF設(shè)計師團(tuán)隊(duì)的畢竟是一些大型企業(yè)，中國大部分中小型企業(yè)是少有意識和能力去組建。如何很好地在前期外觀設(shè)計時考慮結(jié)構(gòu)的可行性？很多小公司的工業(yè)設(shè)計師兼顧設(shè)計和結(jié)構(gòu)，因此，市場就對工業(yè)設(shè)計師提出不僅有設(shè)計能力還要具備與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)溝通的能力。

1.2 工業(yè)設(shè)計師自身的素質(zhì)需求

很多工業(yè)設(shè)計的學(xué)生畢業(yè)進(jìn)入企業(yè)工作后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計概念不錯的作品被拒，排除產(chǎn)品外形設(shè)計上的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)不足外，另一原因是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計知識的缺失，導(dǎo)致設(shè)計作品在結(jié)構(gòu)評估時就死于非命；或者有時一個好想法，例如產(chǎn)品上設(shè)計了一條很優(yōu)美的弧線，等到結(jié)構(gòu)設(shè)計出來時卻發(fā)現(xiàn)完全沒有感覺，原因可能是結(jié)構(gòu)空間不足，弧度太大或因材料縮水性限制結(jié)構(gòu)設(shè)計等等。如何避免此類事件發(fā)生呢？作為一名工業(yè)設(shè)計師不能僅僅把產(chǎn)品設(shè)計出來，還需要跟蹤產(chǎn)品落地實(shí)現(xiàn)和關(guān)注市場反應(yīng)；不只是設(shè)計產(chǎn)品的外部形態(tài)，還要有材料、形體構(gòu)成、人機(jī)交互等方面的知識積累，只有預(yù)先考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，才能增強(qiáng)產(chǎn)品設(shè)計實(shí)現(xiàn)的可能性，這就對工業(yè)設(shè)計師自身能力素養(yǎng)提出了新要求。

2 工業(yè)設(shè)計與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)系認(rèn)知

實(shí)際上工業(yè)設(shè)計和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計之間有著緊密關(guān)系，固定的結(jié)構(gòu)功能和人機(jī)因素對造型有制約作用，但是也可在范圍內(nèi)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)布局，形成新的比例結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)不同的視覺美感。

2.1 設(shè)計上明顯的區(qū)別特征

從產(chǎn)品開發(fā)流程上看，二者是新產(chǎn)品開發(fā)過程中的兩個環(huán)節(jié)；從工作性能看，工業(yè)設(shè)計決定產(chǎn)品的外在審美，結(jié)構(gòu)設(shè)計決定產(chǎn)品內(nèi)在的質(zhì)量優(yōu)劣；從設(shè)計手段上看，工業(yè)設(shè)計常用PS、AI、3D等設(shè)計軟件模擬產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)設(shè)計常用CAD、PROE、UG、CATIA、SOLIDWORK等設(shè)計軟件分解產(chǎn)品細(xì)節(jié)。

2.2 設(shè)計流程上承接關(guān)系

從產(chǎn)品開發(fā)流程上看，工業(yè)設(shè)計在前產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計在后，二者存在先后承接關(guān)系；從工作性能上看，二者的緊密合作才能使最終的產(chǎn)品表里如一；從設(shè)計手段上看，當(dāng)下的工業(yè)設(shè)計師已開始使用PROE、UG、CATIA、SOLIDWORK等軟件做工業(yè)設(shè)計，與結(jié)構(gòu)設(shè)計采用一致的接口，使結(jié)構(gòu)設(shè)計可以在3D表面基礎(chǔ)上，輕松設(shè)計與之對應(yīng)的結(jié)構(gòu)，更好地完成產(chǎn)品設(shè)計工作。

2.3 互相影響

一是內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)對外形的影響，產(chǎn)品設(shè)計原理和技術(shù)要素影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而內(nèi)部結(jié)構(gòu)是外部形態(tài)的骨骼，外部形態(tài)是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的衣服，這種關(guān)系會由于工作原理的變化影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，從而延伸到產(chǎn)品外形上的變化。如以功能結(jié)構(gòu)為首要元素的探測儀器設(shè)計。二是外觀形態(tài)對結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響，為了能夠較高還原工業(yè)設(shè)計師的實(shí)際預(yù)想，外觀造型影響著結(jié)構(gòu)分件和組裝，如果在造型階段合理考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以避免后期加工和工藝影響，使外部形態(tài)更接近和實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)計師的創(chuàng)意效果。

3 工業(yè)設(shè)計需要學(xué)習(xí)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)知識

在產(chǎn)品研發(fā)過程中，如果工業(yè)設(shè)計師進(jìn)行外觀設(shè)計時，參照產(chǎn)品1∶1的尺寸設(shè)計，是可以將后期與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)銜接的問題點(diǎn)降到最低，但是并非所有的產(chǎn)品在研發(fā)初期就有一個完全固定的尺寸可以指定。或者是在設(shè)計初期產(chǎn)品結(jié)構(gòu)能夠參與評估，如果不能實(shí)現(xiàn)就修正外觀，或者調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)件布局，最大化的平衡產(chǎn)品外觀和結(jié)構(gòu)之間的沖突。

當(dāng)然，工業(yè)設(shè)計師也沒有必要完全像產(chǎn)品結(jié)構(gòu)去思考問題：空間是否能夠滿足，壁厚是否留足，拆卸組裝是否方便，模具是否能夠?qū)崿F(xiàn)等等，筆者認(rèn)為，工業(yè)設(shè)計師主要了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的材料、工藝基礎(chǔ)，就可在產(chǎn)品的設(shè)計過程中預(yù)見性的避免結(jié)構(gòu)問題。

3.1 材料

塑料、玻璃、鋼、混凝土、瓷器等是構(gòu)成產(chǎn)品的物質(zhì)材料，是工業(yè)設(shè)計創(chuàng)意落地實(shí)現(xiàn)的載體。材料物性決定其塑造能力，不同材料在硬度、韌性及可塑性方面都有差異，不同的結(jié)構(gòu)形式和搭配組合都能使其在設(shè)計上產(chǎn)生差異化效果。材料功能和特性都是影響產(chǎn)品設(shè)計的因素，設(shè)計過程中對材料及加工工藝的合理利用才能創(chuàng)造出美感與功能和諧統(tǒng)一的產(chǎn)品。

產(chǎn)品設(shè)計上，材料與外形相輔相成，如骨與肉；材料選取是設(shè)計方案實(shí)現(xiàn)的保證，合適的材料能完美詮釋外形美感。如果工業(yè)設(shè)計師具有一定的材料知識，了解和理解材料各種性能，就能合理利用材料的機(jī)械性能，打造自己滿意的設(shè)計形態(tài)；比如能在設(shè)計中避免造型與材料物性之間的結(jié)構(gòu)沖突，準(zhǔn)確選取材料和應(yīng)用制造，合理傳達(dá)造型所要表達(dá)的設(shè)計情感因素：實(shí)用的、極簡的、舒適的、健康的、安全的等等。比如突破材料常規(guī)的應(yīng)用方式，利用材料固有的物性做造型，比如運(yùn)用不同材料特性搭配，產(chǎn)生新的創(chuàng)意設(shè)計等等。很多優(yōu)秀的創(chuàng)意作品，往往是對材料物性完美應(yīng)用的結(jié)果，如Philippe Starck以聚乙烯旋轉(zhuǎn)模塑成型制造的泡泡俱樂部沙發(fā)；墨西哥設(shè)計師Hector Leon用水泥和木材設(shè)計的混搭邊桌。

3.2 工藝

工藝是為了保證產(chǎn)品符合工業(yè)設(shè)計要求，利用機(jī)械加工的方法，塑造產(chǎn)品毛坯形狀、尺寸等使其成為合格產(chǎn)品的過程。是在基材表面人工形成與基材物性不同的工藝方法，其目標(biāo)可滿足產(chǎn)品的耐腐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求，完善產(chǎn)品表面硬度和外觀等。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，表面處理工藝已經(jīng)非常豐富，能夠滿足產(chǎn)品設(shè)計的多樣化。

以塑膠產(chǎn)品表面工藝為例，一類是通過模具表面加工處理，如化學(xué)腐蝕、激光鐳雕等改變模具表面形態(tài)得到所需的紋理圖案外觀，包括常見的拋光、火花紋、化學(xué)蝕紋、拉絲紋、圖案等；一類是對塑膠產(chǎn)品素材進(jìn)行后期處理，常用方式有噴漆、絲印、燙金、電鍍等。

金屬材質(zhì)常用的表面處理方式有機(jī)械打磨、化學(xué)處理、表面熱處理、噴涂表面等，這些處理方式不僅可保護(hù)產(chǎn)品外觀，防止生銹，延長使用壽命外，還可以美化產(chǎn)品表面。比如蘋果專業(yè)級電腦Mac Pro一次成型的圓筒鋁金屬機(jī)箱，其表面呈現(xiàn)玻璃感的晶瑩剔透，實(shí)際上是金屬鋁沖壓而成，經(jīng)過酸洗、切削、拋光、激光切割等多道表面處理工序。

4 結(jié)語

工業(yè)設(shè)計師在產(chǎn)品設(shè)計流程中，利用合理、科學(xué)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)知識，能創(chuàng)造更完美的產(chǎn)品。首先，工業(yè)設(shè)計師在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時，已經(jīng)基于3D結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)上，甚至將2D設(shè)計轉(zhuǎn)化為3D，有利于設(shè)計交流。其次，作為工業(yè)設(shè)計師，能夠了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計和后期工藝基礎(chǔ)知識，在設(shè)計過程中就預(yù)先考慮進(jìn)各種材料和工藝的差異，將會減少后期結(jié)構(gòu)開發(fā)過程中不必要影響。因此，作為工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)習(xí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計是很有必要而且有意義的。

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