工業(yè)設(shè)計與機械設(shè)計的關(guān)系探討

安騰燕

（貴州大學(xué)工程訓(xùn)練中心，貴州 貴陽 550025）

0 引言

隨著中國的不斷發(fā)展和社會技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對產(chǎn)品的要求越來越高，產(chǎn)品之間的競爭也越來越激烈，為了改進(jìn)機械設(shè)計與工業(yè)設(shè)計相結(jié)合的產(chǎn)品設(shè)計，需要提出相關(guān)的解決改造方案?？茖W(xué)技術(shù)水平是第一生產(chǎn)力，工業(yè)技術(shù)的水平從一定程度上決定了工業(yè)企業(yè)發(fā)展，工業(yè)設(shè)計與新產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用密切相關(guān)，它反映了一個國家工業(yè)技術(shù)的整體水平，在項目的建設(shè)和運營過程中扮演的角色不容忽視，工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計在我國的工業(yè)基地中都起著非常重要的作用，對國民經(jīng)濟(jì)的總體發(fā)展趨勢有很大的影響[1]。

1 我國工業(yè)設(shè)計的特征

首先，工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域是全面的。工業(yè)設(shè)計涵蓋物理機械、美學(xué)和市場經(jīng)濟(jì)學(xué)等廣泛領(lǐng)域，并用于特定的實際過程中。除了傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計之外，還包括產(chǎn)品設(shè)計和制造問題。其二，工業(yè)設(shè)計的實際適用性工業(yè)設(shè)計的主要目的是提供一種更加方便，合理的應(yīng)用方法，以改善人們的居住環(huán)境，提高生活質(zhì)量。最后，工業(yè)設(shè)計與時俱進(jìn)，工業(yè)設(shè)計是根據(jù)人們的多樣化需求而設(shè)計的，決定了時代感，根據(jù)時代和環(huán)境來緊跟不同的需求[2]。

2 機械設(shè)計與技術(shù)發(fā)展概述

機械設(shè)計是指機械零部件，產(chǎn)品或系統(tǒng)的設(shè)計。例如，機械設(shè)計類別中的機械組件包括軸和軸承、離合器、齒輪和緊固件的設(shè)計。機械設(shè)計的關(guān)鍵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)包括功能，安全性和可靠性、可制造性、重量和尺寸、磨損和售后維護(hù)。產(chǎn)品設(shè)計、制造、維護(hù)和售后服務(wù)都是步驟，環(huán)保因素如下：設(shè)計過程是近年來的重要突破，通常必須用清晰，完整的功能，規(guī)格和評估標(biāo)準(zhǔn)來描述機器設(shè)計問題。功能：是指產(chǎn)品可以實現(xiàn)的功能，該功能通常用非定量的句子來詳述，例如充電功能（充電器），真空吸塵器（真空），物體運輸（工具移動）或支撐負(fù)載（支撐）。規(guī)格：成品要求的定量描述可以根據(jù)尺寸、重量、精度、體積、速度或負(fù)載能力定義產(chǎn)品和規(guī)格。規(guī)格參數(shù)已開始成為機械設(shè)計過程中的設(shè)計約束。評估標(biāo)準(zhǔn)：將產(chǎn)品目標(biāo)特性的要求，評估標(biāo)準(zhǔn)視為優(yōu)化解決方案的設(shè)計目標(biāo)值，并設(shè)置評估標(biāo)準(zhǔn)以盡可能優(yōu)化機械設(shè)計功能并最大程度地減少產(chǎn)品短缺。

2.1 機械設(shè)計與制造技術(shù)概述

機械設(shè)計和制造技術(shù)是機械工程中非常重要的一部分，直接影響并確定機器的性能，包括產(chǎn)品設(shè)計，加工和制造、產(chǎn)品銷售、維護(hù)和保護(hù)以及售后服務(wù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國機械設(shè)計制造企業(yè)通過綜合利用現(xiàn)代計算機技術(shù)，不斷完善機械設(shè)計和改進(jìn)。納米和智能制造技術(shù)將此概念應(yīng)用于機械設(shè)計和制造的各個方面。

2.2 機械設(shè)計與制造技術(shù)發(fā)展

機械設(shè)計和制造技術(shù)除了產(chǎn)品售后服務(wù)和其他鏈接外，還包括許多其他步驟和鏈接，例如產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造，我國的機械設(shè)計和制造基礎(chǔ)相對薄弱，與西方發(fā)達(dá)國家相比仍有很大差距，主要特點是我國主要依靠引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)來實現(xiàn)發(fā)展，自主創(chuàng)新能力不高，因此機械設(shè)計和制造技術(shù)的發(fā)展受到限制。此外盡管我國勞動力豐富，但投資資金卻不足，這在一定程度上阻礙了機械設(shè)計和制造的發(fā)展，盡管近年來我國工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量有所提高，但工業(yè)產(chǎn)品的使用性能仍存在一定缺陷，產(chǎn)品外觀設(shè)計也存在缺陷[3]。

3 工業(yè)設(shè)計與機械設(shè)計之間的關(guān)系討論

3.1 工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計的目標(biāo)一致

工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計都必須為用戶服務(wù)，這是兩個最基本目標(biāo)的結(jié)合，好的產(chǎn)品不僅可以達(dá)到某種程度的美學(xué)和藝術(shù)性，而且還必須具有轉(zhuǎn)化為真實產(chǎn)品的能力，以便在市場環(huán)境中實現(xiàn)永久生存。隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，價格競爭和質(zhì)量競爭已不再是決定公司整體競爭力的指標(biāo)，產(chǎn)品設(shè)計之間的競爭也達(dá)到了空前的水平，因此公司必須推出并滿足各種產(chǎn)品的要求，不同用戶群的個別要求如果一味盲目地使用機械地設(shè)計很難實現(xiàn)這一目標(biāo)。因此工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計必須在一定條件下形成一個統(tǒng)一的整體，并從用戶的角度提供高質(zhì)量和有創(chuàng)意的設(shè)計服務(wù)。

3.2 工業(yè)設(shè)計與機械設(shè)計相互依存發(fā)展

工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計之間存在互補關(guān)系，根據(jù)工業(yè)設(shè)計的綜合特點，通常需要在特定的執(zhí)行期內(nèi)進(jìn)行機械設(shè)計，以采用相應(yīng)的制造技術(shù)完成產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造，從而使產(chǎn)品的外觀和性能完全滿足用戶的需求。另外如果涉及機械設(shè)計和制造技術(shù)的改進(jìn)則必須考慮相應(yīng)的“人機”問題，這時有必要通過引入工業(yè)設(shè)計中涉及的人機工程學(xué)相關(guān)知識來對其進(jìn)行完全優(yōu)化，最大限度地提高產(chǎn)品質(zhì)量和收益。

就我國目前的發(fā)展而言機械設(shè)計的范圍仍然有限，特別是在美學(xué)及心理學(xué)等領(lǐng)域的專業(yè)知識應(yīng)用仍處于比較低下水平，同時對于工業(yè)設(shè)計和產(chǎn)品設(shè)計，與自然科學(xué)的弱連接也是一個重要問題。通過分析目前在我國各大學(xué)中開設(shè)的專業(yè)課程的情況，可以看出課程本身是客觀存在的，但是知識的深度和廣度不足以支持獨立開發(fā)和生產(chǎn)設(shè)計。如果不同專業(yè)的員工能夠?qū)γ缹W(xué)或機械工程學(xué)做出更科學(xué)更準(zhǔn)確的解釋，將不可避免地促進(jìn)工業(yè)設(shè)計與機械設(shè)計的共同發(fā)展。同時強調(diào)設(shè)計藝術(shù)和制造技術(shù)及機械原理和高級數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的交叉融合，并與運輸設(shè)備、智能交互和人體工程學(xué)等領(lǐng)域建立良好的伙伴關(guān)系，有助于進(jìn)一步強調(diào)工業(yè)設(shè)計之間的相互作用，機械設(shè)計的依賴性促進(jìn)了產(chǎn)品的不斷升級[4]。

3.3 工業(yè)設(shè)計與機械設(shè)計之間相互制約

無論是工業(yè)設(shè)計還是機械設(shè)計，在一定的使用期限內(nèi)都有一定的條件會限制其他條件，因此在有效地將兩者結(jié)合的同時有必要處理兩者之間的矛盾關(guān)系，達(dá)到更好的效果。工業(yè)設(shè)計師深入研究了各種機械設(shè)計和制造技術(shù)，了解了機械設(shè)計的本質(zhì)和原理并熟練地將其應(yīng)用到實踐中，從而使產(chǎn)品達(dá)到了很高的銷售標(biāo)準(zhǔn)并為人類的生產(chǎn)和生活提供了更大的便利，需要能夠以最大限度地提高產(chǎn)品的實用性。

在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時請注意以下關(guān)鍵問題：首先，必須嚴(yán)格檢查和審核產(chǎn)品設(shè)計的科學(xué)性，以防止工業(yè)設(shè)計與美學(xué)，機械工程等之間的差異并確保產(chǎn)品的功能和美學(xué)，符合產(chǎn)品天然產(chǎn)品開發(fā)的客觀規(guī)律，從根本上提高了承受產(chǎn)品力的能力并減少了模型構(gòu)建中的錯誤。因此，設(shè)計人員必須全面掌握機械設(shè)計方面的專業(yè)知識。其二是根據(jù)人機工程學(xué)來判斷影響程度，同時要考慮到在工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計的實施階段收到的幾個因素的影響。通常人員及機械和環(huán)境是對整個工作流程產(chǎn)生最大影響的三個主要原因，在此基礎(chǔ)上，有必要考慮現(xiàn)代人的消費需求，對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析和分類，合理運用人機工程學(xué)理論。第三是整合行業(yè)發(fā)展及學(xué)科知識和新技術(shù)，實際介紹了打破工業(yè)設(shè)計和產(chǎn)品設(shè)計的隔離系統(tǒng)，減少能耗并確保實際工作滿足約束的方法。

4 工業(yè)設(shè)計與機械設(shè)計的結(jié)合應(yīng)用

好的產(chǎn)品設(shè)計可以實現(xiàn)產(chǎn)品的功能，在過去的機械設(shè)計中產(chǎn)品的功能和質(zhì)量都很好，但是大多數(shù)產(chǎn)品的外觀都不令人滿意，并且不符合人體工程學(xué)。在現(xiàn)階段大多數(shù)機械設(shè)計很繁瑣，使用和經(jīng)驗不足以滿足消費者的實際需求，產(chǎn)品通常在市場上沒有競爭力。在這個階段提倡協(xié)同設(shè)計和同步設(shè)計，設(shè)計產(chǎn)品功能和應(yīng)用科學(xué)技術(shù)原理，并結(jié)合工業(yè)設(shè)計使產(chǎn)品外觀和人機環(huán)境更符合消費者需求。此外設(shè)計師和工程師還進(jìn)行了設(shè)計合作，兩者的結(jié)合可以使產(chǎn)品更具競爭力，將工業(yè)設(shè)計引入機械設(shè)計可以使產(chǎn)品設(shè)計更具功能性和科學(xué)性，更好地體現(xiàn)藝術(shù)之美，更好地體現(xiàn)競爭和生命力以及更好地體現(xiàn)出產(chǎn)品設(shè)計中的人文主義趣味，工業(yè)設(shè)計同時考慮功能和美學(xué)藝術(shù)，這是產(chǎn)品設(shè)計的重要目標(biāo)。同時當(dāng)產(chǎn)品的功能特性相同時，藝術(shù)性將是該產(chǎn)品的重要優(yōu)勢。

從機械產(chǎn)品設(shè)計的角度來看，它主要用于反映產(chǎn)品的功能并確保產(chǎn)品的機械性能。從傳統(tǒng)機械設(shè)計產(chǎn)品的角度來看，它們大多數(shù)具有良好的性能和質(zhì)量，但是它們?nèi)狈ν庥^并且經(jīng)常不能完全滿足人體工程學(xué)的要求。當(dāng)前通過機械設(shè)計知識生產(chǎn)的產(chǎn)品通常外觀很大，缺乏美觀以及缺乏人文關(guān)懷，并逐漸落后于現(xiàn)代市場的發(fā)展需求導(dǎo)致產(chǎn)品短缺，為了解決這些問題，有必要將機械設(shè)計和產(chǎn)品設(shè)計有效地結(jié)合起來，提倡并行協(xié)同設(shè)計的概念，并通過整合產(chǎn)品特性和技術(shù)原理以及外觀材料和其他設(shè)計內(nèi)容來實現(xiàn)整體優(yōu)化以及產(chǎn)品的進(jìn)度。具體的綜合應(yīng)用方法如下：人機工程學(xué)是工業(yè)設(shè)計理論中非常重要的一部分，人機工程學(xué)可以有效地提高機械設(shè)計產(chǎn)品的可操作性以減少人工的工作量，并提高機械的安全性和適應(yīng)性?？紤]到機械對人和環(huán)境的適應(yīng)性，可以全面提高產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率從而提高產(chǎn)品的市場競爭力[5]。

5 結(jié)語

工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計是兩個領(lǐng)域，但它們具有相似的內(nèi)容，有著密不可分的聯(lián)系，兩者有機結(jié)合形成了跨學(xué)科跨專業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計模型。根據(jù)時代趨勢和工業(yè)需求，工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計融合進(jìn)行更多的產(chǎn)品設(shè)計是我國工業(yè)發(fā)展的新趨勢，促進(jìn)了產(chǎn)品的美學(xué)和藝術(shù)性的發(fā)展，有助于提高工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量增強機械工業(yè)的競爭力，為改善為民族工業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。