產品創新設計

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摘要：企業產品創新設計是多學科、跨專業的系統工程。工業設計是工業革命的產物，是科學(教學案例，試卷，課件，教案)技術和文化藝術多學科交叉的新興學科，其核心任務是產品創新的概念設計和方案設計。西方發達國家把工業設計運用到產品實踐中，已形成系統的分工，產品創新設計為制造業發展作出了巨大的貢獻。改革開放30年，我國已成為世界重要的制造中心，有不少產品產量已居世界前列，但是同質化現象嚴重，技術含量和附加價值極低，大家對企業產品創新設計的具體內涵和運作方式沒有形成較為統一的認識。因此，迫切需要向西方學習，高校和企業共同努力，勇于改革和實踐，培養工業設計人才，營造更加科學(教學案例，試卷，課件，教案)和完善的產品創新設計體系。

關鍵詞：產品創新設計;概念;程序

隨著經濟的日益國際化，相同的材料、相同的加工技術、相同的產品功能要求，使工業產品越來越同質化。同質化現象的出現必定會很大程度影響整個行業的利潤空間，引發激烈的價格戰。面對產品同質化，發達國家的企業既重視吸收科學(教學案例，試卷，課件，教案)技術的最新成果，又重視本國、本民族文化藝術特色的傳承和發展。學科整合、系統集成創新，使工業產品不僅體現出相同的實用美和技術美，而且還表現出本民族或地域的文化特色。由此可見，產品創新設計是解決產品同質化問題的必要途徑，是提高制造業價值的重要手段。

一、企業產品創新設計的內涵

產品是人類維持生存的工具和用具，作為人造物，必然體現出人文價值。產品人文價值包含了產品的實用功能和精神功能。產品設計是人類為抵抗嚴酷的自然延伸自身生存與生產能力改善生活水平，而對工具與用具進行不斷地創新的過程。產品設計是人類社會賴以進步的重要文化創造，即一種物質性的文化創造。一切文化現象都是符號現象，所以，產品設計作為文化創造活動，自然是一種符號現象。產品設計作為一個完整的符號傳達系統，發信人是以設計師為代表的群體，其背后還有以委托人為代表的產品項目提供方。產品設計符號收信人是廣大的使用者群體。產品設計符號的信道是一個產品的大批量生產、銷售的渠道。產品設計的符號是由功能、結構、機構、材料、人機和數理(比例與尺度)五要素組成的。因此，產品設計是藝術設計和工程設計的綜合過程。現代制造業產品最終必須實現產品的商品化，所以，產品創新設計的根本目的就是實現產品的人文價值和經濟價值，即向消費者傳達設計師和生產商的信息，通過吸引消費者實現購買行為，達到經濟目的。根據多學科研究的成果，我們可以把企業產品創新設計的內容概括為產品技術創新設計、產品文化創新設計、產品人本創新設計和產品人機創新設計四個方面。

1產品的技術創新設計。技術是構成產品的關鍵要素，是實現產品實用功能的必要手段，是產品創新設計的核心，企業在激烈的市場競爭中，必須在產品包含的技術上不斷創新，以實現生存和發展。產品的技術創新設計常采用技術分解、改進、再重新構成這樣三步走的方法，被稱之為“技術構成”的方法。技術的發展有著時代的潮流與趨向。當通過技術構成來實現產品創新時，既需要掌握傳統優良技術成果，又需要把握產品技術發展的時代趨勢。當今，產品技術發展的潮流是數字化、智能化、網絡化，下一輪技術突破的浪潮，可能會在信息、生命和納米科學(教學案例，試卷，課件，教案)的交叉之中涌現。

2產品的文化創新設計。產品的形式是產品人文價值的綜合體現。產品形式無疑需要滿足實用功能的需求，但產品形式又不能唯實用功能而定。產品形式的精神功能(文化表述)，同樣是不可忽缺的。因此，產品形式設計(產品造型設計)必須兼顧其實用功能需求、形式之美和文化之美。產品文化設計的研究稱為文化構成設計。提高產品的文化內涵，通過在產品中巧妙地融入文化藝術元素以實現創新，已經成為一種產品設計和創新的主流思想。文化構成設計，需要深入研究與發掘中外文化的內容與特點。中華民族有5000年悠久歷史(教學案例，試卷，課件，教案)，文化沉淀深厚、內容豐富，是一座用之不竭的寶藏：有陰陽學說為主體，天人合一的道家思想;有以禮儀、中庸為主體的儒家學說;有以強調輪回、因果辯證關系的佛教思想;還有生產實踐和地域因素形成的民間文化和民俗文化。盡管這些傳統文化常常帶有封建迷信的色彩，盡管近代承受過“西方文明”百年凌辱史，但祖先創造的燦爛文化并沒有沒落，它是中華民族持續發展的潛在資源。我們應科學(教學案例，試卷，課件，教案)看待，取其精華，去其糟粕。在豐富多彩的文化表象中，含蓄大度、自然和諧、勸人為善的造物原則就是中華民族文化精神的集中體現。產品設計者首先應當努力發掘本國和民族的優秀文化傳統，并充分應用到產品的創新設計中去。同時，由于產品市場的國際化，必須了解產品面對人群所屬國家和民族的優秀傳統文化。使產品設計更有針對性和創造性。

3產品的人本創新設計。消費者需求是消費者在生理、心理各方面期望得到滿足的一種趨向。這種趨向可以引發消費動機，進而產生實際的消費行為，使產品最終實現經濟價值。產品人本創新設計，是順應時展，突出產品的個性化，滿足消費者多樣化的需求。設計者通過把用戶市場進行不同地域及不同用戶群體的細分，以及針對細分市場進行用戶需求的認真研究，充分挖掘不同用戶群體需求的個性特征，設計出滿足用戶獨特需求的新產品。這是產品實行高附加價值的重要手段。現代高技術與電子商務技術的結合，還將為個性化新產品與網絡化營銷的結合開辟廣闊前景。

4產品的人機創新設計。產品人機創新設計有兩個目的。(1)研究人·機·環境之間的和諧關系。人機交流是產品的人機界面，充分了解人與產品進行交流互動的操作方式和認知方式，力求人操作產品的安全性和舒適性，并努力提高產品使用效率。通過綠色設計，確保產品符合可持續性發展的要求。(2)通過研究人的形態與反應特征，仿生設計，為產品技術創新設計和人本創新設計提供元素。

二、企業產品創新設計的主要過程

企業產品創新設計的主要過程可以概括產品概念設計、產品方案設計、產品結構設計、產品材料與工藝設計和產品營銷設計五大步驟。

1產品概念設計。產品概念沒計首要任務是產品調研。產品調研是收集產品創新設計元素的過程，是產品定位(產品概念形成)的必要過程。

產品調研具體內容有消費者需求、產品實用功能，結構、材料與工藝、人機關系、市場信息、藝術造型規律、運輸、維護、相關法規，行業標準等。消費者需求調研，是產品人本創新設計重要依據。消費者需求是消費者在生理、心理各方面期望得到滿足的一種趨向，是引發消費動機，進而產生實際的消費行為。產品實用功能、結構調研，是對現有產品技術的解構，是產品技術構成創新設計(實用功能設計)的必然過程。產品實用功能調研內容主要是指產品的主要功能、輔助功能，功能的識別、使用、操作難易程度等。要求設計者了解從接觸產品到使用、評價整個過程中的消費者感受，以及同類產品的優缺點，以便自己在做設計的同時避免那些已經出現的錯誤。產品內部結構雖然不能決定產品形態，但是產品內部結構能決定產品形態不能是什么樣。一方面，結構影響著產品的實用功能，即使用的舒適性和可靠性;另一方面，在很大程度上影響著生產的工藝性，這里所說的工藝性是指能否用合理的成型方法生產制作所需的形狀、尺寸、精度，即工藝的合理性。材料與工藝調研，是產品創新設計物質化的必要手段。一方面，材料是實現產品功能的物質載體，材料的選擇恰當與否直接影響產品功能實現的可能性、可靠性和經濟性;另一方面，在構成產品造型的形、色、質三大感覺要素中，色彩和質感都與材料有著直接的關系，因此，材料在賦予產品、體現產品的美學和人文價值方面起著同樣的關鍵作用。對現有的生產工藝進行充分的了解，可以為下一步設計當中充分利用生產工藝特點做準備。產品人·機·環境關系分析，是產品人機創新設計確保用戶操作安全性和舒適性，確保產品符合可持續性發展的前提。市場信息調查是運用一定的科學(教學案例，試卷，課件，教案)方法收集、整理、分析各類市場信息的過程。作為信息載體的產品。除了承載著固有的物質功能外，還承載著重要的品牌文化，對自身品牌及競爭品牌作全面細致的對比分析，對于進一步掌握市場發展變化的規律和趨勢有著重要意義，可以為企業進行市場預測和決策提供可靠的數據和資料，進而幫助企業確立正確的品牌發展戰略及產品研發計劃。藝術造型規律調研，是對產品自然發展史的文化解構，是產品文化構成創新設計(精神功能設計)的必要參考。運輸、維護、相關法規、行業標準等調研，是產品商品化的必要手段。

產品定位，即產品概念設計的定案。產品定位往往不是唯一的，但作為一項設計任務，一個最終的產品卻是唯一的。因此，產品定位的臺理化決定整個產品工程的成敗。產品定位必須遵循實用，經濟、美觀、舒適安全、綠色、文化認同等美學原則，由企業內部管理人員、設計師、用戶代表、營銷人員和有關專家組成評審組，對產品調研報告進行公正合理的評判，確保產品的科學(教學案例，試卷，課件，教案)定位;同時指導確定產品創新設計的具體任務書。這部分工作由工業設計師主持，并在產品開發設計的各類人才和消費者代表的通力合作下完成。

2產品方案設計。產品方案設計是按產品定位的既定目標，對產品進行形態設計的過程，其主要任務是產品的功能設計。產品功能包含產品的實用功能和精神功能。產品功能設計具體為產品實用功能設計和產品造型設計。產品實用功能設計是產品技術的重構和創新，主要屬于工程設計的范疇;產品造型設計是對產品所有創新元素的集成創新，主要屬于藝術設計的范疇。產品創新設計成果最終集中體現在產品的形態中，所以，產品方案設計是產品創新設計必不可少的途徑。方案設計是在產品符號科學(教學案例，試卷，課件，教案)編碼的基礎上，即滿足實用功能最基本的結構、機構、材料與工藝、人機關系、價格等因素的制約，按產品語義學和產品語構學規則，對產品最終形態進行藝術編碼。方案設計在對產品最終形態進行藝術構思過程中，一方面要正確面對實用功能;另一方面必須遵循該類產品造型規律所昭示的趨勢，正確面對特定使用群的文化背景和生活方式等人文藝術因素的制約。該過程中，必要時還需制作草模型(概念模型)，協調理性與感性、視覺與觸覺的關系。人機界面設計在不破壞整體造型風格的前提下，須充分滿足實用功能、安全、經濟、環保、人文識別、企業形象等因素的要求。針對不同產品，創新設計的側重點有較大的差異。在保證產品合適的實用功能前提下，消費品制造業更注重產品的精神功能，創新設計偏向產品的造型設計，設計追求品味和流行時尚。裝備制造業則更注重產品的實用功能，創新設計偏向產品的工程設計，其產品造型設計有別于消費品制造業，主要特征表現在：1.物質功能明確，不刻意追求藝術表現;2.受技術與成本因素制約，造型可變空間小(由于產品批量小，材料以金屬板材、型材等為主，加工工藝以鑄、鍛、焊、鉚、折、彎、剪切等冷熱工種為主，造型不像塑料制品那么自如);3.由于產品一般體積大、工作強度大，對產品操作的人·機·環境協調性要求很高(盡管我國企業對此仍不太重視)。

方案構思初步階段，工業設計師一般徒手繪制產品方案。隨著方案的深入，工業設計師會用相關CAD/CAM軟件在電腦中虛擬產品方案的三維效果，結合草模型進行理性與感性的分析。最終方案一般須制作設計評價模型。設計評價模型制作，視產品具體情況確定。體積較小的產品，采用原型制作方法。原型制作是嚴格按照既定方案的結構、機構、形態、色彩、材質和標識制作樣品的過程。裝備制造業產品一般體積較大，常常采用仿真模型制作方法。仿真模型制作是盡量按照既定方案的結構、機構、形態、色彩、材質和標識制作等比縮小樣品的過程。由企業內部管理人員、設計師、用戶代表、營銷人員和有關專家組成的評審組，面對產品最終方案的設計評價模型，圍繞產品材料與工藝、人·機·環境、生產成本、精神功能、可持續性等重要因素進行深入細致地科學(教學案例，試卷，課件，教案)評議。方案認定或修正之后，必須繪制精確的外觀三視圖，作為產品結構設計的出發點。這部分工作由工業設計師全面負責完成。

3.產品結構設計。結構設計是對最終構思方案的實用功能和形態進行技術規劃和科學(教學案例，試卷，課件，教案)驗證的過程。如果說方案設計是處理產品系統與外部要素關系的過程，那么產品結構設計就是處理產品系統內部要素關系的過程。產品實用功能和形態已經確定，結構設計須實現其實用功能，并充分體現其方案藝術設計的成果(除非方案被證實有違技術規范)。由于工程技術的可選擇性，產品內部結構、機構和用材都不是唯一的，可以通過有限元等現代機械設計原則進行規劃。該過程須繪制產品總裝圖、部件圖和零件圖設計，并對產品外觀形狀進行理性分析和微觀調整。這部分工作在工業設計師的參與下，由結構工程師全面負責完成。

4.產品材料與工藝設計。產品材料與工藝是提高產品質量的關鍵所在。產品材料與工藝設計是運用材料科學(教學案例，試卷，課件，教案)與技術學科和機械工程學科的知識和技能對產品材料和工藝進行合理配置的過程。產品質量的優劣，首先取決于選用材料的質量，也就是說，如果沒有性能優良的材料，即使設計和工藝很先進，也制造不出優良的產品。產品材料設計(選擇)的依據：1.充分滿足使用性能的要求;2.具有良好的工藝性能;3.保證產品總成本的降低;4.綠色環保的需求;5.環境耐候性能的要求。工藝設計的主要任務是為組成產品的零件選擇合理的加工方法和加工順序，以便能按方案設計要求生產出合格的產品。工藝設計的主要內容有：(1)選擇加工方法及采用的機床、刀具、夾具和其他工裝設備等;(2)安排合理的加工順序;(3)選擇基準，確定加工余量和毛坯，計算工序尺寸和公差;(4)選用合理的切削用量;(5)計算時間定額和加工成本;(6)編制包含上述所有資料的工藝文件。這部分工作在工業設計師的參與下，由制造工藝工程師全面負責完成。

5.產品營銷設計。商品由產品、包裝、使用說明書及相關服務等組成。產品成為商品，必須進行合理的營銷設計。產品包裝設計和營銷方式設計是產品營銷設計的主要內容。包裝及相關說明書一般納入產品包裝設計范疇。在企業形象識別規范的指導下，通過包裝設計的創意和技術表達，將精良的產品通過合適的方式推銷到顧客手中，使顧客有效地使用產品而獲得最大的滿足，同時使企業經營獲得更高的利潤。這部分工作在工業設計師和銷售工程師的參與下，由藝術設計師全面負責完成。